Алгоритъм със способности на ретина ще търси новата физика

Човешкото око вдъхнови физиците за създаването на процесор, който може да анализира сблъсъка на субатомни частици 400 пъти по-бързо, отколкото сега.

В хода на такива сблъсъци протоните (обичайната материя) развиват скорост, близка до светлинната, което усложнява процеса на анализ на протичащите процеси.

В хода на такива сблъсъци се раждат нови частици и се изучават тайните на възникването на материята, енергията и антиматерията. Осъзнавайки важността на бързия анализ на данните, учените разработили експериментален процесор и нов алгоритъм.

Описанието на алгоритъма е публикувано на сайта ArXiv.org. Компютърната програма може да се използва в работата на Големия адронен колайдер, както и за други експерименти на ЦЕРН, набелязани за периода до 2020 година.

Също така новият алгоритъм е възможно да бъде полезен във всяка област, където ще бъдат необходими бързи и ефективни възможности за разпознаване на шаблони. Принципът на работа на процесора се основава на способността с висока скорост да се разпознават образи, буквално като ретината на човешкото око.

Отделни неврони от ретината се специализират на реагиране на конкретни форми или посоки, които се разпознават автоматично, преди самият мозък да успее да реагира.

Физикът от ЦЕРН Диего Тонели пояснява, че такъв род изкуствена ретина открива траекторията на всеки сблъсък и незабавно я анализира. След това такива снимки се преобразуват в алгоритъм, с който може да се работи вече на компютър – автоматично сканирайки и анализирайки траекториите на заредените частици.

Въздействието на детектора на бъдещите сблъсъци впоследствие ще позволи на екипа да отдели интересни и потенциално важни събития.

За една секунда протичат около 40 млн. сблъсъка и всеки от тях може да доведе до появата на стотици заредени частици. Отначало е необходимо да се обработи целият този огромен масив от данни, за да се открият в тях вероятни малки отклонения от нормата, които могат да сочат към новата физика. Именно така е и възникнала необходимостта от разработката на подобна програма.

„Даденият алгоритъм работи 400 пъти по-бързо, отколкото всеки от съществуващите – разказва Тонели. – Ако той бъде използван в експеримент, това ще ни позволи да получим по-интересни данни много по-бързо, отколкото преди.“

Големият адронен колайдер беше изключен за ремонт през февруари 2013 година, но трябва да продължи своя лов за нова физика през 2015 година – тогава ускорителят отново ще започне да сблъсква протони при двойно по-висока енергия. Когато това се случва, то се освобождава огромно количество енергия, след което се появяват множество неутрални и заредени частици.

Разработчиците отбелязват също така, че новият алгоритъм е предназначен за изучаването на т.нар. физика на ароматите (flavour physics), която се занимава с изучаването на взаимодействието на основните компоненти на веществото – кварките.

Когато Големият адронен колайдер възобнови своята дейност, изследователите ще започнат работа с по-интензивен лъч протони, получавайки доста по-висока скорост на предаване на данни.

След това с помощта на алгоритъма на изкуствената ретина ще бъдат установени възможните отклонения от Стандартния модел, които физиците така мечтаят да видят.