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寻求新的物理学,科学家从社交网络借贷

澳门太阳城最新网站的物理学家找到一种方法,涉及成千上万的粒子碰撞,类似于社交网络的。

技术可以发现异常粒子smashups可能指向现象超出标准模型。


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当两个质子碰撞时,它们释放出粒子的烟火喷射,其中的细节可以告诉科学家们一些关于物理的性质和支配宇宙的根本力量。

巨大粒子加速器如大强子对撞机可以通过在接近光速的质子束粉碎一起生成数十亿每分钟这种碰撞。然后,科学家通过这些碰撞测试中发掘超越物理称为标准模型的建立剧本怪异的,不可预知的行为,希望搜索。

现在澳门太阳城最新网站的物理学家发现了一种自动化的陌生和潜在的新的物理搜索,与确定的相似性对碰撞事件之间的相似度的技术。这样,他们可以估算数十万碰撞的质子束smashup之间的关系,并创建根据自己的相似度一个事件的几何图。

研究人员说,他们的新技术是涉及粒子碰撞的众人彼此第一,类似于社交网络。

“社交网络地图是基于人与人之间的连通程度,例如,你有多少邻居需要你从一个朋友到另一种获得之前,”杰西·泰勒,在澳门太阳城最新网站的物理学副教授说。 “这是同样的想法在这里。”

泰勒说,粒子碰撞的这个社交网络可以给研究人员,当质子碰撞发生的更多的,因此更典型的,活动的意义。他们也可以快速找到不一样的事件,在发生碰撞的网络的边缘,他们可以进一步探讨潜在的新物理学。他和他的合作者,研究生帕特里克komiske和Eric metodiev,在澳门太阳城最新网站理论物理中心和澳门太阳城最新网站的实验室核科学进行研究。他们详细说明其新技术在本周的杂志 物理评论快报.

看到数据不可知

泰勒的研究小组的重点,部分开发技术来分析在挖别人可能已经错过了最初有趣的物理的希望来自LHC和其他粒子对撞机设施开放数据。

“有机会获得本次公开数据已经太好了,”泰勒说。 “但它的艰巨通过此山的数据进行筛选,以找出发生了什么事情。”

物理学家通常是通过特定的模式或碰撞能量对撞机的数据看,他们认为根据理论预测到会感兴趣。这样是为Higgs粒子,这是通过标准的模型所预测的难以捉摸的基本粒子的发现的情况。粒子的特性进行了详细的理论概括,但没有被观察到。2012年,物理学家,知道要寻找什么左右了,发现希格斯的玻色子签名隐藏际质子碰撞的万亿美元。

但如果颗粒表现出的行为超出标准模型的预测是什么,物理学家没有理论预测?

泰勒,komiske和metodiev纷纷登陆通过对撞机的数据进行筛选,而不提前知道要寻找什么,以新颖的方式。而不是在一个时间考虑一个单一的碰撞事件,他们就开始寻找相互比较多个事件,的想法,也许通过确定哪些事件是比较典型的,哪些是没有那么,他们可能会挑选出异常与潜在的有趣,意外的行为。

“我们正在试图做的是将摒弃什么,我们认为是新的物理或没有,说:” metodiev。 “我们要让为自己的数据说话。”

移动污垢

粒子对撞机数据是挤满了数十亿质子碰撞,其每一个包含颗粒的个人喷雾剂。该团队意识到这些喷雾剂基本上是点云 - 点的集合,相似点云代表在计算机视觉场景和对象。研究人员在该领域已经开发的技术比较点云的兵工厂,例如,使机器人能够准确地识别自己周围的物体和障碍物。

metodiev和komiske利用类似的技术来对在粒子对撞机数据冲突之间点云比较。特别是,它们适于现有的算法,该算法被设计为计算能量的最佳量,或者是需要的一个点云转化为另一“工作”。该算法的关键是基于被称为一个抽象的概念“地球先行者的距离。”

“你能想象的能量沉积为泥土,而你是推土机谁也污物从一个地方移到另一个地方,”泰勒说。 “汗,你花费从一个配置到另一个获取量是距离的,我们正在计算的概念。”

换句话说,更多的能量才能重新安排一个点云到另一个类似,相隔越远,他们是在他们的相似性。将这个想法告诉了粒子对撞机的数据,该小组能够计算出最佳的能量,将采取在一个时间到指定的点云转化为另一种,一对。对于每一对,它们分配一个号码,基于“距离”,或相似性程度它们两者之间计算。他们随后审议每个点云作为一个单一的点和各种各样的社交网络安排这些点。

三种颗粒的碰撞事件,在射流的形式,从CMS获得开放的数据,形成一个三角形来表示一个抽象的“事件的空间”。动画描绘出怎样一个射流可重新排列优化到另一个。

该团队已经能够建造的100000双碰撞事件的社交网络,从由LHC提供开放的数据,利用他们的技术。研究人员希望通过寻找碰撞数据集和网络,科学家可能能够在给定的网络边缘迅速标志潜在的有趣事件。

“我们希望有一个Instagram的的页面所有最疯狂的事件,点云,由LHC在某一天记录下来,说:” komiske。 “这种技术是确定图像的理想方式。因为你只是觉得这是从一切最远的东西。”

被公之于众通常典型的对撞机的数据集包括几百万的事件,已经从数十亿发生在粒子加速器中的任何给定时刻的碰撞的原始混乱预选。泰勒说,研究小组正在研究如何扩大其技术构建更大规模的网络,粒子碰撞的整个数据集内潜在的可视化的“形”,或一般的关系。

在不久的将来,他设想测试上,物理学家现在知道包含里程碑的发现,如顶夸克,最庞大的所有已知的基本粒子的1995年第一检测历史数据的技术。

“顶夸克是一个对象,产生了这些辐射搞笑,三管齐下喷雾剂,它是来自一个或两个尖头的典型喷雾剂非常不一样的,”泰勒说。 “如果我们能重新发现在这个档案数据的顶夸克,这种技术不需要知道什么新的物理学它正在寻找,这将是非常令人兴奋和可以给我们信心,将其应用到当前的数据集,找到更奇特的物体“。

这项研究资助,部分由美国能源,西蒙斯基金会,并为智能澳门太阳城最新网站追求的部门。


主题: 数据, 理论物理中心, 实验室核科学, 物理, 研究, 科学学院, 能源部(DOE)

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