Mi resumen de la conferencia ATLAS+CMS sobre la búsqueda del bosón de Higgs en el LHC del CERN

Esta figura de ATLAS es el mejor resumen de la conferencia de hoy sobre el bosón de Higgs. ¡Preciosa! Muestra justo lo que tiene que mostrar una figura de este tipo en caso de que exista un bosón de Higgs con una masa alrededor de 126 GeV. La línea continua de puntos está claramente por encima de la banda amarilla en una región donde la línea discontinua está por debajo de la unidad, es decir, donde el experimento tiene sensibilidad suficiente para observar este tipo de señal. Obviamente, los datos analizados durante 2011 son insuficientes para afirmar de forma rotunda que el Higgs existe y habrá que esperar a 2012 (como yo ya había dicho en reiteradas ocasiones en este blog). Sin embargo, esta figura es preciosa, una alegría para la vista. Yo soy escéptico por naturaleza así que seamos cautos, esta señal que apunta hacia la existencia de Higgs con una masa de unos 126 GeV solo tiene una confianza estadística de 2,3 sigma y el pico tan bonito de la curva negra podría ser una fluctuación estadística, una trampa puesta por el destino para confundir a los físicos. Permíteme la licencia, yo no lo creo así y Heuer, director del CERN, ha acabado la conferencia de prensa de hoy afirmando “See you the next year for the discovery.” Estas últimas palabras le delatan. Como mi entusiasmo me delata a mí. He disfrutado mucho del webcast de la conferencia de hoy en el CERN. Pero eso es lo que tú quieres leer en este blog, mi opinión, quieres disfrutar de mi entusiasmo. Vamos a ello.

Esta figura, también de ATLAS, corresponde a la exclusión del Higgs en todo el rango de masas explorado en el LHC este año tras el análisis combinado de tres canales de búsqueda del Higgs. Esta figura excluye con una confianza del 95% C.L. un Higgs en el rango de masas entre 112,7 y 115,5 GeV (por primera vez un experimento supera la barrera de los 114,4 GeV obtenida por LEP2 hace 10 años), en el rango entre 131 y 237 GeV (mejorando el resultado de agosto que se iniciaba en 141), y en el rango entre 251 y 453 GeV (aunque el rango entre 237 y 251 GeV fue excluido por el resultado combinado ALTAS+CMS). Como resultado, ATLAS nos indica que el bosón de Higgs, si existe, tiene una masa entre 115,5 y 131 GeV; el cerco se estrecha hasta ahogar al Higgs y por supuesto, podría no existir, aunque quien esto escribe cree que sí existe (pero ahora mismo es solo una opinión personal derivada de los tests de precisión del modelo estándar que a mí me ofrecen muchas garantías, que no todo el mundo comparte). En esta figura se ve peor el pico que apunta a un Higgs con una masa de 126 GeV, porque es muy estrecho en esta escala (como tiene que ser).

Las figuras anteriores son de exclusión (validan la hipótesis de que no exista un Higgs), al contrario que estas dos figuras que nos ilustran las posibilidades de existencia del Higgs. Cuando más próxima esté la curva al valor cero más probable es que el Higgs no existe para dicha masa y cuanto más cerca esté del valor uno es más probable que existe; los valores alejados del cero y del uno son valores con mucha incertidumbre y los datos obtenidos no aportan información al respecto. La más interesante es la figura de la derecha que muestra el rango bajo de masas. Claramente se ve que los datos apuntan a un bosón de Higgs con una masa entre 117 y 131 GeV con preferencia por un valor entre 120 y 130 GeV. El canal que domina esta figura es la desintegración del Higgs en dos fotones, contribuyendo de forma positiva un poco el canal ZZ y contribuyendo de forma negativa el canal WW (todavía hay muy pocos datos analizados en este canal). Gran parte de la incertidumbre por debajo de 120 GeV se debe a la de estos dos canales (ZZ y WW).

Finalmente, acabo con los resultados de ATLAS mostrándote esta figura que indica la consistencia entre los datos observados y la hipótesis de que no exista el Higgs. Alrededor del valor 126 GeV hay un pico hacia abajo clarísimo, indicativo de que los datos combinados apuntan a un Higgs; la razón es que los tres canales de búsqueda del Higgs analizados apuntan en la misma dirección (tienen picos hacia abajo que se combinan). Esta es la señal que todos esperábamos que se observara y la evidencia, aunque solo sea a 2,3 sigma, con los pocos datos analizados (todos los de 2011 son pocos para un Higgs de baja masa), es la señal que muchos esperábamos que se obsrevara. Si queréis que os diga la verdad, yo ahora lo tengo aún más claro y mi opinión es aún más firme, mi opinión es que el bosón de Higgs existe y será encontrado en el LHC el año próximo (en junio o julio habrá un anuncio de un descubrimiento definitivo).

