CMS dipekerjakan Pembelajaran Mesin Untuk menyelidiki higgs langka meluruh menjadi quark pesona. Pencarian menghasilkan batas yang paling ketat sejauh ini.
Boson Higgs, yang pertama kali diamati di Hadron Collider (LHC) yang besar pada tahun 2012, adalah landasan dari model standar fisika partikel.
Melalui interaksinya, ia memberikan partikel -partikel mendasar seperti quark massa mereka. Interaksi antara boson Higgs dan quark “generasi ketiga” terberat-quarks atas dan bawah-sudah dikonfirmasi dan ditunjukkan untuk menyelaraskan dengan prediksi model standar.
Namun, mempelajari bagaimana pasangan Higgs ke quark yang lebih ringan tetap jauh lebih sulit. Interaksinya dengan quark “generasi kedua”, seperti quark pesona, dan quark “generasi pertama”, quark atas dan bawah yang membentuk inti atom, sebagian besar masih belum teruji. Ini membuka pertanyaan kunci apakah boson Higgs bertanggung jawab untuk memberikan massa kepada quark yang membentuk masalah sehari -hari.
CMS melaporkan pencarian peluruhan pesona pertama
Untuk mengeksplorasi interaksi ini, fisikawan memeriksa bagaimana boson Higgs meluruh menjadi partikel lain atau diproduksi bersama mereka dalam tabrakan proton-proton berenergi tinggi di LHC. Baru -baru ini CERN Seminar, kolaborasi CMS mempresentasikan pencarian pertama untuk boson Higgs yang membusuk menjadi dua quark pesona dalam acara -acara di mana Higgs diproduksi bersama dengan sepasang quark top. Dengan menerapkan lanjutan kecerdasan buatan Metode, tim mencapai batas terkuat sejauh ini pada kekuatan interaksi Boson Higgs dengan pesona quark.
Memproduksi boson Higgs bersama dengan pasangan top-quark, dan kemudian mengamati pembusukan menjadi dua quark, keduanya merupakan peristiwa yang tidak umum di LHC dan satu yang sangat menantang untuk diidentifikasi. Quark hampir secara instan menghasilkan semprotan hadron sempit, yang disebut “jet,” yang melakukan perjalanan hanya pendek sebelum membusuk lebih jauh. Ini membuatnya sangat sulit untuk memisahkan jet yang berasal dari quark pesona di Higgs meluruh dari yang dibuat oleh tipe quark lainnya. Teknik identifikasi jet konvensional, yang dikenal sebagai “penandaan,” tidak efisien dalam mengenali jet pesona, mendorong kebutuhan akan pendekatan yang lebih canggih untuk meningkatkan diskriminasi.
“Pencarian ini membutuhkan perubahan paradigma dalam teknik analisis,” jelas Sebastian Wuchterl, seorang peneliti di CERN. “Karena quark pesona lebih sulit untuk ditandai daripada quark bawah, kami mengandalkan teknik pembelajaran mesin mutakhir untuk memisahkan sinyal dari latar belakang.”
Jaringan saraf untuk pengakuan jet
Tim CMS membahas dua tantangan utama dengan menerapkan teknik pembelajaran mesin. Jet pesona mendeteksi pertama yang terlibat, yang mereka dekati menggunakan jaringan saraf grafik yang dirancang khusus untuk tugas ini. Tantangan kedua adalah memisahkan peristiwa Boson Higgs asli dari tabrakan latar belakang, ditangani dengan jaringan transformator – keluarga model yang sama yang mendasari chatgpt, tetapi di sini diadaptasi untuk mengklasifikasikan peristiwa partikel daripada menghasilkan teks. Untuk melatih sistem pesona yang menandai, para peneliti menggunakan ratusan juta jet yang disimulasikan, memungkinkan algoritma untuk mengidentifikasi jet pesona dengan presisi yang jauh lebih besar.
Menggunakan data yang dikumpulkan dari 2016 hingga 2018, dikombinasikan dengan hasil dari pencarian sebelumnya untuk peluruhan boson Higgs menjadi quark pesona melalui proses lain, tim CMS menetapkan batas yang paling ketat pada interaksi antara boson Higgs dan quark pesona, melaporkan peningkatan sekitar 35% dibandingkan dengan kendala sebelumnya. Ini menempatkan batasan signifikan pada penyimpangan potensial dari prediksi model standar.
Langkah selanjutnya di LHC
“Temuan kami menandai langkah besar,” kata Jan van der Linden, seorang peneliti postdoctoral di Universitas Ghent. “Dengan lebih banyak data dari LHC yang akan datang dan teknik analisis yang lebih baik, kami dapat memperoleh wawasan langsung tentang interaksi Boson Higgs dengan pesona quark di LHC – tugas yang dianggap mustahil beberapa tahun yang lalu.”
Ketika LHC terus mengumpulkan data, penyempurnaan dalam penandaan pesona dan klasifikasi acara Boson Higgs pada akhirnya dapat memungkinkan CMS, dan Atlas Eksperimen Pendampingnya, untuk mengkonfirmasi peluruhan boson Higgs ke dalam quark pesona. Ini akan menjadi langkah besar menuju pemahaman lengkap tentang peran Boson Higgs dalam generasi massa untuk semua quark dan memberikan tes penting dari model standar berusia 50 tahun.
Jangan pernah melewatkan terobosan: Bergabunglah dengan buletin ScitechDaily.
BN Babel
