试验测到的 W 玻色子品质比标注模子高 7 sigma。我就从数据剖析的角度容易探讨一下效果。
择要
这篇文章是 CDF 试验基于 2002 年 -2011 年间数据对于 W 玻色子品质的丈量。丈量效果以及规范模子的预言没有相容。「该没有相容是统计涨落形成的」的多少率小于 7 sigma，或说地球从降生至今会发生四次，因而能够消除了该假如。要是这没有是剖析的题目形成的，那末这象征着咱们需求裁减标注模子，象征着有新的物理。
我已往的事情重要是试验数据剖析，那末我就从试验数据剖析的角度探讨一下这个剖析。作为重点内容，我将这部份内容提早。正在后半全体引见试验的配景。
对于剖析的探讨
这个剖析要测的是 W 玻色子的品质，它以及散布的峰的地位相干。正常来讲，对于峰的地位的丈量的剖析要比对于流强、事例率、或散射截面的丈量要更腌臜一些。本底模子做的欠好，对于效果的影响要更小一些。固然，这个剖析的效果的精度过高了，～千分之一，因而本底形态的的影响也纷歧定小。作者正在表 2 中总结了体系误差泉源。
直没有雅的来讲，对于效果影响最年夜的便是能标的准确性（即量能器对于产物能量的丈量的准确性）。正在这个剖析中，作者用 J/psi 粒子的能量刻度了探测器能标。经过刻度发明探测器的能标偏偏低，低了 -0.1393±0.0026%，见图 2。
探测器的能标的精度能够会随能质变迁。这就好比一把没有均匀的尺子正在 10cm 处短了 1%，能够正在 20cm 处短 2%。J/psi 粒子的能量约 3 GeV，W 玻色子的能量约 80 GeV。3 GeV 初咱们修改了千分之一级其余误差（bias）以后，残余的误差（bias）正在十万分之二的量级。
咱们没有能容易的假如正在 80 GeV 处修改后的误差（bias）照样十万分之一。万一以及尺子同样变形是没有均匀的怎样办？作者想的设施是用 Z 玻色子来约莫体系误差。Z 玻色子的品质约 90 GeV。作者发明修改后 Z 玻色子的品质的丈量效果以及实践预言值相差约十万分之五。照样拿尺子打歧。要是尺子的形变水平是均匀的增年夜的，那末正在 80 GeV 处能表的精度也应当是十万分之四阁下的量级，这就以及作者约莫的体系误差[1]统一了。
然而这有一个题目：这个修改太！年夜！了！它的幅度是精度的 100 倍，而且这个修改是能够被制止的。作者齐万能够批改重修以及模仿算法，从泉源上泯灭这个误差（bias）。这类正在预先做的修改都是欠好的 analysis smell。
既然有欠好的 smell，咱们就要问，为甚么没有从泉源上间接批改重修 / 模仿算法泯灭失落这个误差？
- 一种能够性是作者用了另外的设施刻度重修 / 模仿算法。这就象征着两套刻度体系有 tension。那为甚么没有抛却第一套体系用第二套体系？是没有是抛却了第一套体系其余效果就纰谬了？
- 另一种能够性是作者没偶然间来做这个修改。这没有太能够。十年都等了，没有急这临时。
- 另有一种能够是作者没有能重新修失落这个千分之一的 bias，它会带来其余题目。举个例子，电磁量能器的 scintillation yield 一调，能标是对于了，能够能量分别率就纰谬了。事例率这么高，能量分别率纰谬会拟合没有上，只能前期强行做修改，只 scale 能量没有批改能量分别率。
另外，再对于照一下 ATLAS 的效果：
https://link.springer.com/article/10.1140/epjc/s10052-017-5475-4
细致到 CDF 此次效果的统计误差是 6.4 MeV，而 ATLAS 这篇文章的统计误差是 7 MeV，因而 ATLAS 这篇文章的统计量以及 CDF 的是相似的。而 ATLAS 的体系误差要年夜很多，重要多了“模子误差”，或分歧的发生子致使的 PDF 形态的区别引发的效果的区别。
因为 ATLAS 的效果受限于体系误差，取更多的数没有能放年夜终究的误差，因而要想测验 CDF 的效果，取更多的数是没有行了，需求想其余设施。