Todas estas figuras están extraídas de la charla de Fabiola Gianotti, portavoz del experimento ATLAS del LHC, sobre los resultados obtenidos para el Higgs tras el análisis de 4,9 /fb (inversos de femtobarn) de colisiones protón-protón a 7 TeV c.m. El resultado observado por ATLAS, que apunta a un Higgs con una masa de unos 126 GeV con una confianza estadística global de 2,3 sigmas, lo repito aunque pueda parecer pesado, se obtenido tras combinar tres canales de búsqueda del Higgs: la desintegración en dos fotones, H →ɣɣ (tras analizar 4,9 /fb de datos de colisiones), la desintegración en dos bosones Z que conduce a cuatro leptones en los detectores H →ZZ→ℓℓℓℓ (tras analizar 4,8 /fb de datos), y la desintegración en dos bosones W que conduce a dos leptones y dos neutrinos, H →WW→ℓνℓν (aunque este canal no ha sido actualizado con nuevos datos y se han utilizado 2,1 /fb que ya se analizaron en agosto pasado). Por qué solo estos tres canales. Porque otros canales de análisis no tienen sensibilidad suficiente para excluir un Higgs de baja masa, por ello no han sido considerados. Si quieres más información técnica puedes disfrutar de The ATLAS collaboration, “Combination of Higgs Boson Searches with up to 4.9 /fb of pp Collision Data Taken at √s = 7 TeV with the ATLAS Experiment at the LHC,” ATLAS-CONF-2011-163, Dec. 12, 2011 [figuras y más información].

Guido Tonelli, portavoz del experimento CMS del LHC, nos ha comentado [pdf con las transparencias] los resultados obtenidos para el Higgs tras el análisis de 4,7 /fb (inversos de femtobarn) de colisiones protón-protón a 7 TeV c.m. Como muestra esta tabla, se han analizado un mayor número de canales de desintegración que en ATLAS, en concreto cinco canales de desintegración del Higgs, además de los tres de ATLAS (ɣɣ, WW y ZZ), también se han incluido los canales bb y ττ (desintegración en un par de quarks bottom-antibottom y en un par de leptones tau); más aún y a diferencia de ATLAS se han incluido nuevos datos para el canal WW (hasta 4,6 /fb). El experimento es sensible al Higgs en el intervalo entre 117 y 543 GeV al 95% C.L. y excluye el bosón de Higgs en el intervalo entre 127 y 600 GeV al 95%, y entre 128 y 525 GeV al 99%. Se han observado algunos excesos para masas bajas entre 117 y 127 GeV, aunque el origen de estos excesos todavía es dudoso. Más información técnica en The CMS Collaboration, “Combination of CMS searches for a Standard Model Higgs boson,” CMS PAS HIG-11-032, Dec. 13, 2011 [figuras y más información].

Esta figura es la más interesante de las presentadas por CMS y muestra los límites de exclusión para un Higgs con una masa baja entre 110 y 160 GeV. Como se ve CMS excluye un Higgs con un masa por encima de 127 GeV y muestra un pequeño exceso entre 120 y 125 GeV (este exceso es algo menos significativo que el presentado por ATLAS). Si este exceso coincidiera con el observado por ATLAS tendríamos una prueba muy fuerte a favor de un Higgs con esta masa, pero como el exceso está centrado en una masa un poco más pequeña esta figura no es concluyente. Para algunos podría incluso generar dudas sobre el resultado de ATLAS, aunque en mi opinión hay que esperar a que se publique una combinación oficial de ambas figuras para poder opinar más firmemente al respecto. Os recuerdo que curva discontinua corresponde, más o menos, a la sensibilidad del experimento a un Higgs con una confianza del 95% y que esta gráfica muestra que CMS es sensible a un Higgs con una masa mayor de 117 GeV (su ventaja respecto a ATLAS, menos sensible, se debe a que se han combinado más canales de búsqueda del Higgs). La banda verde y la amarilla corresponden a una y dos desviaciones típicas alrededor de la curva discontinua (es decir, a fluctuaciones en su valor con una probabilidad del 68%, verde, y del 95%, amarillo). La línea continua son los datos observados para la hipótesis de exclusión de un Higgs y que caso de existir esta partícula dicha curva de estar por encima de la unidad (línea roja horizontal) y por encima claramente de la banda amarilla (cuanto más lejos de la banda amarillo más significativo es el resultado).

