Co oznacza "analiza ślepa" w poszukiwaniu nowych cząstek? • Igor Ivanov • Wiadomości naukowe na temat "Elementów" • LHC, metody przetwarzania danych

Co oznacza „analiza ślepa” w poszukiwaniu nowych cząstek?

Zastosowanie "ślepej analizy" w poszukiwaniu bozonu Higgsa w kanale zaniku do czterech leptonów. Niebieski histogram pokazuje tło z powodu procesów, które nie zawierają bozonu Higgsa. Czarne kropki – prawdziwe dane. Fizyka w centralnym zacienionym paśmie nie jest na razie widoczna, dlatego dostosowuje kryteria wyboru i analizy danych, patrząc tylko na sekcje boczne. Dopiero po ustaleniu metody przetwarzania fizycy zobaczą obraz w regionie centralnym, a następnie zobaczą, jak dobrze (lub źle) dane przetwarzane za pomocą tej metody pokrywają się z teoretycznymi oczekiwaniami (czerwony histogram). Ryc. z cms.web.cern.ch

Kiedy eksperymentatorzy mówią o wynikach poszukiwania nowych cząstek, często wspominają, że w analizie zastosowano "metodę ślepą" i dopiero w ostatniej chwili czarna skrzynka otworzyła się i wynik się pojawił. Te wyrazy slangowe oznaczają, że w analizie zastosowano technikę, która minimalizuje (i idealnie wyklucza) "czynnik ludzki". Przeprowadzając analizę, fizycy nie wiedzieli z góry, jaki będzie to wynik, a zatem nie mogą wpływać na przetwarzanie danych z ich nastawieniem.

Faktem jest, że poszukiwanie nowych cząstek lub rzadkich procesów na tle ogromnej liczby "nieinteresujących" wydarzeń jest bardzo niełatwym zadaniem. Aby "wycisnąć maksimum" z danych (ale nie wprowadzić fałszywych odkryć!), Fizycy próbują znaleźć takie kryteria wyboru zdarzeń, które tłumią tło, ale jednocześnie zachowują zdarzenia pożądanego typu. W tym działaniu fizyk ma bogaty arsenał narzędzi. Może nakładać ograniczenia na energie, pędy, kąty emisji wytwarzanych cząstek i na inne zmienne kinematyczne. Może wybierać zdarzenia zgodnie z rodzajem lub liczbą produkowanych cząstek. Potrafi oszacować tło za pomocą symulacji numerycznej, a następnie zastosować je w przetwarzaniu danych. Jeśli działamy "w staroświecki sposób", to przy każdej takiej odmianie analizy fizyk ma prawo spojrzeć ponownie na kluczowy wykres i sprawdzić, czy pożądana cząstka pojawiła się tam, gdzie jest oczekiwana, czy nie. I tutaj czynnik ludzki może ingerować. Bez względu na to, jak bezstronny może być eksperymentator, zawsze jest nastawiony na to, co postrzega jako rezultat pośredni. W rezultacie może wybrać jedną lub inną metodę przetwarzania danych, nie dlatego, że ta metoda jest obiektywnie bardziej poprawna, ale dlatego, że daje czystszy sygnał.

"Analiza niewidomych" po prostu eliminuje tę stronniczość (patrz zdjęcie zaczerpnięte z popularnej noty na stronie internetowej poświęconej współpracy CMS i związane z raportem dotyczącym poszukiwania bozonu Higgsa). Dzięki tej analizie najgorętszy obszar jest zamknięty z punktu widzenia fizyków, którzy przetwarzają dane. Komputer oczywiście używa wszystkich danych, ale pokazuje tylko to, co znajduje się poza zamkniętym obszarem. Z tego powodu fizycy ustalają kryteria selekcji i analizy zdarzeń, patrząc jedynie na "nudne" obszary na wykresie i nie widząc, czy pożądany sygnał jest wzmacniany czy osłabiony. Dopiero na samym końcu, gdy zostanie znaleziona i naprawiona optymalna metoda przetwarzania, komputer "otwiera czarną skrzynkę" – czyli pokazuje, co ta metoda daje w "gorącym" obszarze.


Like this post? Please share to your friends:

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: