Das Jahr 2011 haben wir mit einem pompösen Facebook-Adventskalender abgeschlossen. Kein Wunder also, dass wir im Dezemer fast nicht’s bei Facebook geteilt haben¹. Es wäre einfach untergegangen. Aber mit der Quantitätsoffensive (*hüstel*) ging es im Januar natürlich frisch weiter. Es folgen die Beiträge des letzten Monats (und ein paar Reste aus dem letzten Jahr).

• 9. Dezember: Am nächsten Dienstag (13.12.) wird es um 14:00 einen Webcast aus dem CERN (http://webcast.cern.ch/) geben, in dem ATLAS und CMS gemeinsam Ergebnisse zur Higgs-Suche vorstellen werden (http://phy.sk/km).
  In diesem Internet wird spekuliert, dass die Experimente im untersuchten 5/fb-Datensatz erste (wenn auch noch halbgare) (Vor-)Zeichen für ein Higgs bei 125 GeV zeigen könnten: http://phy.sk/kn (+Links im ersten Satz), http://phy.sk/kp.

  Wie immer sollten man solchen Ankündigungen mit der nötigen Skepsis entgegentreten, schließlich ist keiner der Schreiber in den Experimenten involviert und hat keinen Zugriff auf die Daten – aber interessant wird’s dann langsam doch.

• 13. Dezember: ATLAS und CMS sehen beide eine Überhöhung im Bereich von 124 bis 126 GeV (2,3σ bzw. 1,9σ). Um Definitiveres sagen zu können, bedarf es den Daten des 2012er LHC-Lauf.
  Nächstes Jahr um diese Zeit sind wir schlauer!

  (Merke: Die ATLAS-Frau macht Comic-Sans-Folien mit überlappenden, bunten Boxen, dafür kommt der CMS-Mensch nicht zum Punkt.)

• 29. Dezember: Ein Stop-Motion-Video über die Entstehung der Planeten unser Sonnensystems. Cool! Link

  http://www.youtube.com/watch?v=RDTgJcNaDyg

• 29. Dezember: Ein Higgs-suchender CMS-Physiker klagt mit seiner Gitarre am Tag vor dem ATLAS-CMS-Higgs-Seminar sein Leid. Link
• 2. Januar: Zwar ein Jahr alt, aber mir dennoch unbekannt: Viharts mathematische Abwandlung von »The Twelve Days of Christmas«. Link
• 3. Januar: Ein Portrait über Neil deGrasse Tyson. Link
  (Für ein hochangesehenes Wissenschaftsjournal. Just kidding.)
• 5. Januar: »The Einstein Theory of Relativity« – ein Kurzfilm von 1923 (!), der Einsteins Theorie der Allgemeinheit näher bringen wollte.
  
  (Auch interessant, die Geschichte dahinter: The Einstein Theory of Relativity)
• 5. Januar: Juchu! 900 Fans! Vielen Dank euch allen!
• 6. Januar: Formel hinmalen → LaTeX-Code bekommen. Link
• 8. Januar: Heute gibt’s in Cambridge ein Symposium zum 70. Geburtstag von Stephen Hawking (http://phy.sk/m7). In einer Stunde (14:00 unserer Zeit) sollte das Programm und damit der Livestream losgehen.
• 11. Januar: Ein Buch über Tattoos von Wissenschaftler. Hier gibt’s (mehr) Bilder dazu: http://phy.sk/mb.
• 

  papertoys.com

  Ein Shuttle zum Selberfalten. Viel Spaß!

  11. Januar: Ein Space Shuttle! Zum Falten! Link
• 13. Januar: Wo wir beim Basteln sind: Eine Saturn-V-Rakete aus LEGO, fast 6 m hoch. Link
• 13. Januar: Bei PhD Comics gibt’s heute ›alternative‹ Feynman-Graphen. Link
• 23. Januar: Wow! Das ist cool. Ein mächtiger, grafischer Taschenrechner, der im Browser läuft. Link
• 24. Januar: 1/998001 = 0,000 001 002 003 004 005 006 007 008 009 010 011 012 013 014 015 016 017 018 019… Und so weiter. Bis zur 999 (siehe z.B. http://phy.sk/mm, aber lahm). Crazy, oder?
  Hier in den Kommentaren steht, wieso das funktioniert: http://phy.sk/ml. (via Nerdcore)
• 26. Januar: Weil mindestens einer von euch die Videos noch nicht kannte: Vihart hat ihre kleine Erklärtrilogie zu den Fibonacci-Zahlen desletzt fertig gemacht. Wie immer: Tolle Videos.
  * Teil 1: http://www.youtube.com/watch?v=ahXIMUkSXX0
  * Teil 2: http://www.youtube.com/watch?v=lOIP_Z_-0Hs
  * Teil 3: http://www.youtube.com/watch?v=14-NdQwKz9w

1. Die Higgs-Meldungen konnten wir aber natürlich nicht unkommentiert lassen…

The ATLAS & CMS Experiments

Da kriegt der Physiker (k)einen Herzinfarkt: Die am LHC gemessenen Higgs-Ausschlussgrenzen. Wo die schwarzen Punkte unter der roten Linie liegen, gibt es mit 95% Wahrscheinlichkeit kein Higgs-Boson (klicken für ganzes Bild).

Der LHC läuft jetzt ja schon eine ganze Weile und es gibt auch schon eine ganze Menge interessante Erkenntnisse, aber der große Knall fehlt noch: Weder konnte man bislang die Entdeckung des sagenumwobenen Higgs-Bosons vermelden, noch hat sich SUSY aus ihrem kuscheligen Versteck herausgetraut. Schade, hatten wir doch schon für die Tea-Party gedeckt -– aber so lange ist das mit dem Messbeginn ja auch noch nicht her.

Die Suche nach SUSY könnte sich durchaus als langwierig herausstellen, das war von vornherein klar. Das Higgs-Teilchen sollte sich so langsam aber zeigen, zumindest wenn es das “normale” Higgs des Standardmodells ist. Die beiden vielseitigen Experimente am LHC, namentlich CMS und ATLAS¹, konzentrieren sich momentan intensiv auf dieses eine Teilchen. Beide hatten bereits im Sommer die Ergebnisse ihrer Suchen vorgestellt².

Um noch mehr aus den aufgenommenen Daten herausholen zu können, hat man sich entschieden, die Ergebnisse der beiden Experimente zu kombinieren. Das klingt zwar nicht sonderlich kompliziert, ist es aber dann doch, da Physiker ja immer nicht nur ein Ergebnis, sondern auch eine “Unsicherheit” darauf angeben wollen. Und dafür muss man dann rechnen, denken, diskutieren, rechnen, rechnen, Kaffee trinken und rechnen. Mit ganz vielen Leuten. Aber am Ende kommt dann ein Paper bei raus. Und da steht drin: Kein Higgs bislang. In weiten Massenbereichen können wir die Existenz des Higgs-Bosons ausschließen³. CMS hat ein schönes Video angefertigt, in dem die Entstehung dieses Papers dokumentiert, dasselbe kommentiert und erklärt wird:

http://www.youtube.com/watch?v=jOn5YwrVcE8

Das ist übrigens eigentlich der Grund warum ich diesen Artikel schreibe: Ich finde es in etwa so cool wie das Jedi-Hörnchen, dass CMS derartige Ergebnisse nicht nur als Paper veröffentlicht⁴, sondern sich Gedanken darüber macht, wie man soetwas auch auf “modernen” Wegen kommunizieren kann⁵. Seit dem Launch der neuen CMS-Webseite gibt man sich richtig Mühe. Da werden nicht nur die Ergebnisse vorgestellt, sondern man bekommt auch erklärt, was CMS eigentlich so tut, wie man also etwa nach dem Higgs-Boson sucht. Ein guter Anfang! Yay!

CMS Collaboration

Vom LHC gelieferte Datenmenge. Die rechte Hälfte der Punkte ist noch nicht ausgewertet.

