Properties of the Higgs boson with mass near 125 $$\,\text {GeV}$$ are measured in proton-proton collisions with the CMS experiment at the LHC. Comprehensive sets of production and decay measurements are combined. The decay channels include $$\gamma \gamma $$ , $$\mathrm{Z}\mathrm{Z}$$ , $$\mathrm{W}\mathrm{W}$$ , $$\tau \tau $$ , $$\mathrm{b} \mathrm{b} $$ , and $$\mu \mu $$ pairs. The data samples were collected in 2011 and 2012 and correspond to integrated luminosities of up to 5.1 $$\,\text {fb}^\text {-1}$$ at 7 $$\,\text {TeV}$$ and up to 19.7 $$\,\text {fb}^\text {-1}$$ at 8 $$\,\text {TeV}$$ . From the high-resolution $$\gamma \gamma $$ and $$\mathrm{Z}\mathrm{Z}$$ channels, the mass of the Higgs boson is determined to be $$125.02\,^{+0.26}_{-0.27} \,\text {(stat)} \,^{+0.14}_{-0.15} \,\text {(syst)} \,\text {GeV} $$ . For this mass value, the event yields obtained in the different analyses tagging specific decay channels and production mechanisms are consistent with those expected for the standard model Higgs boson. The combined best-fit signal relative to the standard model expectation is $$1.00\,\pm 0.09\,\text {(stat)} \,^{+0.08}_{-0.07}\,\text {(theo)} \,\pm 0.07\,\text {(syst)} $$ at the measured mass. The couplings of the Higgs boson are probed for deviations in magnitude from the standard model predictions in multiple ways, including searches for invisible and undetected decays. No significant deviations are found.

The jet fragmentation function of inclusive jets with transverse momentum ${p}_{\mathrm{T}}$ above $100\phantom{\rule{0.28em}{0ex}}\text{GeV}/c$ in PbPb collisions has been measured using reconstructed charged particles with ${p}_{\mathrm{T}}$ above $1\phantom{\rule{0.28em}{0ex}}\text{GeV}/c$ in a cone of radius 0.3 around the jet axis. A data sample of PbPb collisions collected in 2011 at a nucleon-nucleon center-of-mass energy of $\sqrt{{s}_{{}_{\mathit{NN}}}}=2.76\phantom{\rule{0.28em}{0ex}}\text{TeV}$ corresponding to an integrated luminosity of $150\phantom{\rule{0.28em}{0ex}}\ensuremath{\mu}{\mathrm{b}}^{\ensuremath{-}1}$ is used. The results for PbPb collisions as a function of collision centrality and jet transverse momentum are compared to reference distributions based on $\mathit{pp}$ data collected at the same center-of-mass energy in 2013, with an integrated luminosity of $5.3\phantom{\rule{0.28em}{0ex}}{\text{pb}}^{\ensuremath{-}\text{1}}$. A centrality-dependent modification of the fragmentation function is found. For the most central collisions, a significant enhancement is observed in the PbPb/$\mathit{pp}$ fragmentation function ratio for charged particles with ${p}_{\mathrm{T}}$ less than $3\phantom{\rule{0.28em}{0ex}}\text{GeV}/c$. This enhancement is observed for all jet ${p}_{\mathrm{T}}$ bins studied.

A bstract Jet fragmentation in pp and PbPb collisions at a centre-of-mass energy of 2.76 TeV per nucleon pair was studied using data collected with the CMS detector at the LHC. Fragmentation functions are constructed using charged-particle tracks with transverse momenta p T > 4 GeV/ c for dijet events with a leading jet of p T > 100 GeV/ c . The fragmentation functions in PbPb events are compared to those in pp data as a function of collision centrality, as well as dijet- p T imbalance. Special emphasis is placed on the most central PbPb events including dijets with unbalanced momentum, indicative of energy loss of the hard scattered parent partons. The fragmentation patterns for both the leading and subleading jets in PbPb collisions agree with those seen in pp data at 2.76 TeV. The results provide evidence that, despite the large parton energy loss observed in PbPb collisions, the partition of the remaining momentum within the jet cone into high- p T particles is not strongly modified in comparison to that observed for jets in vacuum.

