Explicación de la primera figura de exclusión de masa para el bosón de Higgs con datos de 2011 del LHC en el CERN

Esta figura preliminar presenta la búsqueda del Higgs del modelo estándar en el canal H→ZZ, el más prometedor para un Higgs de gran masa, obtenida en la colaboración CMS del LHC en el CERN tras analizar entre 0,2 y 0,9 /fb de colisiones (según la masa). La figura excluye un Higgs con una masa entre 300 y 400 GeV/c², mostrando que el LHC del CERN permite explorar un rango de masas para el Higgs muy por encima del permitido por el Tevatrón del Fermilab. Más abajo explico esta figura en detalle, ya que dentro de un par de semanas se publicarán los primeros resultados oficiales sobre la búsqueda del bosón de Higgs con datos de colisiones de 2011 en el LHC del CERN que combinarán varios canales de búsqueda, así como los resultados combinados de los dos grandes experimentos del LHC, llamados ATLAS y CMS. Hasta entonces aparecerán en blogs y seminarios varios resultados  preliminares, como éste que ha aparecido en un seminario el 8 de julio y del que se ha hecho eco Philip Gibbs en “Higgs Exclusions at 900/pb,” viXra log, 9 July 2011. La figura muestra la gran ventaja del LHC sobre el Tevatrón para grandes valores de la masa, debido a sus colisiones protón-protón a 7 TeV c.m. en lugar de las colisiones protón-antiprotón a casi 2 TeV c.m. El otro gran experimento del LHC, ATLAS, publicará pronto una figura similar para el mismo canal. Se observan varios excesos por encima de 2 sigma alrededor de 114, 125 y 205 GeV/c² (más o menos, pues la escala horizontal logarítmica parece “estirada”), pero seguro que su origen son fluctuaciones estadísticas debido a que el número de colisiones analizado depende de la masa (de ahí que el intervalo de colisiones analizado sea tan amplio como de 0,2 a 0,9 /fb). Si no lo son, los resultados de ATLAS deberían presentar las mismas características. Aún así, algunos impacientes ya han especulado que se observan “señales” de múltiples bosones de Higgs, como los predichos por la supersimetría (ver Lubos Motl, “CMS after 0.9/fb: Higgs preferred at 115, 140, 205 GeV,” TRF, 9 July 2011).

Una explicación de la figura es de rigor para los que no estén familiarizados con este tipo de diagramas, que serán muy numerosos este verano (CDF, DZero, CDF+DZero, ATLAS, CMS, ATLAS+CMS, etc.). La figura considera uno de los canales de desintegración más prometedores en la búsqueda del bosón de Higgs del modelo estándar, la desintegración de un Higgs en un par de bosones débiles Z, es decir, H→ZZ; por encima de una masa de 200 GeV/c² es el canal de búsqueda preferido, pues aunque es algo menos probable que el canal H→WW, es mucho más fácil de distinguir respecto a los sucesos de fondo; de hecho, por encima de 130 GeV/c² también es un canal muy prometedor. Sólo para una masa muy baja, entre 114 y 125 GeV/c², el canal de búsqueda preferido es otro, la desintegración en dos fotones, H→γγ, muy poco probable pero muy fácil de indentificar. Hay muchos otros canales de desintegarción del Higgs y las figuras “buenas” son las que combinan muchos canales (a ser posible todos los observables) y muchos datos de colisiones (el mayor número de inversos de femtobarn (fb⁻¹, /fb o ifb) posibles).

Para cada posible valor de la masa del bosón de Higgs, el modelo estándar predice de forma unívoca su tasa de producción, el número exacto de bosones de Higgs que se producen en las colisiones protón-protón del LHC y cuántos de ellos se desintegran de cada manera posible (cada canal de desintegración). Esta figura indica el número de eventos tipo Higgs en el canal H→ZZ observados en el experimento CMS del LHC respecto al número de eventos de este tipo que se esperaría observar según la predicción teórica del modelo estándar. La figura muestra la sección eficaz de producción en dicho canal, más o menos, el número de eventos de este tipo que se observan en un detector de cierta área efectiva dividido entre el número total de eventos posibles. En esta figura un número 0,1 significa que cuando se espera observar 10 bosones de Higgs no se ha observado ninguno. Un valor de 10 significa que es necesario analizar 10 veces más colisiones de los disponibles para observar un bosón de Higgs, es decir, que se espera observar 0,1 bosones. Por tanto, los valores experimentales por debajo de la línea roja (colocada en un valor de 1) indican valores de la masa para los que habría que haber observado el Higgs y no ha sido observado, es decir, excluyen un Higgs con dicha masa. Los valores por encima de 1 indican que habrá que esperar al análisis de más colisiones. Por supuesto, estos resultados son estadísticos y puede haber fluctuaciones en estos resultados conforme se recaben más datos experimentales.