1. Bald hab ich hier mehr Links auf die CERN’ed-Serie, als Katzenbabys in einen Schuhkarton passen
2. zum Beispiel hier und hier
3. zumindest mit 95%iger Sicherheit
4. was dann ja doch nur die Physiker lesen
5. Jaja, Youtube ist jetzt nicht unbedingt die neueste Seite in diesem… hier… warte… Netzdings

Das Gran-Sasso-Labor. Durch den Berg geschützt vor unerwünschter, kosmischer Strahlung.

Neutrinos

Neutrinos, das sind diese winzigen Teilchen, die quasi immer durch uns durch fliegen, dabei aber so wenig mit Materie interagieren, dass sie noch nicht einmal kitzeln.
Sie entstehen nicht nur bei astronomischen Prozessen, etwa in der Sonne oder bei Supernovas, sondern auch bei Prozessen auf der Erde, wie etwa Kernspaltung in Kernkraftwerken. Prinzipiell gibt es Neutrinos in drei Geschmacksrichtungen: Elektron-Neutrinos, die zusammen mit Elektronen auftreten, Myon-Neutrinos, die zusammen mit Myonen auftreten, und Tau-Neutrinos, die… ihr wisst schon.
Neutrinos haben eine geringe Masse. So gering, dass man sie bisher noch nicht genau bestimmen konnte. Man findet nur eine obere Grenze, die man im Laufe der Jahre immer weiter heruntergeschraubt hat.
Neutrinos sind aber auch nicht masselos – wie etwa Photonen. Vor ein paar Jahren hat man festgestellt, dass sich Neutrinos in einander umwandeln können. Und dafür brauchen sie eine Masse.

KARMEN

Die Strecke, innerhalb derer ein Neutrino oszilliert, ist abhängig von der Neutrinomasse.

OPERA

Diese »Neutrinooszillation« hat man zuerst mit Neutrinos beobachtet, die aus der Sonne kommen. In den 1960er fing das Homestake-Experiment signifikant weniger Elektron-Neutrinos ein als erwartet. Sie waren auf dem Weg von der Sonne zu uns in Myon-Neutrinos oszilliert, auf die der Detektor allerdings blind ist.
Es gab ein paar weitere Experimente danach, die alle ähnliche Beobachtungen machten und die Oszillation Stück für Stück besser beschreiben ließen.
Wenn es allerdings um Tau-Neutrinos geht, dann ist der Nachweis etwas komplizierter. OPERA wurde gebaut, um erstmals Tau-Neutrinos dort zu entdecken, wo es eigentlich, ohne Oszillation, keine Tau-Neutrinos geben sollte.
Für OPERA wird am CERN ein Strahl aus der Vorbeschleunigerstrecke des LHCs ausgegliedert und auf einen Graphitblock geschossen. Durch die gewählte Konfiguration entstehen so Myon-Neutrinos mit einer mittleren Energie von 17 GeV, die sich in Richtung Italien, nach Gran Sasso, auf den Weg machen. Dort befindet sich im Bergmassiv ein Teilchenphysiklabor, in dem unter anderem auch OPERA aufgebaut ist.
Bei OPERA bilden Tau-Neutrinos innerhalb von Bleiplatten Tau-Leptonen aus, deren Zerfallsprodukte in Photoemulsionsplatten nachgewiesen werden. Letztes Jahr konnte das Experiment den ersten Nachweis eines Tau-Neutrinos vermelden.

OPERA-Experiment

Blei- und Photoemulsionsplatten wechseln sich beim OPERA-Detektor ab.

Überlichtschnell

Man kann OPERA aber zu noch mehr benutzen. Zum Beispiel um die Myon-Neutrinos weiter zu charakterisieren. Und hier setzt das gestern veröffentlichte Paper an.
Man hat mit Hilfe von ausgefuchster Technik den Abstand von der CERN-Neutrino-Quelle zum Detektor im Gran-Sasso-Massiv auf 731,278 km gemessen, mit einem Fehler von 20 cm. Diese GPS-basierte Messung ist so genau, dass die Wissenschaftler nicht nur Erdbeben, sondern auch den Kontinentaldrift in ihren Daten sehen können.
Um nun die Geschwindigkeit eines Teilchens messen zu können, fehlt noch eine Zeit – nämlich die, zwischen Produktion und Detektion. Das ist etwas komplizierter¹, u.a. weil man nicht genau weiß, welches Proton aus einem Paket von Protonen das Neutrino erzeugt. Aber auch hierfür gibt’s (statistische) Tricks, die schließlich für die Summe aller Events eine Zeitmessung via GPS ermöglichen. Dabei wird das GPS-Gerät dauernd durch eine eigene Atomuhr gestellt. Es gibt einige Unsicherheiten wegen der eingesetzten Geräte, die in der Arbeit im Detail analysiert und beschrieben werden.

Nach einer Messung von 16.000 Ereignissen haben die Wissenschaftler sich die Geschwindigkeit angeschaut, mit der die Neutrinos von der Schweiz nach Italien fliegen. Und festgestellt, dass sie, laut ihren Rechnungen, höher ist als die Lichtgeschwindigkeit.
Um genau zu sein: 0,00248% schneller als die Lichtgeschwindigkeit. Oder um noch genauer zu sein:

Nicht viel? Das ist richtig. Aber signifikant mehr – 6-Sigma-signifikant mehr².

The Ewan

Physiker beim Zuhören. 1A Symbolbild.

Wenn die Forscher einen wesentlichen Punkt bei der Bestimmung der Unsicherheiten vergessen haben, dann wird es früher oder später auffallen. Insbesondere eine unbedachte Systematik ist bei solchen außergewöhnlichen Ergebnissen manchmal eine Erklärung.
Auch ein Fehler könnte bei den Berechnungen passiert sein.

All das wird analysiert werden müssen, ehe wir Onkel Albert aus dem Grab holen und über eine minimalsupersymmetrische Erweiterung der Relativitätstheorie für mittlere Neutrinoenergien reden können.

Wer sich die Entdeckung von Wissenschaftlern des OPERA-Experiments selbst erklären lassen möchte, der hat heute um 16:00 Uhr auf webcast.cern.ch dazu Gelegenheit.

→ Paper »Measurement of the neutrino velocity with the OPERA detector in the CNGS beam«

1. Logisch, technisch ist die Entfernungsmessung auch schon ordentlich.
2. Sie haben systematischen und statistischen Fehler quadratisch aufaddiert.

Cham bemalt fastlive eine Konversation mit zwei Physikern über Dunkle Materie.

»PhD Comics« kennt ihr.
Etwa nicht? In diesem Comicstrip bemalt Jorge Cham die alltägliche wissenschaftliche Arbeit mit all ihren Verwirrungen und Tücken.

Für die letzte Ausgabe hat er sich mit zwei Physikprofessoren¹ zusammengesetzt und ein bisschen über Dunkle Materie und das CERN geplaudert.
Das Gespräch gibt’s als Ton, während Cham das Gesagte im PhD-Stil Stück für Stück verzeichnet.
Super!
Das Video folgt, die einzelnen Seiten des Comics findet ihr auf der PhD-Webseite.

Danke, Basti.

1. Daniel Whiteson und Jonathan Feng.

Illustration zum Catino. Hier sind, wie ihr sicherlich bemerkt haben werdet, Signal und Monte Carlo vertauscht. Leider hat eine Quantengravitationswelle das Programm durcheinander gewirbelt. Sorry.

Ein Abstract aus einem internen ATLAS-Paper erschütterte letzte Woche die Welt der Teilchenphysik. Der »Leakstract« beschreibt das angebliche Auffinden des lange gesuchten Higgs-Bosons. Gestern kümmerten wir uns darum.

Weshalb es interne Dokumente gibt und wie aus einer kleinen Analyse eine Veröffentlichung wird, die den Stempel des gesamten Experiments mit seinen tausenden Mitarbeitern trägt, das erläutern wir euch heute in der kleinen Publikationsschule des physikBlogs.

Aufgeklapptes CMS-Experiment mit Teilchen.