A peaking structure in the J/psi phi mass spectrum near threshold is observed in B(+/-) to J/psi phi K(+/-) decays, produced in pp collisions at sqrt(s) = 7 TeV collected with the CMS detector at the LHC. The data sample, selected on the basis of the dimuon decay mode of the J/psi, corresponds to an integrated luminosity of 5.2 inverse femtobarns. Fitting the structure to an S-wave relativistic Breit-Wigner lineshape above a three-body phase-space nonresonant component gives a signal statistical significance exceeding five standard deviations. The fitted mass and width values are m = 4148.0 +- 2.4 (stat.) +- 6.3 (syst.) MeV and Gamma = 28 +15 -11 (stat.) +- 19 (syst.) MeV, respectively. Evidence for an additional peaking structure at higher J/psi phi mass is also reported.

The inclusive cross section for top-quark pair production measured by the CMS experiment in proton–proton collisions at a center-of-mass energy of 7 TeV is compared to the QCD prediction at next-to-next-to-leading order with various parton distribution functions to determine the top-quark pole mass, mtpole, or the strong coupling constant, αS. With the parton distribution function set NNPDF2.3, a pole mass of 176.7−3.4+3.8GeV is obtained when constraining αS at the scale of the Z boson mass, mZ, to the current world average. Alternatively, by constraining mtpole to the latest average from direct mass measurements, a value of αS(mZ)=0.1151−0.0032+0.0033 is extracted. This is the first determination of αS using events from top-quark production.

A search for the resonant production of high-mass photon pairs is presented. The search focuses on spin-0 and spin-2 resonances with masses between 0.5 and 4.5 TeV, and with a width, relative to the mass, between 1.4E-4 and 5.6E-2. The data sample corresponds to an integrated luminosity of 12.9 inverse femtobarns of proton-proton collisions collected with the CMS detector in 2016 at a center-of-mass energy of 13 TeV. No significant excess is observed relative to the standard model expectation. The results of the search are combined statistically with those previously obtained in 2012 and 2015 at sqrt(s) = 8 and 13TeV, respectively, corresponding to integrated luminosities of 19.7 and 3.3 inverse femtobarns, to derive exclusion limits on scalar resonances produced through gluon-gluon fusion, and on Randall-Sundrum gravitons. The lower mass limits for Randall-Sundrum gravitons range from 1.95 to 4.45 TeV for coupling parameters between 0.01 and 0.2. These are the most stringent limits on Randall-Sundrum graviton production to date.

A bstract A search for exclusive or semi-exclusive γγ production, pp → p (*) + γγ + p (*) (where p * stands for a diffractively-dissociated proton), and the observation of exclusive and semi-exclusive e + e − production, pp → p (*) + e + e − + p (*) , in proton-proton collisions at $ \sqrt{s}=7 $ TeV, are presented. The analysis is based on a data sample corresponding to an integrated luminosity of 36 pb −1 recorded by the CMS experiment at the LHC at low instantaneous luminosities. Candidate γγ or e + e − events are selected by requiring the presence of two photons or a positron and an electron, each with transverse energy E T > 5 . 5 GeV and pseudorapidity | η | < 2 . 5, and no other particles in the region | η | < 5 . 2. No exclusive or semi-exclusive diphoton candidates are found in the data. An upper limit on the cross section for the reaction pp → p (*) + γγ + p (*) , within the above kinematic selections, is set at 1.18 pb at 95% confidence level. Seventeen exclusive or semi-exclusive dielectron candidates are observed, with an estimated background of 0 . 85 ± 0 . 28 (stat.) events, in agreement with the QED-based prediction of 16 . 3 ± 1 . 3 (syst.) events.