来自欧洲核子研究中心的新开放版本简化了与理论物理学家的互动

时间:2019-12-20 12:41 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

来自欧洲核子研究中心的新开放版本简化了与理论物理学家的互动

三维大型强子对撞机偶极子集成显示了几个部分的互连开放。资料来源:D. Dominguez和M. Brice/CERN

如果你可以用大型强子对撞机(LHC)的数据来验证一个新的理论,那会怎么样呢?更好的是,如果以一种方便的格式捕获了完成此任务所需的专家知识,该怎么办?这一艰巨的任务现在正从欧洲核子研究中心的阿特拉斯合作项目(ATLAS Collaboration at CERN)开始,并将首次公开发布大型强子对撞机(LHC)实验的完整分析可能性。

“在粒子物理学中,实验员对测量结果进行了非常丰富的总结,总结出了所有相关的散射过程和不确定性的来源,并将其封装到我们所说的东西中

可能

欧洲核子研究中心研究员卢卡斯·海因里希解释道

阿特拉斯的实验

。“概率允许你计算在特定实验中观察到的数据与特定模型或理论相匹配的概率。它有效地总结了特定分析的每一个方面,从探测器设置、事件选择、预期信号和背景过程,到不确定性和理论模型。”概率是LHC实验中最有价值的工具之一。它们的公开发布将使世界各地的现象学家能够以一种全新的方式探索地图集数据。

阿特拉斯打开的可能性是可用的

HEPData

,一个用于实验的开放访问存储库

粒子物理

数据。的

第一次打开可能

发布的目的是为了在包含希格斯玻色子、大量b夸克射流和丢失横向动量的质子-质子碰撞事件中寻找超对称性。阿特拉斯发表的可能性扫描聚焦于

希格斯玻色子

纽约大学(New York University)教授凯尔?“我们希望第一次发布——它提供了所有荣耀中的全部可能性——将在理论家和实验主义者之间形成一个新的沟通桥梁,丰富社区之间的对话。”

对新物理学的探索将从开放的可能性中获益良多。如果你是一位理论学家,正在发展一种新想法,你的第一个问题可能是:“我的模型已经被大型强子对撞机的实验排除在外了吗?”’”加州大学圣克鲁兹分校SCIPP的博士后学者乔尔顿·斯塔克说。“直到现在,还没有简单的方法来回答这个问题。”大多数大型强子对撞机的搜索集中在特定的基准模型上,对数据进行详细的分析,从而对标准模型在考虑的过程中是否适用做出陈述,如果适用,哪些模型参数仍然是允许的,哪些参数是被数据排除的。但是,当然,任何搜索分析都对许多新的物理场景敏感。

利用公开发布的可能性,理论家们现在将能够改变阿特拉斯研究的原始假设。虽然这样的结果可能达不到最初结果的准确性——考虑到模拟阿特拉斯探测器假定过程的缺失步骤——但它们将让理论家们迅速评估他们新理论的潜力。

提供用于开放分析的工具

但是为什么你需要概率来理解地图集数据呢?与许多公共科学数据集一样,如果没有特定领域的知识,来自大型强子对撞机实验的数据可能是无法穿透的。在开始有意义之前,需要考虑大量的检测器和软件参数,以及复杂的理论建模。

“相反,阿特拉斯的合作集中在开放数据资源上,”伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的博士后研究助理Matthew Feickert说。“我们的责任是尽量减少理论家和相关地图集信息之间的复杂性。阿特拉斯实验之外的理论家可以帮助我们回答许多有价值的问题,我们需要为他们提供最好的工具。”

自大型强子对撞机诞生之初,实验和理论物理学界就达成了一个强烈的共识:这可以通过公开发布分析概率来实现。由实验内部开发的共享可能性的格式不适合发布或理论社区的简单使用。海因里希解释说:“最近,我们重新编写了软件,利用机器学习框架,并意识到它也提供了解决发布问题的机会。”“我们还确保选择了具有普遍的、长期支持的人类和机器可读格式。这样,即使技术和软件不断发展,这种可能性仍然是可用的。”

确保开放物理的未来

“我们计划将公开发布可能性作为我们发布过程的常规部分,并且已经这样做了

让他们提供

从一个

搜索直接生产的tau slepton对

阿特拉斯超对称工作组召集人劳拉·简蒂说。“在接下来的几个月里,我们的目标是收集协作之外理论家的反馈,以最好地理解他们如何使用这个新资源来进一步完善未来的版本。”

完全可能的公开发布也会给实验主义者带来巨大的好处。“概率是将不同实验的分析结果结合在一起的基本要素,”Stark说,他组织了ATLAS超对称性结果的统计组合。“随着它们的公开发布变得越来越普遍,我期待看到更大规模的统计组合。”

与此同时,阿特拉斯超对称性和奇异学工作组也建立了一种分析保存的新方法。“这些是我们努力‘未来证明’地图集成果的一部分,”地图集超对称工作组召集人Federico Meloni解释说。随着理论家们提出新的观点,地图集数据可能需要重新检查。同样地,我们现在在结果发表之前将软件和分析工具存档。这将简化未来数年对数据的重新解释。”当这些存档的分析管道与已发表的可能性配对时,物理学家将具备一种变革能力:用自动化的方式用数据测试新理论的能力。

总之,这些进展标志着LHC开放和可重复研究的新方法。ATLAS的合作将继续专注于创建丰富的、可保存的开放访问工具——例如开放的可能性——并期待它们所创建的引人注目的新见解。

更多信息:

DOI: 10.17182 / hepdata.89408.v1 / r2

搜索直接stau生产事件有两个强子ττ-leptons质子-质子对撞实验中13 TeV ATLAS探测器(

DOI: 10.17182 / hepdata.92006

):https://www.hepdata.net/record/ins1765529

关于开放概率的ATLAS协作说明:通过发布完整的统计概率,通过ATLAS实验重现对新物理的搜索(atl -物理-发布-2019-029):

cds.cern.ch /记录/ 2684863

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