Higgsi bosoni avastamise aegu kirjutas Andi Hektor Horisondis: “Hurraa! Mõõtmistulemused näitavad, et uus ATLAS ja CMS mõõdavad signaali olulisusega 5-sigma. Mhh, ühmatab nüüd mitteosakestefüüsik! Mida see peaks tähendama? Mitteosakestefüüsikute keeles tähendab see tõenäosust umbes 1/1000000, et tegu ei ole uue osakesega. Osakestefüüsikud on kokku leppinud, et sellist olukorda nimetatakse osakese avastuseks.”
Mis on see salapärane 5-sigmat?
Oletame, et teil on 60 täringut. Ainuke info, mis teile pärast nende täringute veeretamist antakse on see, kui mitu neist andsid tulemuseks viie. Kuna iga täringut eraldi veeretades on viie saamise tõenäosus 1/6, peaks te keskmiselt saama 10 viite igal veeretamisel. Aga kuna täringud käituvad juhuslikult, siis esimesel korral saate võib-olla üheksa, teisel korral 12 viite. Kui te jätkate veeretamist, siis tulemused jaotuvad ümber keskväärtuse umbes nii nagu näha allpool oleval joonisel. Keskväärtus annab mõõtetulemuse, mõõtetulemuse täpsuse (väärtuse) mõõduks on standardhälve ehk sigma (σ). Mida kauem te veeretate, seda väiksemaks jääb standardhälve (ja seda väärtuslikumaks muutub tulemus). Pärast piisavalt pikka katsetamist võite te näiteks jõuda tulemuseni, et keskmine viite arv ühes veeratamises on 11, standardhälbega σ=0,2 (vaata ka e-õpikut). Eeldatud tulemus on 10, aga katse näitab suuremat tulemust olulisusega 5-sigmat (5 korda σ, st 5*0,2). Ja pärast seda võite te olla 99.9999% kindlad, et komplektis on üks ebausaldusväärne, arvatust teistmoodi käituv täring.
Kiirendites uurivad teadlased osakeste kokkupõrgetes tekkivaid uusi osakesi ja proovivad aru saada, mis toimub. Põrgetel tekib väga palju osakesi, aga vaid mõned neist on teadlastele parajasti oluliste reaktsioonide tulemused, näiteks sündmustest, kus Higgs’i boson laguneb kaheks footoniks, millel on täpselt teada olev energia. LHC salvestab miljonite osakeste põrkumiste info ja loendab neid kordi, kus sünnib kaks teada olevate energiatega footonit. Kui meie täringu eksperimendis me võrdlesime oodatud tulemust (10) eksperimendi tulemusega (11), siis LHC loendab kahe footoni tekkimise sündmusi ning võrdleb seda ennustusega eeldusel, et Higgs’i bosonit ei ole olemas. Kui selliseid sündmuseid on oodatust rohkem ning sellise tulemuse olulisus on vähemalt 5 sigmat, siis on järelduseks see, et Higgs’i boson tõepoolest olemas.
Allikas: http://www.physics.org
Leave a Reply