CERN开放数据门户结果确认亚原子粒子模式 2017-04-06 07:18:22

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麻省理工学院的研究人员使用CMS数据首次揭示了亚高原粒子射流中的一种通用特征,这种特征是在高能质子碰撞时产生的

2014年11月,粒子物理学领域首次出人意料地发生了变化

Compact Muon Solenoid(CMS)实验 - 世界上最大的粒子加速器中的主要探测器之一,大型强子对撞机 - 通过一个名为CERN开放数据门户的网站向公众发布了大量数据

2010年全年处理的信息总量约为29太字节,来自CMS探测器内3亿个高能质子碰撞

这些数据的共享标志着任何主要粒子对撞机实验首次发布此类信息缓存一般公众麻省理工学院物理学副教授,长期倡导颗粒物理学开放获取的杰西·泰勒(Jesse Thaler)和他的研究同事现在证明了这一举措的科学价值在“物理评论快报”发表的一篇论文中,研究人员利用CMS数据首次揭示了亚高原子粒子射流中的一种通用特征,这种特征是在高能质子碰撞时产生的

他们的努力代表了CMS开放数据的首次独立发表分析“在我们的粒子物理学领域,没有公开数据的传统,”麻省理工学院核科学实验室研究员Thaler说

在没有其他限制的情况下公开获取数据 - 这是前所未有的“大型强子对撞机和其他粒子加速器的团队保留对其数据的专有保留的部分原因是担心这些数据可能会被那些可能无法完全理解的人误解物理探测器以及它们的各种复杂属性如何影响所产生的数据“如果你制造了数据,那就担心了一个公众,然后你会有人声称新物理的证据,而实际上它只是检测器运行的一个小故障,“Thaler说”我认为没有人可以来自外部并做正确的修正,并且一些流氓分析师可能声称存在一些不存在的东西“”这是我们现有的资源,这在我们的领域是新的,“Thaler补充说”我认为不愿意尝试深入研究它,因为它很难但我们的工作表明我们可以理解如何使用这些开放数据,它具有科学价值,并且这可以成为未来分析更多奇特可能性的垫脚石“Thaler的合着者是Reed学院的Andrew Larkoski,纽约州立大学布法罗分校的Simone Marzani,麻省理工学院理论物理和核科学实验室的Aashish Tripathee和Wei Xue看到喷气机中的分形当CMS合作pu blerly在2014年公布了其数据,Thaler试图应用新的理论思想来分析信息他的目标是使用新方法研究由质子的高能碰撞产生的喷流质子质子本质上是更小的亚原子粒子的集合,称为夸克和胶子通过物理学术语中已知的相互作用联系在一起作为强力力量自20世纪70年代以来物理学家所知道的强力的一个特征描述了夸克和胶子在高能量后的反复分裂和分裂的方式碰撞此特征可用于预测从母夸克或胶子切割时赋予每个粒子的能量

特别是,物理学家可以使用称为演化方程或分裂函数的方程来预测喷出的粒子的模式从最初的碰撞,因此喷气机的整体结构产生“这是分形的过程,描述了如何喷射s形成了,“Thaler说道

”但是当你在现实中看一架喷气式飞机时,它真的很乱我们怎么从你看到的这种混乱的混乱喷气机那里看到产生喷气式飞机的基本治理规则或方程

这是一个普遍的特征,但它从未在射流中直接看到过“Collider遗产2014年,CMS发布了探测器2010年原始数据的预处理形式,其中包含了”粒子流候选者“的详尽列表,或者最有可能释放的亚原子粒子的类型,给出了测量的能量碰撞后的探测器第二年,Thaler与Larkoski和Marzani发表了一篇理论论文,提出了一种策略,以更加全面地理解复杂的喷气机,揭示了控制其结构的基本演化方程“这个想法以前不存在”

Thaler说:“你可以将喷射器的混乱提炼成一种模式,这种模式可以很好地匹配到这个等式 - 这就是我们在将这种方法应用于CMS数据时发现的”为了应用他的理论思想,Thaler检查了750,000在CMS开放数据中由质子碰撞产生的单个喷气机他看了看那些喷气机中的颗粒是否模式根据演变方程预测的内容,给出各自碰撞释放的能量每次碰撞时,他的团队观察产生的最突出的射流,并使用先前开发的算法追溯并解开随着粒子再次切割而发出的能量

作为麻省理工学院学士学位论文的一部分,主要的分析工作是由Tripathee完成的,而薛教授“我们想看看这架喷气机是如何从较小的部件中产生的,”Thaler说:“这个等式告诉你当事物如何分享能量分裂,我们发现当你看一架喷气机并测量它们分开时共享多少能量时,它们是相同的“团队能够通过结合所有750,000架喷气机的信息来揭示分裂功能或演化方程他们研究表明,方程式 - 强力的一个基本特征 - 确实可以预测射流的整体结构和产生的粒子的能量

两个质子碰撞虽然这对大多数物理学家来说通常不会令人感到惊讶,但这项研究代表了第一次在实验数据中如此清晰地看到这个等式“没有人怀疑这个等式,但我们能够将它暴露在新的方式,“Thaler说”这是一个干净的验证,事情的行为符合您的预期

它让我们相信我们可以使用这种开放数据进行未来分析“Thaler希望他和他人对CMS的分析开放数据将刺激其他大型粒子物理实验发布类似的信息,部分是为了保留他们的遗产“碰撞者是大努力”,Thaler说“这些是独特的数据集,我们需要确保有一种机制来存档这些信息,以便可能会使用旧数据进行发现,因为我们的理论理解会随着时间的推移而发生变化公共访问是确保此数据可供将来使用的垫脚“ Earch得到了麻省理工学院Charles E Reed教师计划基金,麻省理工学院本科生研究机会计划,美国能源部和国家科学基金会出版物的部分支持:Andrew Larkoski等人,“揭露了QCD分裂功能CMS Open Data,“Phys Rev Lett 119,132003; DOI:101103 / PhysRevLett119132003 SOURce:Jennifer Chu,麻省理工学院新闻