La figura de exclusión para todo el rango de masas explorado (entre 110 y 600 GeV) no deja lugar a dudas y excluye el Higgs en un rango amplísimo, entre 127 y 600 GeV al 95%. Combinando esta figura con la de ATLAS se puede asegurar con rotundidad que el bosón de Higgs, caso de existir, tiene una masa entre 117 y 127 GeV, un rango tan pequeño como 10 GeV es un rango extraordinariamente pequeño (no olvidemos que hace solo dos años el rango de posibles masas era mayor de 500 GeV). De nuevo, como ya he dicho con ATLAS, lo más interesante es el rango bajo de masas, al que apuntan los tests de precisión del modelo estándar y, en mi opinión, era de esperar la exclsión para masas por encima de 130 GeV.

Pero sin lugar a dudas, esta es la figura que más me ha gustado al ver la presentación de Tonelli entre las publicadas por CMS. Muestra que este experimento apunta a un Higgs de unos 124 GeV en lugar de los 126 GeV sugeridos por los datos de ATLAS. Esta figura puede ser motivo de gran número de discusiones en blogs como éste, aunque los físicos del CERN seguramente no le darán mucha importancia, pues los datos acumulados en 2011 son todavía bastante pocos para que esta figura sea decisiva. Hay que tenerlo claro, en realidad CMS no excluye la posibilidad de un Higgs de 126 GeV, pero habrá que combinar con cuidado los resultados de ambos experimentos (no es fácil hacerlo y no creo que el resultado se publique antes de marzo de 2012). Por cierto, esta figura, de hecho, indica que CMS limita el intervalo de posibles masas para el Higgs a entre 114,4 (valor de LEP) y 127 GeV, y la preferencia por 124 GeV es todavía poco significativa.

Aunque la figura anterior parece que apunta a un bosón de unos 124 GeV, no debemos engañarnos, como muestra esta otra figura. Los datos de CMS son compatibles con la existencia de un Higgs en el rango de masas entre 114,4 (valor de LEP) y 127 GeV, pero combinados con los de ATLAS se reducen al intervalo de 117 a 127 GeV, como ya he dicho antes. Vemos que en todo este intervalo la curva negra está más próxima a la unidad (existe el Higgs) que a cero (no existe el Higgs) y la banda azul corta la línea roja en dicho intervalo completo. Esta figura muestra claramente que CMS descarta un Higgs con una masa mayor de 127 GeV (la curva negra está claramente cercana a cero en dicho región). Comparando esta figura con la de ATLAS se ve que los nuevos datos del canal WW (incluidos en CMS pero todavía no en ATLAS) son claves para reducir la incertidumbre (anchura de la banda azul) en esta región de masas. Los valores cercanos a la unidad en esta figura dependen del canal considerado, el valor de 119 GeV es debido a solo 3 eventos en el canal ZZ con cuatro leptones con dicha masa total y el vaor de 124 corresponde a eventos en el canal difotónico. Los datos de CMS apuntan con más claridad a un Higs con una masa próxima a 124 GeV que a uno próximo a 120 GeV (sobre por el efecto de los canales difotónico y en cuatro leptones), como muestra la siguiente figura.

En los comentarios alguno habéis indicado que los datos de CMS y los datos de ATLAS podrían apuntar a que podría no existir el Higgs, pero en mi opinión todavía es muy pronto para realizar esta afirmación. Lo que los datos nos indican ahora mismo es que el bosón de Higgs, de existir, tiene una masa entre 117 y 127 GeV. Habrá que esperar a que se combinen los datos de CMS y ATLAS (y se añada el análisis de nuevos canales a ATLAS) para sacar conclusiones más allá. Ahora mismo lo que nos dicen los datos publicados hoy es que el bosón de Higgs quizás exista, o quizás no exista, pero combinados con los datos de ajustes de precisión del modelo estándar la primera posibilidad, que el Higgs exista en dicho rango de masas, es mucho más probable.

¿Blogs que han contado las conferencias en vivo y en directo?

La inmediatez del directo tiene sus ventajas y sus inconvenientes (incluidas ciertas imprecisiones), pero también tiene su magia.

Matt Strassler, “Higgs Update Today: Inconclusive, As Expected,” Of Particular Significance, Dec. 13, 2011. Como el siguiente post de Tommaso, Matt ha escrito esto en vivo y en directo, luego presenta la inmediatez del directo y las imprecisiones del mismo.

Tommaso Dorigo, “Firm Evidence Of A Higgs Boson At Last!,” A Quantum Diaries Survivor, Dec. 13th 2011. Un análisis de un especialista realizado en directo durante las conferencias de Fabiola y Guido. Tommaso es de mi misma opinión y afirma con contundencia que todo está apuntando a que el bosón de Higgs existe y tiene una masa entre 117 y 127 GeV.

