Сегодня 09 июля 2025
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Нейросеть победила квантовую интерференцию и превзошла учёных в анализе данных по бозону Хиггса

Пока учёные прогнозировали результаты исследования бозона Хиггса на Большом адронном коллайдере на 15 лет вперёд, нейросеть выполнила всю работу за них. Теперь необходимо строить новый прогноз по экспериментам, что требует разработки новых опытов и условий их проведения. Но в этом и заключается прелесть ситуации: наука может заметно быстрее продвигаться вперёд к пока ещё неизвестной физике.

 Источник изображения: CERN

Источник изображения: CERN

Эта история началась в 2017 году, когда один из руководителей коллаборации ATLAS на БАК поручил аспиранту Айшику Гошу (Aishik Ghosh) проработать один из вариантов детектирования бозона Хиггса, впервые зарегистрированного пятью годами ранее. Бозон Хиггса считается ответственным за массу элементарных частиц. На ускорителе он возникает в процессе сталкивания протонов и их распада.

В частности, при распаде могут возникать W-бозоны, которые отвечают за слабые ядерные взаимодействия в ядрах. При слиянии W-бозонов может возникать бозон Хиггса, который тут же распадается на два Z-бозона, тоже являющихся переносчиками слабого ядерного взаимодействия. В свою очередь, Z-бозоны распадаются на лептоны, например, на электронно-позитронные пары. Нюанс в том, что бозон Хиггса образуется не всегда, и этот этап в процессе распада может быть пропущен без изменения всей схемы. И анализировать приходится не то, что есть, а то, что пропало, а это гораздо труднее. По крайней мере, для нейронной сети, для которой, таким образом, отсутствует база для обучения.

Все эти замечательные явления можно обнаружить лишь при скрупулёзном моделировании и анализе невообразимого объёма данных по экспериментам. Ситуацию также осложняет тот факт, что частицы, а по сути — это квантовые поля, подвержены эффекту интерференции. Вспомните о поведении множества кругов на воде во время дождя. Примерно в таких, но стократ более сложных условиях учёные ищут следы каждой «капли» и умудряются узнать о ней буквально всё — от массы до других физических характеристик. Если бы не явление квантовой интерференции, жизнь исследователей была бы проще. Но не в этой Вселенной…

Аспирант, которому поручили проработать один из вариантов распада протонов на W-бозоны, быстро понял, что он занимается чем-то не тем. Явление интерференции вносило настолько большую погрешность в анализ, что требовалось видеть всю картину целиком, а не работать над одним из её вариантов. Тогда начинающий учёный скормил данные нейронной сети, которая до этого не применялась к анализу подобных массивов данных — это Neural Simulation-Based Inference (NSBI) (по-русски, вывод на основе нейронного моделирования).

Нейронной сети NSBI было дано задание самостоятельно смоделировать явления в эксперименте на БАК и на основе моделей предсказать результаты измерений по бозону Хиггса. Тем самым, вместо попыток изучать по отдельности те или иные пути распада, новый метод учитывал все возможные пути и их интерференцию, что позволяло более точно анализировать данные.

К этому времени работой аспиранта заинтересовался руководитель проекта, и подключились другие специалисты коллаборации ATLAS. К декабрю 2024 года были подготовлены и опубликованы две научные статьи, прошедшие строгое рецензирование. Одна статья рассказала о методе, а вторая заново проанализировала старые данные ATLAS с помощью нейронной сети. Результат превзошёл ожидания. Нейронная сеть дала более точные характеристики бозона Хиггса, чем коллектив учёных.

«Одна из забавных особенностей этого метода, который Айшик так сильно продвигал, заключается в том, что каждый раз, когда мы делаем прогноз — вот насколько хорошо мы будем работать через 15 лет, — мы подчистую разбиваем эти прогнозы, — говорят исследователи. — Так что сейчас нам приходится переделывать набор прогнозов, потому что мы уже сегодня [с помощью нейронной сети] достигли наших старых прогнозов на 15 лет вперёд. Это очень забавная проблема».

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
VK опубликовала рейтинг самых популярных игр и приложений в RuStore 17 мин.
ИИ неделями дурачил пользователей музыкального сервиса, выдавая себя за рок-группу из живых людей 18 мин.
Суд США заблокировал правило FTC о простой отмене подписок «в один клик» 25 мин.
Новая игра от авторов World of Tanks с треском провалилась — мультиплеерный экшен Steel Hunters закроют всего через полгода с выхода в ранний доступ Steam 41 мин.
Выпущена обновлённая версия AMOS — распространённый вирус для macOS стал ещё опаснее 49 мин.
Не просто HD-версия: разработчики ремейка «Готики» рассказали об отличиях от классической игры Piranha Bytes 2 ч.
ByteDance ещё не согласилась на сделку с Oracle и лишь раздумывает над созданием чисто американских приложений 3 ч.
Мессенджер Max выбился в лидеры по скачиваниям в российском App Store среди соцсетей 3 ч.
Роскомнадзор заявил, что каждый день выявляет 1,2 млн звонков с подменой номера 3 ч.
Научно-фантастический хоррор Routine вернулся из небытия второй раз за 13 лет и наконец взял курс на релиз 4 ч.
Baidu и CAR запустили первый в мире сервис проката беспилотных автомобилей 9 мин.
Команда дизайнеров Apple перейдёт в непосредственное подчинение Тиму Куку 11 мин.
Kioxia начала тестировать быструю и эффективную память UFS 4.1 для смартфонов будущего 14 мин.
Прототипы большого флагманского внедорожника Xiaomi YU9 замечены в Китае 21 мин.
Представлен планшет OnePlus Pad Lite — 11-дюймовый 90-Гц дисплей, чип Helio G100 и батарея на 9340 мА·ч за $268 44 мин.
Вышел крошечный одноплатный компьютер NanoPi R76S с двумя портами 2.5GbE и 16 Гбайт ОЗУ 2 ч.
Электромобиль Lucid Air проехал на одной зарядке 1205 км — это новый мировой рекорд 3 ч.
G.Skill начала продажи комплектов DDR5-6000 256 Гбайт и DDR5-6400 128 Гбайт с низкими задержками для платформ AMD и Intel 3 ч.
Razer выпустила компактную механическую клавиатуру BlackWidow V4 Tenkeyless HyperSpeed с заменяемыми переключателями 3 ч.
Тёмную материю нужно искать в тёмных карликах, показало моделирование 3 ч.