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Supongamos que queres descubrir una particula. Primero necesitas-
Por supuesto! Gracias por aclararnos ese punto John. Para ser honestos deberiamos decir
que el modelo matematico para el Higgs fue descubierto en los '60, pero la particula
en si no fue desc- no fue confirmada hasta 2012. De hecho el boson de Higgs no es
la primer nueva particula en ser "expuesta" en el Gran Colisionador de Hadrones, la particula Xi-b
basicamente una version pesada del neutron fue encontrada varios meses antes.
Probablemente no oyeran mucho sobre ello por que la Xi-b es solo una combinacion de quarks que
ya sabiamos que existia asi que no es tan exitante. Digo, si conoces el queso
y conoces las galletas, el descubrimiento de las galletas con eso, por mas delicioso que sea
no es probable que cambie tu universo.
Pero el Modelo Estandar de la fisica de particulas tambien predice algo mas alla del queso y las galletas
es decir, alrededor de una de cada quichicientas colisiones deberia producir un boson
de Higgs, que luego decae en algo mas comun como un electron o un foton, que son las mismas
migajas que detectamos en el colisionador todo el tiempo.
La batalla entre la pequeña chance de que una colision produzca una particula similar al Higgs
contra el trillon de otras colisiones que producen migajas similares es parte del porque
necesitamos una maquina como el Gran Colisionador de Hadrones. Habia otros aceleradores previos
que tenian la energia suficiente para producir bosones Higs en principio, pero no podian actualmente
producir suficientes colisiones para estar seguros que estaban ante un boson Higgs
y no una mezcla de migajas que lucian por casualidad como si vinieran de un boson Higgs.
Es como intentar descubrir si un dado de 20 caras esta arreglado. Quizas sospeches
que el 3 tiene el doble de chances de salir que los otros numeros. Pero como puedes
chequearlo? Bueno, eso suena facil, tiras el dado varias veces y
numeros 3 de mas, esta arreglado, no es asi?
No tan rapido. Por ejemplo, si lo lanzas diez veces hay una muy buena chance
de que no salga ningun 3. Eso es porque aunque tiene el doble de chances
de salir mas que los otros numeros, todavia hay muchos otros numeros que
podrian salir. Por lo tanto la aleatoriedad y los numeros grandes pueden ser muy engañosos.
Aunque lo lanzaras 100 veces y obtuvieras un exceso de 3, aun hay una chance en 50
que el dado este bien y obtuviste este numero por azar. Cuanto estas dispuesto
a apostar que tienes evidencia de una nueva particula si hay una chance en 50
de que el resultado sea una fluctuacion aleatoria y la particula no existe en realidad?
Y si hay un premio nobel en juego? Que tan seguro querrias estar? Uno en mil?
Uno en diez mil?
De hecho, los fisicos son aun mas rigurosos, no diran que "han descubierto" una particula
a menos que las chances de obtener los mismos resultados aunque la particula no exista
sean menos de una en un millon... asi que si quieres convencer a un fisico de particulas que
que has descubierto un dado cargado, deberias lanzarlo mas de 550 veces
para dejarlos satisfechos. Y eso es solo para demostrar que un dado de 20 caras
esta cargado, hay mas de 20 posibles resultados para una colision de particulas de alta energia, asi que
para estar seguro de anunciar evidencia de una nueva particula en el LHC necesitas
alrededor de 600 millones de colisiones... cada segundo... por 2 años. Solo entonces
podras descorchar el vino para tus galletas con queso y declerar
un exitoso desc- quiero decir una exitosa verificacion cientifica de los hechos.