هل هي بداية النهاية للنموذج العياري ؟

1555- هل هي بداية النهاية للنموذج العياري ؟

هل كان يوم (15-12-2015) هو اليوم الذي ظهر فيه شرخ في النموذج العياري، والذي قد يؤدي إلى زواله ؟
——————————-
ربما، فقد كان يوماً مثيراً للاهتمام، فنتائجه كما ترونها في صورة الغلاف؛ إن الرسم البياني يظهر النتائج عن أزواج الفوتون من ATLAS و CMS متراكبة من أجل مقارنتها، (لقد أخذت فقط الحدث الوسطي من CMS لأن الحدث الذي به فوتون في نهاية الحد الاقصى لا يظهر الكثير “هنالك تجاوزات وعجز في المنطقة المهمة” ولأنها تجعل المخطط مشوشا جدا، يكفي القول أن فوتونات نهاية الحد الاقصى لاتظهر شيء غير اعتيادي).

التحدي هو أن ATLAS يستخدم محاور افقية خطية بينما CMS يستخدم محاور لوغاريتمية لكن في المنطقة المهمة 600-800 GeV بامكانك مراصفتها بعضها مع بعض، لاحظ أن الاوضاع الخاصة بـ CMS أضيق من تلك الخاصة بـ ATLAS بعامل 2.

نتائج الديفوتون من ATLAS (المخطط العلوي) و CMS(المخطط السفلي) رتبت بحيث المواقع 600 و700 و800 GeV (الخطوط العمودية الزرقاء) تتراصف بشكل مثالي تقريباً، (المخطط لا يتراصف بعيداً عن هذه المنطقة !)، المعطيات هي النقاط السوداء (تجاهلوا القسم السفلي لمخطط CMS حالياً) لاحظوا أن نتوءات الواضحة في مجموعتي المعطيات تظهر تقريبا في نفس المكان، النتوء في معطيات ATLAS اعلى (أكثر اهمية احصائيا) وكذلك اعرض بشكل ملحوظ.

يظهر كلا المخططين بشكل أكيد نتوء، كلا التجربتين لديها الى حد ما مقدار مماثل من المعطيات، لذا قد نكون أملنا في المزيد من التماثل في النتوء، لكن عدد الاحداث في كل نتوء عدد صغير والصُدف الاحصائية يمكن ان تخدعنا بشتى الطرق.

بالطبع يمكن لعينيك أن تخدعك أيضا، نتوء منخفض الاهمية مع عدد صغير من الاحداث يبدو أكثر ابهارا على مخطط لوغارتمي من نتوء مساوي في الاهمية مع عدد اكبر في الاحداث – لذا حادروا هذا الانحياز، والذي يجعل الانحناءات جهة اليسار من النتوء تبدو اكثر سلاسة واكثر رتابة عن ما هي عليه في الواقع، (على سبيل المثال، في التسجيل السفلي لمخطط CMS، لاحظوا النتوء ناحية 350 GeV).

نحن في تلك اللحظة المهمة حيث كل ما يمكننا قوله هو أنه قد يكون هنالك شيء حقيقي وجديد في هذه المعطيات، وعلينا اخذها بجدية كبيرة، وعلينا ايضا أن ناخذ بجدية التحليل الاحصائي لتلك النتوءات، وهي ليست واعدة مثلما تبدو تلك النتوءات بالعين المجردة، لو لم ارى الدلالات الاحصائية التي اقتبسها ATLAS وCMS لكنت أكثر تفاؤلا.
——————————-
من المخيب للأمل أيضاً أن بحث ATLAS الجديد ليس مختلفاً كثيراً عن الجولة 1 من البحث لنفس النوع، ويستخدم فقط 3.2 مقلوب فمتوبارن (fb−1) من المعطيات، اقل من 3.5 التي يمكنهم استخدامها في بعض الحالات الاخرى … و CMS يستخدم 2.6 مقلوب فمتوبارن (fb−1)، إذن هذا يجعل ATLAS أقل حساسية وCMS أكثر حساسية من ما قَدرت في الأصل … ويجعله حتى أقل وضوحا لماذا يكون ATLAS أكثر حساسية في الجولة 2 لهذه الاشارة مما كان عليه في الجولة 1، بالنظر للمقدار الصغير من المعطيات للجولة 2، (يمكننا ان نتأكد إذا ما كانت الاحداث تملك حقا 750 GeV من الطاقة وتاتي من اصطدام غلوون، حساسية ابحاث الجولة 1 والجولة 2 متشابهة، إذن يجدر بنا أن نأخذ بعين الاعتبار الجمع بينهما، والذي سيقلل من اهمية تجاوزات ATLAS، ليس معنى جمعهما أن “تختار ما يناسبك”).

