Не мышонка, не лягушку, а неведому зверюшку

Joe Incandela

Исследования ученых Европейского центра ядерных исследований (ЦЕРН) показали, что вероятность существования бозона Хиггса, также известного как частица Бога, соответствует 5 сигма, что соответствует статусу научного открытия. Заявление об этом сделал представитель проводящей эксперименты группы ученых "Си-эм-эс” (CMS) Джо Инкандела на семинаре, прошедшем в штаб-квартире ЦЕРН. "Речь идет о предварительных результатах, но мы думаем, что они значительны", — отметил он.

Факт открытия частицы, которая, согласно стандартной модели физики, создала всю массу Вселенной, признают и британские физики. ”Я могу подтвердить факт обнаружения частицы, соответствующей теории бозона Хиггса”, — прокомментировал сенсационное открытие исполнительный директор британского Совета по науке и технологии Джон Уомерсли на пресс-конференции в Лондоне.

Доказательство существования так называемой частицы Бога станет недостающим звеном в теории об устройстве Вселенной, принятой большинством ученых. Согласно этой версии, Вселенная возникла под влиянием поля Хиггса, которое придает материи массу. Это поле невозможно уловить приборами, и единственным доказательством его существования должно стать открытие бозона Хиггса. Как считают физики, после Большого взрыва, положившего начало Вселенной 13,7 миллиарда лет назад, сила, порождающая бозон Хиггса, дала начало образованию галактик, звезд и планет из изначального хаоса.

"Бозон Хиггса нужен нам, чтобы объяснить, что такое масса. Но, на самом деле, мы нуждаемся в нем, чтобы понять Вселенную, — объясняет мотивы ученых физик элементарных частиц из Ливерпульского университета Тара Ширс. — Не будь у частиц массы, не было бы звезд, галактик и даже атомов. Открытие подтвердит, что мы применяем правильный подход, чтобы понять и объяснить Вселенную”.

При этом, ученые признают, что, хотя собранных на коллайдере данных недостаточно, чтобы говорить об открытии со 100-процентной уверенностью, результаты исследований доказывают, что ученые максимально приблизились к подтверждению существования частицы Хиггса.

Источник Вести

Что означает «слепой анализ» при поиске новых частиц?

Применение «слепого анализа» при поиске хиггсовского бозона в канале распада на четыре лептона. Голубая гистограмма показывает фон за счет процессов, не включающих хиггсовский бозон. Черные точки — реальные данные. Данные в центральной заштрихованной полосе физику до поры не видны, и поэтому он настраивает критерии отбора и анализа данных, глядя только на боковые участки. Лишь после того, как метод обработки зафиксирован, физикам откроется картина в центральной области, и тогда-то они увидят, насколько хорошо (или плохо) данные, обработанные этим методом, совпадают с теоретическими ожиданиями (красная гистограмма). Рис. с сайта cms.web.cern.ch

Когда экспериментаторы рассказывают о результатах поиска новых частиц, они часто упоминают, что при анализе использовался «слепой метод» и лишь в самый последний момент «открывался черный ящик» и появлялся результат. Эти жаргонные выражения означают, что при анализе использовалась методика, минимизирующая (и в идеале исключающая) «человеческий фактор». Проводя анализ, физики заранее не знали, к какому результату он приведет, и поэтому не могли своей предвзятостью повлиять на обработку данных.

Дело в том, что поиск новых частиц или редких процессов на фоне огромного количества «неинтересных» событий — это очень нетривиальное занятие. Для того чтобы «выжать максимум» из данных (но не привнести при этом ложный открытий!), физики стараются найти такие критерии отбора событий, которые подавляют фон, но удерживают при этом события нужного типа. В этой деятельности у физика имеется богатый арсенал средств. Он может наложить ограничения на энергии, импульсы, углы вылета рожденных частиц и на другие кинематические переменные. Он может отбирать события в соответствии с типом или количеством рожденных частиц. Он может оценивать фон с помощью численного моделирования и затем применять его при обработке данных. Если действовать «по старинке», то при каждой такой вариации анализа физик имеет право снова взглянуть на ключевой график и увидеть, появилась ли искомая частица там, где ее ожидают, или нет. И вот здесь может вмешаться человеческий фактор. Каким бы беспристрастным экспериментатор ни казался, он всегда относится предвзято к увиденному промежуточному результату. В результате он может выбрать тот или иной метод обработки данных не потому, что это метод объективно правильнее, а потому, что он дает более чистый искомый сигнал.

«Слепой анализ» как раз устраняет такую предвзятость (см. рисунок, взятый из популярной заметки на сайте коллаборации CMS и относящийся к завтрашнему докладу по поиску хиггсовского бозона). При таком анализе самая «горячая» область закрывается от глаз физиков, которые обрабатывают данные. Компьютер, конечно, использует все данные, но показывает только то, что находится за пределами закрытой зоны. Благодаря этому физики настраивают критерии отбора и анализа событий, глядя лишь на «скучные» области на графике и не видя, усиливается или ослабляется при этом искомый сигнал. Лишь в самом конце, когда оптимальный метод обработки найден и зафиксирован, компьютер «открывает черный ящик» — то есть показывает, что же этот метод дает в «горячей» области.

Источник Элементы