Dazu wollen wir der Geburt des fiktiven Catino-Teilchens (s.o.) samt passendem Paper »On the mass distribution of certain particles leading to the discovery of the Fourth Generation Leptoquark Catino« hautnah beiwohnen.

Der folgende Verlauf bezieht sich darauf, wie er beim CMS-Experiment ablaufen würde. Mehr oder weniger gilt das wohl auch für ATLAS und andere große Teilchenbeschleunigerexperimente. Aber da kennen wir uns nicht so genau aus. Selbst bei einem einzelnen Experiment ist das schon kompliziert genug. Die Beschreibung hier beruht auf Annex 6 der CMS-Verfassung¹.

Phase 1: Die Frucht der Daten

Vermutlich ist es spät, das Licht gedämpft, die Luft knistert. Lüfter scharren, Kaffeetassen bedecken den Tisch. Zweisamkeit erfüllt den Raum: Der Experimentator und sein Computer.
Der Experimentator streckt seine Finger und legt sie vorsichtig auf die Tastatur, um die letzten Zeilen Datenanalyse zu implementieren. Aus unzähligen vorherigen Versuchen, aus hunderten Grafiken und tausenden Zeilen Code weiß er, dass nun der Moment gekommen ist, bei dem sich alles entscheidet.
Hatte er damals, als er per Zufall diesen Fliegendreck-artigen Fleck in der Zeichnung beobachtete, einen richtigen Riecher gehabt? Oder waren die letzten Monate nervenkostende Auseinandersetzung nur großartig verschwendete Zeit?
Enter.
Die Maschine werkelt. Einsen und Nullen verschmelzen. Der Monitor flackert.
In einem Moment voller Anspannung, am Höhepunkt der Ausführung, endlich:
Break. Segmentation Violation.
Semikolon vergessen. Wieder mal. Also noch mal: Enter.
Dieses Mal ist alles korrekt eingegeben. Das Programm wird ausgeführt.
Und es zeigt das, wonach sich Experimentator und Rechenmaschine in unzähligen schlaflosen Nächten sehnten: Der vorher kleine Hinweis entpuppt sich zu einer ernsthaften Besonderheit. Das Feature ist tatsächlich vorhanden.
Die Erhöhung im Spektrum der invarianten Masse von strahlachsennahen b-Quarks, leichten Jets und sieben Photonen, die später als Catino bekannt werden wird, ist gefunden. Die Zellteilung der Ideen möge beginnen.

Ungefähr so kann man sich das vorstellen. Nur weniger romantisch. Und mehr langwierig.

Natürlich gibt es neben dem Zufall noch mehr Möglichkeiten, um etwas Neues zu entdecken. Häufig geht eine theoretische Vorhersage der experimentellen Findung voraus und es wird gezielt nach dem neuen Teilchen gesucht. Eine weitere Möglichkeit ist gezielt ungezieltes Suchen. Dabei werden viele, viele, ganz ganz viele Daten mit speziellen Werkzeugen² untersucht, in der Hoffnung, dass sich irgendwann Besonderheiten herauskristallisieren.

Phase 2: Arbeitsgruppe

Etwas, was man andauernd im CERN macht: In Meetings sitzen. Bild via CERN-Love-Blog.

Hat der Experimentator Programmcode und Ergebnisse noch ein paar mal geprüft, kann er damit zur nächsten Station gehen: Seine Arbeitsgruppe.

Das sind meistens Leute, die sich ähnlich gut auskennen, aber an einem leicht anderen Thema arbeiten. So wie Automechaniker A hinten rechts nach der Bremse schaut, während Automechaniker B vorne links den Reifen wechselt. Mit der Gruppe wird vermutlich viel diskutiert und jeder kleinste Schritt des Analysators hinterfragt und umgeschlagen. Manchmal gibt es neben der lokalen, heimischen Arbeitsgruppe, mit der man sich Büro und Flur teilt, auch noch eine international verstreute, größere Fassung der Arbeitsgruppe.
Hier werden ebenfalls Ergebnisse präsentiert, mögliche Fehler oder Effekte diskutiert und so lange iteriert, bis nur noch die Wahrheit übrig bleibt: Die Erhöhung muss das Catino sein. Es bleibt einfach keine andere Schlussfolgerung.
Nun heißt es ran an die Schreibmaschine.

Phase 3: Analysis Note

Der erste Schritt, mit dem es raus geht aus dem familiären Kreis der Arbeitsgruppe, ist die Analysis Note (AN). Diese Notiz ist mitnichten ein gelbes Post-It, das man auf die Tür zum Gebäude klebt. Die Note beschreibt das Vorgehen zur Entdeckung des Catinos im Detail. Seitenlang. Welche Datensätze wurden benutzt? Mit welchen Parametern wurden sie weiterverarbeitet? Welche Softwareversion wurde verwandt? Wie sind die Schnitte gesetzt, mit denen die Daten gefiltert wurden? Wie wurden die Fehler ermittelt? Wie groß ist die Systematik?

Auch ein häufig benutztes internes Mittel der Kommunikation von Teilchenphysikern. Bild von Rob Baird.

Die Analysis Note ist die erste, strikt interne Vorfassung eines eventuellen Catino-Papers. Sie soll Menschen, bei denen sich die großartige Entdeckung des Catinos noch nicht durch das Luftpostsystem herumgesprochen hat, die nötigen Details liefern, dass sie den Vorgang verstehen und replizieren können. Ein Mindestmaß an Qualität wird schon auf dieser niedrigsten Ebene gewahrt, da die Arbeitsgruppe der internen Veröffentlichung zustimmen muss.

Phase 4: Pre-Approval

Ist die Analysis Note weit genug gediehen, kann sie zum Pre-Approval der Analyse eingereicht werden. Dazu gehört ein Meeting der Physik-Arbeitsgruppe, bei dem erstmals Gruppenvorsitzende und andere wichtige Menschen anwesend sind. Hier wird die Analyse noch einmal genau unter die Lupe genommen, so wie sie in der Analysis Note beschrieben wurde. Ebenfalls wird die Note³ in Wortlaut und Struktur bearbeitet, so dass sich daraus langsam eine öffentlichere Version entwickeln kann.

Mindestens eine Woche vor dem Meeting muss die Note allen Teilnehmenden zugänglich gemacht und entsprechend beworben werden. Alle Änderungen, die innerhalb der Woche in die Präsentation und damit die Analyse einfließen, müssen dort kenntlich gemacht werden. So dass die Streber, die sich minutiös vorbereitet haben, keinen cholerischen Anfall bekommen, wenn auf einmal alles ganz anders ist und das Catino plötzlich Caton oder Dogino heißt. Tut es nicht, zum Glück.

Zur Analyse gibt es an der Stelle nicht nur eine passende Note und ein Pre-Approval-Meeting, sondern auch ein Analysis Review Committee (ARC). Das begleitet die Analyse ab dem Zeitpunkt und schaut, dass Stil und Qualität des Experiments eingehalten werden. Darin sitzen Spezialisten aus dem Publikationskomitee, der thematisch passenden Physik-Arbeitsgruppe und ein etwas höheres Tier des Experiments.

Im Pre-Approval-Meeting wird, natürlich, festgestellt, dass die Analyse mit hervorragender Genauigkeit durchgeführt wurde und das Catino ein ganz sonderbar haariges und wuschiges Teilchen ist, was unbedingt ans Geburtsorgan weitervermittelt werden muss.

Phase 5: Physics Analysis Summary

Ein zufällig herausgepickter Physics Analysis Summary: Measurement of the thing of a thing of things in other things with special things-conditions.

Diese Phase und die nächste Phase, irgendwie auch die vorherige Phase, laufen parallel ab. Aber irgendwie müssen wir die Phasen ja hinbekommen, ne?
Die Analysis Note, die die Analyse für interne Zwecke beschrieben hat, evolutioniert sich nun zu einem Physics Analysis Summary (PAS). Wichtigster Unterschied: Den Physics Analysis Summary sehen später auch externe Physiker. Sie ist die Dokumentation der Entdeckung des Catinos und, je nach Wichtigkeit des neuen Teilchens, die Vorarbeit für eine Veröffentlichung als Paper oder die einzige Veröffentlichung dazu. Es steht wohl außer Frage, was aus unserem Catino-PAS wird, oder?