Philip Gibbs, “Higgs Boson Live Blog: Analysis of the CERN announcement,” viXra log, Dec. 13th, 2011. Estupenda introducción (que seguro que ya la tenía preparada), los comentarios en directo (ahora con figuras de calidad extraídas de los artículos) y los plots combinados. No me resisto a la tentación de presentártelos.

Esta figura es una combinación estadística (basada en aplicar la ley de los grandes números) de los resultados de ATLAS y CMS publicados hoy. Philip ha extraído los datos de las figuras a mano y los ha combinado con un programa de ordenador que desarrolló a tal efecto. Su figura no es oficial pero nos da una idea del resultado que se obtendrá al combinar oficialmente los datos. Por supuesto, lo más interesante es la combinación para el intervalo de masas bajas. Philip en la figura de abajo ha combinado ATLAS+CMS+Tevatrón+LEP, todo lo disponible, por eso su error en la parte de masas bajas (anchura de la parte celeste) es muy pequeña comparada con las figuras de más arriba de solo ATLAS y CMS. Esta figura indica que el bosón de Higgs podría tener un masa de 125 GeV, aunque también podría tener una masa alrededor de 117 GeV (porque la parte celeste corta el valor unidad en esta región). Esta figura muestra que, al contrario de lo que alguna ha comentado en los comentarios de esta entrada, los datos de ATLAS y CMS no se contradicen y bien combinados refuerzan la señal de un Higgs con una masa alrededor de 125 GeV. La curva amarilla indica la anchur que tendría la señal de un Higgs con esta masa y se ve que se parece bastante a lo obtenido de forma no oficial por Philip. Enhorabuena, Philip, una labor “combinatoria” estupenda.

¿Qué opina el resto de la blogosfera sobre estos resultados?

Peter Woit, “Today’s Higgs Results,” Not Even Wrong, Dec. 13, 2011. Una buena recopilación de enlaces a artículos de ATLAS y CMS sobre el Higgs. Por cierto, los comentarios en NEW siempre merecen un buen paseo.

Ken Bloom, “Don’t let the black dots fool you…,” US LHC Blog, 13 Dec. 2011, es cauto y opina que por ahora no podemos concluir nada con seguridad. Como nos resume Jim Rohlf, “The CERN Higgs seminar,” US LHC Blog, 13 Dec. 2011, las opiniones de Fabiola, Guido y Heuer van también en este sentido.

Matt Strassler, “What Did I Learn Today, During and After Presentation?,” Of Particular Significance, Dec. 13, 2011, opina que los resultados de ambos experimentos son compatibles con un Higgs de unos 125 GeV, pero que podría no existir el Higgs (en cuyo caso fluctuaciones estadísticas en casi el mismo sentido se habrían observado en ambos experimentos, algo que no es imposible). La señal de un Higgs a 126 GeV de ATLAS a 3,6 sigma (siendo muy optimista) es mejor considerarla a 2,3 sigma (versión conservadora oficial). Hay dos señales de CMS a 120 GeV y a 124 GeV ambas a 2,6 sigma (siendo muy optimista) pero que se reducen a 1,9 sigma (en la versión más conservadora). En resumen, habrá que esperar a los datos de 2012.

Sean Carroll, “Science! It Marches On,” Cosmic Variance, 13 dec. 2011. Os copio un extracto en inglés: “ATLAS gives 3.6 sigma local significance, 2.3 sigma global significance; CMS gives 2.6 sigma local significance, 1.9 sigma global significance (although CMS points to about 124 GeV, while ATLAS points to about 126, which might be important). The difference between “local” and “global” is that the first asks “if I were only looking at this one point in parameter space, how surprising would the result be?”, while the latter asks “what is the chance I would find this kind of deviation somewhere in parameter space?” Nominally the global significance is obviously more relevant.”

Jester, “Visual on Higgs, it seems…,” Résonaances, 13 Dec. 2011. Os copio un extracto en inglés: “The excess in H→γγ peaks around 124 GeV it CMS, and around 126 GeV in ATLAS, which I guess is perfectly consistent within resolution. In the 4-lepton channel, ATLAS has 3 events just below 125 GeV, while CMS has 2 events just above 125 GeV. On top of that there’s the long-standing excess in the H→WW*→l+l-2ν channel, which however is not the driving force anymore. It’s is precisely this overall consistency that makes the signal so tantalizing.”

¿Qué puedo leer en español?

