การทำงานร่วมกันของ CMS เผยแพร่ข้อมูลการค้นพบ Higgs boson สู่สาธารณะ


CMS เผยแพร่ข้อมูลการค้นพบ Higgs boson สู่สาธารณะ
การแสดงเหตุการณ์ CMS ของฮิกส์โบซอนที่กำลังสลายตัวเป็นสองโฟตอน ซึ่งเป็นหนึ่งในสองช่องทางการสลายที่เป็นกุญแจสำคัญในการค้นพบอนุภาค เครดิต: เซิร์น

ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของความมุ่งมั่นอย่างต่อเนื่องในการทำให้วิทยาศาสตร์เปิดกว้างอย่างเต็มที่ ความร่วมมือของ CMS เพิ่งเปิดเผยการรวมกันของการวัด CMS ที่มีส่วนช่วยในการค้นพบฮิกส์โบซอนในปี 2012

การเปิดตัวของ CERN นี้เกิดขึ้นพร้อมกับการเผยแพร่ซอฟต์แวร์ Combine ซึ่งเป็นเครื่องมือวิเคราะห์ทางสถิติที่ CMS พัฒนาขึ้นในระหว่างการรัน Large Hadron Collider (LHC) ครั้งแรก เพื่อค้นหาอนุภาคที่มีลักษณะเฉพาะ ซึ่งได้ถูกนำมาใช้ตลอดการทำงานร่วมกันตั้งแต่นั้นมา

การวัดทางฟิสิกส์ตามข้อมูลจาก LHC มักจะรายงานเป็นค่ากลางและความไม่แน่นอนที่สอดคล้องกัน ตัวอย่างเช่น ไม่นานหลังจากสังเกตฮิกส์โบซอนในข้อมูลการชนกันของโปรตอน-โปรตอนของ LHC CMS ก็ตรวจวัดมวลของมันคือ 125.3 บวกหรือลบ 0.6 GeV (มวลโปรตอนอยู่ที่ประมาณ 1 GeV) แต่ตัวเลขนี้เป็นเพียงการสรุปผลการวัดคร่าวๆ คล้ายๆ กับชื่อหนังสือนั่นเอง

ในการวัด ข้อมูลทั้งหมดที่ดึงมาจากข้อมูลจะถูกเข้ารหัสในฟังก์ชันทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่าฟังก์ชันความน่าจะเป็น ซึ่งรวมถึงค่าที่วัดได้ของปริมาณรวมถึงการขึ้นอยู่กับปัจจัยภายนอกด้วย ในกรณีของการวัด CMS ปัจจัยเหล่านี้รวมถึงการสอบเทียบเครื่องตรวจจับ CMS ความแม่นยำของการจำลองเครื่องตรวจจับ CMS ที่ใช้อำนวยความสะดวกในการวัดและผลกระทบที่เป็นระบบอื่นๆ

ฟังก์ชันความน่าจะเป็นของการวัดตามข้อมูล LHC อาจมีความซับซ้อน เนื่องจากจำเป็นต้องปักหมุดหลายๆ แง่มุมเพื่อทำความเข้าใจการชนกันยุ่งๆ ที่เกิดขึ้นที่ LHC อย่างถ่องแท้ ตัวอย่างเช่น ฟังก์ชันความน่าจะเป็นของการรวมกันของการวัดการค้นพบฮิกส์โบซอนของ CMS ซึ่ง CMS เพิ่งเปิดตัวในรูปแบบอิเล็กทรอนิกส์ มีพารามิเตอร์เกือบ 700 ตัวสำหรับค่าคงที่ของมวลฮิกส์โบซอน ในจำนวนนี้ มีเพียงหนึ่งเดียวคือจำนวนฮิกส์โบซอนที่พบในข้อมูลที่เป็นพารามิเตอร์ทางฟิสิกส์ที่น่าสนใจ ในขณะที่ส่วนที่เหลือเป็นโมเดลความไม่แน่นอนอย่างเป็นระบบ

พารามิเตอร์แต่ละตัวเหล่านี้สอดคล้องกับมิติของปริภูมินามธรรมหลายมิติ ซึ่งสามารถวาดฟังก์ชันความน่าจะเป็นได้ เป็นเรื่องยากสำหรับมนุษย์ที่จะเห็นภาพพื้นที่ที่มีหลายมิติ ไม่ต้องพูดถึงมิติที่มีหลายมิติเลย

การเปิดตัวฟังก์ชันความน่าจะเป็นของการวัดการค้นพบโบซอนของ CMS Higgs ซึ่งเป็นฟังก์ชันความน่าจะเป็นแรกที่จะมีการเผยแพร่ต่อสาธารณะโดยการทำงานร่วมกันช่วยให้นักวิจัยสามารถแก้ไขปัญหานี้ได้ ด้วยฟังก์ชันความน่าจะเป็นที่สาธารณชนเข้าถึงได้ นักฟิสิกส์ที่อยู่นอกการทำงานร่วมกันของ CMS สามารถแยกปัจจัยในการวัดการค้นพบโบซอนของ CMS Higgs ในการศึกษาของพวกเขาได้อย่างแม่นยำ

การเปิดตัวฟังก์ชันความน่าจะเป็นนี้ เช่นเดียวกับซอฟต์แวร์ Combine ซึ่งใช้ในการจำลองความน่าจะเป็นและปรับให้เข้ากับข้อมูล ถือเป็นก้าวใหม่ในความมุ่งมั่นที่ยาวนานนับทศวรรษของ CMS ในการสร้างวิทยาศาสตร์แบบเปิดเต็มรูปแบบ โดยจะเข้าร่วมกับสิ่งพิมพ์แบบเปิดหลายร้อยฉบับ การเปิดตัวข้อมูล CMS เกือบ 5 เพตะไบต์บนพอร์ทัลข้อมูลแบบเปิดของ CERN และการเผยแพร่เฟรมเวิร์กซอฟต์แวร์ทั้งหมดบน GitHub