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Reinterpretation of CMS searches in proton collisions at a center of mass energy of 13 TeV for the phenomenological MSSM
No full textDespite its remarkable success, the Standard Model (SM) leaves several fundamental
questions unanswered, such as the nature of dark matter and the
hierarchy problem. Supersymmetry (SUSY) is an extremely well-motivated
extension of the SM that addresses these shortcomings by postulating a symmetry
between bosons and fermions, predicting superpartners for all SM particles.
This thesis presents the reinterpretation of results from a previous search for
SUSY, conducted at IFCA, within the framework of the 19-parameter phenomenological
Minimal Supersymmetric Standard Model (phenomenological
MSSM or pMSSM). The search was originally designed in the context of
simplified SUSY models, targeting chargino and slepton pair production via
electroweak interactions, as well as top-squark pair production in compressed
spectra. The analysis used proton-proton collision data collected with the
CMS detector at the CERN LHC between 2016 and 2018, corresponding to
an integrated luminosity of 138 fb−1. The search of interest consists of two
isolated, oppositely charged leptons (electrons or muons) and large missing
transverse momentum, a distinct signature of the presence of weakly interacting
stable particles, such as the lightest neutralino.
The stransverse mass (mT2) parameter was employed as the primary discriminant,
and a maximum-likelihood combined fit across multiple signal regions,
in terms of missing transverse momentum, jet multiplicity, and b-tagged jets,
to constrain the Standard Model backgrounds and test for SUSY signals. No
significant deviation was observed. Exclusion limits at 95% confidence level
were set, ruling out chargino masses up to 1100 GeV and slepton masses
up to 700 GeV for a massless neutralino.
This work describes the software framework required to reinterpret these results
in the pMSSM, providing crucial input for constraining its parameter
space.A pesar de su notable éxito, el Modelo Estándar (ME) deja varias preguntas
fundamentales sin respuesta, como la naturaleza de la materia oscura y el
problema de la jerarquía. La Supersimetría (SUSY) es una extensión del ME
extremadamente bien motivada que aborda estas deficiencias al postular una
simetría entre bosones y fermiones, prediciendo super compañeros para todas
las partículas del ME.
Esta tesis presenta la reinterpretación de los resultados de una búsqueda
previa de SUSY, realizada en el IFCA, dentro del marco del Modelo Supersimétrico Mínimo Fenomenológico de 19 parámetros (MSSM fenomenológico
o pMSSM). La búsqueda fue diseñada originalmente en el contexto de modelos
SUSY simplificados, dirigida a la producción de pares de charginos y
sleptones mediante interacciones electrodébiles, así como a la producción de
pares de top-squarks en espectros comprimidos. El análisis utilizó datos de
colisiones protón-protón recopilados con el detector CMS del LHC del CERN
entre 2016 y 2018, correspondientes a una luminosidad integrada de 138 fb−1.
La búsqueda de interés consiste en dos leptones (electrones o muones) aislados,
de carga opuesta y gran momento transversal faltante, una firma distintiva
de la presencia de partículas estables débilmente interactivas, como
el neutralino más ligero.
El parámetro de masa transverso (mT2) se empleó como el discriminante
principal, y un ajuste combinado de máxima verosimilitud a través de
múltiples regiones de señal, en términos de momento transversal faltante,
multiplicidad de jets y jets etiquetados como b, para restringir los fondos
del Modelo Estándar y probar las señales de SUSY. No se observó ninguna
desviación significativa. Se establecieron límites de exclusión con un nivel de
confianza del 95%, que descartan masas de chargino de hasta 1100 GeV y
masas de sleptón de hasta 700 GeV para un neutralino sin masa.
Este trabajo describe el marco de software necesario para reinterpretar estos
resultados en el pMSSM, proporcionando una contribución crucial para
restringir su espacio de parámetros.Máster en Física de Partículas y del Cosmo
Classification and derivation of AGN properties using machine learning techniques
Full text linkEl uso de algoritmos de Machine Learning se ha consolidado en astronomía como una
herramienta esencial capaz de tratar los volúmenes de datos que ésta genera. En este trabajo
se explora la aplicación de métodos supervisados y no supervisados en la caracterización de
fuentes astronómicas por medio de catálogos multifrecuencias. Así, se usaron DES, VISTA,
WISE y XMM-Newton como catálogos principales, además de SDSS y 2MASS en los datos
de validación.