最初，（谢谢谈论里友人的揭示）这效果能被宣布正在 Science 上，那末它一定是被审稿人承认的。以是人人也没有用太放心效果的准确性。剖析自身也没有是一件容易的事情，未来照样要等 LHC 来测验这个效果。
上面是配景引见全体。
作者做了甚么？
CDF 是一个位于兆电子伏特减速器（Tevatron）上的谱仪、或复合粒子探测器[2]。咱们对于撞了正反质子，采集了对于撞产物的能量、动量的散布。应用散布的峰值盘算了 W 玻色子的品质。
费米国度试验室的 Tevatron 对于撞机
Tevatron 是美国费米国度试验室的对于撞机[3]。费米国度试验室位于伊利诺伊州的巴塔利亚 Batavia, Illinois，以下图所示，正在芝加哥湖、芝加哥的东北城郊。
Tevatron 对于撞机从 1968 年 12 月最先开工，于 1970 年 12 月最先对于撞。正在 2011 年阁下，同范例的欧洲年夜型强子对于撞机（LHC）[4]的亮度是 Tevatron 对于撞机的十倍，且能量也是 Tevatron 的～3.6 倍，费米国度试验室正在 2011 年 9 月 30 日敞开了 Tevatron。Tevatron 最有名的后果囊括发明晰顶夸克。对于撞机将正反质子减速，减速后的正反质子分手正在圆环形真空轨道内顺时针以及逆时针静止，正在对于撞点处受磁场管制偏偏袒后对于撞。什物图以及示用意分手以下：
CDF 试验
Collider Detector at Fermilab（CDF）是一个位于 Tevatron 上的谱仪[5]。谱仪像洋葱同样分红很多层，每一层的职责纷歧样。正负质子正在对于撞后会变为新的粒子再飞出发生一条条径迹。谱仪内分歧的层能够丈量分歧范例的例子的动量以及能量。全体层则被用来甄别粒子品种。CDF 的什物图以及示用意分手以下。
经过对于撞产物的能动量散布失去 W 玻色子品质
见文章中的图 4。正在荡涤了数据以后，咱们采集了电子道以及谬子道的末态产物的能动量散布，共 6 个散布。
他们都能够被用来丈量 W 玻色子的品质。丈量效果见下表。个中第一列是散布的称号，第二列是用该行所对于应的散布丈量的 W 玻色子的品质，第三列是模子以及数据的符合水平，越小越好。
论断是甚么？
CDF 丈量了 W 玻色子的品质，为 80.4335±0.0094 GeV。这以及以后标注模子的预言值 80.357±0.006 GeV 没有相容。这类区别完美是随机涨落形成的多少率小于 7 sigma，即地球从降生至今均匀会发生四次，因而咱们觉患上这类没有相容没有是统计涨落形成的，他们真的分歧。
为甚么会分歧？
现实上，正在此次试验以前实践以及试验效果就已有未必的 tension 了，无非是 2 sigma 级别[6]，有能够只是统计涨落形成的。正在[6]中，作者将规范模子裁减到最小 R 对于称的超对于称规范模子（Minimal R-sy妹妹etric Supersy妹妹etric Standard Model，MRSSM），那末 W 玻色子的品质就应当更年夜。
思考 CDF 给出的 W 玻色子的品质为 80.4335±0.0094 GeV，那末正在 MRSSM 模子下超对于称粒子的品质约为 1 TeV。
规范模子中 W 玻色子的品质是怎样来的？
这里只扼要的引见一下。
众所周知，咱们要先写一个 Lagrangian。这个 Lagrangian 应当餍足种种各样的对于称性，因为物理法则以及人类怎样钻研它、怎样选取坐标系、Gauge 有关。
为了餍足洛伦兹稳定形，Lagrangian 应当写成逆变 - 协变张量。为了餍足轻子数守恒等，微分算子应当换成蕴含序言子的“超级微分算子”：
而后引入餍足对于称性的 Higgs 标量场
Higgs 粒子会滑到能量最低处
将这两个款式带入餍足对于称的 Lagrangian，对于称性就自觉的被损坏了，发生了品质项
如许 W 玻色子就有品质了。
经揭示揭示这里也纷歧定需求新模子，参考 @二甲氨基苯甲醛 的谜底
费米试验室的最新钻研效果注解 W 玻色子的品质重年夜偏偏离规范模子的实践预言，怎样对于待这一效果？
