Inteligência artificial chegou ao LHC e anda à procura de outras partículas do bosão

A inteligência artificial está a transformar-se numa ferramenta útil em muitas áreas, nomeadamente na física de partículas. No LHC do CERN a tecnologia está a ser usada para procurar partículas parceiras do bosão de Higgs. Colaboração CMS | CERN

O recurso à 💥️inteligência artificial chegou ao Grande Colisor de Hadrões (LHC) do CERN numa busca relacionada com o famoso 💥️bosão de Higgs, conhecido como “a partícula de Deus”.

A investigação está a cargo do programa CMS e consiste em perceber como 💥️usar a inteligência artificial (IA) na procura das chamadas partículas parceiras do bosão de Higgs.

As partículas parceiras do bosão de Higgs são 💥️hipotéticas partículas que podem existir de acordo com algumas teorias físicas que vão além do Modelo Padrão (SM) da física de partículas. No Modelo Padrão, o bosão de Higgs é a partícula responsável por conferir massa a outras partículas elementares através do mecanismo de Higgs.

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Diversas 💥️teorias que tentam resolver problemas não explicados pelo Modelo Padrão - como a hierarquia de massas ou a natureza da matéria escura - 💥️pedem a existência de partículas adicionais relacionadas com o bosão de Higgs.

Na experiência atual, 💥️a busca conduzida pela IA baseia-se em técnicas de visão computacional de machine learning para identificar explosões de luz colimadas, que se referem a padrões de luz altamente direcionados ou concentrados que surgem em determinadas circunstâncias. "Colimadas" significa que os raios de luz estão alinhados numa direção comum, o que os torna altamente focados e concentrados numa região específica do espaço.

Na física de partículas, a💥️s explosões de luz colimadas podem ocorrer quando partículas de alta energia interagem com a matéria. No contexto da busca por partículas fundamentais, como as partículas parceiras do bosão de Higgs, 💥️os cientistas procuram por essas explosões de luz colimadas como uma possível assinatura da presença dessas partículas.

Como parte de sua busca para entender os blocos de construção da matéria, a comunidade científica está à 💥️procura de evidências de novas partículas que poderiam confirmar a existência de física além do Modelo Padrão e é aqui que a inteligência artificial entra em cena.

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É um dado adquirido que 💥️as técnicas de visão computacional do machine learning podem diferenciar entre muitos rostos. Neste caso, tais métodos foram aplicados para procurar e validar assinaturas parceiras do bosão de Higgs nos dados recolhidos pelo detetor.

Na ampla gama de massas explorada, não foram observadas evidências de tais novas partículas, o que permitiu aos cientistas estabelecer 💥️limites superiores na taxa de produção desse processo. O resultado é 💥️a busca mais sensível já realizada para tais partículas semelhantes ao bosão de Higgs nesse estado final, referem.

“A análise mostra claramente que o💥️s algoritmos de IA podem ser usados para identificar de forma limpa assinaturas de dois fotões a partir do ruído e procurar novas partículas massivas”, sublinham nos resultados do estudo. “Essas técnicas de machine learning estão continuamente a melhorar e vão continuar a ser usadas em análises únicas dos dados do LHC, alargando as buscas do CMS para casos ainda mais desafiadores”, acrescenta a equipa.

Conhecido como a “Partícula de Deus”, 💥️a descoberta do Bosão de Higgs no LHC do CERN, em 2012, representou um marco significativo na área da física de partículas. Desde então, as colaborações ATLAS e CMS têm 💥️investigado insistentemente as propriedades dessa partícula única e tentado estabelecer as diferentes formas pelas quais é produzida e se decompõe noutras partículas.

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