Haben die Forscher von Fermilab eine fünfte Kraft gefunden?

Lassen Sie mich die Meinung eines Experimentators hinzufügen. Aus den von Lubos oben gezeigten Diagrammen sieht man, dass zwei Verteilungen subtrahiert werden, um das Signal hervorzubringen. Ein Monte-Carlo-Hintergrund aus erwarteten Wechselwirkungen mit einer Zahl wie 500 Ereignisse/8GeV und einer ähnlichen Zahl für die experimentellen Daten. Da der Monte-Carlo-Hintergrund keine Fehlerbalken hat, gehe ich davon aus, dass die Statistiken viel höher sind und das Histogramm nur auf die Anzahl der Ereignisse in den Daten normalisiert ist.

Der statistische Fehler in einer Reihe von Ereignissen für jeden Datenspeicher beträgt etwa$\sqrt{500}$=22,4 Ereignisse. Wenn ich den Fehler in dem oben gezeigten Differenzdiagramm messe, ist er nicht größer als diese Zahl für jeden Bin. Das bedeutet, dass sie keine systematischen Fehler in ihre Fehlerschätzungen aufgenommen haben. Einer davon ist der Fehler, der durch die Energieverschiebung entsteht, wie von Lubos diskutiert. Dies hätte zu den Fehlern hinzugefügt werden müssen, indem der Monte-Carlo-Hintergrund gemäß dem 1-Sigma-Fehler der Energie des Jets variiert und zu den Fehlerbalken hinzugefügt wurde. Es gibt andere systematische Fehler, an die man beim Subtrahieren von Daten von Monte-Carlo-Ereignissen und bei Schnittentscheidungen denken kann. Der Effekt jedes Schnitts sollte in einem systematischen Fehler liegen. Jede in den Schnitten verwendete Variable (einschließlich der obigen 8-Gev-Binning) sollte in Monte Carlo innerhalb der Fehlerbalken der Variablen und der Fehlerschätzung variiert werden.

Beachten Sie, dass systematische Fehler linear und nicht in Quadratur addiert werden.

Wenn diese Erhebung keine statistische Schwankung ist, sondern das Ergebnis einer Unterschätzung systematischer Fehler, selbst wenn CDF die Statistik verdoppelt, bleibt das Problem bestehen. Es sind unabhängige Experimente, die uns Aufschluss darüber geben, ob es sich um eine statistische Schwankung, ein Analyseartefakt oder ein echtes Signal handelt.

Die wahrscheinliche Antwort ist Nein, das gesamte Signal ist nur ein Artefakt der schwierigen statistischen Manipulationen. Ein Physiker des Weizmann-Instituts hat festgestellt, dass der Peak um einen Bin verschoben wurde und die gesamte Entdeckung daher auf einen Stapeleffekt oder eine Strahlenergiekalibrierung zurückzuführen sein könnte; eine kleine Verschiebung der Strahlenergie beseitigt den Effekt. Siehe auch

http://motls.blogspot.com/2011/04/fermilab-cdf-new-force-press-conference.html

für mehr Details. Weitere Zweifel an den validen statistischen Verfahren wurden auch im Blog von Tommaso Dorigo geäußert.

Eine Anpassung der Strahlenergie um 3 Prozent reicht aus, um das Signal völlig unbedeutend zu machen. Animation von Tommaso Tabarelli de Fatis, Mitglied von CMS.

Der obige Text gibt auch einen Überblick über theoretische Literatur und stellt klar, dass, wenn das Signal real ist – und die D0-Kollaboration wird in ein paar Wochen ihr eigenes Urteil über das Phänomen veröffentlichen – die wahrscheinlichsten Erklärungen sind

1. eine neue, fünfte Kraft – eine, vermittelt durch ein Z'-Boson (mit der Masse von etwa 144 GeV), das das Teilchen ist, das bei diesen Ereignissen in zwei Jets zerfiel. Es muss leptophob sein - (fast) keine Wechselwirkungen mit den Leptonen - und solchen Z'-Bosonen, Boten von Neuem$U(1)$Gruppen, die dem elektroschwachen Z'-Boson ähnlich, aber unabhängig von ihnen sind, werden von einem sehr großen Teil der großen vereinheitlichten Theorien und/oder String-Theorie-Modelle vorhergesagt; Artikel von Alon Faraggi und vielen anderen sind oben aufgeführt; der einfachste (aber nicht der einzige) Weg, um eine neue Leptophobie zu bekommen$U(1)$ist es, es als Stück einer Farbe zu erhalten$SU(4)$gebrochen zu$SU(3)\times U(1)$

2. ein Technipion , ein Teilchen, das einem Pion in Technicolor-Theorien entspricht, die die elektroschwache Symmetrie durch ähnliche zusammengesetzte Teilchen brechen, und nicht unbedingt skalare (also gibt es in diesen Theorien kein echtes Higgs-Teilchen); ein Artikel von Kenneth Lane et al. ist auch oben verlinkt; Technicolor wurde jahrelang für fast tot gehalten - der optimistische Vorschlag, die Beule als Technicolor-Effekt zu interpretieren, löst nicht alle Detailprobleme mit Technicolor-Theorien

3. ein Stoppquadrat in einer supersymmetrischen Theorie - aber es muss eine R-Paritäts-verletzende Version der Supersymmetrie sein (z. B. weil die neuen Superpartner nicht paarweise erzeugt wurden), die aus vielen anderen Gründen unattraktiv ist (einfach ausgedrückt, R-Paritäts-verletzend Theorien stimmen nur bei immensen neuen Annahmen mit der Protonenstabilität überein, und sie produzieren keine natürlichen, gut erzogenen Kandidaten für dunkle Materie); ein Artikel wird auch durch das obige Weblog verlinkt