Más en detalle. Para un número dado de colisiones el modelo estándar predice la sección eficaz de producción de un canal de desintegración para el Higgs (la línea discontinua en la figura), que se puede comparar con el valor de la sección eficaz predicho por el modelo estándar, que en esta figura está normalizado a la unidad (línea horizontal roja). El análisis del número de los eventos candidatos a una desintegración concreta (en este caso la desintegración en dos bosones Z) corresponde a la línea continua negra con cuadraditos. Si esta línea está por debajo de la línea roja para cierta masa significa que habría que haber observado el bosón de Higgs con dicha masa y no se ha observado, por lo que se excluye (con una probabilidad del 95% C.L.) que el bosón de Higgs tenga dicha masa. Cuanto más baja esté la línea negra continua respecto a la línea roja más probable es que el Higgs no tenga dicha masa.

¿Por qué Lubos Motl especula que hay señales de bosones de Higgs supersimétricos en esta figura? La comparación entre la línea discontinua (predicción teórica para el bosón de Higgs del modelo estándar) y la línea continua con cuadraditos (resultado experimental observado) puede ser indicativo de posibles desviaciones respecto al modelo estándar, como las predichas por otras teorías como el modelo mímimo supersimétrico. La línea discontinua (predicción teórica) viene acompañada de una banda con colores de la bandera brasileña. La banda verde indica dispersiones dentro de una desviación estándar y la banda amarilla dentro de dos desviaciones estándares. Si la línea continua con cuadritas se desvía más de 3 desviaciones estándares respecto a la línea discontinua eso indica que podría haber algo más allá del modelo estándar (una señal de algo interesante). Si se desviara unas 5 desviaciones estándares sería un descubrimiento para Premio Nobel. En la figura aparecen desviaciones muy claras por encima de 2 sigma en la región entre 200 y 210 GeV/c², sin embargo, en mi opinión se trata de una fluctuación estadística y no hay que tocar las campanas aún. También aparecen otras pequeñas desviaciones de este tipo pero menos claras entre 100 y 200 GeV/c². Yo creo que parte de estas desviaciones se deben a que el número de datos analizado (entre 0,2 y 0,9 /fb) depende del intervalo de masas considerado y que por tanto los datos son aún muy provisionales.

En resumen, espero haber explicado bien la figura. Los que aún tengáis dudas podéis preguntar en los comentarios (no soy experto ni en fenomenología ni en estadística, pero me gustan ambos temas).

Por cierto, Don Lincoln, científico del Fermilab, trata de explicar lo que es el bosón de Higgs para todo el mundo en el siguiente vídeo de youtube. No está subtitulado al español aún, pero este vídeo me ha gustado.

Recogida de firmas en contra del nuevo Estatuto del Personal Docente e Investigador

Recogida de firmas CONTRA EL BORRADOR DEL ESTATUTO DEL PERSONAL DOCENTE E INVESTIGADOR.

Una de las grandes promesas de esta legislatura del PSOE era el nuevo Estatuto del Personal Docente e Investigador de las Universidades Públicas Españolas. “Más de dos años después de que se redactara el primer borrador, con un cambio de ministerio y sucesivos retoques, al Ministerio de Educación le queda ya muy poco margen para aprobarlo en lo que queda de legislatura. Pero en el ministerio están decididos a hacerlo. Sin embargo, un nutrido grupo de académicos encabezan una firme oposición al proyecto. El secretario general de Universidades, Màrius Rubiralta, insiste en que el borrador está en una etapa inicial, pero los detractores del proyecto piden su retirada. Consideran que todas esas medidas supondrán una burocracia insoportable para la Universidad y no aceptan bajo ningún concepto que la gestión sea una forma de escalar en la carrera académica. Tampoco están de acuerdo con la orientación preferente a la gestión ni a la docencia, pues les parece una excusa o un refugio para que puedan escalar quienes no quieren asumir su verdadera responsabilidad como profesores universitarios, esto es, tanto investigar como dar clase. Y no les gusta lo que consideran un excesivo peso de los representantes sindicales en cuestiones estrictamente académicas, como los criterios generales de la asignación de tareas a los profesores o de la progresión profesional. Ya han firmado el manifiesto académicos de prestigio como Miguel Ángel Alario (presidente de la Real Academia de Ciencias), Rafael Argullol, Fernando Savater, Julio Carabaña o Francisco Rico.”

El Estatuto del PDI se ha hecho esperar y su Borrador actual ha decepcionado a muchos. “El estatuto del docente universitario, que tenía que llegar para hacer más atractiva y clara la carrera de los docentes e investigadores de la educación superior pública, se ha convertido en un foco de tensión dentro de los campus. Hasta tal punto de que un amplio sector de docentes e investigadores se ha unido para pedir la retirada de un proyecto que lleva negociándose más de dos años. Lo consideran dañino para la calidad de las universidades públicas, porque las “burocratiza”, las sindicaliza y va contra los intereses de los jóvenes talentos.”

