¿Cómo se aseguró de que algo se ha descubierto, y no sólo el ruido? Es un descubrimiento de algo que se prevé considera suficiente (de Higgs-la partícula)? ¿Cuáles son las probabilidades de un resultado falso positivo en los experimentos actuales, como la materia oscura experimentos? ¿Cómo se comparan la probabilidad de que un verdadero positivo?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
Nathan Feger
Puntos
7675
Esto es algo que los físicos de partículas son perfectamente conscientes de. Para cualquier efecto observado, hay siempre un valor distinto de cero probabilidad de que la observación va a ser un falso positivo que fue causado por una fluctuación aleatoria. El nombre del juego es tomar la cantidad suficiente de datos que esta probabilidad es suficientemente pequeña. En general, los datos más tome, menos probable es que las fluctuaciones estadísticas persistirá.
Si un grupo quiere reclamar el descubrimiento de una nueva partícula, el estándar de oro es de cinco sigma: el tamaño del efecto debe ser cinco veces su desviación estándar lejos de lo que cabría esperar si la partícula no existe. Si un experimento cumple esta condición, entonces hay una probabilidad de 1 en 35 millones que si la partícula no existe, los datos parecen hacer por pura estadística de fluke. Si esta probabilidad es más grande, la física de partículas de la comunidad es titular de descuento en la realización del descubrimiento oficial hasta que la probabilidad de cruza este umbral.
paisanco
Puntos
1693
No, una sola detección no es suficiente para concluir que algo nuevo ha sido descubierto. Suficiente eventos tienen que ser observados para pasar una prueba de hipótesis estadística para rechazar la hipótesis nula de que lo que se observa es de hecho ruido. Como @EmilioPisanty afirmó en su respuesta, un "5 sigma" significado significa que la observación es tal que la probabilidad de un falso positivo es igual al área bajo la distribución de probabilidad de más de 5 desviaciones estándar de la media, que es una probabilidad muy pequeña.
Los físicos de partículas tiene una muy buena idea de lo que es el "ruido" para un experimento dado verá como en el detector, a partir de la experiencia con los experimentos anteriores. Este "ruido" consiste, por ejemplo, de firmas de otras partículas de la decadencia de los canales que los de interés que son causados en el curso del experimento, así como las diversas fuentes de ruido electrónico en el detector. Un complejo equipo de simulación del detector y su respuesta al ruido y a la espera de la señal de firmas, conocida como la simulación de Monte Carlo, es una parte importante del esfuerzo en cualquier experimento de física de partículas.
La prueba de si un descubrimiento se hizo no es sólo un simple valor p de la prueba de la final de la misa o la vida útil de datos de la señal y de fondo. La extracción de una señal a partir de los datos en bruto es un proceso de varias etapas, que se realizó con el software de ordenador - la física de partículas elementales es el original de "Big Data" problema y lo había sido desde mucho antes de que el término ganó la moneda en los negocios.
Las probabilidades condicionales son tomadas en cuenta durante la reconstrucción de los datos en bruto de los detectores, incorporando tanto las características de los detectores (probabilidad de detección y falsa alarma, las fuentes de error sistemático) y la ramificación de las fracciones de los muchos intermedio de la decadencia de los canales de la original de la partícula a lo que se observa que pasa a través de los detectores. El original de la partícula de Higgs, etc.) se desintegra en otras partículas, que a su vez se transforman en otras partículas que se desintegran en cosas como kaons, muones, los protones, que son de larga duración suficiente para ver que pasa a través del detector.
