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10.03.2011

Der Weg einer CMS-Veröffentlichung

Foto: CERN

Im letzten Jahr haben die großen Detektoren am LHC einiges an Daten aufgezeichnet. Bei den Analysen sind viele Ergebnisse entstanden, die die Wissenschaftler veröffentlichen wollen. Bereits im letzten Jahr gab es viel Spannendes zu berichten und in diesem Jahr wird es noch viel mehr zu berichten geben – und damit auch umso mehr zu veröffentlichen. Doch welchen Weg geht so eine Veröffentlichung überhaupt? Wie schaffen es die großen Kollaborationen, dass jedes Mitglied, das die Veröffentlichung unterzeichnet, auch wirklich den Inhalt kennt, mitreden kann und dahintersteht? Am Beispiel von CMS, eine Kollaboration mit über 3000 Mitgliedern, berichtete Achintya Rao in CMS Times über den Weg den eine Analyse vor der Veröffentlichung in einer Kollaboration durchläuft.

Wissenschaftliche Kollaborationen, wie es sie etwa an großen Beschleunigerzentren wie CERN und Fermilab gibt, sind für sich schon organische Gebilde! Hunderte brillante Köpfe arbeiten zusammen um Ergebnisse zu erzielen, die die Welt noch nicht gesehen hat. Dabei sind sich alle einig, dass unterschiedlicher kultureller und beruflicher Hintergrund und – nicht zuletzt – verschiedene Herangehensweisen dabei helfen die gemeinsamen Ziele zu erreichen.

Mit am faszinierendsten in einer solchen Einheit ist es, zu sehen, wie es gelingt, die Forschungsergebnisse von Einzelnen der ganzen Kollaboration vorzustellen. Roberto Tenchini, Vorsitzender des CMS-Publikationskomittees betont: „Eine Veröffentlichung eines Einzelnen ist das Produkt einer Person. Eine Veröffentlichung der CMS-Kollaboration dagegen ist das Produkt von über 2000 Physikern.“
Wie schaffen es nun diese Physiker, gemeinsam eine wissenschaftliche Arbeit zu publizieren? Um diesen Prozess besser zu verstehen, habe ich den Werdegang der vor kurzem veröffentlichten Analyse „Measurement of the Isolated Prompt Photon Production Cross Section in pp Collisions at √s = 7 TeV“, bei CMS auch bekannt als QCD-10-019, verfolgt.

Der CMS-Physik-Koordinator Gigi Rolandi betont, dass es sehr wichtig ist, einen festen Zeitplan zu haben. „Der Zeitplan ist wichtig, damit jedem CMS-Mitglied (das die Arbeit letztendlich unterschreibt) die Möglichkeit gegeben wird, den Beitrag rechtzeitig zu lesen. Man sollte nicht beschließen, in Kürze eine Analyse zu veröffentlichen, ohne dieses vorher anzukündigen“, so Rolandi. Jedes Mitglied der Kollaboration hat das Recht und die Pflicht, zu einer Veröffentlichung beizutragen und muss rechtzeitig informiert werden, wenn eine Veröffentlichung geplant ist.
Wenn erst einmal genügend Daten für eine bestimmte Untersuchung gesammelt wurden, beginnt der Weg einer Veröffentlichung üblicherweise in einer der vielen Arbeitsgruppen, die sich zum Beispiel mit der Untersuchung des Top-Quarks, des Higgs-Bosons oder der Supersymmetrie, oder auch mit den Eigenschaften der Quantenchromodynamik beschäftigen. Jede dieser Gruppen hat so genannte Convenor, die die Untersuchungen der Mitglieder koordinieren.

Es ist ein einfacher aber langer Weg von dem Vorschlag bis zur vorläufigen Freigabe

Foto: CMS Times

Physiker, die eine bestimmte Untersuchung durchführen möchten, wenden sich mit ihrem Ansatz an die Convenor der betreffenden Arbeitsgruppe. Die Convenor entscheiden dann, ob der Ansatz weiter verfolgt werden soll oder nicht. Fällt die Entscheidung positiv aus, wird das Thema in die CMS-Analysedatenbank eingegeben. Jedes Kollaborationsmitglied hat Zugang zu dieser Analysedatenbank und findet dort eine Liste der zurzeit untersuchten Themen und der jeweils verantwortlichen Autoren.

„Die zu untersuchenden Themen sind kein Geheimnis. Die Akteure sind bekannt, wo noch Arbeit investiert werden muss ebenfalls, und Mitstreiter sind herzlich willkommen. In einer offenen Zusammenarbeit sind Konflikte eher selten“, ergänzt Tenchini.