Der Physics Analysis Summary muss also entsprechend genau geschrieben werden. Drei bis vier Seiten ist die Maximallänge — darüber hinaus liest, wie bei Blog-Artikel mit jenseits von 1000 Wörtern, eh keiner mehr.

Phase 6: Approval Meeting

Frühestens zwei Wochen nach dem Pre-Approval-Meeting kann ein Approval-Meeting einberufen werden⁴. Zum Zeitpunkt der Einladung wird der Physics Analysis Summary gelockt, also abgeschlossen. Kleine Änderungen darin, im Vergleich zur Analysis Note, müssen ausgewiesen sein. Bei großen Änderungen heißt’s zurück auf Feld »Pre-Approval«, ohne Einzug von 4000 Euro.

Beim Approval Meeting ist das ganze Experiment eingeladen und darf Input geben. Ist auch diese Hürde überwunden und die Analyse findet Zustimmung, werden eventuelle Änderungen in den Physics Analysis Summary eingearbeitet⁵ und der PAS schließlich öffentlich zugänglich auf einer passenden Webseite gepostet.

Ab jetzt darf auch außerhalb der Kollaboration mit den Daten und Plots gearbeiteten werden — so lange der Zusatz »vorläufig« immer nervig-prominent vom wichtigen Plot ablenkt.

Phase 7: Publikationsvorbereitung

Paper-Liste von CMS auf dem CERN Document Server, aber soweit sind wir noch nicht ganz.

Das Catino ist geboren und hat als Frischling das erste Mal die Welt jenseits des Experiments erblickt. Es erlebt nun seine Kindheit zur Vorbereitung der eigentlich Publikation.

Der Physics Analysis Summary evolutioniert weiter, zum Publikationsentwurf, dem »Draft«⁶. Hier wird besonders genau gearbeitet und aller Experiment-eigener Slang entfernt. Ziel: Ein Nicht-CMS-Teilchenphysiker muss verstehen, wieso gerade sieben Photonen genommen wurden und weshalb das Catino deswegen das haarigste aller Teilchen ist. Außerdem sollte auch von der Form her der Standard des Experiments eingehalten werden.

Meist sind all die Kriterien bereits beim PAS erfüllt, so dass der Schritt zum Draft kein großer mehr ist. Alles sollte nur jetzt wirklich sauber sein, damit die ganze Welt das Catino auch ernst nimmt und sich nicht an irgendwelchen Formfehlern aufhängt.

Die ganze Kollaboration wird noch ein mal benachrichtigt und hat die Chance, über den Draft zu meckern. Es wird ein zweiter Draft erstellt, der alle seit dem ersten Draft geführten Diskussionen und Änderungswünsche berücksichtigt. Die Kurve des Catino-Signals ist jetzt ein anderes blau, weil das alte blau auf dem Sekretariatsdrucker zu sehr nach ATLAS aussah.
Der zweite Draft sollte so gut wie nicht mehr von der Finalversion unterscheidbar sein.

Phase 8: Publikation

Ein Team aus Autoren, Publikationskomitee und Analysis Review Committee trifft sich und schaut sich den zweiten Draft an. Wenn alles zur Zufriedenheit, das Catino-Signal mit dem richtigen blau gesegnet und mit absoluter Sicherheit kein »NOTE TO SELF: RECHECK THIS TWICE« mehr im Literaturverzeichnis des Dokuments ist, beschließen sie, den Draft zu publizieren. Man einigt sich auch auf einen Titel, hier passender Weise: »On the mass distribution of certain particles leading to the discovery of the Fourth Generation Leptoquark Catino.«

Tada!

Publizieren können sie aber nicht selbst, denn der Kollaboration sitzt ein gewählter Sprecher vor, der das letzte Wort hat. Sie können ihm nur den Vorschlag unterbreiten, den Catino-Draft zu veröffentlich. Aber dem wird er natürlich nachkommen, wir befinden uns hier schließlich in einer repräsentativen Demokratie.

Das Catino im Pier Re-View. Bild von skithund.

Der Draft wird zum Peer Review veröffentlicht und ist nun ein Paper. Bevor es auch die Review-Phasen von Nicht-CMS-Physikern durchlaufen hat und in Physik-Journalen auftaucht, findet man es in Pre-Publikations-Plattformen, wie arXiv oder beim CERN direkt.

Das Catino-Paper ist in seiner Adoleszens und muss sich all den neuen großen Gefahren da draußen stellen⁷. Die ganze Teilchenphysik-Welt, aber natürlich auch andere Physiker oder interessierte Laien stürzen sich nun auf das neue Paper: Üblicherweise wird es wohlwollend-skeptisch betrachtet⁸.
Erst wenn es auch dies überwunden hat, ist es erwachsen geworden und das Catino zum vollwertigen, neuen Teilchen aufgestiegen.

Herzlichen Glückwunsch.

Noch mehr

Natürlich war das noch nicht alles, was möglich ist.
Es gibt noch den »Fast Track«, bei dem der ganze Prozess beschleunigt wird — eingeführt, um auf die Veröffentlichung von KonkurrenzMit-Experimenten zu reagieren, oder die fingernagelbrennende Entdeckung des Higgs durchzudrücken.
Es gibt spezielle technische Detektor-Notes, für die ähnliche Prozesse gelten, und rein interne Notes, die es erst gar nicht bis nach draußen schaffen. Und für Doktor- und Diplomarbeiten gilt auch noch mal etwas anderes.

Und der Leakstract…? Zum Abschluss etwas Pathos

Irgendwo auf dem Weg, relativ am Anfang, hat jemand den Abstract einer solchen Note bei ATLAS geklaut, die ganzen Qualitätssicherungsphasen übersprungen und ihn der Öffentlichkeit preis gegeben⁹.
Kein netter Stil.
Bei so einem großen Experiment funktionieren Veröffentlichungen nur, wenn sie nach einem festen Prinzip durchgeführt werden. Denn nur dann kann dort die Unterschrift aller Mitglieder drunter stehen, die es verdient haben. Und nur mit dieser Unterschrift ist auch derjenige berücksichtigt, der hervorragende Arbeit leistete, als er sich vor zehn Jahren Siliziumdetektoren mit äußerst guter Auflösung ausdachte.

Ein Überbrücken der Gremien publiziert nicht nur physikalische Ereignisse, die ungetestet und damit im schlimmsten Fall ein Programmierfehler undoder Quatsch sind, sondern führt das ganze Prinzip einer solchen Korporation mehr oder minder ad absurdum. Jeder arbeitet für den Anderen mit, jeder macht ein kleines Zahnrädchen der Maschine, die erst mit allen Teilen die großartige Leistung erbringt. Erforscht die Maschine etwas tolles, dann hat jeder daran mitgewirkt. Und er muss sichergestellt sein, dass nichts Falsches unter seinem Namen die Runde macht.

Interne Diskussionen müssen sein. Bei einem derart großen Experiment heißt »intern« aber, dass dort ein paar tausend Menschen mitmachen können — und sollen! Das funktioniert nur, wenn sich alle darauf verlassen können, dass alles Interne auch so bleibt: intern¹⁰.

Man kann sicher sein: Wenn es an der Stelle tatsächlich den Fund eines Higgs gibt, dann wird das gar nicht mehr so lange dauern, ehe wir davon erfahren.
Und dann so richtig. Mit Details und so.

Bonus-Information: Dieser Beitrag hatte über 2000 Wörter.

