Am ajuns si in 2012....

Tie cititorule doresc sa-ti urez un an 2012 cat mai bun si iti multumesc ca m-ai citit in anul ce a trecut.

Ce a insemnat pe scurt anul 2011 ?

Din punctul meu de vedere a fost un an foarte bun pentru stiinta. Din domeniul meu de activitate au fost 3 stiri care au tinut primele pagini ale ziarelor:

Aceste stiri, dar si altele, cred ca au impins stiinta un epsilon mai in fata in media.

Pe plan mioritic cred ca cea mai important eveniment a fost noua Lege a Educatiei. Cu bunele si relele (inerente dar minoritare) a pus in miscare un sistem anchilozat. Ca un brat adormit, atunci cand sangele reincepe sa curga prin el, acum auzim de dureri, ace si miscari mai greu de controlat. Sper sa nu ne intoarcem niciodata de unde am plecat. (In acest context mi se par extrem de interesante evenimentele descrise in cartea lui Lucian Boia - Capcanele istoriei - Elita intelectuala romaneasca intre 1930 si 1940! Aflam ca nici atunci lucrurile nu erau tocmai pe roze si eu raman cu intrebarea "cand au fost lucrurile cat de cat pe roze?". Probabil mai multe mai tarziu despre aceasta carte. )

Sa vedem ce aduce 2012!

Fiindca si presa romaneasca a preluat fara nici o urma de gandire stirile internationale ma simt nevoit sa spun ca bosonul Higgs, sau Particula lui Dumnezeu, sau orice alta particula nu a fost descoperita!

Tot valul de presa a fost iscat de postarea titlului unei note interne ATLAS (unul din experimentele de la CERN) pe blogul lui Peter Woit. Titlul notei interne a fost publicat contrar politicilor de evaluare interna a rezultatelor experimentelor de mari dimensiuni. Prin aceste politici orice rezultat al experimentului devine public doar dupa o evaluare atenta in interiorul colaborarii.

In plus, fara a intra in detalii, pentru ca un rezultat sa fie clasificat drept descoperire e nevoie de ceea ce numim 5[\sigma]. Nota scursa nu atinge decat 4[\sigma] prin urmare nu poate fi clasificata decat cel mult o evidenta (pentru care e necesar 3[\sigma]).

Iar cei care spun ca, de fapt, rezultatul e acolo dar e tinut la secret nu stiu ca unele din aceste rezultate pot disparea datorita adaugarii unor erori sistematice in procesul de evaluare interna, erori ce nu au fost considerate in versiunea initiala a analizei. De fapt procesul de review intern este initiat pentru a fi siguri ca nu vorbim despre un artefact, ci ceea ce vedem exista cu adevarat. Pana la publicare orice rezultat este supus la o serie de teste pentru a evalua validitatea lui.

Prin urmare nimic nu a fost descoperit, si avem de a face cu un bulgare de zapada crescand, bulgare ce pornit de la ceea ce, pana la urma, nu pot fi considerate decat zvonuri.

Observ ca in ultimul timp, din dorinta de senzational, un rezultat stiintific este interpretat, re-interpretat si pana la urma inteles ca sigur de catre publicul larg.

Acest tavalug a inceput in cand D0 (experimentul la care am lucrat si inca mai semnez ca autor) a lansat rezultatul de mai jos:

Nu doresc sa intru in toate detaliile tehnice, o sa atrag doar atentia ca punctul negru din imaginea de mai sus (punct obtinut in urma rezultatului publicat de D0)  este incompatibil cu ceea ce era asteptat (punctul albastru din imagine)  cu un nivel de confidenta de 99%. In alte cuvinte exista 1% sanse ca aceste doua puncte sa fie totusi compatibile experimental, iar diferenta din grafic sa fie datorata doar unor fluctuatii sau erori de masurare.  (Pentru o descoperire sasele ca cele doua puncte sa fie compatibile trebuie sa fie 0.0000573303% !!! )

Dupa publicarea acestui rezultat, la scurt timp, Bogdan Dobrescu impreuna cu colegii lui din departamentul de teorie de la Fermilab, publica un articol care arata ca aceasta discrepanta ar putea fi explicata intr-un anumit model, extindere supersimetrica a modelului standard actual in fizica particulelor elementare.  In toate modelele supersimetrice se trece de la un boson Higgs la cinci, si se mai postuleaza existenta unui superpartener pentru fiecare particula existenta in modelul standar.

