ЦЕРН официално опроверга откритието на нова частица

Сутринта на 5 август по време на провеждащата се и в момента в Чикаго Международната конференция по физика на високите енергии ICHEP 2016, представители на експериментите ATLAS и CMS показаха нови резултати от Големия адронен колайдер за загадъчния двуфотонен пик при маса 750 GeV, който се появи преди половин година и предизвика сензация.  

Окончателната официална присъда е, че пик няма, това е само статистическа флуктуация, твърди докладът на ATLAS и на CMS на конференцията.

Възможността енергията от 750 GeV да идва от непозната тежка частица развълнува научната общност, работеща в областта на физиката на елементарните частици, и се превръща в обект на повече от 500 теоретични документи.

Миналата година, когато ускорителят бе само в началото на втория си сезон след дълга пауза, статистиката бе много скромна. Последният сеанс за събиране на данни за тази проба бе в нощта на 14 на 15 юли. Сега, въз основа на четири пъти по-голяма статистика, колаборациите ATLAS и CMS дадоха окончателната си присъда.

Това е същата схема, която бе показвана преди половин година, но с нови статистически данни. Пикът при 750 GeV го няма. 

А долу са същите данни в дясно (от експеримента CMS), в 600-900 GeV. В червено е показано как трябва да изглежда сигналът.

^{Схема: indico.cern.ch} 

Изводът е еднозначен и неумолим - двуфотонния пик при 750 GeV е приключен епизод. Това, което се видя в данните от миналата година, е само статистическа флуктуация. Новите резултати са в съответствие с очакванията на Стандартния модел.

Отрицателният резултат на търсенето на резонанси, както се случва в такива случаи, позволи на физиците да определят горната граница на сечението на раждането на една хипотетична частица.

На схемата са показани ограниченията по данни на детектора ATLAS. Почти в цялата област на маси ограниченията са се усилили 2-4 пъти в сравнение със старите данни, в частност за закрити при маса 750 GeV.

^{Горната граница на сечението на раждането на хипотетичен тежък резонанс с двуфотонен разпад. В червено и синьо са показани данните от 2016 г. и 2015 г., в черно е общия резултат. Схема: atlas.web.cern.ch}

Кой ни "излъга" и ползата от разочарованието

Сензацията изчезна така бързо, както дойде. Но тя остави въпроси, някои от които излизат от чисто научната област: Какво се случи? Дали големите очаквания бяха оправдани?

Трябва да се подчертае, че нито в самия експеримент, а още повече от самите експериментатори е търсена сензация. Обвиненията, че участниците в експериментите са приемали желаното за действителност са неоснователни. Подходът към анализа на данните е безпристрастен, а резултатите са съобщавани в максимално консервативни формулировки. В общуването си с медиите експериментаторите винаги са подчертавали, че е твърде рано да се правят заключения и че има нужда от нови данни.

Думата "откритие" не е споменавана от участниците в експериментите никога.

Огромните и, както се оказа, безпочвени очаквания са на съвестта на медиите (и на нашата в частност) и на теоретиците, сред които много хора с големи имена, които още от първия ден хвърлиха огромни усилия във всестранното обсъждане на новата физика.

Анализът на ATLAS и CMS (неофициално комбиниран) показа ниво на статистическа значимост около 3σ. Което е далече от 5-те сигма, необходими по правило , за да се признае валидността на даден резултат. Но реакцията на теоретиците бе неоправдано оптимистична.

Сега не е изключено тази граница да бъде преразгледана, за да не се дава голяма тежест на отклонения 4-5 сигма, особено когато се случват в неизследвани области.

В тази история има, обаче, някои положителни страни. Усилията на хиляди теоретици няма да са отишли напразно, защото сред тях има универсални феноменологични разработки, които могат да бъдат използвани в случай на нов неочакван пик.

Още по темата

18/04/2016

Земята

Чудесата на физиката за един ден на отворени врати (видео)

20/03/2016

Физика

Две стъпки по-близо до хипотетичния свръхтежък бозон

18/03/2016

Физика

Хипотетичната нова частица от ЦЕРН става все по-реална

16/12/2015

Физика

Как доказването на Суперсиметрията може да промени разбирането ни за Вселената