Primera búsqueda de un Higgs de baja masa en el experimento ATLAS del LHC en el CERN

Perdón a todos, pero he cambiado el título de la entrada “Primera evidencia de …” se ha substituido por “Primera búsqueda de …” porque dicho título es sensacionalista. Aún así, creo que de vez en cuando un título sensacionalista no viene mal en este blog… Por supuesto, merezco un tirón de orejas. Y pido perdón a todos los lectores que se han llevado a engaño… Como ya he dicho en varias ocasiones, el descubrimiento del Higgs no se publicará hasta 2013, como pronto. Salvo que ocurra un milagro. Este no es el caso.

El análisis de la desintegración del bosón de Higgs en dos fotones (canal difotónico) en los datos de las colisiones del experimento ATLAS del LHC en el CERN apunta a un bosón de Higgs de baja masa entre 114 y 120 GeV/c². Se han observado 99 eventos candidatos a la desintegración de un Higgs en un par de fotones, h→γγ+X (la mayoría de los cuales son parte del background). Esta evidencia es aún pobre porque el número de colisiones analizadas en 2010 ha sido muy bajo, sólo 37’6/pb; lo importante es que va en la misma línea que la evidencia observada por el otro gran experimento del LHC, llamado CMS, de la que ya nos hicimos eco en este blog, y por la búsqueda más luminosa del Higgs en DZero, de la que también nos hicimos eco. Por supuesto, estos resultados pueden ser una simple fluctuación estadística y podrían desaparecer cuando se analicen todas las colisiones en el LHC durante 2011. Un análisis que se publicará en la primavera de 2012. Pero 2011 promete sorpresas, promete llegar a ser un año apasionante para la física de partículas y fascinante para el que esto escribe. Visto en “Plot Of The Day – Higgs @ ATLAS,” NEUTEL11, March 13, 2011. Estas figuras no las ha presentado Markus Schumacher, “Higgs Boson Searches with ATLAS based on the 2010 Data,” 2011 Moriond — ElectroWeak Interactions and Unified Theories, March 13, 2011. Se supone que el artículo en ArXiv aparecerá pronto (estaré al tanto). Los interesados en el artículo técnico disfrutarán con The ATLAS Collaboration, “Search for the Higgs boson in the diphoton final state with 37.6 ipb of data recorded by the ATLAS detector in proton-proton collisions at sqrt(s)=7 TeV,” ATLAS-CONF-2011-025, 12 March 2011 [todas las figuras aquí].

PS: Como bien dice Albeto Ruiz en los comentarios, esta última figura, que aparece en el apéndice del artículo técnico, sólo indica una leve fluctuación estadística (un resultado a 1 σ C.L. cuando incluso hasta 3 σ se puede hablar de fluctuación anómala). Esta última figura se ha obtenido por un análisis estadístico más “conservador” y más “convencional” que el utilizado en la parte principal del artículo técnico, donde se ha utilizado una técnica llamada PCL (Power Constrained Limit), que tampoco ha mostrado una evidencia mucho más allá de 1 σ C.L. (Fig. 3 del artículo técnico).

La primera búsqueda del Higgs en el experimento ATLAS del LHC del CERN ha dado lugar a los siguientes artículos técnicos (además del ya indicado antes), por si alguien quiere deleitarse leyéndolos:

The ATLAS Collaboration, “Search for neutral MSSM Higgs bosons decaying to tau+tau pairs in proton-proton collisions at sqrt(s)=7 TeV with the ATLAS Experiment,” ATLAS-CONF-2011-024, 12 March 2011.

The ATLAS Collaboration, “Search for a Standard Model Higgs Boson in the Mass Range 200-600 GeV in the Channels $H \rightarrow ZZ \rightarrow l^+ l^- \nu \bar{\nu}$ and $H \rightarrow ZZ \rightarrow l^+ l^- q \bar{q}$ with the ATLAS Detector,” ATLAS-CONF-2011-026, 13 March 2011.

En estos artículos también se presentan evidencias a 1 σ C.L. para una bosón de Higgs con una masa alta, que también pueden ser meramente fluctuaciones estadísticas.

19 pensamientos en “Primera búsqueda de un Higgs de baja masa en el experimento ATLAS del LHC en el CERN

  1. Francamente, con perdón pero es ridículo y muy poco serio llamar evidencia a algo que está a 1 sigma de lo esperado. La conclusión del análisis es, llana y claramente, que valores esperados y observados son consistentes y aún estamos muy lejos de la sensibilidad sensitividad necesaria para la observación del Higgs estándar (los límites de su producción son, al 95% de CL, menores que unas 25 veces lo esperado en el modelo estándar. Eso es lo que dice la gráfica)

    • Cierto, Alberto, tienes razón… he puesto un titular sensacionalista.

