Data Analysis in High Energy Physics
O. Behnke et al. (Hrsg.): Data Analysis in High Energy Physics – A practical Guide to Statistical Methods, Wiley-VCH, Berlin 2013, 440 Seiten, broschiert, 69 €, ISBN 9783527410583
O. Behnke et al.
Das vorliegende Buch wendet sich primär an Teilchenphysiker, die angesichts der großen Datenmengen bei Beschleunigerexperimenten immer ausgefeiltere und aufwändigere Methoden der statistischen Datenanalyse benötigen – sei es zur Suchen nach seltenen Prozessen, zur hochpräzisen Messung physikalischer Parameter oder zum Vergleich der Messergebnisse mit der Theorie.
Die Autoren legen Wert auf Praxisnähe und geben Übungsaufgaben sowie sorgfältig ausgewählte Referenzen auf grundlegende und weiterführende Literatur. Die einzelnen Kapitel sind von unterschiedlichen Autoren geschrieben, die durch eigene Forschungsbeiträge ausgewiesene Experten auf den jeweiligen Themengebieten sind. Durch den Autorenwechsel leidet zwar etwas die Kohärenz, andererseits bereichern die leicht unterschiedlichen Blickwinkel und Schwerpunktsetzungen die Darstellung.
Das Buch behandelt durchgängig sowohl Konzepte der frequentistischen als auch der Bayesschen Statistik. Einer knappen, aber gelungenen Zusammenfassung der wesentlichen fundamentalen Konzepte folgen an den fortgeschrittenen Leser gerichtete Kapitel. Sie behandeln Grundlagen und gängige Methoden zu den Themen Parameterschätzung, Hypothensentests, Konfidenzintervalle und Berechnung von Ausschlussgrenzen, Klassifizierung mit Hilfe multivariater Methoden, Verfahren zur Entfaltung von Verteilungen und Anpassungen mit Randbedingungen. Eine Zusammenstellung von Beispielen zum Umgang mit systematischen experimentellen und theoretischen Unsicherheiten rundet das Themenspektrum ab. Eine Auswahl aktuell gebräuchlicher Methoden in der Teilchenphysik wird anhand zweier typischer Beispiele illustriert: der Suche nach einem neuen, hypothetischen Teilchen und der Messung seiner Eigenschaften nach der Entdeckung. Ein letztes, eigenständig wirkendes Kapitel behandelt einige Problemstellungen in der Astroteilchenphysik.
Das Buch ist eine wertvolle Lektüre für jeden, der einen Überblick über die aktuell gebräuchlichen Methoden der statistischen Datenanalyse in der modernen Teilchenphysik gewinnen möchte. Wegen seiner Praxisnähe erleichtert das Buch dem angehenden Teilchenphysiker nicht nur das Verständnis der Methoden, sondern auch die Übertragung auf eigene Problemstellungen.
Prof. Dr. Günter Quast, Karlsruher Institut für Technologie
