CERN的新公开发布简化了与理论物理学家的互动

如果您可以对照大型强子对撞机(LHC)的数据检验一种新理论，该怎么办?更好的是，如果以方便的格式捕获了需要执行此操作的专家知识怎么办?现在，CERN的ATLAS协作正在进行中，这项艰巨的任务即将完成，LHC实验的所有分析可能性都将首次公开发布。

“在粒子物理学中，实验者对测量进行了非常丰富的总结，将所有相关的散射过程和不确定性的所有来源都归纳为我们所说的可能性，”欧洲核子研究组织(CERN)负责ATLAS实验的研究员Lukas Heinrich解释说。。“通过类似的方法，您可以计算在特定实验中观察到的数据与特定模型或理论相匹配的概率。有效地，它总结了特定分析的各个方面，从检测器设置，事件选择，预期信号和背景过程到不确定性和理论模型。” 对于每项分析而言，异常性都极其复杂且至关重要，它是LHC实验中产生的最有价值的工具之一。他们的公开发布现在将使全世界的现象学家能够以全新的方式探索ATLAS数据。

可以在HEPData上获得ATLAS的开放可能性，HEPData是一种用于实验粒子物理数据的开放获取库。在第一个开放可能性发布是针对含有希格斯玻色子，B-夸克的众多飞机和失踪横动量质子-质子碰撞事件的超对称的搜索。“尽管ATLAS 在2013年发布了针对希格斯玻色子的似然性扫描，但这些扫描并未揭示测量的全部复杂性，”纽约大学教授Kyle Cranmer说。“我们希望第一版能够提供他们所有荣耀的全部可能性，将在理论家和实验家之间建立新的沟通桥梁，丰富社区之间的讨论。”

寻找新物理学将极大地受益于开放的可能性。加州大学圣克鲁斯分校SCIPP博士后乔治·史塔克(Giordon Stark)说：“如果您是一位提出新想法的理论家，那么您的第一个问题很可能是：“我的模型是否已被大型强子对撞机的实验排除在外?”多数LHC搜索都将重点放在某些基准模型上，对数据进行详细分析，以说明标准模型是否在考虑的过程中成立，如果是，则哪些模型参数是仍然被允许并且被数据排除在外，但是，当然，任何搜索分析都对许多新的物理情况敏感。

使用公开发布的可能性，理论家现在将能够更改ATLAS研究的原始假设。尽管这样的结果可能无法达到原始结果的准确性(由于缺少在ATLAS检测器中模拟假定过程的步骤)，但它们将使理论家能够快速评估其新理论的潜力。

提供开放分析工具

但是，为什么您需要了解ATLAS数据的可能性?像许多公共科学数据集一样，如果没有特定领域的知识，来自大型强子对撞实验的数据也将是不可理解的。在使之有意义之前，需要考虑大量的检测器和软件参数以及复杂的理论模型。

“相反，ATLAS协作专注于开放数据资源，”伊利诺伊大学厄本那-香槟分校的博士后研究助理Matthew Feickert说。“我们有责任最大程度地减少理论家和相关ATLAS信息之间的复杂性。ATLAS实验之外的理论家有很多有价值的问题可以帮助我们回答，我们需要为他们提供最好的工具。”

自大型强子对撞机诞生以来，实验物理学界和理论物理学界之间就已经达成了共识，即最好通过公开发布分析可能性来做到这一点。由实验内部开发以共享可能性的格式不太适合理论界发布或易于使用。“最近，我们重新编写了软件，以利用机器学习框架的可能性，并意识到它也提供了解决发布问题的机会。” 海因里希解释。“我们还确保我们选择了无处不在的长期支持的人机可读格式。这样，即使随着技术和软件的发展，可能性仍然可以使用。”

确保开放物理学的未来

“我们计划可能性的开放释放我们的出版过程的常规部分，并且已经使他们可从用于直接生产牛头slepton对搜索，”劳拉·让蒂，ATLAS超对称工作组召集人说。“在未来的几个月中，我们旨在收集合作之外的理论家的反馈意见，以最好地了解他们如何使用这一新资源来进一步完善未来的发行版。”

完全公开的公开发布也将为实验家带来巨大的好处。Stark组织了ATLAS超对称结果的统计组合，他说：“喜好是组合来自不同实验的分析的基本要素。” “随着它们的公开发布变得越来越普遍，我期待看到更大范围的统计组合。”

同时，ATLAS超对称和奇异工作组还建立了一种分析保存的新方法。“这是我们为“面向未来”的ATLAS结果所做的努力的一部分，” ATLAS超对称工作组召集人Federico Meloni解释说。“随着理论家提出新的想法，可能需要重新检查ATLAS数据。因此，我们现在正在对结果发布之前使用的软件和分析工具进行归档。这将减轻以后对数据的重新解释。线。” 当这些存档的分析流程与已发表的可能性结合使用时，物理学家将具备一种变革能力：以自动化方式针对数据测试新理论的能力。

这些发展共同标志着LHC开展开放和可重复研究的新方法。ATLAS协作将继续专注于创建丰富，可保存的开放访问工具(例如，开放可能性)，并期待它们创造出令人信服的新见解。