statistique

effet de look-elsewhere

L'inflation de la signification qui résulte de la recherche en de nombreux endroits à la fois ; la raison pour laquelle les significations locale et globale diffèrent.
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Description

L'effet de recherche multiple est un phénomène statistique qui se produit lorsqu'un chercheur cherche un résultat significatif dans de nombreux endroits différents — par exemple, de nombreuses gammes d'énergie, de nombreux emplacements possibles de signaux, ou de nombreuses variables candidates — et trouve un résultat « significatif » purement par hasard. Plus on cherche, plus on risque de trouver un faux positif. Cet effet explique pourquoi une signification locale (par exemple, un excès de 3 sigma dans un seul bin) n'est pas la même chose qu'une signification globale (la probabilité de voir un tel excès n'importe où dans l'espace de recherche entier).

Histoire

Le concept est connu en statistiques depuis des décennies, mais il est devenu largement important en physique des hautes énergies lors de la recherche du boson de Higgs, où les physiciens ont dû corriger le fait qu'ils balayaient une large gamme de masses.

Comment ça marche

Lorsque l'on effectue de nombreux tests indépendants, la probabilité d'au moins un faux positif augmente considérablement. Par exemple, si l'on teste 100 hypothèses indépendantes au niveau de signification de 5 %, on s'attend à environ 5 faux positifs par pur hasard. L'effet de recherche multiple quantifie cette inflation et fournit une correction : la p-value globale est la probabilité de voir un résultat aussi extrême que celui observé n'importe où dans l'espace de recherche, et non seulement à l'endroit précis où il a été trouvé. Cela est souvent calculé à l'aide de simulations de Monte Carlo ou d'approximations analytiques.

En pratique

Il est essentiel en physique des particules (par exemple, pour la recherche de nouvelles particules), en génomique (pour le balayage du génome à la recherche d'associations avec des maladies), et en astronomie (pour la recherche de signaux dans le ciel).

Anecdote

En physique des particules, une découverte revendiquée à « 5 sigma » est souvent citée avec la correction de l'effet de recherche multiple prise en compte — la célèbre découverte du boson de Higgs avait une signification locale de 5,9 sigma, mais une signification globale d'environ 5,1 sigma.

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