В ЦЕРН начали использовать ИИ для поиска редкого распада бозона Хиггса

Физики Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) сообщили о продвижении в изучении крайне редкого процесса — распада бозона Хиггса на очарованные кварки.

Для анализа они впервые в такой задаче использовали передовые алгоритмы искусственного интеллекта.

Бозон Хиггса был открыт на Большом адронном коллайдере в 2012 году, что стало ключевым подтверждением Стандартной модели. Его взаимодействие с массивными частицами удалось доказать экспериментально, однако связь с более легкими кварками оставалась неуловимой. Распад на очарованные кварки фиксируется чрезвычайно редко, а его продукты невозможно надежно отличить от фонового шума традиционными методами анализа.

Чтобы преодолеть эту проблему, специалисты коллаборации CMS применили машинное обучение. Графовая нейросеть обучалась на сотнях миллионов смоделированных событий, чтобы распознавать сигналы, характерные именно для очарованных кварков. Дополняла её система на архитектуре трансформера, использованная для отделения подлинных данных от статистического шума.

Исследование охватило колоссальный массив информации, накопленной Большим адронным коллайдером с 2016 по 2018 год. В результате ученым удалось на 35% уточнить существующие ограничения на взаимодействие бозона Хиггса с очарованным кварком. Этот шаг значительно сузил пространство поиска возможных отклонений от Стандартной модели и открыл перспективу обнаружения принципиально новой физики.

Специалисты ожидают, что с накоплением новой статистики и дальнейшим развитием аналитических методов удастся зафиксировать редчайший распад напрямую — что станет ключевым этапом в понимании механизма возникновения массы во Вселенной.