Se aplicaron técnicas de reducción de dimensionalidad por medio de una PCA, junto a
métodos de clustering tales como Random Forest no supervisado y HDBSCAN para analizar
la capacidad de separar galaxias, cuásares y estrellas, usando únicamente información
fotométrica y flujos en rayos X. Además, se implementaron modelos de regresión basados
en Random Forest para la predicción de magnitudes en el infrarrojo medio y de parámetros
físicos derivados del ajuste de SEDs con CIGALE tales como la masa estelar, el SFR o la
fracción de AGN.
Los resultados valoran la incorporación de flujos en rayos X como una mejora sustancial
en la separación de poblaciones a costa de la reducción de estas mismas. Como remedio, se
añadió el uso de límites superiores, resultando en la introducción de ruido. En regresión,
la magnitud K resultó clave para la predicción en el infrarrojo medio y las propiedades
como la masa o la luminosidad estelar parecen responder bien a los métodos predictivos.
Este estudio confirma la utilidad de los métodos de Machine Learning en astronomía, a la
vez que señala sus limitaciones y posibles mejoras con datos más profundos, numerosos y
modelos más avanzados.The use of Machine Learning algorithms has become a consolidated and essential tool
in astronomy, capable of handling the large volumes of data generated. In this work, we
explore the application of supervised and unsupervised methods for the characterization
of astronomical sources through multiwavelength catalogs. The main datasets employed
were DES, VISTA, WISE, and XMM-Newton, complemented with SDSS and 2MASS for
validation. Dimensionality reduction techniques were applied using PCA, combined with clustering
methods such as unsupervised Random Forest and HDBSCAN, to analyze the ability to
separate galaxies, quasars, and stars using only photometric information and X-ray fluxes.
In addition, Random Forest regression models were implemented to predict mid-infrared
magnitudes and physical parameters derived from SED fitting with CIGALE, such as stellar
mass, SFR, and AGN fraction. The results highlight the inclusion of X-ray fluxes as a substantial improvement for source separation, although at the cost of reduced sample size. As a solution, upper limits were introduced, but these led to additional noise. For regression tasks, the K-band magnitude proved to be key for mid-infrared predictions, while properties such as stellar mass and luminosity showed good consistency with predictive models. This study confirms the usefulness of Machine Learning methods in astronomy, while also pointing out their limitations and the potential for improvement with deeper, larger datasets and more advanced models.Máster en Física de Partículas y del Cosmo
Building of transformer-based RUL predictors supported by explainability techniques: application on real industrial datasets
Full text linkOne of the key aspects of Industry 4.0 is using intelligent systems to optimize manufacturing processes by improving productivity and reducing costs. These systems have greatly impacted in different areas, such as demand prediction and quality assessment. However, the prognostics and health management of industrial equipment is one of the areas with greater potential. This paper presents a comparative analysis of deep learning architectures applied to the prediction of the remaining useful life (RUL) on public real industrial datasets. The analysis includes some of the most commonly employed recurrent neural network variations and a novel approach based on a hybrid architecture using transformers. Moreover, we apply explainability techniques to provide comprehensive insights into the model's decision-making process. The contributions of the work are: (1) a novel transformer-based architecture for RUL prediction that outperforms traditional recurrent neural networks; (2) a detailed description of the design strategies used to construct the models on two under-explored datasets; (3) the use of explainability techniques to understand the feature importance and to explain the model's prediction and (4) making models built for reproducibility available to other researchers.This article is co-funded by the Spanish Government and FEDER funds (AEI/FEDER, UE) under grant PID2021-124502OB-C42 (PRESECREL); the predoctoral program “Concepción Arenal del Programa de Personal Investigador en formación Predoctoral” funded by Universidad de Cantabria and Cantabria’s Government (BOC 18-10-2021); the European Regional Development Fund (ERDF) through the Innovation and Digital Transition Programme (COMPETE 2030) under Portugal 2030; and by National Funds through the FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologia, I.P. (Portuguese Foundation for Science and Technology) within project F
Bioenergy potential of pampa grass waste: combustion properties and economic-environmental considerations
