mass and decay width con gnuplot

Esta es una repeticion de un comentario que deje hace tiempo expandiendo un post al que me invito Dorigo, y que tambien he explicado aqui hace un par de años. Vamos, que posiblemente es una de mis obsesiones mas repetitivas, aunque no sea la mas fundamentel, y ello es porque es muy sencilla de dibujar. Es simplemente un ejemplo de uso de gnuplot a partir del fichero de datos que proporciona todos los años el particle data group, y que suele tener pequeñas variantes de un año al siguiente.

Vamos a ello. El de este año todavia no ha salido, asi que me descargaré el del anterior:

wget http://pdg.lbl.gov/2013/mcdata/mass_width_2013.mcd

Con el ficherito en directorio, llamamos a gnuplot y hacemos los ajustes previos:

set datafile commentschars "*"
set logscale xy
set key bottom Right 
set yrange [1E-20:1E2]

El rango en Y simplemente nos quita de la vista el neutron, que es extremadamente estable en comparación con el resto. Las particulas estables nos las podemos quitar de enmedio con un simple grep -v

El plot propiamente:

plot "<cut -c1,35- mass_width_2013.mcd| grep -v '\ 0.E+00' " using 1:4:($1+$3):($1+$2):($4+$6):($4+$5) with boxxyerrorbars
replot "<cut -c1,35- mass_width_2013.mcd| grep -v '\ 0.E+00' " using 1:4:7 with labels font "Helvetica,5" left
replot "<cut -c1,35- mass_width_2013.mcd| grep -v '\ 0.E+00' " using 1:4

El Higgs se ha caido de la foto porque no se ha medido aun su decay width. Usamos por ejemplo el calculo de hep-th 1203.3456 para añadirlo a mano:

replot "<echo 125 0.0061 higgs" using 1:2:3 with labels font "Helvetica,5" left, "" using 1:2

Y ya solo queda poner alguna que otra linea de referencia, una para el escalado quintico tipico de la electrodebil y otra para el escalado cubico de la anomalia del pion. El quintico lo podriamos centrar en qualquier meson con un quark pesado y otro ligero, o tambien en el muon o el tau; en este ejemplo lo centro en el pion cargado.

replot 2.5284E-17*(x/1.3957018E-01)**5
replot 7.73E-09*(x/1.349766E-01)**3

Y ya esta.

Los textos no suelen traer esta figura, aunque podria hacer una buena portada de un libro de particulas. Quizas es porque abre más interrogantes de los que explica, o de los que el libro estaria dispuesto a calcular. El escalado cubico, en particular, da la extraña coincidencia de que incluye al boson Z0 y a otras particulas que, aun siendo compuestas y decayendo a dos fotones, no son semejantes al pion neutro, y por lo tanto no es tan sencillo deducir una formula similar. En cuanto al quintico, tambien abarca mas particulas que las que la propia aproximacion de “quark espectador” nos haria esperar. En cierto modo, las aproximaciones son demasiado buenas.