Faptul ca s-a masurat o abatere mare de la modelul standard a facut un adevarat val de valva in presa internationala, val care poate fi vazut aici. Mai tarziu bineinteles si articolul lui Bogdan Dobrescu a primit o groaza de atentie si cateva link-uri sunt date aici.

Ceea ce ma ingrozeste e ca perceptia incepe sa fie ca s-a dovedit ca exista 5 bosoni Higgs. Cat se poate de neadevarat!  In primul rand rezultatul experimentului D0 trebuie confirmat de un alt experiment pentru a asigura faptul ca nu este o greseala de masuratoare sau o fluctuatie nefericita a datelor. Aceasta confirmare/infirmare s-ar putea sa vina in Iulie din partea experimentului CDF la ceea mai mare conferinta de fizica pe tema particulelor elementare ICHEP. Dar cel mai probabil nu va aparea decat la anul.

Pana atunci rezultatul anuntat de D0 trebuie privit ca un rezultat neconfirmat, si orice model care explica acest rezultat ramane doar un model si nu poate fi numit altfel.

Ma bucur sa vad ca Bogdan Dobrescu sublineaza si el acelasi lucru! Puteti vedea penultimul paragraf din interviul de aici.

Cred ca acest rezultat a fost escaladat si stors de presa. Se uita, de multe ori ca aceste rezultate neconfirmate pot sa dispara (vezi excesul de tau in analiza MSSM a CDF de acum 3 ani!, analiza care a ajuns in The Economist si New Scientist si a facut valva). Dar  “s-ar putea”  nu aduce deloc audienta si e subtil inlocuit cu “nu mai e singur” (bosonul Higgs) sau “rezultat de rasunet…. exista 5 bosoni”…

Pana la urma cati Higgs exista ? Pana nu se descopera unul … exista exact zero!!!

PS: Ma bucur ca Bogdan Dobrescu a fost mentionat foarte mult si a primit foarte multa vizibilitate. Din punctul meu de vedere este unul din teoreticienii care stie sa asculte foarte bine experimentele.

Articol scris pentru www.scipedia.ro

Ieri au aparut in presa internationala o serie de articole (BBC, NewScientist, Symmetry) care anuntau o cursa pentru gasirea bosonului Higgs. Desi aparent o noutate, aceasta cursa exista de cativa ani de zile. Sa incercam sa pornim povestea din trecut si sa vedem unde suntem astazi.
In 2000 CERN punea oprea unul dintre cele mai de succes acceleratoare,LEP (Large Electron Positron Collider) pentru a face loc proiectului LHC in tunelul care se intinde intre Franta si Elvetia. LEP reusise sa descopere bozonii Z si W, si cu descoperirea lor si masurarea proprietatilor acestora Modelul Standard al Particulelor Elementare devenea standard in domeniul particulelor elementare, canonul teoretic.
Pe partea celalta a oceanului, in apropiere de Chicago, Tevatronul se odihnea intr-un binemeritat program de upgradare. Isi facuse datoria pentru care fusese proiectat si pornit in anul 1983. Descoperise in 1995 quarkul top o alta particula prezisa de teorie. Urma sa continuue din 2002 cu scopul de a masura cu precizie proprietatiile acestei particule.
Inainte de 2002 fizicienii au realizat ca existenta infamului boson Higgs poate fi testata si la Tevatron. Astfel ca incepand cu 2002 de cand Tevatronul a "renascut" Fermilabul a intrat direct in cursa cautarii bosonului Higgs. Initial fara o sansa reala, caci energia disponibila este mai mica decat la LHC si la fel si luminozitatea (masura a numarului de interactii in ciocniri). Pe hartie in 2002 Tevatronul pierduse cursa. Aceasta opinie era intarita si de performanta slaba a acceleratorului dupa pornire.