Full text linkThe EU is addressing the invasive Cortaderia selloana (CS) due to its high management costs and large waste generation. This study evaluates CS waste as a feedstock for bioenergy production through direct combustion. Thermochemical parameters, including heating values, moisture and ash content, bulk density, adiabatic flame temperature (AFT), and fuel value index, were analyzed to assess combustion performance. Biomass yield, energy output, and the economic and environmental feasibility of CS combustion were also evaluated. Results show that optimal combustion requires a moisture content below 31.70 %. The average dry biomass yield was 10.21 ± 1.22 Mg ha-1 yr-1, equivalent to 166 GJ ha-1 y r-1. The process becomes economically viable when electricity prices exceed 107 € MWh-1. Emission analysis revealed low CO, CO2, and SO2 levels but elevated NOx emissions. Overall, CS waste represents a sustainable bioenergy resource and an environmentally friendly strategy for non-chemical control of this invasive species.This research was funded by Solvay, under projects 3399 and 3824, EUROPEAN COMMISSION, Marie Sklodowska-Curie Actions—RISE, grant number 101007733 (CELISE project) and Government of Cantabria “Bridge Projects 2023” (PID2022-138142OB-I00)
Scoping review of space-time population trends: From a polarised model to a systemic perspective
Full text linkLa evolución de la población en el territorio con perspectiva multiescalar es un tema destacado que tiene una presencia constante en la sociedad, tanto en las agen-das políticas como en las realidades experimentadas por la población en sus espa-cios vividos. Sobre esta base, se realiza una revisión bibliográfica exploratoria de 106 publicaciones, del periodo 2014-2024, que consideran los patrones espacio-temporales de la población como objeto de investigación. La revisión documental se sistematiza mediante un formulario Survey 123 y un cuadro de mando imple-mentado con ArcGIS Dashboards (Esri), que se ofrece accesible a la comunidad investigadora para su consulta interactiva (enlace web). Los resultados demuestran el peso de las metodologías cuantitativas (80%), la contribución de los Sistemas de Información Geográfica a la representación de los patrones espaciales (67%), la especialidad temática de las investigaciones -en las que predominan los estudios sobre despoblación (52%)- y son significativas también las investigaciones sisté-micas sobre contrastes demográfico-territoriales, que representan un 15% de las contribuciones analizadas. Las publicaciones sobre áreas urbanas (33%) abordan el crecimiento demo-espacial (21%), las áreas metropolitanas (8%) y la población a nivel intraurbano (4%).The evolution of the population in the territory is an essential issue. This is a recurring theme that has a significant impact on society, both in terms of political agendas and in the local context of the population in their neighbourhoods. This topic is of particular importance when viewed from a multi-scalar perspective. This contribution presents a scoping review of 106 scientific publications on the spatial patterns of population. The scoping review is systematized through a Survey 123 form and a dashboard implemented with ArcGIS Dashboards (Esri), which is ac-cessible to the research community for interactive queries through a web browser. The results demonstrate the importance of quantitative methodologies (80%), the contribution of Geograph-ic Information Systems to the representation of spatial patterns (67%), the thematic speciality of the research, in which studies on depopulation predominate (52%), and systemic contributions on demographic-territorial contrasts are also significant (15% of the contributions analysed). The publications concerning urban areas (33%) concentrate on urban growth (21%), metropolitan areas (8%) and intra-urban analysis (4%).Proyecto P257 PAR Individual: Spatial pattern analysis in Human Geography using geotechnologies (HUMAN-GEOTECH). Licencia ArcGIS Online de la Universidad de Cantabria
Isometric classification of the Lp -spaces of infinite dimensional Lebesgue measure
No full textWe investigate the isometric structure of L p-spaces for the infinite-dimensional Lebesgue measure (RN) Under the continuum hypothesis (CH) we proveL p p(c, L p[0, 1]), where c denotes the cardinality of the continuum, and without CH we obtain an isometric, complemented copy of p(c, L p[0, 1]) inside L p. In a general ramework, we characterize precisely when L p = p(L p[0, 1]) and classify all such isometries.The authors would like to thank Prof. Krzysztof C. Ciesielski for his insightful and meaningful comments, which contributed to the main result of this paper, Theorem 2.4. His feedback also provided valuable input toward the proof of Theorem A.1 in the Appendix section and helped improve the formulation of Theorem A.7. Additionally, we appreciate his suggestions, which enhanced the overall presentation of this paper. We also express our gratitude to Prof. Mingu Jung for his helpful comments regarding the classification of isometric isomorphisms in Theorem 4.5, which contributed to clarifying our discussion on this topic. We also thank two anonymous referees whose insightful comments helped improve considerably the presentation, scope and results of this paper. The second author has been supported by the Research Grant PID2024–155890NB-I00 of the Spanish Ministry of Science and Innovation and by the Institute of Interdisciplinar Mathematics of Complutense University
