Une équipe de recherche en Chine a lancé et développé avec succès une technologie d’identification de l’origine des avions à réaction qui peut améliorer considérablement les capacités de découverte scientifique des expériences sur les collisionneurs à haute énergie.
L’étude, dirigée par le professeur Ruan Manqi de l’Institut de physique des hautes énergies de l’Académie chinoise des sciences, en collaboration avec l’équipe dirigée par le professeur Zhou Chen de l’Université de Pékin et le Dr Qu Huilin de l’Organisation européenne pour la recherche nucléaire (CERN), a été Publié dans Lettres d’examen physique le 31 mai.
Les quarks et les gluons sont des particules fondamentales dans le modèle standard de la physique des particules. Contrairement aux électrons ou aux photons, ils ne peuvent pas se déplacer librement dans l’espace-temps mais sont confinés dans des particules composites telles que des protons ou des neutrons. Les collisionneurs peuvent produire des quarks de haute énergie et leurs interactions conduisent à des processus complexes de fragmentation des particules, éjectant un grand nombre de particules à l’état final sous des angles spécifiques. Ce phénomène est connu sous le nom de « jets ».
Les jets sont produits en abondance dans les expériences de collision à haute énergie, et identifier avec précision l’origine des jets (c’est-à-dire déterminer de quel type de quark ou de gluon ils proviennent) est crucial pour découvrir et comprendre les lois physiques derrière les événements de collisionneur. D’un autre côté, les jets provenant de différents quarks et gluons ont une configuration très similaire, ce qui rend l’identification précise de l’origine des jets très difficile.
En combinant l’algorithme original de reconstruction de flux de particules haute performance Arbor avec la technologie avancée d’intelligence artificielle (IA) ParticleNet, l’équipe de recherche a développé une technologie efficace d’identification de l’origine des jets.
Cette technologie capture les différences subtiles entre les différents types de jets, permettant une discrimination efficace entre onze types différents de jets produits par cinq types de quarks, cinq types d’antiquarks et des gluons. Il peut aider les chercheurs à mesurer avec précision les interactions entre différentes particules, quarks et gluons, et à capturer des signaux de désintégration extrêmement faibles des particules de Higgs. En outre, cela peut améliorer considérablement la précision de plusieurs mesures physiques clés dans les futurs collisionneurs, améliorant ainsi considérablement leurs capacités de découverte scientifique.
Ces travaux fournissent non seulement aux chercheurs un nouvel outil puissant pour l’exploration scientifique des futurs collisionneurs, mais démontrent également que les informations complexes contenues dans le processus de production des avions à réaction peuvent être comprises et utilisées par des algorithmes avancés d’IA. À l’avenir, l’équipe de recherche explorera l’application de la technologie de l’IA à des problèmes plus larges et plus profonds en physique des hautes énergies.
Plus d’information:
Hao Liang et al, Identification de l’origine du jet et son application dans une usine de Higgs à électrons-positons, Lettres d’examen physique (2024). DOI : 10.1103/PhysRevLett.132.221802