В погоне за "очарованными" кварками. Как ИИ помогает ученым искать "детей" бозона Хиггса
Ученые на Большом адронном коллайдере (БАК) в ЦЕРНе начали охоту, которую многие считали невозможной. Их цель — доказать, что бозон Хиггса распадается на пару "очарованных" кварков. Проблема в том, что определить это событие — как найти одну конкретную иголку даже не в стоге, а в целой горе иголок, которые выглядят почти так же.
Почему это так сложно?
Каждую секунду в коллайдере происходит около миллиарда протон-протонных столкновений. И лишь в ничтожной доле из них рождается бозон Хиггса. А его распад на "очарованные" кварки — событие еще более редкое. Но главная проблема даже не в этом. Распад на эти кварки генерирует сигнал, который практически неотличим от гигантского "фона" — триллионов других частиц, рождающихся в коллайдере. Традиционные методы анализа здесь практически бессильны.
Решение: "ИИ-ищейка" последнего поколения
Чтобы решить эту задачу, физики из ЦЕРНа развернули передовую систему искусственного интеллекта. Они обучили нейросеть анализировать данные столкновений и вычленять из триллионов событий те самые, которые имеют признаки распада Хиггса на очарованные кварки.
И это сработало. Анализ данных позволил ученым увидеть сигнал с достоверностью в 3.1 сигма. В физике частиц это считается первым серьезным "свидетельством" (evidence) существования процесса. Это еще не стопроцентное "открытие" (для которого нужен стандарт в 5 сигма), но это первая и самая убедительная улика, которую удалось найти за все время поисков. ИИ научился видеть тончайшие различия в данных, которые ранее были скрыты в гигантском объеме "шума".
Зачем это нужно?
Подтверждение этого распада — важнейший шаг для физики. Это поможет проверить, верна ли Стандартная модель (наша главная теория о том, как устроен мир), или же в данных скрывается "новая физика", намекающая на существование еще не открытых частиц и сил.
P.S. Поддержать меня можно подпиской на канал "сбежавшая нейросеть", где я рассказываю про ИИ с творческой стороны