“Los científicos acorralan al bosón de Higgs. Investigadores españoles en el LHC participan en los análisis,” SINC/CPAN, 3 dic. 2011. “El próximo paso es el análisis de los datos que el LHC proporcionará en 2012, entre 10 y 20 femtobarn inversos, esto es, de 2 a 4 veces la cantidad de datos actual, y esta nueva muestra debería permitir confirmar o refutar la existencia de este exceso”, explica a SINC Juan Alcaraz, investigador principal del CIEMAT en el CMS.

“El CERN acorrala la región en la que se esconde el bosón de Higgs,” lainformacion.com, 3 dic. 2011. Fabiola Gianotti afirmó que “creo que sería extremadamente probable que el bosón de Higgs estuviera aquí, pero es demasiado pronto para sacar conclusiones (…) Son necesarios más estudios y datos. Los próximos meses serán emocionantes. No sé cuáles serán las conclusiones.”

Kanijo, “Permanecen posibles pistas del Higgs en los últimos análisis,” Ciencia Kanija, 13 dic. 2011(traducción de “Possible Hints of the Higgs Remain in Latest Analyses,” BNL, Dec. 13, 2011). A lo largo de los próximos meses, los experimentos CMS y ATLAS se centrarán en refinar sus análisis a tiempo para las conferencias de física de partículas de invierno, en marzo. Los experimentos reanudarán la toma de datos en la primavera de 2012.

Ismael Pérez, “¿El Higgs acorralado?,” Homínidos, 13 dic. 2011. “Hay una analogía estupenda para intentar visualizar como el Higgs dota de masa a las partículas. Imagina que estás mirando una playa completamente desierta. De pronto, en la playa entra un vendedor de helados son su carrito. Nada extraordinario sucede, simplemente ves como el vendedor de helados cruza la playa sin mayor problema. Ahora imagina que la playa no está desierta sino que está llena de niños. Cuando el vendedor de helados entra en la playa todos los niños se dirigen hacia él para comprar sus helados favoritos. El resultado es que el vendedor de helados se desplazará más lentamente que en el ejemplo anterior, los niños frenan su avance. Ahora supongamos que los niños son invisibles para nosotros, entonces observamos que el vendedor de helados sin razón aparente se empieza a mover mucho más despacio, es como si de repente tuviera mucha más masa.”

“¿El Higgs acorralado?,” Amazings.es, 13 dic. 2011. Una imagen de la transparencia de conclusiones de Guido Tonelli junto a enlaces sobre el Higgs de los Amazers.

PS: La evolución de la búsqueda del Higgs según Google Trends

23 Comentarios

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VV

Soy el único al que le parece que los 126GeV de Atlas están muy, pero que muy sospechosamente cerca de la región que CMS excluye al 95%. Una pena que Guido no haya contestado a la primera parte de la segunda pregunta, en la que le decían que si relajaban la exclusión al 90% probablemente CMS da como resultado que *no* hay un Higgs de 126GeV.

No se, antes de la charla y basado solo en los rumores, estaba más seguro que esta vez si que todo parecía cuadrar…

Juan F. González Hernández

Precisamente por eso, en mi opinión, CMS no ha podido ampliar su intervalo de exclusión. Si miras los plots, tienen sucesos que no han podido “cortar” y se quedan en 127 GeV de cota inferior de intervalo. Bajar el CL no me parece significativo para excluir los datos, ya que no da seguridad y sí más incertidumbre. Aunque globalmente, estoy de acuerdo en que puede ser todavía una fluctuación, el hecho de que el pico se muestre en los diversos canales relevantes es una prueba sólida de que “tal vez”, finalmente esté ahí. En un año, o menos, se habrá cubierto la región de baja masa. ¡El bosón está acorralado! Si está ahí, que parece ser que sí con este tipo de señales, pese a su bajísima significancia estadística, con 20 fb inversos la apueta no va más. All in, for the Higgs boson. Es cuestión de un año o meses, si se hacen bien las cosas, como espero.

Ahora bien, nadie se ha atrevido a algunas cuestiones algo más atrevidas, supongo que porque estos datos no son más que indicios: ¿un Higgs a 126 GeV es consistente con un simple SM Higgs y nada más?Para los teóricos vienen problemas grandes también: un Higgs a 126 ó 125 GeV es bastante crítico respecto a la cuestión de la estabilidad del vacío y la existencia de más partículas más allá del Modelo Estándar. En la charla de ATLAS, se destacó una cosa teórica muy relevante: los cálculos teóricos en la aproximación NNLO en teoría de perturbaciones para las secciones eficaces que predice el SM. Se han predicho con error menor del 10 por ciento. Y ha sido un trabajo duro e importante para estos datos, la modelización y la simulación del detector y su funcionamiento estos meses.