      La figura que cierra esta breve entrada aparece en el Apéndice del artículo. Según los autores es una figura “más conservativa” y “más convencional” que la que presentan en el cuerpo del artículo que ha utilizado una técnica PCL (Power Constrained Limit).

      La primera figura del paper, la que abre esta entrada, me ha resultado muy sugerente y por eso he abusado del lector y he puesto un titular sensasionalista.

      Pero tienes razón, merezco un buen tirón de orejas…

      • Gracias, rectificar es de sabios. Perdona que, en esta ocasión, me haya enfurecido un poco, pero me parece muy importante que la presentación de resultados científicos sea muy seria, es la base del método científico y en ello nos diferenciamos de las “pseudociencias”.

        Por dar más luz a los resultados mostrados, lo que nos indican es que lo esperado y lo observado están dentro del rango de probabilidad razonable, es decir no se observan fluctuaciones extrañas que pudieran indicar nueva física. De hecho, si el pico hubiera sido significativo ( por ejemplo, mayor que 3 sigmas de diferencia entre lo observado y lo esperado ) lo que nos indicaría es que hay nueva física no estándar, porque en este canal aún estamos muy lejos de la sensibilidad necesaria para poder obervar el Higgs estándar( perdón por mi palabra previa, sensitividad, que es una deformación profesional)

        Las primera figura del paper no dice nada más, los resultados observados y esperados son perfectamente compatibles dentro de los errores

        Bueno, a seguir haciendo buena divulgación y, por favor, lejos de los sensacionalismos, que solo conducen a las malas formas en ciencia, o sea a la pseudociencia o a la información de baja calidad ( como, por cierto, nos está ocurriendo, actualmente, con el tema de las centrales nucleares en Japón)

    • Todos los expertos tienen los pies en el suelo. Un lego como yo, y hablo por mi, se emociona en cuanto aparece un indicio sea evidencia, prueba o fluctuación estadística. Es como si se buscara el espectáculo en la ciencia. Sí, ya lo sé, la ciencia no es espectáculo, y seguro no es bueno hacer de ella un espectáculo. Pero los cuatro días (desde el post del 10/03/2011) que me he pasado pensando que el bosón de Higgs, algo tan revolucionario desde el punto de vista conceptual, ya estaba prácticamente descubierto y con ello la física de partículas elementales estaba prácticamente cerrada no me los quita nadie, gracias Francis. Ser sensacionalista de vez en cuando no viene mal, aunque luego es prudente que un experto en la materia ponga las cosas en su sitio. Recuerdo cuando el observatorio Fermi descubrió que las radiaciones más energéticas de una erupción de rayos gamma se retrasaban con respecto a las menos energéticas y eso podría ser un indicio de la violación Lorentz. Estuve flipando unos días pensando en que ya se estaba vislumbrando una teoría cuántica de la gravedad. Nada más lejos de la realidad, pero bueno soñar es gratis.

  2. Perdón por ser “tiquismiquis”, ¿pero en vez de “sensitividad” no es “sensibilidad”? También hay un fallo en “sensasionalista”, siendo “sensacionalista”.

    Saludos y gran blog.

    • Antonio, no eres tiquismiquis (DRAE = “Escrúpulos o reparos vanos o de poquísima importancia”), tienes razón, sensibilidad es la palabra española correcta y a veces me dejo llevar por mis dedos que teclean en función de mi pronunciación malagueña “sensasionalista” (ahora me ha costado escribirlo). Lo he corregido.

  3. A nice chart. Of course, 1-sigma excesses are no proofs. Still, if one were running Bayesian inference out of it, a Higgs below 120 GeV would be more likely than a Higgs anywhere above 120 GeV after taking this piece of evidence into account. ;-)

    Well, I believe that the Higgs is more likely to be below 120 GeV, anyway, so this confirms my expectations – just a little bit of confirmation.

    By the way, a female Indian CMS/D0 physicist whose name is known to me has been rumored to suggest, during a CERN press video conference last week, that CMS has observed signs of leptons’ substructure. This is really a strong cup of coffee.

    • Thanks, Lubos. I was driven by a big misjudgment which resulted in sensationalism. I hope that does not happen again.