Los extractos entre comillas son del artículo de J. A. Aunión, “Académicos denuncian el estatuto que “burocratiza” la Universidad,” El País, 09/07/2011. Permíteme un resumen del manifiesto (sin que ello implique que no te lo debas leer entero antes de firmar).

DEBES FIRMAR EL MANIFIESTO PORQUE:

1. El profesorado universitario ya conoce de sobra en qué consisten las tareas de docencia e investigación, pero en ninguno de los diecisiete apartados del Artículo 10.1 del Borrador se alude al investigar como tal, a la pura, elemental y básica actividad de estudio y experimentación en laboratorios, bibliotecas o despachos. Ni una sola referencia al mero investigar, a la simple y básica producción de conocimientos.

2. El artículo 13.2 pretende que entre el profesorado existan perfiles diversos, más que nada para que quienes no investigan puedan disculparse con el argumento de que su orientación es fundamentalmente docente, y como pretexto también para que las universidades abaraten costes al exigir más docencias a los que se escuden en dicho perfil. Por contra, la exigencia de dedicación y calidad docente e investigadora no debe aminorarse en ningún caso, [no debe fomentarse a] los que prefieren cultivar la pereza o refugiarse en labores inútiles y parasitarias, como algunas de las que en este Estatuto se estimulan.

3. Denunciamos el trato de privilegio que se otorga a las actividades de gestión universitaria y la correspondiente discriminación, por comparación, de las labores de docencia e investigadoras. Propugnamos un modelo universitario en el que dichos cargos sean pocos y con funciones bien precisas, y que los profesores reciban estímulo y premio nada más que por su dedicación investigadora o docente.

4. Discrepamos del poder que se regala a los sindicatos a la hora de decidir asuntos cruciales [de] la institución universitaria. Manifestamos nuestro desacuerdo con que para la promoción horizontal como profesor titular o catedrático se deba “tener en cuenta las actividades sindicales”.

5. En cuanto a la carrera docente del profesorado, rechazamos del modo más tajante la nueva carrera horizontal a modo de subterfugio o falso consuelo. El juego de jerarquías “horizontales” que ahora se introduce trata de oscurecer los crecientes obstáculos para la progresión de profesor titular a catedrático, ofreciendo el vano consuelo de que pueda haber profesores titulares acreditados para catedráticos que no tengan cátedra, pero que estén en situación para presumir de que cuentan con los puntos necesarios hasta para el cuarto nivel de catedrático, el más alto de los tres niveles horizontales.

6. Nos oponemos, por absurdo, disfuncional y contrario a los fines esenciales de las universidades, al sistema retributivo basado en el concepto de “carrera horizontal académica”. Cada tramo de los tres que forman la carrera horizontal académica de titulares y catedráticos se otorga sobre la base de una evaluación positiva que ha de contemplar los siguientes criterios generales (art. 16.4): antigüedad en el empleo público universitario, méritos docentes, méritos de investigación, méritos por innovación y transferencia de conocimiento, méritos de dirección y gestión académica y formación.

7. Por último, expresamos nuestra más firme oposición a los “Criterios básicos para la evaluación de la carrera horizontal académica”. La mera antigüedad (el tranquilo pasar de los años calentando la silla) [permite] alcanzar un máximo de 20 puntos, mientras que el máximo por investigación es de 50 puntos. Por “dirección y gestión académica universitaria” los puntos totales pueden llegar a 30, y cabe conseguir hasta 40 puntos en razón de “méritos por innovación y transferencia de conocimientos” (entre estas actividades aparecen numerosas tareas de gestión burocrática de la investigación que se consideran investigación, a la luz del art. 10). No podemos aceptar que se pueda acceder a la condición de catedrático sin un solo mérito científico y la “cima horizontal” de los catedráticos sin un sólo punto por investigación, ni uno. En cambio, quien se haya concentrado absolutamente en la investigación y la docencia, con magníficos resultados objetivos en lo uno y lo otro, pero no haya buscado cargos y no sea bastante viejo para que la antigüedad le compute por antiguo en la casa…, se queda sin la cátedra, no llegará ni a cien puntos.

El sistema que con el Borrador de Estatuto se quiere perpetrar está perfectamente pensado para que ningún brillantísimo investigador y docente alcance la cátedra relativamente joven, pero para que todos los viejos que se han dedicado a cuanto impide la buena investigación y la concentración en la docencia se puedan hacer catedráticos de bien mayores.

Cuerpo único, pero cuerpo viejo y sumiso, ése es el lema de esta norma.