planck

Coincido contigo y con Francis en que esta vez parece que existe algo bastante sólido que apunta al Higgs. ¡ A ver si es posible desatascar de una vez la física fundamental ! A favor está la clara evidencia de que ambos experimentos coinciden y además en ambos canales (aunque hay una pequeña discordancia de 2 o 3 GeV en el pico de la masa). En contra está la pequeña cantidad de eventos recopilados. Respecto al problema de la estabilidad del vacío pienso (pero yo no soy un experto ni mucho menos) que se le ha dado demasiada importancia ya que la masa de los neutrinos y su oscilación son hechos demostrados experimentalmente y estos no pueden ser explicados por el SM lo que quiere decir que tiene que existir física más allá del SM independientemente de si el Higgs favorece un vacío estable o no.
No se si estos datos como bien dices serían compatibles con un Higgs distinto del SM con una tasa de eventos menor de la predicha por el SM. Esto sería una posibilidad muy emocionante.

JavierJavier

Una duda Francisco.

¿Cuantas eventos se han recogido en esa curva?.

Si un solo evento en cada nivel de energía es usado, no es muy solido el tema.

Si han sido decenas de miles de eventos, cada uno con su resonancia y su energia, y de ellos, por mínimos cuadrados, sale esta curva, entonces es mas creíble.

2.5 sigmas no es lo mismo en un experimento de 10 tiradas, que de 10 millones de tiradas.

emulenewsemulenews

Javier, la curva es combinación de varios canales difíciles pero muy buenos, con muy pocos eventos por canal que destacan sobre un fondo ridículo. Por ejemplo, en el canal de ZZ→4l (4 leptones) el número de eventos alrededor de 125 GeV es de 3 eventos en ATLAS y de 2 eventos en CMS, pero el background es menor de 1 en ambos casos. La clave es que varios canales han coincidido en una señal parecida.

planck

Encontrar la “partícula divina” está demostrando ser uno de los capítulos más duros y difíciles de la historia de la física. Los físicos son personas y ante datos no concluyentes como los que ha presentado hoy el CERN muestran sus preferencias personales:
Tommaso Dorigo cree que estamos ante una señal bastante clara del Higgs. Además, sorprendentemente dice que no es necesario tener en cuenta el efecto “look-elsewhere”.
Francis es muy optimista también
Los blogs Vixra y Resonnances parece que se limitan a dar los datos para el pico entorno a 125 GeV: Atlas 3,6 o 2,5 sigmas (antes y después del efecto trial) y CMS 2,6 o 1,9 sigmas. Gibbs de Vixra muestra su estimación combinando ATLAS+CMS obteniendo aprox 2,7 sigmas entorno a 125 GeV.
Por otro lado Strassler es claramente pesimista recopilando los siguientes datos entre sus físicos conocidos: Experimentalistas: NO: 9 votos SI: 1 voto Teóricos: NO: 6 votos SI: 0 votos
¿Quien de todos tendrá la razón?

proaonuiqproaonuiq

“¿Quien de todos tendrá la razón?” Strassler.

p.s. buen resumen Francis (con una curva de entusiasmo a lo largo de la entrada muy parecida al dibujo de Santbech y parecida a los gestos de algunos miembros de CMS al irse desplegando los resultados de Atlas). Añadir que Lubos ha abierto un chat con multiples comentaristas. El que más me ha gustado ha sido Strassler, con el sistema de preguntas abiertas que ha ido completando en rojo. Muy económico e informativo. Aunque le costaba, cómo a todos, porque Fabiola ha hablado a velocidad supersónica y con transparencias muy sobrecargadas. Espero que no se entienda cómo una crítica negativa. En general la presentación ha estado muy bien. Sin comentarios sobre el titular amarillista de Dorigo.

JavierJavier

Hay algo ‘sospechoso’:

“Hemos restringido la masa más probable para el bosón de Higgs a entre 116 y 130 GeV y en las últimas semanas hemos comenzado a ver un aumento de los eventos en el rango de 125 GeV”, explicó Fabiola Gianotti.

http://www.elmundo.es/elmundo/2011/1...789732.html

Que casualidad, que EN LAS ULTIMAS SEMANAS han empezado a ver un aumento de eventos………

No quiero ser mal pensado, pero llevan casi dos años, y ‘en las ultimas semanas’, sale esto…….

No pensemos mal, no pensemos mal.

…………………….

físicofísico

Pues sí, yo también estoy bastante harto de rumores, posibles existencias y demás ha zarandajas. Hasta ya he cogido manía al posible Higgs. Ya sé que hay mucha política de por medio y mucho dinero, pero ver la Física convertida en “La tómbola” no me gusta nada. Puede que al final ni me crea que existe si finalmente lo encuentran.
Por cierto la noticia es que se ha restringido la ventana donde puede estar el Higgs y que todavía no se puede asegurar su existencia. La verdad, no entiendo por qué se va a ocultar en la última ventana de energía a estudiar.
Otra cosa, para los especialistas, sobre todo para Francis, ¿cómo podemos asegurarnos de que cuando se encuentre una partícula en esa ventana es el Higgs y no otra cosa?
Yo a esto le veo otro año entero de sufrimiento por parte de todos nosotros.

majoronmajoron

Si la máquina no se rompe, en menos de un año se sabrá la respuesta. El problema es que el LHC acelera protones y como la interacción sucede entre partones, entonces no se puede hacer como en lep, donde, si querían buscar en la región de 100 GeV, solo tenían que ajustar los haces a la energía deseada. Por tanto en el LHC dependes un poco de la casualidad (la distribución de energía de los partones dentro del protón).

De hecho más que la respuesta, dentro de un año sabremos cuál es la pregunta correcta sobre el origen de la masa. Si no existe el Higgs será: ¿cuál es el origen de la masa? Si existe el Higgs la pregunta será: ¿por qué narices tiene esa masa (que no está fijada por ninguna simetría conocida)? ¿Y por qué puñetas valen los Yukawas de los otros fermiones le que valen (que al final es lo que determina la masa de las demás partículas)?

Juan F. González Hernández

Buenas preguntas Majoron. Sobre los Yukawas, … Hay bastante escepticismo entre los teóricos asentados a buscar explicación audaz a sus valores. Y LHC desafortunadamente no puede medir el autoacoplo del Higgs, habrá que esperar al ILC. Mi director de tesina me dijo que él piensa, por ejemplo, que lo más sencillo es que los neutrinos sean partículas de Dirac ( o sea, no se acaba de creer la posibilidad de que haya neutrinos de Majorana y desintegraciones beta doble). Me dijo: “Realmente, tampoco hay que marear mucho la cosa. No hay problema técnico en principio en poner Yukawas más bajos a los neutrinos. Si eso tiene una explicación más profunda, nosotros no lo veremos posiblemente. Lo más sencillo es neutrinos de Dirac y Yukawas canijos”. Evidentemente, el tema de los Yukawa couplings va a ser capital en próximos años. Tanto en física de neutrinos, como en CP violating processes. Quizás, los neutrinos es lo que están “cantando” a los científicos más que ninguna otra partícula.

majoronmajoron

¿Alguien sabe cuál es el error sobre el error? Han dado esas 2.3 sigmas pero, y perdonad mi ignorancia, con tan solo un puñado de eventos ¿se puede creer uno que ese número signifique algo?

emulenewsemulenews

Majoron, ¿el error sobre el error? y el error sobre el error sobre el error… no tiene mucho sentido preocuparse por algo así.

Los 2,3 sigma te dan una idea de la confianza estadística en una hipótesis concreta; la confianza en la hipótesis que afirma que la confianza sobre la hipótesis un Higgs a 125 GeV es de 2,3 sigma en ATLAS no sé cual será, pero debe ser baja, quizás ronde las 2 sigmas (estoy hablando por hablar ya que estadísticamente para una confianza tan baja este cálculo no tiene sentido).

Estoy preparando una entrada explicativa para todos los públicos sobre el resultado de ayer. Sin números, solo con letras… quizás te aclare algo más qué signfica y qué no significa 2,3 sigma (o 3,5 sigma que para el caso es casi lo mismo).

majoronmajoron

Yo creo que sí tiene sentido mi pregunta. Puede que no la formulara correctamente, pero cuando uno da un resultado físico tiene que dar también un error. Para que el resultado sea relevante el error tiene que ser confiable. Si ese error no está bien calculado o estimado, ¿podemos confiar en el resultado? La historia de la ciencia contemporánea está llena de cálculos o medidas con errores mal calculados que concluían cosas equivocadas.
Ya sé que lo que estoy diciendo es obvio, y no quiero insinuar que han hecho un mal trabajo en el CERN. De hecho, todo lo contrario, es realmente espeluznante el logro que supone el LHC en términos de ingeniería, informática, física experimental y teórica (por decir solo algunos grandes grupos de conocimiento involucrados). En mi opinión es uno de los mayores logros científico-técnicos de la humanidad.
Pero quería solamente puntualizar que, por lo que he entendido, no están en grado de siquiera cuantificar la solidez de sus resultados. Hay que esperar. El verano pasado, sin ir más lejos, hubo una señal más fuerte que de la que se habló ayer y acabó “devorada por la estadística”.

emulenewsemulenews

Majoron, tienes razón, pero recuerda que la confianza en una hipótesis obtenida gracias a un contraste de hipótesis no es un resultado físico. Recuerda, no es un resultado físico. Cuando se descubra el Higgs y se determine su masa sí se podrá realizar un análisis de errores riguroso del valor de dicha masa, que será un resultado físico. ¿Cuál es el error de mi confianza al 100% de que no hay burros que vuelan por los aires?