Luminozitatea integralaTevatron RunII pana in prezent.(picture credits: Fermilab/D0)


Performanta unui accelerator poate fi vazuta din graficul luminozitatii integrale (suma luminozitatii in timp). Daca ne uitam cum a evoluat luminozitatea integrala vazuta de experimentul D0 (unul din cele 2 experimente de la Tevatron. Celalat experiment este CDF.) in ultimii 6 ani observam ca acumularea de luminozitate si de date in anul 2002 a fost foarte mica , dar in timp rata de acumulare s-a imbunatatit in ritm extrem de rapid. Aceasta imbunatatire a fost posibila in urma cunoasterii din ce in ce mai bine a complexului de acceleratoare si imbunatatirii anumitor componente sau metode de exploatare. In ultimul an Tevatron a reusit sa depaseasca specificatiile pentru care a fost proiectat si functioneaza in regim stabil.
Punerea in functiune a unui accelerator nu este un lucru usor si probleme au fost si la punerea in functiune a Tevatronului. Acum peste ani a venit randul LHC-ului sa fie pus in functiune si , din pacate, sa aiba de a face si cu prima problema. Incidentul din septembrie anul trecut, incident destul de serios si care a evidentiat o serie de probleme, a facut ca primele coliziuni la LHC sa fie amanate pana in toamna acestui an.
Aceasta intarziere si intarzierea fata de planurile initiale a dat timp Tevatronului sa se puna pe picioare si a experimentelor de a colecta suficiente date pentru a putea spune ceva despre existenta particulei Higgs. Modelul standard de care am vorbit la inceputul acestui articol functioneaza doar daca acesta particula exista. Modelul standar insa nu prezice masa acestei particule si experimentele trebuie sa o masoare sau sa o excluda. Anul trecut Tevatronul a facut public primul rezultat prin care exclude o valoare a masei Higgs, anume 170 GeV (gigaelectronvolt. Spre comparatie masa unui electron este 0.5MeV). Astfel Tevatronul devenea anul trecut al doilea experiment care spunea ceva despre particula Higgs (inainte LEP-ul exclusese orice Higgs cu o masa mai mica de 114GeV) si isi demonstreaza capacitatea de a concura LHC-ul in elucidarea secretelor Modelului Standard.


Intervalul de exludere a masei particulei Higgs pana in prezent (picture credit: www.symmetrymagazine.org)


Cursa nu este insa de la egal la egal, ci mai degraba o cursa ce aduce aminte de parabola cu broasca testoasa si iepurele. Diferentele intre cele doua experimente sunt destul de mari, un lucru insa le-ar putea uni: o masa a bosonului Higgs mica , undeva intre 114 GeV si 130 GeV. In aceasta situatie ambele experimente au nevoie de foarte multe date pentru "a spune ceva". Astfel ca nici unul din experimente nu il va putea "depasi" usor pe celalt.
Tevatronul este cel mai sensibil in jur de 170GeV unde a facut si prima excludere. Norocum lui poate fi un Higgs de masa apropiata cu 170 GeV, situatie in care ar putea lua fata LHC-ului. (vezi figura de mai jos)



Probabilitatea ca particula Higgs sa fie pus in evidenta la Tevatron in functie de luminozitatea produsa. (picture credit: www.symmetrymagazine.org)


Insa la ce ne putem astepta anul acesta. Peste doar doua saptamani sunt conferintele de primavara unde speram ca Tevatron sa faca publice noi rezultate. Astfel se poate ca in cateva saptamani o regiune in jurul masei de 170 GeV sa fie exclusa. Stresul e mare si experimentele trec acum printr-o perioada intensa de munca pentru a aduce ceva nou la aceste conferinte.
In Septembrie speram ca LHC-ul va porni din nou, de data asta cu succes si ca la carte. Prima perioada, probabil ceea mai grea si mai frustanta va fi intelegerea atat a acceleratorului cat si a experimentelor. Aceasta perioada poate dura un an, poate mai mult. De abia dupa ce modul in care se comporta detectorii va fi inteles foarte bine se va putea pune incredere in rezultatele experimentale provenite de la LHC. Cat va dura aceasta perioada nimeni nu stie, insa in ultimii cativa ani aceasta perioada a fost pregatita in amanunt astfel ca fizicienii sa fie antrenati in ceea ce urmeaza sa faca si aceasta durata de tranzitie sa fie cat mai scurta.
Anul acesta va fi anul privirilor nervoase catre concurent. Tevatron va incerca sa isi mentina performanta si sa stoarca totul din datele pe care le are. Pe cealalta baricada LHC-ul va incerca sa elimine orice intarziere, sa fie sigur ca va porni "la cheie" si va functiona fara oprire cat mai mult. Tensiunea e mare caci competitia a devenit reala si stransa si in istorie doar numele castigatorului se pastreaza.