¿Cómo sabemos que la partícula Oh-My-God no fue una lectura falsa?

Actualización 07/02/2017, después de leer sobre la “Partícula Oh-My-God” :

Respuesta corta : Lo sabemos , porque nosotros (bueno, el Detector de rayos cósmicos Fly’s Eye de la Universidad de Utah) lo observamos. Por supuesto, ninguna medición es 100% precisa, por lo que hay un pequeño indicio de la posibilidad de que haya sido una casualidad. ¿Qué tanto de una “pizca de un indicio de posibilidad”, preguntas? Bueno, eche un vistazo a los datos, presentados aquí, y en particular su gráfico

donde las “barras” verticales y horizontales de cada punto de datos representan el error, tal como se calcula para el tipo de mediciones que se han combinado para producir el gráfico como se muestra. Para obtener una explicación completa del razonamiento detrás de su artículo y otras investigaciones que se realizan para verificar que el complejo detector (no es solo un solo dial) en realidad no fue “leído mal”, solo tendría que leer la literatura original; la página web tiene una buena descripción introductoria y datos básicos.

Mis disculpas (y gracias a James Swingland por alertarme) por mi respuesta inicial equivocada; ver debajo de la línea divisoria.

Una idea de último momento : me molesta que haya confundido este apodo frívolo (para mí, molesto) con un fenómeno natural para el apodo frívolo similar (y para mí, también molesto) a menudo utilizado para la partícula de Higgs. De hecho, tuve que volver a leer sobre el evento “iniciado por hadrones”. Con energía [matemática] \ aprox3.2 \ veces10 ^ {20} \, \ text {eV} [/ matemática], todavía está unas 40,000,000 veces por debajo de la energía de Planck, por lo tanto, muy por debajo del umbral de gravedad cuántica. Sin embargo, es aproximadamente 5 veces el límite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin, que si bien no es un límite “duro” (como la velocidad de la luz en el vacío para las velocidades) aún indica que el evento fue muy inusual. Como se informa en el artículo de Wikipedia, se han observado unos quince o más eventos excepcionales similares desde … Pero, un poco más interesante, hay razones para sospechar que estas partículas excepcionalmente energéticas provienen de una fuente candidata, que informa 72 rayos cósmicos con energías superiores [matemática] 0.57 \ veces10 ^ {20} \, \ text {eV} [/ matemática], dentro de un factor de 5–6 desde la energía observada de la “partícula Oh-My-God” y sus quince eventos familiares . Ahora, ESO es emocionante (creo): aquí está el “horno” de donde provienen estas partículas extraordinarias, y es donde es probable que aprendamos sobre fenómenos astrofísicos igualmente extraordinarios, capaces de producirlos. Por ahora, no sabemos qué fenómenos astrofísicos crean rayos cósmicos tan extraordinariamente enérgicos (de hecho, es un misterio, como dice Goran Savic), ¡pero el misterio es exactamente donde es más probable que se aprendan cosas nuevas!

“La frase más emocionante para escuchar en la ciencia, la que anuncia nuevos descubrimientos, no es ‘Eureka!’ (¡Lo encontré!) Pero ‘Eso es gracioso …’ ”
– Isaac Asimov


(Asumiré que te refieres a la partícula de Higgs).

A .: Porque no es una sola lectura. ¡No lejos!

Por favor, lea atentamente: “Para concluir que se ha encontrado una nueva partícula, los físicos de partículas requieren que el análisis estadístico de dos detectores de partículas independientes indique que hay menos de una probabilidad en un millón de que las firmas de descomposición observadas sean debido solo a los eventos aleatorios del Modelo Estándar de fondo, es decir, que el número observado de eventos es más de 5 desviaciones estándar (sigma) diferentes de las esperadas si no hubiera una partícula nueva “.
[De: bosón de Higgs – Wikipedia]
Si es necesario, haga un seguimiento de los términos específicos, tales como “desviaciones estándar” para comprender qué significan exactamente.

Tenga en cuenta, en particular, la referencia de “una oportunidad en un millón “, y también que toda la declaración se enmarca en términos estadísticos.

Luego considere la tabla en la sección “ Confirmación preliminar de existencia y estado actual ” en la misma página web, y observe los excepcionalmente altos (99.9%) “niveles de confianza” (*) de las características clave: spin-0 e incluso paridad , es decir, “escalar”, dado que es la única partícula elemental escalar jamás detectada y también la única partícula elemental escalar necesaria (y predicha por) el Modelo Estándar.

Es decir, la confirmación preliminar de la existencia y el estado actual de la partícula de Higgs no se basa en absoluto en una sola lectura (usted preguntó si es falsa), sino en un gran conjunto estadístico de lecturas, incluidas todas las lecturas que podrían tener pero no están involucrando la partícula de Higgs.

Si prefiere ver el resumen de datos real y las fuentes concretas, visite [Grupo de datos de partículas – Revisión 2017], y [http://pdg.lbl.gov/2017/listings…] más específicamente, y por supuesto las numerosas referencias / fuentes enumeradas en la página de Wikipedia.

Finalmente, recuerde que ninguna medida puede ser perfecta; todas las mediciones tienen algún grado de error, y las que confirman colectivamente la existencia de la partícula de Higgs son terriblemente convincentes, a medida que avanzan las mediciones.

(*) Para obtener más información sobre la definición estadística y el significado de “niveles de confianza”, consulte también aquí.

Consulte la página 19 de esta presentación, por ejemplo, y observe cuán frecuentes pueden depender estos rayos cósmicos de su energía (y, en general, cómo funcionan estos “telescopios”). Muchos detectores a la vez rastrean una “firma” (principalmente luz emitida por moléculas excitadas en el aire) de lluvias de muchas partículas que se extienden por el cielo, cómo evolucionan en la atmósfera, es decir, cómo se propaga la energía inicial de la “partícula” (ver página 16). En general, estas “partículas” pueden ser lo que sea, por lo que están “clasificadas” como rayos cósmicos.

Entonces, es cuestionable cuál fue la “partícula” inicial de alta energía. Sin embargo, si se tratara de una pelota de béisbol que cae del espacio, generalmente se da como un ejemplo de “energía equivalente”, se comportaría de manera diferente y no habrá la firma característica en las lecturas (es decir, la dispersión direccional estrecha a casi la velocidad de la luz, disminuyendo su perfil energético …) Según tengo entendido, diferentes rayos cósmicos altamente energéticos provienen del Universo que actúa como un acelerador de partículas “con esteroides” y su origen real es principalmente un tipo de misterio.

¿Cómo sabemos que la partícula Oh-My-God no fue una lectura falsa?

Porque ha habido detecciones posteriores.

Uno podría ser un falso positivo, pero 15 …

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