1. Die Verfassung ist frei zugänglich für jeden. Ich mache hier die kommentierte Übersetzung, aus dem Englischen, dem Verfassungsischen und dem Physikalischen.
2. Und damit meinen wir jetzt nicht die Kombizange aus Papas Werkstatt sondern verschiedene Experimente und dazu passende Auswertungsmethoden.
3. Fun: Das wort »Note« im Text deutsch aussprechen. Gnihihi.
4. Einladefrist: Zwei Wochen. Experiment-weit!
5. Änderungen werden einzeln an diejenigen, die sie mitgeteilt haben, geschickt.
6. Genauer: Evolutioniert zum Draft_1. Yeah, LaTeX-Code im Fließtext.
7. Andere böse Teilchen, die dem Catino das Leben schwer machen. Drogen. Waffen. Wirtschaftskrisen.
8. Euphemismus für: Es wird zerfleischt und es entstehen eine Vielzahl Witze über die verantwortliche Kollaboration.
9. Bei ATLAS gibt es vermutlich nicht die Notwendigkeit einer Arbeitsgruppenzustimmung beim Posten einer Analysis Note, die dort COM heißt. In diesem untersten aller Veröffentlichungsebenen kann jeder schreiben, der das möchte. Das hat viele Vorteile — aber auch Nachteile.
10. Wenn ihr so denkt, physikBlog, warum habt ihr dann überhaupt darüber geschrieben? Weil bereits viele Medien darüber berichtet haben, wir von einigen angeschrieben wurden, was wir davon halten, und wir das Beispiel nutzen wollten, um einmal den Publikationsprozess zu beschrieben, den warnenden Finger zu heben und diese Fußnote… Wisst ihr?

Der Commentarus Dilicti, der Kommentar, der alles ins Rollen brachte.

»Ernsthaft, physikBlog, schon wieder Teilchenphysik? Meh?« Ja! Endlich wird der Welt klar, was die beste aller Physikdisziplinen ist! Die Weltherrschaft ist zum Greifen nahe!
Letzte Woche machte eine Schlagzeile aus der Teilchenphysik die Runde — wiedermal.

Man habe endlich das Higgs gefunden, so der Tenor, der aus der Ecke des ATLAS-Experiments am LHC-Teilchenbeschleuniger zu kommen scheint. Ins Rollen brachte diese Vielleichtmeldung ein anonymer Kommentar in einem Teilchenphysik-Blog.

Euer Lieblings-Gossip-Blog (wir) erklärt die Vielleichtentdeckung und nimmt diesen »Leak« zum Anlass, morgen einmal hinter die Kulissen der Geburt einer Publikation eines Teilchenphysikexperiments zu blicken. Exklusive Informationen, wie sie enthüllender nicht sein könnten. Physik, spannend wie ein Paparazzi-Foto einer Adelsfamilie im Sommerhaus.

Heute kümmern wir uns um den Kern der Sache: Die Vielleichtentdeckung der nichtoffiziellen Teil-ATLAS-Publikation.
Dank des Beitrags von desletzt können wir uns an dieser Stelle eine Einführung in die Teilchenphysik sparen. Puh.

Trotzdem einmal kurz:

Das Higgs¹

Das Thema des Leakstracts² ist die vermeintliche Entdeckung des Higgs-Bosons. Dieses Teilchen ist ein ganz besonderes und in jedem Teilchenphysikartikel so allgegenwärtig wie Babykatzen im physikBlog. Die zentrale, wichtigste Eigenschaft des Higgs-Bosons: Es verleiht allen anderen Teilchen ihre Massen. Nicht schlecht, was? Das Problem: Bisher ist das Teilchen nur eine Theorie. Das Higgs-Boson ist das einzige Teilchen des Standardmodells, das man noch nicht gefunden hat.
Man hofft es an den Experimenten am LHC am CERN zu finden — schließlich wurden Beschleuniger und Detektoren auch im Hinblick darauf konstruiert³.

So können beim Higgszerfall zwei Photonen erzeugt werden. Aus der Doktorarbeit von Ulrik Egede.

Wie viele der interessanten Teilchen in Beschleunigerexperimenten ist das Higgs-Boson instabil. Es zerfällt. Man weist es also nicht direkt nach, sondern indem man seine Zerfallsprodukte beobachtet.
Ein möglicher Zerfallskanal des Higgs ist der, bei dem nur zwei Photonen entstehen: H → ??. Allerdings zerfallen nur 0,2 Prozent aller Higgs auf diese Weise — die meisten entscheiden für einen anderen Weg⁴. Weist man die richtige Anzahl von Zerfallsprodukten (z.B. zwei Photonen) nach, die über passende Energien und Impulse verfügen, so weist man das Higgs-Boson nach. Easy peasy.

Der Blogkommentar

Vor ein paar Tagen tauchte in dem Blog des Teilchenphysikers Peter Woit⁵ ein anonymer Kommentar auf. Darin wurden Titel, Autoren und Abstract einer ATLAS-internen Note gepostet, die eine Resonanz⁶ in der 115-GeV-Region von Doppel-Photon-Ereignissen feststellt und interpretiert. Auch einen Link zur Originalquelle gibt’s dazu, die aber hinter den geschlossenen ATLAS-Türen verborgen bleibt.

Trotzdem, bereits aus dem Abstract lässt sich die Interpretation folgern: Higgs!

Und zwar kein ordinäres Higgs. Nehein! Man sieht Hinweise, dass es sich um ein Nicht-Standardmodell Spezial-Higgs mit extra viel Ketchup handelt⁷. Es ist nicht nur schwerer als das vorausgesagte Higgs, was an sich noch nicht verwunderlich, sondern wegen vorheriger Messungen anderer Beschleunigerexperimente sogar notwendig ist. Aber es wäre zudem mit einer höheren Wahrscheinlichkeit als 0,002 in zwei Photonen zerfallend — schließlich passt die beobachtete Erhöhung in der Massenverteilung nicht zur Standardmodell-H→??-Theorie, nach der man derartige Beobachtungen frühestens in einigen Monaten erwarten würde. Higgs und BSM⁸ im ersten potenziell prominenten Paper-Teilleak der Teilchenphysik. Wohow!

Meinungen

Das ist zu schön um wahr zu sein. Vermutlich zumindest. Und da es abseits des Abstracts keine Informationen gibt, wird dieser Zustand wohl auch noch etwas so bleiben.

Katze beim Anblick des Gottesteilchens (nicht im Bild). Bild von massdistraction auf flickr.

Skeptisch sind die Leute, die sich damit auskennen. Solch eine Resonanz sollten doch die älteren Beschleuniger Tevatron und LEP bereits gesehen haben. Es gäbe noch gar keine Theorie, die solch ein Higgs vorhersagte — und das unter all den vielen Theorien, die da draußen rumschwirren. Man bräuchte wohl auch ein paar neue Teilchen, um das hinzubiegen, und eigentlich ist man ja relativ zufrieden, mit denen, die man hat.
Und dann, wie desletzt schon, das Handwerkliche: Ist der Hintergrund richtig berechnet? Andere Effekte beachtet?
Dass die Autoren des Papers⁹ bereits früher von den meisten Physikern skeptisch beurteilte Fast-Higgs-Ergebnisse veröffentlichten, macht die Sache auch nicht besser.

Also…?

Ob Higgs oder nicht Higgs, das bedarf noch vieler Analysen und Diskussionen. Von denen werden ein Großteil aber hinter verschlossenen Türen stattfinden: In den toroidalen Räumen des ATLAS-Experiments.
Denn man darf nicht vergessen, dass es sich bei dem Leakstract um einen »Leak« handelt. Die Note existiert in der Datenbank von ATLAS tatsächlich, aber es wurde noch nicht nach den Qualitätskriterien untersucht, die ein Paper passieren muss, ehe es das Licht der öffentlichen Welt erblickt.
Und bis dahin kann noch viel, viel passieren.

Wie so ein Weg von der Entdeckung am Computerbildschirm bis zur Veröffentlichung der Publikation aussehen kann, das wollen wir morgen am Beispiel eines fiktiven Teilchens erläutern.

Wer bis dahin nicht still sitzen kann, ob dieses hochspannenden Themas, der möge sich die bei »A Quantum Diaries Survivor« zum Thema gelisteten Other Resources durchlesen.

