Теперь Кью работает в режиме чтения

Мы сохранили весь контент, но добавить что-то новое уже нельзя

Как компьютерные алгоритмы открывают новые частицы?

ТАСС.Наука сообщает, что программа, созданная Яндексом и специалистами Высшей школы экономики, смогла открыть четыре новых тетракварка. Но почему алгоритмы могут сделать это, а человек не способен?

ФизикаКвантовая физика+3
Никита Шевцев
Физика
  · 247,8 K
Научный сотрудник ОИЯИ. Специалист в области ядерной физики и физики элементарных частиц...  · 4 мар 2021

В статье говорится о детекторе LHCb коллайдера LHC (БАК) в ЦЕРНе.

DetectorPlan1.jpg

И правда, на коллайдере за последние 10 лет открыто 59 новых адронов с оригинальным кварковым составом (https://home.cern/news/news/physics/59-new-hadrons-and-counting или немного на русском https://vk.com/jinr1956?w=wall-106262643_3004) и большинство из них - на LHCb, одном из 4 громадных детекторов коллайдера.

Во время работы коллайдера LHC детектор LHCb регистрирует примерно 10 миллионов столкновений ускоренных протонов друг с другом каждую секунду (с обновлением коллайдера эта цифра возрастет), что технически сложно обработать. И уже на этом первоначальном этапе запускают электронную систему, триггер, которая выбирает лучшие из событий (замечу, что могут происходить разные процессы и рождаться разные частицы при каждом столкновении протонов друг с другом). После столкновения протонов образуются множество различных частиц, большая часть из которых не долетая до детектора распадаются на новые частицы. Эти новые частицы при попадании в детектор будут взаимодействовать с веществом детектора, создавая ежесекундно миллионы сигналов. И это миллионы электрических сигналов детекторов, которые нам на первом этапе ничего определенного не скажут. Здесь начинают вступать в работу одни из алгоритмов, отмеченных в статье ТАСС. Это алгоритмы распознавания образов и фильтрации, которые выбирают (объемы памяти для записи данных не "резиновые"!) в режиме реального времени нужные сигналы детекторов в зависимости от типа детектора и от задачи по поиску той или иной частицы при первоначальном столкновении протонов. Как я понимаю, из первоначальных десяти миллионов многоэтапный анализ оставляет несколько тысяч сигналов в секунду, которые и записываются на компьютеры для дальнейшего оффлайн анализа.

Если выйти за рамки статьи ТАСС об алгоритмах Yandeх, то хотел бы уточнить, что программирование/моделирование различных процессов очень сильно вплетено в различные этапы работы коллайдера/ускорителя, детекторов и обнаружения частиц в современных экспериментах:

  • Моделирование процессов, происходящих при столкновении ядер/частиц, в соответствии с той или иной теоретической моделью, которые, на самом деле, и нужно проверить с помощью экспериментальных данных.
  • Моделирование работы отдельных частей детектора, процессов взаимодействия частиц с веществом детектора. Конечная цель - корректная интерпретация выходных электрических сигналов детекторов с теми характеристиками попавших в него частиц, на которые и ориентирован данный детектор/данная часть детектора.
  • Моделирование процесса искажения первоначальных физических наблюдаемых (тех характеристик, которые предлагают искать теоретики) в реальном эксперименте. Опять же проблема корректной интерпретации того, что мы видим с помощью детектора. Все эти три пункта используются при анализе экспериментальных данных.
  • Моделирование режимов работы ускорителей и поведения внутри него пучка частиц. Это в большей степени применяется при создании новых ускорителей или обновлении существующих.
Химик, кристаллограф. Живу в Испании, раньше работал в Корее.  · 4 мар 2021
Таки там журналисты не совсем дураки, они написали не "смогли", а "помогли". Способен открыть частицы именно человек. Компьютер умеет только производить арифметические операции. Но зато их он умеет производить с недостижимой для человека скоростью. Дальше одни люди построили устройство, непрерывно собирающее гору информации о взаимодействии частиц, а другие люди... Читать далее
По образованию физик, работаю программистом  · 25 сент 2021
Кварки -- это одни из самых мелких элементарных частиц, из них состоят другие частицы. Например, протон состоит из трёх кварков. То есть, это "трикварк". Нейтрон тоже состоит из трёх кварков, то есть, это тоже "трикварк". Тетракварк -- это частица, состоящая из четырёх кварков. Подобные частицы неустойчивы и существуют очень короткое время, триллионные доли секунды... Читать далее
5. Как образуются фотоны, атомы, клетки ДНК Как, например, образуются фотоны? Согласно закону Ампера - два... Читать дальше