Settima giornata italiana della statistica: iniziative sul territorio I Millennials: statistiche per l’Europa di domani Napoli, 23 ottobre 2017 Biblioteca Nazionale di Napoli Sala Rari piazza del Plebiscito, 1

1. STATISTICA
E METODO
Luca Lista
INFN - Napoli
SETTIMA GIORNATA ITALIANA DELLA STATISTICA
I MILLENNIALS: STATISTICHE PER L’EUROPA DI DOMANI
Napoli, 23 ottobre 2017
SCIENTIFICO

2. Il metodo scientifico
I Millennials:
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• Il metodo scientifico fornisce basi razionali che
permettono di credere ad una teoria sulla base
delle evidenze sperimentali
• I fisici usano metodi statistici per asserire
l’evidenza scientifica e
motivare la solidità di una
teoria
– Questa branca della fisica
sperimentale è ancora
campo attivo di ricerca!

3. Cos’è una scoperta?
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• Le misure fatte in esperimenti sono confrontate con le
previsioni teoriche di possibili modelli
• Una scoperta richiede l’evidenza (statistica) di nuovi
segnali previsti da un modello teorico

4. Scoprire una nuova particella
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• Fondo: collisioni in cui non è presente: distribuzione più o meno
“piatta”
• Segnale: collisioni in cui viene prodotto un bosone di Higgs: picco in
corrispondenza della massa del bosone
• Un eccesso localizzato
sovrapposto alla distribuzione
che ci si aspetta dalla teoria
per il fondo può essere
interpretato come segnale di
una nuova particella
• Ma come si fa ad essere
sicuri che non sia un effetto
strumentale?

5. Il dado è truccato?
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• Come è possibile stabilire se l’eccesso è dovuto alla
presenza del segnale o ad una fluttuazione statistica del
fondo?
• I fisici dichiarano una “scoperta” se la probabilità che il
fondo fluttui in modo da dare un segnale simile a quello
osservato sia meno di uno su 30 milioni (“5σ”)
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Possiamo dire che un dado
è “truccato” se un numero
viene estratto più
frequentemente di altri?
Può succedere anche per
un dado normale, per
caso, ma con una
probabilità bassa

6. La ricerca del bosone di Higgs
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7. Higgs: diversi canali, ATLAS e CMS
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7
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
(7 TeV)-1
(8 TeV) + 5.1 fb-1
19.7 fb
CMS
gg®H
0.34 GeV±= 124.70H
m
0.23-
0.26+
1.14=m
3
10´
(GeV)ggm
110 115 120 125 130 135 140 145 150
-100
0
100
200
B component subtracted
S/(S+B)weightedevents/GeV
S/(S+B) weighted sum
Data
S+B fits (weighted sum)
B component
s1±
s2±
• Ogni nuova misura ha bisogno di conferme indipendenti

8. La scienza funziona!
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• Telecomunicazioni, elettronica, laser, cristalli liquidi, super-
conduttori, ecc. sono applicazioni dei risultato della ricerca di base
• Alcuni “effetti collaterali” della ricerca in fisica delle particelle:
– Cura dei tumori con gli acceleratori, in Italia a Pavia e Catania
– La PET (Positron Emission Tomography) è un’applicazione dell’antimateria
– Il World-Wide Web è stato inventato al CERN
– Studio dei vulcani con i raggi cosmici, applicazioni ai beni culturali e altro
ancora …

9. Scienza e società
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• I comportamenti umani hanno sempre maggior impatto sul
pianeta, ed è irresponsabile prendere decisioni ignorando
le previsioni della scienza
• Screditare la scienza dà ai politici più libertà di manovra
verso scelte irresponsabili che danneggiano molti a
vantaggio di pochi
• La consapevolezza del cittadino nelle scelte (quotidiane e
politiche) richiede cultura scientifica

10. Fidarsi degli scienziati?
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• È molto facile trovare critiche alla scienza e “verità alternative”
• Ci si fida dell’idraulico quando si rompe un tubo, non di un imbianchino…
• …ma qualcuno non si fida degli scienziati su questioni scientifiche per paura di
complotti e interessi occulti
• Le opinioni di alcune persone a volte convincono più dei fatti, facendo credere
in ipotesi inverosimili o addirittura ridicole
• Molto spesso le pseudoscienze nascondono interessi economici o di altra
natura, oltre ad essere manifestazione di ignoranza

11. Conseguenze per la società
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12. Conclusioni
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• L’umanità ha sviluppato un metodo che funziona per comprendere il
mondo che ci circonda e che ha prodotto i più grandi cambiamenti
dell’umanità
• Gli uomini sono responsabili delle proprie scelte che vanno prese con
piena consapevolezza delle conseguenze che solo la scienza può
prevedere
• L’analisi statistica dei dati è uno degli strumenti più potenti a
disposizione della scienza per poter fare previsioni e per poter
prendere decisioni consapevoli
nella propria vita