Nachtrag, 12.5.: ATLAS hat letzte Woche eine Note rausgebraucht, in dem sie den Untergrund aus 2010 und 2011 in Hinblick auf diphotonische Higgs beidermaßen betrachten. Und alles ist so, wie man es sich nach Standardmodell vorstellt. Keine Überhöhung. Kein Higgs. Falscher Alarm, also.

1. Gesundheit.
2. Frisch erfundener Slang für “geleakter Abstract”.
3. Lasst mich diese Aussage etwas relativieren: Man möchte sehr viele Teilchen am LHC erzeugen und messen, von denen durchaus auch einige neu sein könnten — das Higgs ist nur eines davon. Aber es ist ein sehr Wichtiges.
4. In den Energieregionen, die das Paper untersuchte, sind die Zerfälle in b-Quark-Paare, in ?-Lepton-Paare oder in zwei W-Bosonen häufiger anzutreffen.
5. Der hat eigentlich nur Teilchenphysik gelernt und lehrt jetzt an einer mathematischen Fakultät. Aber sein Blog behandelt viele teilchenphysikalische Themen, zack, da wird er hier zum Teilchenphysiker.
6. Resonanzen sieht man zum Beispiel in Masseverteilungen immer dann, wenn Ereignisse häufiger, als es die statistische Verteilung erwarten lässt, vorkommen. Meist liegt das daran, dass die gemessenen Teilchen aus dem Zerfalls eines Mutterteilchens stammen, dessen Ruhemasse in der Resonanzenergie liegt. Resonanz = Hinweis auf Teilchen, könnte man also sagen.
7. Ketchup ist kein Fachwort der Teilchenphysik, sondern wurde hier nur zur Verdeutlichung des Sachverhalts, d.h. metaphorisch, verwendet (Anm. d. Red.).
8. Na, das ist nichts Schweinisches. Da fehlt das D. Sorry. Die Abkürzung bezeichnet Physik jenseits des Standardmodells – Beyond Standard Model.
9. Das sind im Moment ein paar Physiker und mitnichten die gesamte ATLAS-Kollaboration.

Verwendung der Computerressourcen des LHC-Experimentes zur Mentalmanipulation

Rick E. Leaks

Neu entdeckte Dokumente, die in einem sehr guten Versteck auf einer kaum benutzten Frauentoilette im CERN aufgefunden wurden, liefern schockierende Einblicke in den wahren Zweck des großen “Experiments” LHC. Sie belegen zweifelsfrei, dass der LHC niemals zur Kollision hochenergetischer Protonen ausgelegt war, sondern nur stümperhaft aus ausrangierten Komponenten des CERN-Rohrpost-Systems zusammengesetzt wurde. Die vier großen, angeblichen Detektoren sind leicht umgebaute Requisiten der “Transformers”-Filme. Die Dokumente offenbaren, dass der LHC als Tarnung eines groß angelegten Datenangriffes auf die Computersysteme der Erde fungiert.
Es ist allgemein bekannt, dass das CERN mitsamt der LHC-Anlagen zur Zeit eine “Winterpause” durchführt, in der angeblich Stromkosten gespart und “wichtige Wartungsarbeiten” durchgeführt werden können. Die entdeckten Quellen zeigen jedoch unmissverständlich, dass in Wahrheit die LHC-Ressourcen zu “normalen Betriebszeiten” ausschließlich genutzt werden, um Star-Trek-ähnliche Holodecks zu erschaffen. Die eigentliche Hauptaufgabe des Forschungszentrum wird momentan durchgeführt: Die riesigen Computerressourcen am CERN sowie das GRID, das vorgeblich zur “Datenanalyse” errichtet wurde, bereiten einen Angriff vor, der innerhalb der nächsten Tage beginnen soll. Ziel ist es offenbar, auf sämtliche Privat-PCs der Erde einen digitalen Schädling einzuschleusen. Dieser soll nach Expertenmeinung durch Darstellung perfider Eieruhr- und Strandballmuster die zu Weihnachten leicht zu beeinflussenden Menschen derart manipulieren, dass jede Art von Widerstands- oder Demonstrationsdrang im Keim erstickt wird. Offenbar soll die Veröffentlichung von Geheimni

Seit knapp zwei Wochen ist die 6. Instanz der Serie online². Mit dem Titel »Beam« wird die Konkurrenz in der Teilchenphysik beleuchtet. Außerdem begleiten wir eine Nachtschicht des coolsten Teilchendetektors der Welt (CMS natürlich, was sonst?!).

Colliding Particles – Episode 6: Beam from Mike Paterson on Vimeo.

1. »Production Value« und so, ne?
2. Und ich hab’s verpasst. Tzes.

Selten kommt es vor, dass Elementarteilchenphysik durch die Presse geht. Dienstag war dies dank eines groß angelegten Presse-Events aber der Fall: Das CERN lud die Menschheit ein, den ersten Kollisionen von Protonen bei der Rekordenergie von 7 TeV beizuwohnen. Und die Presse reagierte mit der Aufmerksamkeit, die diesem Experiment unserer Meinung nach immer zustehen sollte.

Offenbar hat das CERN jedoch nicht genug Vorsichtsmaßnahmen ergriffen. Viele Journalisten im Haus sehen eben nicht nur Dinge, die sie auch sehen sollen, sondern auch Dinge, die nicht direkt für das öffentliche Auge gedacht sind.
Das Einladen der vielen Journalisten scheint sich nun zu rächen: Heise online berichtet über den geheimen, sechsten Teilchendetektor am LHC, der extra zum Nachweis schwarzer Löcher aufgebaut wurde. Auf Grund der völlig unbegründeten Ängste in weiten Teilen der Bevölkerung, diese schwarzen Löcher könnten gefährlich werden, hatte man diesen Detektor lieber geheimhalten wollen, um nicht noch mehr unangenehme Publicity zu erhalten.

Aber jetzt ist es passiert: Das Geheimnis ist raus¹. Und das CERN geht in die Offensive: Physiker am CERN berichten, dass es letzten Dienstag bei den ersten 7-TeV-Kollisionen tatsächlich zu einem ersten schwarzen Loch gekommen ist.
In der Mitte des geheimen Detektors sei zwischen der 260.000 und 320.000 Kollision ein schwarzes Loch der Klasse IIIb² entstanden.
Die Verantwortlichen in Genf können aber auch direkt beruhigen: Das Notfallprogramm für einen solchen Fall ist sofort angelaufen. Die sogenannten Black Hole Special Forces (BHSF), eine speziell ausgebildete Eingreiftruppe des CERNs, betäubte das schwarze Loch mit einem Photonenstrahl und fing es in einer Gravitationsfalle ein.

Affen. Süß. Aber werden sie das schwarze Loch fressen? Foto von mochida1970 auf flickr.

Eine erste In-Vivo-Obduktion in einer Bleikammer des Experiment-Komplexes konnte die zur Klassifizierung des Typs notwendigen Informationen über Rotationsgeschwindigkeit, Verhältnis der mittleren Durchmesservergrößerung zur durchschnittlichen Massenattraktion und den Absorptionskoeffizienten bestimmen. Messungen zur Farbgebung des Spektralradiusses, zur Ausdehnung des Gamma-Mittelstrahls und zum Geschlecht des schwarzen Lochs stehen noch aus. Besonders der letzte Punkt beruhe noch auf experimentellen Identifikationsmethoden und müsse mit äußerster Sorgfalt und Ruhe durchgeführt werden, so unsere anonyme Quelle.

Während bereits erste Ergebnisse für ein Paper zusammengefasst werden, wird das schwarze Loch mit den üblichen Impfungen und Vitaminpräparaten versorgt.
Nach einer für Freitag einberufenen Pressekonferenz wird das Loch in den Genfer Zoo transportiert. Dort soll es sein neues Zuhause im Affenhaus der Primaten finden. Besichtigt werden kann es dann ab diesem Sommer, wenn sich Affen und Loch ausreichend aneinander gewöhnt haben und die letzten Untersuchungen an dem Exoten fertiggestellt sind.

