子对撞,而发生的事件,甚至可能在仅仅几微秒的时间内就会消失,所以最终得到的数据,就变得更加地不准确。”
“对此,我们也就不得不使用更加先进的误差分析方法,来帮助我们分析出一个实验数据中有哪部分是误差,哪部分才是真实的,然后再用数据处理的办法,保留其中真实的数据。”
萧易一笑:“都说数学和物理之间的关系称得上是亲密无间,我想从这一点上也可以证明。”
在场的人们一笑。
“而这场报告,我为大家带来的,就是一个更加精细的误差分析和处理方法,它能够帮助我们更进一步地提取出数据中的有效信息。”
“接下来,我便直接用一组实验数据进行举例。”
PPT一动,随后上面便出现了一组数据。
\u001d“这是一组关于W玻色子的轻子衰变模式的信号数据。”\b
“我们都知道,W玻色子可以衰变为一个轻子和一个中微子,其中轻子可以是电子,也可以是缪子,或者是陶子。”
一边说着,萧易也来到了旁边的黑板上,在上面写下:【W±→?±+ν?】。
“我选的这组数据为W玻色子衰变为高能电子和中微子的组合,其中电子由探测器中的电磁量能器检测,这里给出电子能量为45.38GeV。”
“而中微子由于不会直接被探测到,它们的存在通过缺失横向动量表现出来,这里我们得到的缺失横向动量为35.31GeV。”
“好了,现在,我们用传统的方法对它进行误差的分析处理。”
“首先考虑探测器的能量分辨率误差,计算电子动量和MET的测量误差……”
“然后我们再通过误差传播公式计算。”
【σM=√ ̄[(?MσE/?E)^2+(?MσMET/?MET)^2]】
……
“最终,我们计算偏导数,代入数值,\b最终得到的质量为80.319±0.044GeV,根据标准模型的计算,W玻色子质量应该为80.379,误差在2个标准差范围内。”
萧易转过头,看向在场的人们,说道:“显然,不管是我们计算出来的79.319,又或者是0.044的标准差,差距都实在有些大,当然,这也可能是因为单个数据量的置信度太低。”
“\b\b不过,现在请我继续借用这个数据,\b使用我的新方法来对它进行分析处理。”
“首先,我们要对探测器的数据进行重新校准,在这里,我用到的方法为最大似然估计,当然如果只是单纯的使用最大似然估计的话,那肯定是仍有差距,那么,我这里将需要引入一些新的方法……”
萧易的嘴角微微一翘,转过身,在黑板上开始写了起来。
而随着他简单的几步展示出来,台下,唐遗芳和帕里西两人便都眯起了眼睛。
这个数学方法……
好像有点不一样啊?
萧易竟然是引入了一种新的算法,将最大似然估计进行了优化!
而其他人之中,也或多或少有人看出了其中的一些奥妙,纷纷露出了惊讶的表情。
“……如此,我们便将这个探测器的数据实现了校准,最终我们得到的数据为:电子动量45.84GeV,缺失横向动量35.65GeV。”
搞出了这一结果后,萧易没有停留,继续起下一步:“接下来,就是对误差进行分析了。”
“在这里笼统的使用误差传播公式,肯定不能满足我们的要求。”
“而现有的其他系统误差分析方法,在应对复杂数据时又存在着局限性,无法充分分离和量化各个误差源的影响。”
“对于此,我们需要先引入一个Error Matrix。”
误差矩阵。
台下,唐遗芳听到萧易提起了这个,很快就回想起了十天之前,萧易给他介绍的这个方法,不得不说的是,误差矩阵的确是一个十分精妙的办法。
而坐在他旁边的\b帕里西,此时则不知道什么时候拿出了纸和笔,但是跟着萧易计算了起来。
显然他已经被萧易所说的东西给完全吸引了进去。
这时候听见萧易提出的误差矩阵,他便在一次抬头,认真听了起来。
就这样,时间慢慢过去,萧易终于,将误差分析框架给讲述完毕。
“……在最后,我们将所有独立的误差成分综合起来,然后代入到这样一个新的误差传播公式中,计算总体的系统误差。”
“这个新的误差传播公式,能够帮我们将各个误差源之间的非线性关系和相互作用进行更加细致的划分。”
“如此一来,我们最终就能够得到一个更加干净的数据。”
“现在,我们将最开始的数据代入进去……”
“我们即可得到最终的结果为,这个W玻色子的质量为80.471±0.027GeV!”
看到这个结果,帕里西顿时就眯起了眼睛。
这个结果……
如果考虑5个标准差的范围,那就是[80.336,80.606]。