Como parte de su compromiso continuo de hacer que su ciencia sea completamente abierta, la colaboración CMS acaba de publicar públicamente la combinación de mediciones de la CMS que contribuyeron a establecer el descubrimiento del bosón de Higgs en 2012.
Este lanzamiento del CERN coincide con la publicación del software Combine, la herramienta de análisis estadístico que CMS desarrolló durante la primera ejecución del Gran Colisionador de Hadrones (LHC) para buscar la partícula única, que desde entonces ha sido adoptada durante toda la colaboración.
Las mediciones físicas basadas en datos del LHC generalmente se informan como un valor central y su correspondiente incertidumbre. Por ejemplo, poco después de observar el bosón de Higgs en los datos de colisión protón-protón del LHC, el CMS midió su masa como 125.3 más o menos 0.6 GeV (la masa del protón era aproximadamente 1 GeV). Pero esta cifra es sólo un breve resumen del resultado de la medición, un poco como el título de un libro.
En una medición, toda la información extraída de los datos se codifica en una función matemática, conocida como función de probabilidad, que incluye el valor medido de una cantidad así como su dependencia de factores externos. En el caso de una medición CMS, estos factores abarcan la calibración del detector CMS, la precisión de la simulación del detector CMS utilizada para facilitar la medición y otros efectos sistemáticos.
Una función de probabilidad de una medición basada en datos del LHC puede ser compleja, ya que es necesario precisar muchos aspectos para comprender completamente las complicadas colisiones que tienen lugar en el LHC. Por ejemplo, la función de probabilidad de la combinación de mediciones del descubrimiento del bosón de Higgs de CMS, que CMS acaba de publicar en formato electrónico, tiene casi 700 parámetros para un valor fijo de la masa del bosón de Higgs. Entre ellos, sólo uno (el número de bosones de Higgs encontrados en los datos) es el parámetro físico de interés, mientras que el resto modela incertidumbres sistemáticas.
Cada uno de estos parámetros corresponde a una dimensión de un espacio abstracto multidimensional, en el que se puede dibujar la función de verosimilitud. Es difícil para los humanos visualizar un espacio con más de unas pocas dimensiones, y mucho menos uno con muchas.
La nueva publicación de la función de probabilidad de las mediciones del descubrimiento del bosón de Higgs del CMS (la primera función de probabilidad que la colaboración pone a disposición del público) permite a los investigadores solucionar este problema. Con una función de probabilidad de acceso público, los físicos ajenos a la colaboración de CMS ahora pueden tener en cuenta con precisión las mediciones del descubrimiento del bosón de Higgs del CMS en sus estudios.
El lanzamiento de esta función de probabilidad, así como la del software Combine, que se utiliza para modelar la probabilidad y ajustar los datos, marca un nuevo hito en el compromiso de una década de CMS con la ciencia totalmente abierta. Se suma a cientos de publicaciones de acceso abierto, la publicación de casi cinco petabytes de datos CMS en el portal de datos abiertos del CERN y la publicación de todo su marco de software en GitHub.