Project

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Justifying the existence of the Higgs boson: The logic of a "five sigma" discovery

Applicant Wüthrich Adrian
Number 145409
Funding scheme Fellowships for advanced researchers
Research institution Max-Planck-Institut für Wissenschaftsgeschichte
Institution of higher education Institution abroad - IACH
Main discipline Philosophy
Start/End 01.08.2014 - 31.03.2017
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All Disciplines (2)

Discipline
Philosophy
Particle Physics

Keywords (9)

Discovery; CERN; Higgs; Elementary particle physics; Philosophy of Science; History of Science; Theory; Experiment; Causality

Lay Summary (German)

Lead
Am 4. Juli 2012 verkündeten die Forscher an der Europäischen Organisation für Kernforschung (CERN), dass sie ein neues Elementarteilchen, vermutlich das theoretisch vorhergesagte „Higgs-Boson“, entdeckt haben. Die Entdeckung ist ein Beispiel, wie in einem modernen, riesigen Forschungsunternehmen Theorie, Experiment und naturphilosophische Annahmen zusammenspielen.
Lay summary

Inhalt und Ziel des Forschungsprojekts

Inhalt und Ziel des Forschungsprojekts

Das Hauptziel des Projekts ist herauszufinden, welche Rolle experimentelle Daten, theoretische Voraussagen und naturphilosophische Annahmen beim Nachweis eines Elementarteilchens spielen. Wieso braucht es überhaupt mit enormem Aufwand erzeugte neue experimentelle Daten, wenn doch die theoretische Voraussage schon so gut begründet war? Hätte das „Higgs-Boson“ auch entdeckt werden können, wenn es keine theoretische Voraussage gegeben hätte? Muss man, um die experimentellen Daten als Nachweis eines neuen Elementarteilchens interpretieren zu können, voraussetzen, dass alles in der Welt eine Ursache hat (Kausalität) und dass jede Ursache immer die gleichen Wirkungen hervorbringt (Determinismus)? Eine enge Zusammenarbeit mit an der Entdeckung beteiligten Forschern und eine detaillierte Dokumentation des Forschungsprozesses ergänzt die philosophische Reflexion über diese Fragen und soll einen möglichst getreuen Einblick in modernste physikalische Forschungspraxis liefern.

Wissenschaftlicher und gesellschaftlicher Kontext

Die Entdeckungen am CERN lenken regelmässig die Aufmerksamkeit einer breiten Öffentlichkeit auf sich. Der Aufwand an öffentlichen Geldern, Energie, Arbeitskraft und Infrastruktur ist enorm. Das vorliegende Projekt soll an repräsentativen Beispielen Einblick geben in die Erkenntnisziele und Erkenntnisgrenzen der Experimente am CERN.

Direct link to Lay Summary Last update: 17.03.2013

Responsible applicant and co-applicants

Publications

Publication
The Higgs discovery as a diagnostic causal inference
Wüthrich Adrian (2017), The Higgs discovery as a diagnostic causal inference, in Synthese, 194, 461-476.
Discovering and "rediscovering" the W boson
Wüthrich Adrian, Discovering and "rediscovering" the W boson, in Annalen der Physik.

Collaboration

Group / person Country
Types of collaboration
The Epistemology of the Large Hadron Collider (FOR 2063) Germany (Europe)
- in-depth/constructive exchanges on approaches, methods or results

Scientific events

Active participation

Title Type of contribution Title of article or contribution Date Place Persons involved
Frühjahrstagung der Deutschen Physikalischen Gesellschaft Talk given at a conference The discovery of elementary particles as a diagnostic causal inference 16.03.2017 Bremen, Germany Wüthrich Adrian;
5th Biennial Conference of the Society for Philosophy of Science in Practice Talk given at a conference (Re-)Discovering Elementary Particles at Cern by Diagnostic Causal Inferences 24.06.2015 Aarhus, Denmark Wüthrich Adrian;
Annual philosophy of science conference Talk given at a conference The Higgs Discovery as a Diagnostic Causal Inference 13.04.2015 Dubrovnik, Croatia Wüthrich Adrian;
Sigma Club Individual talk The Higgs Discovery as a Diagnostic Causal Inference 02.03.2015 London, Great Britain and Northern Ireland Wüthrich Adrian;
Biennial Meeting of the Philosophy of Science Association Talk given at a conference The Higgs Discovery as a Diagnostic Causal Inference 06.11.2014 Chicago, United States of America Wüthrich Adrian;


Knowledge transfer events

Active participation

Title Type of contribution Date Place Persons involved
Talent Take Off - Vernetzen Talk 17.06.2016 Berlin, Germany Wüthrich Adrian;
Fraunhofer-Talent Take Off Talk 31.03.2016 Berlin, Germany Wüthrich Adrian;
Richard Vollenweider Lectures Talk 22.03.2016 Luzern, Switzerland Wüthrich Adrian;


Communication with the public

Communication Title Media Place Year
Talks/events/exhibitions Vortrag im Rahmen der Richard Vollenweider Lectures German-speaking Switzerland 2016

Abstract

I will investigate by what inferences particle physicists are licensed to claim to have discovered a new particle with almost 100 per cent certainty. I will reconstruct important parts of the research processes at CERN leading to the discovery of a new boson announced on July 4, 2012. The reconstruction will be based on a detailed documentation of the discussion of research plans and preliminary results of the CERN physicists since 2009. I will compare the inference schemes which I identify to inference schemes which have been proposed to describe and explain similar cases. I will discuss to what extent the known problems of inference to the best explanation, inference to the most likely cause, and unconceived alternatives can be avoided in CERN's research practice.
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