Die Autoren präsentieren ihre Studien regelmäßig in Meetings der Arbeitsgruppen. Mit den Fortschritten, die die Analyse auf diesem Weg macht, erreicht sie schließlich die Phase der so genannten vorläufigen Freigabe. Dies ist der erste offizielle Schritt in Richtung Veröffentlichung, der erste Schritt dahin, dass erzielte Ergebnisse auch außerhalb der CMS-Kollaboration vorgestellt werden dürfen. Damit alle Mitglieder der Kollaboration genug Zeit haben, die Analyse einzusehen, muss die Analyse spätestens eine Woche vor dem Meeting, bei der über die vorläufige Freigabe entschieden wird, beendet sein. Der letzte Schritt vor der vorläufigen Freigabe ist die Einberufung eines Begutachtungskomitees durch Tenchini und Rolandi.

Rolandi erklärt: „Die Bildung solcher Komitees ist nicht einfach. Gesucht werden Personen, die nicht nur Lust sondern auch die nötige Zeit haben. Wir haben in der großen Kollaboration Menschen mit unterschiedlichsten Qualifikationen und es ist wichtig, die Komitees richtig zu besetzen“. Da man selbst nicht alle Kollaborationsmitglieder kennen kann, werden oft erfahrene Mitglieder um Vorschläge gebeten.

Die Convenor berufen das Meeting, auf dem über die vorläufige Freigabe entschieden wird, ein, wenn sie der Meinung sind, dass die Autoren mit ihrer Arbeit gut vorangekommen sind. Bei diesem Meeting präsentiert einer der Autoren den anderen Kollaborationsmitgliedern die Ergebnisse seiner Untersuchung. Und dabei kommt es manchmal zu heftigen Diskussionen, wie ich selbst erleben durfte.

Auch wenn alle zum selben Team gehören, wird mit harten Bandagen gekämpft, wenn es darum geht, ein kritisches Auge auf die Arbeit des Kollegen zu werfen; vielleicht, um sicherzustellen, dass die Arbeit, die man schließlich unterschreibt, auch absolut wasserdicht ist.
Nach der erfolgreichen Sitzung für die vorläufige Genehmigung traf ich Pasquale Musella, der die Präsentation gehalten hatte, und Mitautor Andre David, beide vom Laboratory of Instrumentation and Experimental Particles Physics (LIP) in Lissabon. Musella war von der vorangegangenen Diskussion ganz erschöpft und sagte: „Dass wir die vorläufige Freigabe bekommen, war klar, da unsere Untersuchung in den letzten drei Monaten von vielen Stellen genauestens geprüft worden war. Für uns stand also nicht die vorläufige Freigabe im Mittelpunkt sondern die vielen interessanten und wichtigen Fragen während der Diskussion, und da gab es einige….“

David erklärte die Interpretationsunterschiede, die oft in solchen Diskussionen auftauchen: „Es ist immer gut, wenn verschiedene Leute unterschiedliche Sichtweisen haben. Wenn wir unsere Arbeit schreiben, ziehen wir uns für eine Weile in unsere Büros zurück. Dann wird die Analyse zu so etwas wie unserer Kleidung. Wir gehen dann aber ab und zu raus, um unsere „Kleidung“ zu lüften. Bei diesen Spaziergängen wird unsere „Kleidung“ von Kollegen verändert und wir gehen dann anschließend zurück, um alles zu überdenken. So kommen die Dinge voran. Letztendlich waren die Rückmeldungen, die wir hier erhalten haben, sehr ermutigend.“

Während die Arbeitsgruppe die Überwachungsfunktion über die Studie vor der vorläufigen Freigabe hat, übernimmt das Begutachtungskomitee danach die Verantwortung. Nachdem die Autoren zu allen Fragen in den Sitzungen für die vorläufige Freigabe und während der Prüfung durch das Begutachtungskomitee Stellung genommen und die nötigen Änderungen gemacht haben, muss die Studie von der Kollaboration abgenommen werden. Rolandi gibt den Termin für die Präsentation zur finalen Freigabe zwei Wochen vorher bekannt. „Diskutiert werden sollte rechtzeitig vor dem Meeting und nicht erst im letzten Moment“, so Rolandi. Die Dokumentation für die Studie wird eingefroren und gleichzeitig allen Kollaborationsmitgliedern zur Einsichtnahme zugänglich gemacht.

Rolandi unterstreicht die Wichtigkeit der eigentlich nur intern relevanten Dokumentation: „Im Idealfall sollte beim Lesen der Studie die Untersuchung von jedem nachvollziehbar sein. Nicht alle werden alles durchsehen, aber eine gründliche Überprüfung soll sicherstellen, dass die Studie später nicht von einer Fachzeitschrift abgelehnt wird.“

Die Analyse kann zwei Wege gehen, um von der vorläufigen Freigabe zur Übermittlung an die Fachzeitschrift zu gelangen.

