CMS-samarbejde frigiver Higgs boson-opdagelsesdata til offentligheden

Som en del af sin fortsatte forpligtelse til at gøre sin videnskab fuldt åben, har CMS-samarbejdet netop offentliggjort den kombination af CMS-målinger, der bidrog til at etablere opdagelsen af ​​Higgs-bosonen i 2012.

Denne CERN-udgivelse falder sammen med udgivelsen af ​​Combine-softwaren – det statistiske analyseværktøj, som CMS udviklede under den første kørsel af Large Hadron Collider (LHC) for at søge efter den unikke partikel, som siden er blevet brugt gennem hele samarbejdet.

Fysiske målinger baseret på data fra LHC rapporteres normalt som en central værdi og dens tilsvarende usikkerhed. For eksempel, kort efter observation af Higgs-bosonen i LHC proton-proton kollisionsdata, målte CMS dens masse som 125,3 plus eller minus 0,6 GeV (protonmassen er omkring 1 GeV). Men denne figur er kun en kort oversigt over måleresultatet, lidt ligesom titlen på en bog.

I en måling kodes den fulde information ud fra dataene i en matematisk funktion, kendt som sandsynlighedsfunktionen, der inkluderer den målte værdi af en størrelse såvel som dens afhængighed af eksterne faktorer. I tilfælde af en CMS-måling omfatter disse faktorer kalibreringen af ​​CMS-detektoren, nøjagtigheden af ​​CMS-detektorsimuleringen, der bruges til at lette målingen og andre systematiske effekter.

En sandsynlighedsfunktion af en måling baseret på LHC-data kan være kompleks, da mange aspekter skal fastgøres for fuldt ud at forstå de rodede kollisioner, der finder sted ved LHC. For eksempel har sandsynlighedsfunktionen af ​​kombinationen af ​​CMS Higgs-bosonopdagelsesmålinger, som CMS netop har udgivet i elektronisk format, næsten 700 parametre for en fast værdi af Higgs-bosonmassen. Blandt disse er kun én – antallet af Higgs-bosoner fundet i dataene – den fysiske parameter af interesse, mens resten modellerer systematiske usikkerheder.

Hver af disse parametre svarer til en dimension af et multidimensionelt abstrakt rum, hvori sandsynlighedsfunktionen kan tegnes. Det er svært for mennesker at visualisere et rum med mere end et par dimensioner, endsige et med mange.

Den nye udgivelse af sandsynlighedsfunktionen af ​​CMS Higgs boson discovery-målinger - den første sandsynlighedsfunktion, der bliver gjort offentligt tilgængelig af samarbejdet - gør det muligt for forskere at omgå dette problem. Med en offentligt tilgængelig sandsynlighedsfunktion kan fysikere uden for CMS-samarbejdet nu præcist tage højde for CMS Higgs bosonopdagelsesmålinger i deres undersøgelser.

Frigivelsen af ​​denne sandsynlighedsfunktion såvel som Combine-softwaren, som bruges til at modellere sandsynligheden og tilpasse dataene, markerer en ny milepæl i CMS's årtilange engagement i fuldt åben videnskab. Den slutter sig til hundredvis af open-access-publikationer, udgivelsen af ​​næsten fem petabyte CMS-data på CERN's open-data-portal og udgivelsen af ​​hele dens softwareramme på GitHub.

Flere oplysninger: CMS Higgs statistiske bosonobservationsmodel, CERN (2024). DOI:10.17181/c2948-e8875

Leveret af CERN