يقوم تعاون CMS بإصدار بيانات اكتشاف بوزون هيغز للجمهور

التحديث: 19 أبريل 2024 الوسوم (تاج):عرضelإلكترونيiclt


يقوم CMS بإصدار بيانات اكتشاف بوزون هيغز للجمهور
يعرض حدث CMS لبوزون هيغز المرشح وهو يتحلل إلى فوتونين، إحدى قناتي الاضمحلال التي كانت أساسية لاكتشاف الجسيم. الائتمان: CERN

كجزء من التزامها المستمر بجعل العلوم مفتوحة بالكامل، أصدر تعاون CMS علنًا مجموعة من قياسات CMS التي ساهمت في اكتشاف بوزون هيغز في عام 2012.

يتزامن إصدار CERN هذا مع نشر برنامج Combine، وهو أداة التحليل الإحصائي التي طورتها CMS أثناء التشغيل الأول لمصادم الهادرونات الكبير (LHC) للبحث عن الجسيم الفريد، والذي تم اعتماده منذ ذلك الحين طوال فترة التعاون.

عادةً ما يتم الإبلاغ عن القياسات الفيزيائية المستندة إلى بيانات من LHC كقيمة مركزية وما يقابلها من عدم اليقين. على سبيل المثال، بعد وقت قصير من مراقبة بوزون هيغز في بيانات تصادم بروتون-بروتون في LHC، قام CMS بقياس كتلته بـ 125.3 زائد أو ناقص 0.6 جيجا إلكترون فولت (كتلة البروتون حوالي 1 جيجا إلكترون فولت). لكن هذا الرقم هو مجرد ملخص موجز لنتائج القياس، يشبه إلى حد ما عنوان كتاب.

في القياس، يتم تشفير المعلومات الكاملة المستخرجة من البيانات في دالة رياضية، تُعرف باسم دالة الاحتمالية، والتي تتضمن القيمة المقاسة للكمية بالإضافة إلى اعتمادها على عوامل خارجية. في حالة قياس CMS، تشمل هذه العوامل معايرة كاشف CMS، ودقة محاكاة كاشف CMS المستخدمة لتسهيل القياس والتأثيرات المنهجية الأخرى.

يمكن أن تكون دالة الاحتمالية للقياس المعتمد على بيانات LHC معقدة، حيث يجب تحديد العديد من الجوانب لفهم الاصطدامات الفوضوية التي تحدث في LHC بشكل كامل. على سبيل المثال، تحتوي دالة الاحتمالية لمجموعة قياسات اكتشاف بوزون هيغز CMS، والتي أصدرها CMS للتو في شكل إلكتروني، على ما يقرب من 700 معلمة لقيمة ثابتة لكتلة بوزون هيغز. ومن بين هذه الجسيمات، واحد فقط - وهو عدد بوزونات هيجز الموجودة في البيانات - هو معامل الفيزياء محل الاهتمام، في حين أن الباقي نموذج لعدم اليقين المنهجي.

كل من هذه المعلمات يتوافق مع بعد الفضاء المجرد متعدد الأبعاد، حيث يمكن رسم دالة الاحتمال. من الصعب على البشر أن يتصوروا مساحة بأكثر من بضعة أبعاد، ناهيك عن أبعاد متعددة.

إن الإصدار الجديد من دالة الاحتمالية لقياسات اكتشاف بوزون هيجز في CMS - وهي أول دالة احتمالية يتم إتاحتها للجمهور من خلال التعاون - يسمح للباحثين بالتغلب على هذه المشكلة. من خلال دالة الاحتمالية التي يمكن الوصول إليها بشكل عام، يمكن للفيزيائيين خارج تعاون CMS الآن أن يأخذوا في الاعتبار بدقة قياسات اكتشاف بوزون CMS Higgs في دراساتهم.

إن إصدار دالة الاحتمالية هذه، بالإضافة إلى برنامج Combine، الذي يُستخدم لنمذجة الاحتمالية وملاءمة البيانات، يمثل علامة فارقة جديدة في التزام CMS الذي دام عقدًا من الزمن بالعلم المفتوح بالكامل. وهو ينضم إلى مئات المنشورات ذات الوصول المفتوح، وإصدار ما يقرب من خمسة بيتابايت من بيانات CMS على بوابة البيانات المفتوحة لـ CERN ونشر إطار البرنامج بالكامل على GitHub.