      Lubos, I also believe that the Higgs has a low mass, but belief is always at odds with science.

  4. Francamente yo ya estoy harto de las malas traducciones de los “falsos amigos” entre el inglés y el español.

    El diccionario de la RAE dice lo siguiente:

    Evidencia:

    1. Certeza clara y manifiesta de la que no se puede dudar.

    2. Prueba determinante en un proceso.

    Prueba:
    3. Indicio, señal o muestra que se da algo.

    “Evidence” es “prueba” no “evidencia”, pues en este caso denotaría que algo es obvio o irrefutable.

    Por lo demás, SÍ, el titular era MUY sensacionalista, por por desgracia ya está copiado y circulando por ahí (como en el menéame). En cuanto al contenido como mínimo precipitado. Ya veremos cuando halla más estadística.

    ¡Caray!, estoy enfadado con todo esto.

    • Mil perdones, Físico, tienes toda la razón para estar enfadado.

      Trataré de recordar que “Evidence” debe traducirse por “Prueba” y no dejarme llevar por el spanglish y traducirla por “Evidencia.”

      No tengo excusa. Tras leer el blog de NEUTEL11 (que menciona que muchos blogs harían noticia sensacionalista del resultado) me dirigí a las charlas de MORIOND (que NEUTEL11 no menciona) y me dejé llevar por una cosa y por la otra y escribí la entrada; después de hacerlo leí el artículo de ATLAS y después el comentario de Alberto, el meneo de mezvan vino por medio, y la bola de nieve creció y creció…

      Tengo que ser más cuidadoso en futuras ocasiones. ¡Y caray! ¡Tienes todo el derecho del mundo para estar enfadado!

      • Nada, no te preocupes, pero se sabe mal que un blog bueno y técnico como éste termine desprestigiado. Al final el prestigio es lo único que tienes y una vez lo pierdes no lo recuperas nunca.
        Los medios tradicionales pueden verse tentados de hacer sensacionalismo, pero su premio es el dinero, cosa que aquí no creo que sea el caso.
        Corramos un tupido velo que los reactores nucleares de Japón tapen todo lo demás :-)

  5. Bueno tampoco hay que exagerar, algunas veces en determinadas circunstancias todos hemos pecado de sensacionalistas lo importante es rectificar como muy rápidamente ha hecho Francis. Por otro lado la calidad científica de este blog ya ha sido de sobra demostrada. Una prueba de esto es que hasta el gran Lubos Motl lee el blog y hasta participa en los comentarios… todo un honor. Por cierto, esa cierta probabilidad de que pueda existir una subestructura en los leptones es una bomba informativa. Habrá que estar muy atento a los nuevos resultados del LHC.

  6. Coñe con el título! Me has puesto cardiaco.
    Pero te perdono, porque me molan tus artículos.
    Y ahora, si me disculpas, voy a seguir con mi ataque al corazón en la intimidad.

  7. Hi Francis,

    thanks for the link to NEUTEL. As Alberto clearly explained, this is nothing to get excited about. But I wish to make another comment. Of course if that bump were a new particle, it would NOT be the Higgs of the SM, since it would be two dozen times larger in rate than the SM Higgs. So, in a way, this 1-sigma is ot 1-sigma evidence, whatever that means, of the SM Higgs: that is because the “alternate” hypothesis is basically equal to the null one, as far as rate predictions are concerned.
    In other more quantitative words: the significance extracted from the ratio of likelihoods of the (SM H=120)/(only backgrounds) hypotheses is waaaaay below 1-sigma. 1-sigma is the ratio of likelihoods of the (something at 120 GeV, with a rate quite much higher than a SM Higgs)/(only backgrounds).

    Cheers,
    Tommaso

    • Right, Tommaso. That is exactly what I said in my reply of today, 15th .

      Cheers

      Alberto

    • No, no lo había comentado en el blog porque no me creí la primera versión del post de Philip. Como bien puedes leer en el post algunos pensaron que el “hump” había desaparecido, pero volvió a reaparecer, como indicó más tarde Philip en el mismo post. No se sabe su causa y yo no me creo que vaya a desaparecer por que sí. Este año se seguirá buscando la causa… cuando me entere de algo ya lo contaré en este blog.

  8. Bueno, para ejemplo de sensacionalismo, la noticia de la nasa acerca de los efectos de la luz en el tratamiento de los efectos secundarios de la quimioterapia. Aparece traducida en la pagina de kanijo.

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