Ученые ЦЕРН стали использовать ИИ для поиска распада бозона Хиггса
Физики Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) использовали передовые технологии искусственного интеллекта для решения одной из наиболее сложных задач современной физики частиц — поиска редкого распада бозона Хиггса на очарованные кварки. Ранее эта задача считалась практически невыполнимой, однако новая работа позволила установить самые строгие на сегодняшний день ограничения на силу взаимодействия «божественной частицы» с этим типом кварков.
Бозон Хиггса, открытый на Большом адронном коллайдере (БАК) в 2012 году, является ключевым элементом Стандартной модели, наделяя массой фундаментальные частицы. Его взаимодействие с самыми тяжёлыми кварками, топ- и боттом-кварками, уже подтверждено, однако связь с более лёгкими кварками, такими как очарованный, оставалась малоизученной. Вопрос о том, участвует ли бозон Хиггса в формировании массы кварков, из которых состоит обычная материя, до сих пор оставался открытым. Сложность исследования заключается в том, что распад бозона Хиггса на два очарованных кварка является крайне редким явлением. Кварки почти мгновенно порождают потоки частиц, называемые «струями», что делает практически невозможным отличить струи от очарованных кварков от струй, возникающих при распаде других частиц, с использованием традиционных методов.
Для преодоления этой трудности учёные из коллаборации CMS (Compact Muon Solenoid) применили нейронные сети. Графовая нейросеть была специально обучена на сотнях миллионов смоделированных событий для точного распознавания «очарованных» струй, а нейросеть-трансформер, аналогичная используемой в ChatGPT, позволяла отделять подлинные события с бозоном Хиггса от фонового «шума». Анализ данных БАК, собранных в период с 2016 по 2018 год, позволил команде CMS улучшить предыдущие ограничения на взаимодействие бозона Хиггса с очарованным кварком на 35%, что существенно сужает возможное пространство отклонений от Стандартной модели.
Учёные уверены, что дальнейшее накопление данных и совершенствование методов анализа позволит в ближайшие годы непосредственно наблюдать этот редкий распад, что станет важнейшим шагом к полному пониманию механизма генерации массы во Вселенной.
Бозон Хиггса, открытый на Большом адронном коллайдере (БАК) в 2012 году, является ключевым элементом Стандартной модели, наделяя массой фундаментальные частицы. Его взаимодействие с самыми тяжёлыми кварками, топ- и боттом-кварками, уже подтверждено, однако связь с более лёгкими кварками, такими как очарованный, оставалась малоизученной. Вопрос о том, участвует ли бозон Хиггса в формировании массы кварков, из которых состоит обычная материя, до сих пор оставался открытым. Сложность исследования заключается в том, что распад бозона Хиггса на два очарованных кварка является крайне редким явлением. Кварки почти мгновенно порождают потоки частиц, называемые «струями», что делает практически невозможным отличить струи от очарованных кварков от струй, возникающих при распаде других частиц, с использованием традиционных методов.
Для преодоления этой трудности учёные из коллаборации CMS (Compact Muon Solenoid) применили нейронные сети. Графовая нейросеть была специально обучена на сотнях миллионов смоделированных событий для точного распознавания «очарованных» струй, а нейросеть-трансформер, аналогичная используемой в ChatGPT, позволяла отделять подлинные события с бозоном Хиггса от фонового «шума». Анализ данных БАК, собранных в период с 2016 по 2018 год, позволил команде CMS улучшить предыдущие ограничения на взаимодействие бозона Хиггса с очарованным кварком на 35%, что существенно сужает возможное пространство отклонений от Стандартной модели.
Учёные уверены, что дальнейшее накопление данных и совершенствование методов анализа позволит в ближайшие годы непосредственно наблюдать этот редкий распад, что станет важнейшим шагом к полному пониманию механизма генерации массы во Вселенной.
Читайте также:
Ctrl
Enter
Заметили ошЫбку
Выделите текст и нажмите Ctrl+EnterЧитайте также:
.jpg)
