De teams achter twee LHC-experimenten hebben mogelijk een deeltje gevonden dat niemand had verwacht. Dat zou ons kunnen helpen om grote openstaande vragen uit de natuurkunde te beantwoorden. Maar hoe groot is de kans dat het deeltje daadwerkelijk bestaat?
Afgelopen december maakten de teams achter de twee grote LHC-experimenten ATLAS en CMS bekend dat ze een bobbeltje in hun gegevens zagen dat kan wijzen op een nieuw deeltje. En in maart vertelden ze op een grote conferentie dat het signaal in de tussentijd sterker was geworden. Maar hoe groot is de kans dat het gemeten bobbeltje op een nieuw deeltje wijst?
Daarvoor gebruiken deeltjesfysici het getalletje sigma. Heeft dat de magische waarde van vijf, dan wil dat zeggen dat de kans dat het betreffende signaal opduikt terwijl het deeltje in kwestie niet bestaat kleiner is dan 1 op 3,5 miljoen. In dat geval is de kans op vals alarm zo klein dat je van een ontdekking mag spreken.
Op het moment is de sigma-waarde voor het nieuwe deeltje bij CMS 3,6 en bij ATLAS 3,6 of 3,9 (afhankelijk van het soort deeltje); zie de lichtgrijze balken hieronder:
Maar, zo merken statistische scherpslijpers op: deze sigma-waardes houden geen rekening met het feit dat wanneer je op heel veel verschillende plekken naar een signaaltje zoekt, de kans dat je érgens een toevallige oprisping in de data vindt een stuk groter wordt. Neem je dit zogenoemde look-elsewhere effect mee, dan zakken de sigma’s naar 1,6 voor CMS en 1,8 of 2,0 voor ATLAS (de donkergrijze balken in de grafiek hierboven). En dan zijn we nog wel een eind verwijderd van een 5-sigma-resultaat.
Dit is een fragment uit het artikel ‘Buitengewoon bobbeltje’, te vinden in KIJK 5/2016. Dit nummer ligt in de winkel vanaf 21 april tot en met 25 mei.
Meer informatie:
- Kans dat nieuw deeltje bestaat toegenomen
- Presentatie van het CMS-experiment (pdf)
- Nature News: Hints of New LHC Particle Get Slightly Stronger
- Wikipedia: Look-elsewhere Effect
Beeld: CMS/CERN