Implementation of image reconstruction algorithms for a proton tomography system based on LGAD technology
Full text linkEste trabajo se ha desarrollado con el objetivo de implementar algoritmos de reconstrucción de imagen mediante el estudio de las trayectorias de protones en un sistema de tomografía protónica simulado, como técnica de planificación de tratamientos oncológicos de proton-terapia. Para ello, se busca desarrollar, en última instancia, algoritmos que permitan la reconstrucción de imágenes tridimensionales de tejidos colocados en el centro del sistema de detección. La peculiaridad de este sistema reside en el uso de detectores LGAD para la obtención de datos temporales precisos, de entorno a 30 ps, que resultan clave en este método. Para realizar el estudio, se ha empleado la herramienta Geant4 para crear un entorno de simulación que reproduzca las condiciones necesarias para el estudio, así como los fenómenos físicos que suceden en él. El trabajo cuenta con tres pilares fundamentales en cuanto a desarrollo: 1ª, adaptación de la simulación ya existente a un sistema más fiel a la realidad y con las implementaciones necesarias para el posterior trabajo ; 2ª, desarrollo de algoritmos de reconstrucción de trazas para poder obtener información de las partículas emitidas; y 3ª, implementación de un algoritmo de imagen por mapeo basado en la voxelización y posterior estudio de propiedades del espacio de estudio del sistema.This work has been developed with the aim of implementing image reconstruction algorithms by studying proton trajectories in a simulated proton tomography system as a technique for planning proton therapy cancer treatments. To this end, the aim is to develop algorithms that enable the reconstruction of three-dimensional images of tissues placed in the center of the detection system. The peculiarity of this system lies in the use of LGAD detectors to obtain accurate temporal data, around 30 ps, which are key to this method. To carry out the study, the Geant4 tool was used to create a simulation environment that reproduces the conditions necessary for the study, as well as the physical phenomena that occur in it.
The work has three fundamental pillars in terms of development: 1) adaptation of the existing simulation to a system that is more faithful to reality and with the necessary implementations for subsequent work; 2) development of trace reconstruction algorithms to obtain information on the emitted particles; and 3) implementation of an image mapping algorithm based on voxelization and subsequent study of the properties of the system’s study space.Máster en Física de Partículas y del Cosmo
Tiktokers and non-normative sexualities: the role of content creators
Full text linkEn la actualidad TikTokes la red social más popular entre adolescentes en España, por lo que podría representar un recurso educativo clave para la representación y aceptación de diversas realidades. Este estudio analiza el discurso de los/as que hoy en día son algunos/as de losreferentes LGTB+ con mayor alcance en TikTokEspaña (11 participantes), utilizando un enfoque cualitativo y la técnica de análisis de contenido. Los resultados muestran una representación diversa y positiva, donde los/as referentes abordan temas que promueven la inclusión y visibilidad de sexualidades no normativas. A pesar de esto, también se observan ocasionalmente estereotipos, que suelen ser desafiados por los/as propios/as creadores/as. En conclusión, TikTokparece ser un espacio generalmente seguro para la comunidad LGTB+; además, este estudio subraya el potencial de los/as referentes en redes sociales como agentes de cambio positivo en la promoción de sociedades más inclusivas y comprensivas.TikTok is the most popular social network among teenagers in Spain, positioning itself as a key platform for the representation and acceptance of diverse realities. This study analyses the content of eleven LGTB+ referents with the greatest reach on TikTokSpain, using a qualitative approach and the technique of content analysis. The results show a diverse and positive representation, where the referents address issues that promote the inclusion and visibility of non-normative sexualities. Despitethis, stereotypes are also occasionally observed, which are often challenged by the creators themselves. In conclusion, TikTok consolidates itself as a generally safe space for the LGTB+ community and underlines the potential of social media referrers as agents of positive change in promoting more inclusive and understanding societies.TikTok est actuellement le réseau social le plus populaire auprès des adolescents en Espagne. Il pourrait donc constituer une ressource éducative essentielle pour la représentation et l'acceptation de réalités diverses. Cette étude analyse le discours de ceux qui figurent parmi les modèles LGBT+ les plus largement diffusés sur TikTok Espagne (11 participants), à l'aide d'une approche qualitative et de techniques d'analyse de contenu. Les résultats montrent une représentation diversifiée et positive, où les modèles abordent des sujets favorisant l'inclusion et la visibilité des sexualités non normatives. Malgré cela, des stéréotypes sont parfois observés, souvent remis en question par les créateurs eux-mêmes. En conclusion, TikTok apparaît comme un espace globalement sûr pour la communauté LGBT+; de plus, cette étude souligne le potentiel des modèles des réseaux sociaux comme agents de changement positif pour promouvoir des sociétés plus inclusives et plus compréhensives.Este trabajo ha sido posible gracias al apoyo económico de un contrato predoctoral “Concepción Arenal”, financiado por la Consejería de Educación, Formación Profesional y Universidades de Cantabria
On homicide, forensic practice, and forensic discourse in Madrid
Full text linkThe judicial and legal records of early modern Spain are a valuable source of information on criminal investigative practices prior to the emergence of modern forensic science in the nineteenth century. Drawing on court records from Madrid’s highest tribunal during the early modern period, and particularly those dealing with domestic violence, this essay sheds light on the investigative process and the forensic techniques employed by justice officials and medical personnel in the search for criminal evidence. It also considers written testimonies in the form of memorials and “forensic discourses” written by judges and prosecutors, with the aim of highlighting the importance of the forensic function in the resolution of criminal cases. Forensic technology was used as a means of “knowing the truth” but was also an essential component of the administration of justice.European Research Council under Horizon 2020 (ERC2017-Advanced Grant 787015
Implementation and validation of the post-quantum cryptographic algorithm FIPS 203
Full text linkEl presente Trabajo Fin de Grado presenta el estudio, diseño e implementación del esquema criptográfico ML-KEM, uno de los algoritmos seleccionados por el NIST dentro del proceso de estandarización de criptografía post- cuántica. A partir del análisis del estándar FIPS 203, se implementan de manera modular todas las funciones necesarias para el funcionamiento del esquema, incluyendo las transformaciones NTT, los mecanismos de muestreo determinista, los procedimientos de compresión y codificación, y las operaciones internas K-PKE sobre las que se construyen las funciones de encapsulación y desencapsulación.
La implementación se desarrolla íntegramente en lenguaje C, manteniendo correspondencia directa con los algoritmos oficiales y permitiendo su adaptación a los distintos conjuntos de parámetros definidos en el estándar. Asimismo, se realizan mediciones de rendimiento mediante ciclos de CPU, evaluando la eficiencia de las distintas fases del esquema.
El trabajo proporciona una comprensión detallada del funcionamiento de ML-KEM y una base práctica que permite estudiar, depurar o extender el algoritmo en entornos reales. El código completo se incluye en el anexo como referencia técnica para futuras ampliaciones o desarrollos.This Final Degree Project presents the study, design, and implementation of the ML-KEM cryptographic scheme, one of the algorithms selected by NIST within the post-quantum cryptography standardization process. Based on the analysis of the FIPS 203 standard, all the functions required for the operation of the scheme are implemented, including the NTT transformations, deterministic sampling mechanisms, compression and encoding procedures, and the internal K-PKE operations on which the encapsulation and decapsulation functions are built.
The implementation is developed entirely in the C programming language, maintaining a direct correspondence with the official algorithms and allowing adaptation to the different parameter sets defined in the standard. Performance measurements using CPU cycle counts are carried out to evaluate the efficiency of the different stages of the scheme.
This work provides a detailed understanding of the ML-KEM scheme and offers a practical foundation that enables studying, debugging, or extending the algorithm in real environments. The complete source code is included in the appendix as a technical reference for future extensions or developments.Grado en Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicació