LHC CMS: des réseaux neuronaux en quête de particules exotiques

Publié par Adrien le 06/04/2020 à 09:00
Source: CERN
La collaboration CMS utilise la technologie d'apprentissage machine ("machine learning") pour suivre les événements inhabituels parmi les données du LHC. Elle a développé un réseau neuronal artificiel qui peut identifier les particules exotiques générées par les collisions proton-proton du LHC.


Une simulation de collision de CMS qui génère une particule à longue durée de vie (La vie est le nom donné :) et des jets "normaux" de particules. La particule à longue durée de vie se déplace sur une courte distance avant de se désintégrer en particules dont la trajectoire (La trajectoire est la ligne décrite par n'importe quel point d'un objet en mouvement, et notamment par son centre de gravité.) semble décalée par rapport au point (Graphie) de collision (Image: CMS/CERN)

Les particules à longue durée de vie traquées par les expériences peuvent parcourir des distances mesurables (plusieurs fractions de millimètres) depuis le point de collision à l'intérieur des expériences avant de se désintégrer. La plupart de ces particules à longue durée de vie sont indétectables, mais elles peuvent se désintégrer en particules détectables, laissant une signature expérimentale ( En art, il s'agit d'approches de création basées sur une remise en question des dogmes dominants tant sur le plan formel, esthétique, que sur le plan culturel et politique. En science, il s'agit...) atypique.

C'est là que le nouvel outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son efficacité naturelle dans l'action. Cette augmentation se traduit par la simplification des actions entreprises, par une plus...) de CMS entre en jeu. Les algorithmes standard utilisés pour interpréter les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) des collisions proton-proton ne sont pas conçus pour rechercher ces événements inhabituels. Or, les réseaux neuronaux artificiels peuvent apprendre automatiquement à partir des données transférées par les scientifiques pour atteindre leur but. Alimenté par des données provenant de collisions réelles, le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets »,...) neuronal de CMS a été entraîné à repérer les événements intéressants.

Ce projet (Un projet est un engagement irréversible de résultat incertain, non reproductible a priori à l’identique, nécessitant le concours et...) fait partie d'un effort plus vaste coordonné entre toutes les expériences du LHC pour utiliser des techniques modernes d'apprentissage (L’apprentissage est l'acquisition de savoir-faire, c'est-à-dire le processus d’acquisition de pratiques, de connaissances, compétences, d'attitudes ou de valeurs culturelles,...) automatique (L'automatique fait partie des sciences de l'ingénieur. Cette discipline traite de la modélisation, de l'analyse, de la commande et, de la régulation des systèmes dynamiques. Elle a pour...) ("machine learning") afin d'améliorer l'analyse des grandes quantités de données générées par le LHC. C'est une nouvelle étape après des décennies d'utilisation de l'intelligence artificielle (L'intelligence artificielle ou informatique cognitive est la « recherche de moyens susceptibles de doter les systèmes informatiques de capacités intellectuelles comparables à celles des êtres...) dans le domaine de la physique (La physique (du grec φυσις, la nature) est étymologiquement la « science de la nature ». Dans un sens général et ancien, la physique...) des hautes énergies.

Pour en savoir plus, consultez le site web (Un site Web est un ensemble de pages Web hyperliées entre elles et mises en ligne à une adresse Web. On dit aussi site Internet par métonymie, le...) de CMS.
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