(Ещё раз об открытии таинственного «горячего пятна» на карте космических лучей)
Появившаяся 8 июля 2014 г. на сайте Lenta.ru заметка «На карте космических лучей появилось “горячее пятно”» об обнаружении в космосе источника космических лучей ультравысоких энергий, вызвала острый интерес в среде учёных, и не менее острую реакцию специалистов, близких к данной проблематике. Особое мнение было высказано руководителем Лаборатории космических лучей Физического института имени Лебедева РАН, что повлекло научный спор экспертного характера с Отделом "Наука и техника" редакции Lenta.ru.
На сайте агентства «ФИАН-информ» была опубликована заметка «Российские физики об открытии "горячего пятна" на карте космических излучений», в которой излагалась суть открытия с комментарием одного из ведущих специалистов в области космических лучей, заведующего Лабораторией космических лучей Физического института имени Лебедева РАН (ФИАН), кандидата физико-математических наук Виктора Павлюченко. В частности, учёный заявил, что «публикация в СМИ не позволяет с достаточной объективностью судить об объявленных результатах…» и привёл ряд аргументов, которые, по его мнению, подводят к мысли, что опубликованная на Lenta.ru заметка «характерна для типичной газетной публикации с легким акцентом на сенсационность, без гарантий достоверности».
Изображение: Kazumasa Kawata, University of Tokyo Institute for Cosmic Ray Research
В. Павлюченко также высказал мнение, что упоминания новости на сайте Университета штата Юта и на arXiv.org недостаточны для серьезной оценки факта, а статистическая оценка результатов наблюдений (всего 72 события) не выглядит достаточно значимой для открытия, и привел в пример обнаружение источника космических лучей при более низких энергиях (arXiv:1406.0799), базирующееся на 3.38 млн. событий.
Отдел "Наука и техника" редакции Lenta.ru, в свою очередь, напоминает, что Университет штата Юта является крупным университетом США и присутствует в списках ведущих университетов мира. Кроме того, упомянутая новость была опубликована целым рядом других источников, в частности, UHECR News и TelescopeArrayNews. Сотрудники Lenta.ru были удивлены, что В. Павлюченко не обнаружил данную информацию на arXiv.org, в то время как препринт, содержащий информацию об открытии, там имеется и подписан именами 125 учёных высокого уровня, среди которых есть и россияне.
На повторный запрос агентства ФИАН-Информ от В. Павлюченко был получен следующий ответ.
«Я не ожидал, что начнется перепалка. Зацепкой стала, по-видимому, моя опечатка в ссылке на arXiv.org. Я же, в свою очередь, не акцентировал внимание на том, что в заметке Lenta.ru указана площадь установки 300 км2, хотя на самом деле это 300 квадратных миль или около 750 км2. Это принципиально важно, так как при площади 300 км2 статистику в 72 события при таких энергиях пришлось бы набирать не 5, а более 12 лет. Я посчитал это опечаткой.
Разберемся по существу, обращая внимание на даты.
На сайте Lenta.ru 8 июля 2014 г. появилась заметка «На карте космических лучей появилось “горячее пятно”» в связи с пресс-конференцией в Университете штата Юта, на которую было опубликовано достаточно много откликов по всему миру. На самом деле первое, сугубо предварительное, упоминание о горячем пятне было сделано летом 2013 г. на конференции по космическим лучам в Рио-де-Жанейро. Последующие сообщения из-за недостаточной статистической значимости тоже считались предварительными, по крайней мере, последний (третий) отредактированный вариант в arXiv.org появился 16 июля 2014 г., после публикации в Lenta.ru.
Общепризнанным критерием для нового явления является превышение эффекта над фоном на 5 стандартных отклонений (правило 5σ). Именно этой значимости добивались на ускорителе LHC, прежде чем объявить об открытии бозона Хиггса.
В данном эксперименте тоже достигнута статистическая значимость 5.1σ, но она вычислялась по формуле Li&Ma, которая при большой статистике совпадает с общепринятой гауссовой значимостью. Но при малой статистике формула может приводить к искажениям, что учитывали авторы, поэтому гауссову значимость пришлось вычислять методом моделирования равномерного прихода частиц по всей области наблюдений и вычисления случайных флуктуаций. И она оказалась 3.4σ, что явно не дотягивает до открытия. Кроме того, проводился подбор размера радиуса пятна (20°) до оптимального, что дополнительно снижает значимость.
К такому же выводу независимо пришел Б.Е. Штерн 15 июля 2014, (ТрВ Наука, №158), специалист по космологии и астрофизике. После подробного рассмотрения этого же эксперимента он написал в заключение:
«В свете подобных сомнений (которые авторы эксперимента наверняка понимают) и ввиду небольшой статистической значимости, правомерен вопрос — стоит ли этот результат публикации и пресс-конференции, поднявшей волну в СМИ? Публикации этот результат, безусловно, заслуживает. К эффектам, которые не дотягивают до полного подтверждения (маргинально значимым), конечно должно привлекаться внимание научной общественности, и ничего постыдного в том, что он может рассосаться со временем — нет. Это обычная практика научных исследований. А вот, что касается поднятия волны в СМИ — тут есть определенные сомнения. С одной стороны, коллаборации нужны деньги на развитие установки, и внимание прессы может этому способствовать. С другой стороны, если широкая публика увидит, что громкие заявления ученых слишком часто не подтверждаются, она вообще перестанет верить каким-либо заявлениям ученых».
Поэтому о публикации в Lenta.ru я написал, что «сообщение характерно для газетной публикации с легким акцентом на сенсационность без гарантий достоверности». Я не стал указывать на неточность в площади установки и не очень высокую значимость полученного эффекта.
Кстати, значимость эффекта в упомянутой нашей публикации arXiv:1406.0799 составляет 7.6σ на одну степень свободы (17 степеней).
Ссылка на авторитет 125 ученых, в том числе русских, вообще не является аргументом, так как сравнительно недавно (arXiv:1109.4897), за подписью 190 ученых, в том числе русских, от авторитетной международной коллаборации OPERA была представлена сенсационная публикация о том, что нейтрино движутся быстрее скорости света. Через некоторое время сам же коллектив разобрался и отказался от этого результата».
В. Жебит, АНИ «ФИАН-информ»