Foto: CMS Times

Tenchini erklärt, was nach dem Präsentationsvortrag zur Freigabe passiert: „CMS-Mitglieder stellen nach dem Vortrag Fragen. Der Physik-Koordinator nimmt zu den Fragen Stellung und klärt ab, ob es Punkte gibt, die noch gründlicher überprüft werden müssen. Dann erteilt das Begutachtungskomitees entweder die Freigabe zur Veröffentlichung oder empfiehlt eine weitere Überarbeitung.“ Selbst wenn die Studie als Ganzes noch nicht fertig ist, kann der physikalische Teil der Studie freigegeben werden und eine Zusammenfassung der Analyse zur Weitergabe außerhalb der Kollaboration zur Verfügung gestellt werden – beispielsweise wenn CMS die Studie schon auf einer Konferenz präsentieren möchte.

Es gibt noch einen weiteren wichtigen Schritt bevor die Studie veröffentlicht werden kann. Der Entwurf wird für eine kollaborationsweite Überprüfung in Umlauf gebracht – das kann parallel zum Freigabeprozess der Studie oder auch danach geschehen. In diesem Prozess können die Unterzeichner der Studie zum Text insgesamt oder zu der im Text beschriebene Physik Stellung nehmen.

Es gibt einen Unterschied zwischen diesen beiden manchmal gleichzeitig verlaufenden Prozessen, betont Rolandi: „ Die Freigabe der Physik gilt für alle aktiven CMS-Mitglieder, die kollaborationsweite Überprüfung für alle, die die Studie unterzeichnen – dabei handelt es sich zwar überwiegend auch um CMS-Mitglieder, es schließt aber auch andere ein. So gibt es Unterzeichner, die nicht mehr zur CMS-Kollaboration gehören, aber ein Jahr nach Verlassen der Kollaboration noch unterschriftsberechtigt sind. Es gibt auch Regelungen für Wissenschaflter, die bereits früher bei CMS mitgearbeitet haben. Schließlich hat die Arbeit an CMS vor 15 Jahren die Arbeit begonnen.“

Nachdem die Studie abgenommen und die Arbeit durch alle Unterzeichner und Begutachtungskomitee überprüft wurde, lesen die Autoren und weitere Personen noch einmal die gesamte Arbeit durch. Dies ist die Endphase der Studie bevor sie von der Kollaboration herausgegeben wird. In dieser Phase wird sichergestellt, dass alle CMS-Publikationen die Physik klar verständlich kommunizieren und einheitlich sind in Bezug auf Stil und Form. „Das Publikationskomitee kennt sich bestens mit dem seit Jahren eingeführten Stil und den typischen Arbeitsschritten für eine Herausgabe aus“, so Tenchini. Nach der abschließenden Lesung wird die Arbeit von dem Publikationskomitee „abgesegnet“. Dann wird sie ohne weitere Änderungen an eine Fachzeitschrift übermittelt.

Im Fachzeitschriftenverlag geht die CMS-Veröffentlichung durch eine anonyme Begutachtung – das ist auch bei Veröffentlichungen von kleineren Kollaborationen oder einzelnen Wissenschaftlern üblich. Manchmal, so Tenchini, gibt es noch Hinweise von den Gutachtern, aber die meisten Arbeiten werden ohne nennenswerte Änderungen veröffentlicht.

Er fügt hinzu: „Wenn Gutachter Arbeiten beurteilen, die von vielen Mitgliedern verfasst und bereits innerhalb der Kollaboration durch Filter und Qualitätskontrollen gegangen sind, ist das ein spezieller Fall. Es überrascht also nicht, wenn die Qualität dieser Arbeiten höher ist als der Durchschnitt der von Einzelnen eingereichten Arbeiten“.

Diese hohe Qualität zeichnete natürlich auch die Arbeit QCD-10-019 aus: sie wurde in der renommierten Zeitschrift Physics Review Letters (Ausgabe vom 25. Februar 2011) veröffentlicht. Unsere herzlichsten Glückwünsche an die Autoren!
2011 wird dieser Prozess der Veröffentlichung einem Härtetest ausgesetzt werden, da die Kollaboration um die Hundert wissenschaftliche Beiträge erwartet, viele davon mit bahnbrechenden Ergebnissen in der Physik. Und selbstverständlich wird die CMS-Kollaboration auch in den kommenden Jahren die sehr hohen Standards einhalten, die sie sich selbst gesetzt hat.

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