Statistical tests in particle physics

Descripción del Articulo

Particle physics emerged as a pioneer discipline in "big science"; experiments are being carried out in accelerators that are increasing in energy and complexity by the collaborations of thousands of physicists from hundreds of institutes in a few dozen countries. In "big science"...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Valenzuela, Mississippi
Formato: artículo
Fecha de Publicación:2024
Institución:Universidad Nacional Mayor de San Marcos
Repositorio:Revistas - Universidad Nacional Mayor de San Marcos
Lenguaje:español
OAI Identifier:oai:revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe:article/23824
Enlace del recurso:https://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/fisica/article/view/23824
Nivel de acceso:acceso abierto
Materia:Statistical test
likelihood function
probability distribution function
Prueba estadística
función de verosimilitud
función de distribución de probabilidad
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spelling Statistical tests in particle physicsPruebas estadísticas en física de partículasValenzuela, MississippiValenzuela, MississippiStatistical testlikelihood functionprobability distribution functionPrueba estadísticafunción de verosimilitudfunción de distribución de probabilidadParticle physics emerged as a pioneer discipline in "big science"; experiments are being carried out in accelerators that are increasing in energy and complexity by the collaborations of thousands of physicists from hundreds of institutes in a few dozen countries. In "big science" a research methodology has been developed in which statistics is of great importance to interpret the results obtained from these experiments. Despite the discovery of the Higgs boson in 2012, which contributed to the success of the Standard Model and the award of the 2013 Nobel Prize in Physics. Based on these motivations, in the present work certain statistical tests based on the “likelihood” method are shown and are applied in high energy physics in the discovery of new phenomena, by making use of the construction of confidence intervals of the model parameters. We focus on properties of methods called statistical “proofs” that allow systematic uncertainties to be included. Also, we work with explicit formulas for the asymptotic distributions of the statistical tests. In addition, we will use a representative data set, called the “Asimov” data set, which provides a method for obtaining the experimental sensitivity of a search or measurement, as well as the fluctuations in that expectation.La fı́sica de partı́culas surgió como una disciplina pionera en la ”gran ciencia”; se realizan experimentos en los aceleradores que aumentan cada vez más su energı́a y la complejidad de las colaboraciones de miles de fı́sicos de cientos de institutos de unas decenas de paı́ses. En la “gran ciencia” se ha desarrollado una metodologı́a de investigación en el que la estadı́stica es de gran importancia para interpretar los resultados que se obtienen de estos experimentos. A pesar del descubrimiento del bosón de Higgs en el 2012, lo que contribuyó al éxito del Modelo Estándar y al otorgamiento del premio Nóbel de Fı́sica del 2013. Basándonos en estas motivaciones, en el presente trabajo se muestran ciertas pruebas estadı́sticas basadas en el método de ”verosimilitud” y se aplican en la fı́sica de altas energı́as en el descubrimiento de nuevos fenómenos, al hacer uso de la construcción de intervalos de confianza de los parámetros del modelo. Nos centramos en las propiedades de los métodos llamados “pruebas” estadı́sticas que permiten incluir las incertidumbres sistemáticas. También, trabajamos con fórmulas explı́citas para las distribuciones asintóticas de las pruebas estadı́sticas. Además, usaremos un conjunto de datos representativo, llamado el conjunto de datos “Asimov”, que proporciona un método para obtener la sensibilidad experimental de una búsqueda o medición, ası́ como las fluctuaciones en esa espera.Universidad Nacional Mayor de San Marcos2024-12-21info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttps://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/fisica/article/view/2382410.15381/rif.v27i3.23824Revista de Investigación de Física; Vol. 27 Núm. 3 (2024); 50-65Revista de Investigación de Física; Vol. 27 No. 3 (2024); 50-651728-29771605-7724reponame:Revistas - Universidad Nacional Mayor de San Marcosinstname:Universidad Nacional Mayor de San Marcosinstacron:UNMSMspahttps://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/fisica/article/view/23824/21583Derechos de autor 2024 Mississippi Valenzuelahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessoai:revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe:article/238242024-12-21T14:30:12Z
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description Particle physics emerged as a pioneer discipline in "big science"; experiments are being carried out in accelerators that are increasing in energy and complexity by the collaborations of thousands of physicists from hundreds of institutes in a few dozen countries. In "big science" a research methodology has been developed in which statistics is of great importance to interpret the results obtained from these experiments. Despite the discovery of the Higgs boson in 2012, which contributed to the success of the Standard Model and the award of the 2013 Nobel Prize in Physics. Based on these motivations, in the present work certain statistical tests based on the “likelihood” method are shown and are applied in high energy physics in the discovery of new phenomena, by making use of the construction of confidence intervals of the model parameters. We focus on properties of methods called statistical “proofs” that allow systematic uncertainties to be included. Also, we work with explicit formulas for the asymptotic distributions of the statistical tests. In addition, we will use a representative data set, called the “Asimov” data set, which provides a method for obtaining the experimental sensitivity of a search or measurement, as well as the fluctuations in that expectation.
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