بالمناسبة، لقد سمعنا أن الاحداث المتجاوزة لا تبدو مختلفة جداً عن الاحداث التي تمت رؤيتها على اي من جانبي النتوء، فليست مختلفة، على سبيل المثال، احصل على مجموع طاقة اعلى بكثير، هذا يعني أن عملية أعلى طاقة، تلك التي تنتج جسيما جديدا عند 750 GeV بصورة غير مباشرة، لا يمكنها أن تكون سببا في قفزة كبيرة في معدل الانتاج الـ 13 TeV بالنسبة للـ 8 TeV، إذن لا يمكننا الاختباء خلف هذه التفسير المحتمل لسبب رؤية اشارة مفترضة بوضوح في الجولة 2 وبالكاد تمت رؤيتها هذا إذا ما كنت قد تمت رؤيتها على الاطلاق في الجولة 1.

بالطبع اعداد الاحداث صغيرة وإذن هذه الشذوذات يمكن أن تكون بسبب مجرد صُدف إحصائية تقوم بامور غريبة مع اشارة حقيقية، السؤال هو ما إذا من الممكن أن تكون مجرد صُدف إحصائية تقوم بامور غريبة مع الخلفية (المعلومات الاساسية) المعروفة، والتي لديها أيضا عدد صغير من الاحداث.

وعلينا أيضاً لتهدئة حماستنا تذكر هذا المخطط: تجاوزات الديبوزون الذي كان الكثيرون متحمسين بشأنه هذا الصيف، النتوءات عادة ما تظهر وفي الغالب ما تزول، لترقد في سلام.

——————————-
اكثر التجاوزات اثارة في انتاج زوجين من بوزونات W أو Z من معطيات الجولة 1، كما تمت مشاهدتها في عمل ATLAS الذي نشر سابقا هذا العام، ذلك النتوء اثار حماسة الكثير من الناس، لكن لا يبدو أنه مدعوم بمعطيات الجولة 2، هذه قصة تحذيرية.

بالرغم من ذلك، لا يوجد شيء بخصوص تجاوزات الديفوتون هذه والذي يجعل من الواضح أن علينا أن نكون متشائمين بشأنه، إنه غير حاسم، بالاعتماد على الاسئلة الاحصائية التي ستسألها (سواء جمعت الجولة 2 من ATLAS وCMS، سواء حاولت جمع الجولة 1 والجولة 2 من ATLAS، سواء قلقت حول ما إذا كان الصدى واسع أو ضيق)، يمكنك أن تضع استنتاجات ايجابية أو انكارية، من الصعب وضع استنتاجات سلبية كليا … وهذا سبب يدعو للتفاؤل.

ستة اشهر تقريبا من الأن – أو اقل، إذا تمكنا من استخدام هذا التجاوز كدليل لإيجاد شيء أكثر اقناعاً بداخل المعطيات الحالية – سنقول على الارجح “لترقد بسلام” مجددا، هل سندفن هذا التجاوز الصغير، أو النموذج العياري نفسه ؟

المصدر

#الباحثون_المسلمون