Higgsnely planet guide

Seguramente hoy se hablará, y ya se lleva hablando, mucho sobre el Higgs.  Hoy Atlas y CMS expondrán sus últimos resultados en una conferencia.  El problema es que se utilizarán muchos términos que nos volverán un poco locos y podremos leer por ahí cosas como:

–  Colisiones a 1.5 /fb

–  Canales

–  Masa del Higgs en GeV

–  El resultado tiene 3 sigmas

Para que no nos perdamos mucho vamos a hacer entre todos una guía muy simple, no pretendemos ser ni exhaustivos ni exquisitos, para saber de qué van esas cosas.

Errores, sigmas y confianza en los resultados

Cuando se realizan experimentos estos se repiten una y otra vez.  Esto se hace para disponer de muchos datos sobre los que hacer promedios para confiar en que el valor «real» de lo que estamos midiendo esté en determinado intervalo.

En general una medida nunca es perfecta, esto se debe a muchos motivos todos muy interesantes pero que no vamos a discutir, y por eso se dan los valores de las medidas en el formato:

valor considerado real  error cometido

¿Hasta que punto podemos confiar que el valor observado es el valor real de la magnitud?  Aquí es donde los físicos se descuelgan con la terminología «sigma».

Simplificando mucho diremos:

1.-  Cuando hacemos medidas uno puede suponer que en cada una de ellas se está cometiendo un error.

2.-  Uno puede determinar la forma en la que los errores se distribuyen para cada medida.  Generalmente, aunque no siempre, los errores se distribuyen en forma de campana:

A esto lo llamamos distribución gaussiana o distribución normal.

Un parámetro importante es la anchura de la campana, cuanto menos ancha sea la campana mejor. Eso quiere decir que el valor medio, donde está el pico, es con mucha seguridad el valor real de lo medido.  La anchura de la campana se denota por la letra sigma:  .

Ahora bien, la pregunta sobre qué confianza tenemos de que el valor real esté contenido entre el valor medido más/menos el error cometido nos la da la sigma.

Así pues, la probabilidad de que el valor real de lo que estemos midiendo esté entre  y  es del 68% (0.68 x 100).  Si tenemos una situación de «3 sigmas» quiere decir que estamos seguros al 99.73% y así sucesivamente.

Por eso, la gente hace mucho incapié en tener resultados experimentales con muchas sigmas.  Se considera que un experimento es «irrefutable» cuando está por encima de 5 sigmas.  Con tres sigmas la cosa está ahí en el límite de lo aceptable.

Cuando fb no es facebook

También habremos leído, leeremos o escucharemos que se han alcanzado no se cuantos fb inversos ().  ¿Qué es fb si no es facebook?

Para no entrar en mucho detalle cuando alguien dice que un acelerador ha alcanzado 1 significa que se han conseguido generar y medir del orden de 70.000.000.000.000 () colisiones.  Así que cuanto mayor sea el número de fb inversos mejor, porque más colisiones se habrán producido y se podrán estudiar.  Con esto mejoraremos la estadística y podremos aumentar las sigmas de nuestro experimento :).

Gigaelectronvolts

Hoy se discutirá si el Higgs tiene una masa de 125GeV, de 120GeV o de que no tiene una masa superior a 140GeV.

Para no hacernos un lío, el Higgs es una partícula pequeña y expresar su masa en kilos sería engorroso por lo pequeño del número:

Para que nos hagamos a la idea:

1 GeV equivale a  1.783 × 10^-27 kg

Eso quiere decir que es 0.o(28 ceros más)01783 kg. Lo cual es muy pequeño, así que elegimos unas unidades, en este caso el Gigaelectronvolt para que sea más manejable y poder hablar en términos de 120 GeV y cosas por el estilo.

Continuará…

Nos seguimos leyendo…

Addendum: Francis del blog Francis (th)E mule Science’s News nos ha hecho llegar este comentario a twitter  @Cuent_Cuanticos Si os sirve de ayuda Tommaso lo cuenta bien en science20.com/quantum_diarie… y Matt enprofmattstrassler.com/articles-and-p…

Son entradas interesantes.