Wir halten euch auf dem Laufenden.

1. Und wie wir alle wissen: Jede Publicity ist gute Publicity
2. IIIb ist eine besonders schnell wachsende und daher besonders interessante Klasse von schwarzen Löchern

Alpinekat, das fette Pseudonym einer ATLAS-Pressefrau, ist wieder zurück und kickt neue Rhymes. Dieses Mal nicht über den LHC, nein, dieses mal nimmt sie sich dem Lieblingsthema der Crowd an: Schwarze Löcher.

Give it up for the Black Hole Rap:

YouTube-Direktweltvernichtung

Ich sitze momentan am Institut und arbeite an meiner Diplomarbeit.¹ Meine Diplomarbeit behandelt einen Teil von AMS, das sich momentan in der heißen Phase des Zusammenbauens befindet. Am 29. Juli nächsten Jahres soll der Space-Shuttle-Flug gehen, bis dahin muss also alles fertig und getestet sein.

Und so kommt es, dass bei uns mindestens einmal pro Woche Zeitpläne für den nächsten Monat erstellt werden. Natürlich hat der Zeitplan der vorigen Woche nichts mehr mit dem aktuellen zu tun, aber — ihr könnt es euch sicher denken: Zeitpläne sind für die anderen.

Ein Beispiel ist die Planung für den Strahltest, der im CERN die Funktionsfähigkeit der Komponenten testen soll, nachdem alles fertig zusammengefrickelt ist. Erste Zeitangaben, wann dieser Test stattfinden soll gab es nicht vor letztem Monat. Es war viel zu ungewiss, ob der Zeitplan des Zusammenbauens überhaupt wie gedacht eingehalten werden kann. So ein Dingen wie AMS ist schließlich etwas komplexer als den heimischen DVD-Player für die Katzen-Heim-Videos in Betrieb zu nehmen.

Professionelles Katzen-Sitting

Dann kamen erste Termine auf, Anfang Dezember irgendwann. Da ein Schwertransporter für den weiteren Transport ab dem 16.12. gebucht war, war zumindest dieser Termin einigermaßen fest. Etwa am 20.11. gab es schließlich einen konkreten Zeitrahmen. Hotels und Mietwagen wurden gebucht, Verfügbarkeiten des Personals für zu besetzende Schichten abgeklärt, Katzen-Sitter engagiert. Alles spitze.

Doch dann: Ein Zwischenfall. Keiner wusste was los war, Pläne wurden wieder verworfen und ein leichter Anflug von Chaos drohte. Zwei Tage später stellte sich heraus, dass alles halb so wild war und man den Zeitplan doch einhalten können wird. Puh!

Das war letzte Woche Freitag. Der heutige Montag sah dann schon wieder ganz anders aus. Es gibt Probleme mit der Kühlung des supraleitenden Magneten, das geht alles nicht so schnell wie geplant. Heraus kam, dass der besagte Strahltest wahrscheinlich auf Anfang nächstes Jahr verschoben wird.

In diesem Sinne bin ich gespannt auf die nächsten Tage. Vielleicht sollte ich ein kleines Wettbüro im Institut eröffnen?

1. Also die Vorarbeit dazu, das Schreiben selbst kommt erst ganz viel später. Aber natürlich wieder viertel vor knapp, ich kenn mich ja…

Ihr merkt schon, wir haben gar keine andere Möglichkeit, als über den LHC zu berichten. Erst recht nicht, wenn so viel passiert wie in den letzten Tagen.

Denn gestern lief seit dem Unfall vor einem Jahr erstmalig wieder ein Strahl komplett im Tunnel umher. Und das Internet stand Kopf; eigentlich tut es das immer noch.

Previously on…

Gestern gegen 17:00 Uhr fing man langsam an einen Teilchenstrahl in die Tunnel des LHC im Uhrzeigersinn zu injezieren. Immer Stückchen für Stückchen, Sektor für Sektor. Am Abend dann hatte man eine komplette Umrundung geschafft, fing nach einer Weile den Strahl an seinem Injektionspunkt wieder ein und schickte ihn auf eine weitere Runde. Und auf eine weitere Runde. Und…
Danach nahm man sich den Strahl in Richtung entgegengesetzt des Uhrzeigersinns vor und machte das selbe Spiel durch. Auch mit Erfolg.
Zwischendurch quenchte² ein Magnet kurz im Sektor hinter CMS, aber nach 15 Minuten ging es schon weiter. Zwischendurch optimierte man den Strahl und die Einstellungen immer ein Stück weiter – und auf dem Stand ist man meines Wissens auch jetzt (siehe Timestamp vom Artikel).

Photographs by Maximilien Brice of CERN Photo Service. Hier meine GIF-Animation der Bilderserie.

Im Internet war – und ist – die Hölle los. Eigentlich ein wenig lustig, wenn man bedenkt, dass das Internet im CERN und… ihr wisst schon.
Jedenfalls ist SO viel los, dass man vielleicht etwas die Übersicht verlieren könnte.
Deswegen hier, der erste und einzige physikBlog LHC 2009 Restart Startup Internet Guide (PhyBLTReSIG).

Twitter

Auf dem offiziellen Twitter-Account des CERNs, @CERN, ist so einiges los. Man berichtet live und äußerst nah am Geschehen aus dem CERN Control Centre³. Das ganze sehr locker, allgemeinverständlich aber auch für uns Profis mit hinreichender Information. Soweit mir bekannt, wird erstmalig ein Experiment so intensiv auf Twitter begleitet. Selbst die NASA, sonst immer sehr weit vorne in ihrer Öffentlichkeitsarbeit, hat mit dieser Frequenz und Tiefe noch nie ein Event begleitet. Wirklich empfehlenswert – auch wenn ihr Kommunikationswissenschaften⁴ studiert, denn @CERN entwickelt sich gerade zu einem Kommunikationsparadebeispiel. »LHC« und auch »CERN« haben es am Freitagabend, als es in die heiße Phase⁵, in die Trending Topics von Twitter geschafft – dort werden automatisiert die aktuellsten Diskussionen in Schlagworten aufgegriffen. Das Thema ist also bei der Allgemeinheit angekommen und wird erstaunlicherweise ganz ohne Weltuntergangsszenarien mitverfolgt (im Gegensatz zu letztem Jahr).
Aber nicht nur über @CERN kommt man auf Twitter an LHC-bezogene Informationen. Unter @CMSexperiment wird vom … CMS-Experiment getwittert. Wer genau dafür verantwortlich ist, keine Ahnung, aber hin und wieder gibt’s neue Updates und sie kommen von offizieller Stelle⁶.
Ein Kommilitone und ich haben den CMS e-commentary (s.u.) in einen RSS-Feed⁷ umgewandelt, den wir in den Twitter-Account @CMSecom füttern.
Darüber hinaus gibt es noch den (nicht so interessanten) Twitter-Account des US-LHC-Blogs @USLHC und auch das Symmetry Magazine retweeted unter @symmetrymag. Direkt in den einzelnen Kontrollzentren wird von persönlicher, unoffizieller Seite auch getwittert – mir bekannt ist da allerdings nur @pixieza.
Wer nicht alle diese Accounts direkt in seiner Timeline haben möchte, kann auch einfach dieser High-Energy-Physics-Liste von @sumomi folgen: http://twitter.com/list/sumomi/highenergyphysics.

Blogs, bzw. Blog-Like Websites

Die Webseite, die momentan am besten mit Bildern und Text arbeitet, gleichzeitig am schlechtesten von der Ausführung ist, ist meiner Meinung nach der CMS e-commentary. Aus der Sicht des CMS-Experiments und aus dem CMS-Kontrollraum am Punkt 5 des LHCs berichtet Darin Acosta in losen Abständen über Neues. Warum dafür kein vernünftiges System benutzt wurde⁸ ist mir allerdings schleierhaft…
Auch das ALICE-Experiment verfügt über eine Art Live-Blog, das aber nur spärlich gefüllt ist.
Nicht ganz so auf die Schnelle, dafür illustriert und fundiert informiert das US LHC Blog.
Nicht ganz so offiziell, dafür aber mit umso mehr Enthusiuasmus gibt’s bei LHC Facts gute Zusammenfassungen.

Media Ressourcen und et cetera

Neben allem Textlichen gibt’s den Media-Server des CERNs, auf dem zum Thema »LHC Restart 2009« ein Haufen Fotos veröffentlich werden. Videos gibt’s an anderer Stelle.
Und es gibt den Videotext unter den Webseiten: LHC Page1 oder OP Vistars. Dort werden Strahlprofil und Mini-Statusmeldungen angezeigt. Ganz interessant eigentlich.

Und ich so…

Das ist wirklich einiges an Information. Ich handhabe es so, dass ich meinen Twitter-Account, insbesondere in Bezug auf @CERN, monitore und jede Stunde, bzw. bei interessantklingenden Tweets von @CMSecom, den CMS e-commentary aufsuche. Nebenbei hab ich der/die/das/artikellos OP Vistars auf und schaue immer mal drauf.
Das läuft eigentlich ganz gut und ich fühle mich einigermaßen informiert.

Und ihr so?

Püntklich zum Start gestern hat übrigens auch die großartige Big-Picture-Serie des Boston Globe ein Feature für den LHC gebracht.

Nachrag 24.11. von André: Tadaa! Das, wozu man letztes mal nicht kommen konnte, weil ein Terrorvogel ein Kurzschluss den LHC lahmlegte, das hat gestern geklappt:
     Erste Kollisionen!   (? Pressemitteilung)

Und weil es so schön ist, hat man diese Nacht das erste Mal den Strahl nicht nur einfach im Kreis schwindelig werden lassen, sondern hat ihn dabei auch noch beschleunigt. Zwar erstmal nur von 450 GeV auf 540 GeV, aber immerhin. (? Twitter)

Jeah Baby!

1. Wir.
2. Am ehesten wohl mit »durchbrechen« zu übersetzen.
3. Das sich rein zufällig so abkürzt wie ein großer deutscher Computerverein.
4. Iiih!
5. »heiße Phase«… dieser alte Witz…
6. Siehe Link auf der CMS-Seite.
7. Link gibt’s auf Anfrage – z.B. in den Kommentaren…
8. WordPress als Lokalinstallation dauert ca. 10 Minuten in der Aufsetzung, WordPress bei wordpress.com gehostet 2 Minuten. Ein Posterous-Blog geht noch schneller und lässt sich sehr elegant via E-Mail füttern…

Jetzt möchten wir eine neue Serienempfehlung aussprechen: »FlashForward«.
Im Gegensatz zu TBBT¹ handelt FlashForward nicht von Physikern und ist keine Comedy. Es ist ein Science-Fiction, der am ehesten mit der Knallerserie Lost vergleichbar ist. Aber die Schnittmenge zwischen Physikern und Science-Fiction-Interessierten ist ja bekanntlich… groß².
Folgende Ausgangssituation: Alle Welt lebt einen ganz normalen Tag, als auf einmal jeder in Ohnmacht fällt und für 2 Minuten und 17 Sekunden ein halbes Jahr in die Zukunft sieht³. Wodurch passiert das Ereignis? Kann die Zukunft aufgehalten werden? Sind Tiere auch betroffen? Und wirklich alle Menschen?
Nach Sichtung der ersten Folge könnte uns ein spannendes, mysteriöses und intelligentes Drama erwarten, das entweder mit seinen Zeitparadoxen gar nicht, frisch oder total blöd umgeht.

Aber was hat das jetzt mit Physik zu tun?!

Folgendes:
FlashForward beruht in alternierender Tiefe auf einem Roman von Robert J. Sawyer, der zufälligerweise »Flashforward«⁴ heißt. In der Buchversion spielt das CERN eine wichtige Rolle beim globalen Zukunftssehen; »CERN« ist unglaublicherweise das fünfte Wort des Romans.
Und weil unser Lieblingsteilchenforschungszentrum⁵ ja sowas von hipp ist, haben sie dort eine eigene Info-Mikroseite⁶ zur Physik hinter Flashforward gemacht. Es gibt Fragen und Antworten, ein Interview mit dem Autor, einen CERN-Physiker, der munter ein paar Thesen beantwortet. Und mehr.

Der Anfang der Fernsehserie unterschied sich stark von dem des Buchs. Ob FlashForward⁷ überhaupt etwas mit dem CERN zu tun haben wird, das konnten selbst die Autoren der CERN-Seite nicht aus den TV-Studios herauskitzeln⁸. Auch der Autor des Buchs⁹, der bei der TV-Serie mit invovliert ist, konnte nichts Genaues dazu sagen. Aber er traue dem TV-Team wissenschaftliche Akkuratheit zu, so weit denn überhaupt möglich… Das könnte man mit etwas wohlwollen als ein “Jap, CERN ist dabei” auslegen. Muss man aber nicht.

Jedenfalls: Schaut euch FlashForward an. Wem Lost gefällt, dem wird auch FlashForward gefallen. Und wenn euch Lost nicht ganz so gefällt¹⁰, so gebt der Serie trotzdem eine Chance; sie ist nur ähnlich wie Lost.

1. Dies ist nach ISO 5135 die offizielle Abkürzung für »The Big Bang Theroy«. Keine Diskussionen.
2. Geht ungefähr so wie x?, aber nur für kleine ? und Raketen.
3. “FlashForward”, ne?
4. Mit kleinem f.
5. Zukünftig »LTFZ«.
6. Bevor jetzt irgendjemand meckert: Ja, auch zu Illuminati / Angels & Demons von Dan Brown hatte das CERN eine Mikroseite. Aber manchmal ist selbst für das physikBlog das Popkulturniveau zu niedrig…
7. Die Serie.
8. Wie bei jeder Serie heißt es dort äußerste Geheimhaltung über den Inhalt der nächsten Episoden…
9. Das Buch.
10. Dieses ganze Mysterium, diese verwirrenden Erzählsprünge, die blöden Dharma-Hippies…

So auch Schweiz-Korrespondent Felix¹, der in der schweizer Zeitung “Blick am Abend” einen Artikel über eben diese Zettelwirtschaft entdeckte. Soweit ist das aber noch nichts besonderes, dummerweise haben wir es hier aber mit echten Investigativ-Reportern zu tun. Als Bebilderung für das “Liebesnest” im CERN wählten sie folgendes Bild:

Sieht man hier einen Sex-süchtigen Quantenphysiker in seinem Liebesnest? (Hier die komplette Ausgabe auf der Blick-am-Abend-Seite und als PDF — auf Seite 5 ist der CERN-Artikel)

Zwar war man noch so freundlich und hat den potentiellen potenten Potenzierer² unkenntlich gemacht. Aber durch eines hochkomplexen Entpixelungsalgorithmus ist es uns möglich, aus dem Bild den Orginalzustand wieder herzustellen. Das Ergebnis sieht man hier:

Das rekonstruierte Orginalbild. Und es zeigt Andi! (Klick führt zum Orginal auf Flickr)

Unverkennbar ist das Mitblogger, Kollege und Katzenvideoaufspürer Andi, der gerade in seinem Liebesnest im CERN-Hostel steht und versucht eine Lampe zu reparieren. Und der aufmerksame physikBlog-Leser weiß natürlich, was hinter der ganzen Geschichte steckt.
Eine große Promotion-Aktion für das physikBlog. Von langer Hand geplant und präzise ausgeführt. So wie wir es gewohnt sind.

Um mal ganz ernst zu sein: Das Foto war tatsächlich so in der Zeitung, allerdings ohne vorherige Absprache bzw. Rückfrage.

1. Grüße nach Zürich!
2. Potenzierer, der: neckischer Ausdruck für einen theoretischen Quantensubraumphysiker, der mit drölfdimensionalen Wellenfunktionen hantiert und daher viele Potenzen einkalkulieren muss. Nicht zu verwechseln mit dem Potentiometer. Oder mit Kamelen.