Talking ScienceΗ συνεργασία έχει επίσης δημοσιοποιήσει το λογισμικό που ανέπτυξε για την αναζήτηση του μοναδικού σωματιδίου. Ως μέρος της συνεχούς δέσμευσης της να κάνει πλήρως ανοιχτή την επιστήμη της, η συνεργασία CMS μόλις κυκλοφόρησε δημόσια, σε ηλεκτρονική μορφή, τον συνδυασμό μετρήσεων CMS που συνέβαλαν στην ανακάλυψη του μποζονίου Higgs το 2012. Αυτή η έκδοση συμπίπτει με τη δημοσίευση του το λογισμικό Combine – το εργαλείο στατιστικής ανάλυσης που ανέπτυξε το CMS κατά την πρώτη εκτέλεση του Μεγάλου Επιταχυντή Αδρονίων (LHC) για την αναζήτηση του μοναδικού σωματιδίου, το οποίο έκτοτε έχει υιοθετηθεί σε όλη τη διάρκεια της συνεργασίας.
Οι μετρήσεις φυσικής που βασίζονται σε δεδομένα από τον LHC συνήθως αναφέρονται ως κεντρική τιμή και η αντίστοιχη αβεβαιότητά του. Για παράδειγμα, αμέσως μετά την παρατήρηση του μποζονίου Higgs στα δεδομένα σύγκρουσης πρωτονίου-πρωτονίου LHC, το CMS μέτρησε τη μάζα του ως 125,3 συν ή πλην 0,6 GeV (η μάζα πρωτονίου είναι περίπου 1 GeV). Αλλά αυτό το σχήμα είναι απλώς μια σύντομη περίληψη του αποτελέσματος της μέτρησης, λίγο σαν τον τίτλο ενός βιβλίου.
Σε μια μέτρηση, η πλήρης πληροφορία που εξάγεται από τα δεδομένα κωδικοποιείται σε μια μαθηματική συνάρτηση, γνωστή ως συνάρτηση πιθανότητας, που περιλαμβάνει τη μετρούμενη τιμή μιας ποσότητας καθώς και την εξάρτηση της από εξωτερικούς παράγοντες. Στην περίπτωση μιας μέτρησης CMS, αυτοί οι παράγοντες περιλαμβάνουν τη βαθμονόμηση του ανιχνευτή CMS, την ακρίβεια της προσομοίωσης του ανιχνευτή CMS που χρησιμοποιείται για τη διευκόλυνση της μέτρησης και άλλα συστηματικά αποτελέσματα.
Μια συνάρτηση πιθανότητας μιας μέτρησης που βασίζεται σε δεδομένα LHC μπορεί να είναι πολύπλοκη, καθώς πολλές πτυχές πρέπει να καθοριστούν για να κατανοηθούν πλήρως οι ακατάστατες συγκρούσεις που λαμβάνουν χώρα στον LHC. Για παράδειγμα, η συνάρτηση πιθανότητας του συνδυασμού μετρήσεων ανακάλυψης μποζονίων CMS Higgs, που μόλις κυκλοφόρησε το CMS σε ηλεκτρονική μορφή, έχει σχεδόν 700 παραμέτρους για μια σταθερή τιμή της μάζας του μποζονίου Higgs. Μεταξύ αυτών, μόνο ένα – ο αριθμός των μποζονίων Higgs που βρέθηκαν στα δεδομένα – είναι η φυσική παράμετρος ενδιαφέροντος, ενώ τα υπόλοιπα μοντελοποιούν συστηματικές αβεβαιότητες.
Κάθε μία από αυτές τις παραμέτρους αντιστοιχεί σε μια διάσταση ενός πολυδιάστατου αφηρημένου χώρου, στον οποίο μπορεί να σχεδιαστεί η συνάρτηση πιθανότητας. Είναι δύσκολο για τους ανθρώπους να οραματιστούν έναν χώρο με περισσότερες από λίγες διαστάσεις, πόσο μάλλον έναν με πολλές. Η νέα έκδοση της συνάρτησης πιθανότητας των μετρήσεων ανακάλυψης μποζονίων CMS Higgs – η πρώτη συνάρτηση πιθανότητας που θα δημοσιοποιηθεί από τη συνεργασία – επιτρέπει στους ερευνητές να ξεπεράσουν αυτό το πρόβλημα. Με μια δημόσια προσβάσιμη συνάρτηση πιθανότητας, οι φυσικοί εκτός της συνεργασίας CMS μπορούν τώρα να συνυπολογίσουν με ακρίβεια τις μετρήσεις ανακάλυψης μποζονίων CMS Higgs στις μελέτες τους.
Η κυκλοφορία αυτής της συνάρτησης πιθανότητας, καθώς και εκείνης του λογισμικού Combine, που χρησιμοποιείται για τη μοντελοποίηση της πιθανότητας και την προσαρμογή των δεδομένων, σηματοδοτεί ένα νέο ορόσημο στη δεκαετή δέσμευση του CMS για πλήρως ανοιχτή επιστήμη. Συμμετέχει σε εκατοντάδες εκδόσεις ανοιχτής πρόσβασης, την κυκλοφορία σχεδόν πέντε petabyte δεδομένων CMS στην πύλη ανοιχτών δεδομένων του CERN και τη δημοσίευση ολόκληρου του πλαισίου λογισμικού του στο GitHub.
Μάθετε περισσότερα στον ιστότοπο του CMS.
Διαβάστε περισσότερα:
Σχετικά με το CERN:
Το CERN, ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Πυρηνικής Έρευνας, είναι ένα από τα κορυφαία εργαστήρια στον κόσμο για τη σωματιδιακή φυσική. Ο Οργανισμός βρίσκεται στα γαλλοελβετικά σύνορα, με έδρα τη Γενεύη. Τα κράτη μέλη του είναι: Αυστρία, Βέλγιο, Βουλγαρία, Τσεχία, Δανία, Φινλανδία, Γαλλία, Γερμανία, Ελλάδα, Ουγγαρία, Ισραήλ, Ιταλία, Ολλανδία, Νορβηγία, Πολωνία, Πορτογαλία, Ρουμανία, Σερβία, Σλοβακία, Ισπανία, Σουηδία, Ελβετία και το Ηνωμένο Βασίλειο. Η Κύπρος, η Εσθονία και η Σλοβενία είναι συνδεδεμένα κράτη μέλη στο προ στάδιο της ένταξης. Η Κροατία, η Ινδία, η Λετονία, η Λιθουανία, το Πακιστάν, η Τουρκία και η Ουκρανία είναι συνδεδεμένα κράτη μέλη. Η Ιαπωνία και οι Ηνωμένες Πολιτείες της Αμερικής έχουν επί του παρόντος καθεστώς Παρατηρητή, όπως και η Ευρωπαϊκή Ένωση και η UNESCO. Το καθεστώς παρατηρητή της Ρωσικής Ομοσπονδίας και του JINR αναστέλλεται σύμφωνα με τα ψηφίσματα του Συμβουλίου του CERN της 8ης Μαρτίου 2022 και της 25ης Μαρτίου 2022, αντίστοιχα.
