שיתוף הפעולה ב-CMS משחרר לציבור נתוני גילוי בוזונים של Higgs


CMS משחררת לציבור נתוני גילוי בוזון היגס
תצוגת אירועי CMS של בוזון היגס מועמד המתפרק לשני פוטונים, אחד משני ערוצי ההתפרקות שהיו המפתח לגילוי החלקיק. קרדיט: CERN

כחלק מהמחויבות המתמשכת שלה להפוך את המדע שלה לפתוח לחלוטין, שיתוף הפעולה של CMS פרסם זה עתה את השילוב של מדידות CMS שתרמו לביסוס גילוי בוזון היגס ב-2012.

מהדורה זו של CERN עולה בקנה אחד עם פרסום תוכנת Combine - כלי הניתוח הסטטיסטי ש-CMS פיתחה במהלך ההרצה הראשונה של ה-Large Hadron Collider (LHC) לחיפוש אחר החלקיק הייחודי, אשר אומץ מאז לאורך שיתוף הפעולה.

מדידות פיזיקה המבוססות על נתונים מה-LHC מדווחות בדרך כלל כערך מרכזי ואי הוודאות המקבילה שלו. לדוגמה, זמן קצר לאחר צפייה בבוזון היגס בנתוני התנגשות פרוטון-פרוטון LHC, CMS מדד את המסה שלו כ-125.3 פלוס או מינוס 0.6 GeV (מסת הפרוטון היא בערך 1 GeV). אבל הנתון הזה הוא רק סיכום קצר של תוצאת המדידה, קצת כמו הכותרת של ספר.

במדידה, המידע המלא המופק מהנתונים מקודד בפונקציה מתמטית, המכונה פונקציית הסבירות, הכוללת את הערך הנמדד של כמות וכן את התלות שלה בגורמים חיצוניים. במקרה של מדידת CMS, גורמים אלה כוללים את הכיול של גלאי ה-CMS, את הדיוק של הדמיית גלאי CMS המשמשת כדי להקל על המדידה והשפעות שיטתיות אחרות.

פונקציית סבירות של מדידה המבוססת על נתוני LHC יכולה להיות מורכבת, מכיוון שצריך להצמיד היבטים רבים כדי להבין היטב את ההתנגשויות המבולגנות שמתרחשות ב-LHC. לדוגמה, לפונקציית הסבירות של השילוב של מדידות גילוי בוזון CMS Higgs, ש-CMS פרסמה זה עתה בפורמט אלקטרוני, יש כמעט 700 פרמטרים לערך קבוע של מסת בוזון היגס. בין אלה, רק אחד - מספר הבוזונים של היגס שנמצא בנתונים - הוא הפרמטר הפיזיקלי המעניין, בעוד השאר מדגמים אי-ודאות שיטתית.

כל אחד מהפרמטרים הללו מתאים למימד של מרחב מופשט רב מימדי, שבו ניתן לצייר את פונקציית הסבירות. קשה לבני אדם לדמיין חלל עם יותר מכמה ממדים, שלא לדבר על אחד עם רבים.

המהדורה החדשה של פונקציית ההסתברות של מדידות גילוי בוזון CMS Higgs - פונקציית ההסתברות הראשונה שתהפוך לציבור על ידי שיתוף הפעולה - מאפשרת לחוקרים לעקוף את הבעיה הזו. עם פונקציית סבירות נגישה לציבור, פיזיקאים מחוץ לשיתוף הפעולה של CMS יכולים כעת לקחת בחשבון במדויק את מדידות גילוי הבוזון של ה-CMS Higgs במחקריהם.

השחרור של פונקציית סבירות זו, כמו גם זו של תוכנת Combine, המשמשת למודל הסבירות ולהתאמת הנתונים, מסמנת אבן דרך חדשה במחויבות של CMS בת העשור לפתיחה מלאה של המדע. הוא מצטרף למאות פרסומים בגישה פתוחה, שחרור של כמעט חמישה פטה-בייט של נתוני CMS בפורטל CERN-נתונים פתוחים ופרסום כל מסגרת התוכנה שלו ב-GitHub.