>> no están en grado de siquiera cuantificar la solidez de sus resultados.

Eso es lo que significa 2,3 sigma, la confianza en que “no están en grado de ….” cuantificada.

>> El verano pasado, sin ir más lejos, hubo una señal más fuerte …

Te equivocas, Majoron. La señal “puntual” del verano de un Higgs de 140 GeV era de menos de 3 sigma y la de ahora en diciembre es de 3,6 sigma (mucho más fuerte). Otra cosa es que ahora se prefiere hablar de la señal “global” (teniendo en cuenta el efecto “look elsewhere” que no se tuvo en cuenta el verano pasado y por eso ahora sí se tiene en cuenta). Cuidado con este tipo de cosas, que la interpretación de la estadística es un arte más que una ciencia y genera muchas confusiones.

La señal que se ha observado ahora es mucho más fuerte que la del verano pasado, fuera de toda duda. Además, en la señal del verano pasado no había sensibilidad suficiente (algo que mucha gente no contó en detalle), cuando en la de ahora sí la hay (esta diferencia es enorme). Pero todo esto no quita que la nueva señal sea una señal débil (porque tiene que serlo, no hay datos suficientes para más).

Juan F. González Hernández

El error sobre el error se puede calcular con métodos estadísticos.

Por otra parte, si miramos el artículo http://en.wikipedia.org/wiki/Weighted_mean podemos calcular la media de una cantidad que se mide con un determinado valor de normalizado de sigmas. Pongamos que x_i es la medida de la masa del Higgs “candidato”/señal a 3.6 sigma de ATLAS(126 GeV), y supongamos que CMS es a 2.3 sigma. La aplicación de la fórmula para la media pesada con el número de sigmas LOCAL resulta en lo siguiente:

M_i(average)=((126/3.6²)+(124.6/2.3²))/((1/3.6)²+(1/2.3)²) = 141 GeV !!!!?¿?¿?¿?

Sin embargo, podemos ver que la fórmula es muy sensible ante la significancia estadística de cada medida. ¿Le suena a alguien esto sospechoso con el pico del Tevatron a 137-140GeV? Veamos qué pasa si ponemos 2.3 sigma y 1.9 sigma LOCAL, algo más conservador, en su lugar:

M_I(average new)= ((126/2.3²)+(124.6/1.9²))/((1/2.3)²+(1/1.9)²) =124 GeV !!!!!!!!

La cocina de una media pesada de la masa de un bosón de Higgs a partir de tan baja estadística es algo altamente notrivial. Conclusión: necesitamos más estadística. Las fluctuaciones están medidas por la varianza, cuya raíz cuadrada es la desviación estándar ( el cuadrado del número de sigmas nos da una medidad de la varianza y de las fluctuaciones estadísticas). Las fluctuaciones son grandes todavía. Pero parecen muy sugerentes a la luz de los resultados publicados.
Juicio final, en un año o menos.

Lo que parece claro es que algo hay en la región de baja masa (sea el Higgs o cualquier otra cosa) dadas las fluctuaciones que se han visto en la zona 114-150 GeV, parece razonable pensar que hay algo ahí. Por supuesto, uno no puede descartar fluctuaciones en el background como explicación posible. Pero, todo depende de los prejuicios que tengamos (Feynman). El año que viene habrá Higgs antes de Navidad ( yo no apostaría en contra del bosón ya con estos datos en la zona de baja masa). Si no hay un SM Higgs boson antes de esas fechas, será también algo casi tan importante como la no existencia del éter en el siglo XIX.

Por otra parte, es notable un paper que estima la masa del bosón de Higgs 126 GeV según un “modelo” que usa el teorema de los cuatro colores, mencionado en el blog archadian pseudofunctor by Kea ( http://arxiv.org/abs/0912.5189):

m(Higgs)=( M(W+)+M(W-)+M(Z))/2= 126 GeV…¿¿¿?¿?¿!!!!!!!!!¡¡¡¡!!

¿Hay más modelos que “predigan” ese tipo de relación lineal entre las masas de los bosones intermedios y la del Higgs?

Además, 124-126 GeV es aproximadamente la mitad del valor esperado del higgs en el vacío, (vev or vacuum expectation value) 247 GeV más o menos un error pequeño (medido con bastante precisión). ¿Coincidencia o hay algo más profundo detrás de estas masas y fórmulas/valores esperados?

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