Sintesi del progetto
BOOST studia la rottura della simmetria elettrodebole mediante l’analisi di eventi prodotti negli acceleratori in cui bosoni vettori altamente energetici decadono formando jet complessi. La ricostruzione accurata della struttura dei jet è cruciale per determinare lo stato di polarizzazione delle particelle e per verificare la validità del Modello Standard a energie sempre più elevate. Il progetto sviluppa nuovi classificatori basati su Machine Learning e indaga l’uso di Quantum-CNN per potenziare la sensibilità nell’identificazione di segnali elettrodeboli.
Obiettivi
Il progetto mira a costruire strumenti avanzati per ricostruire jet e identificare stati polarizzati, a ottimizzare le reti neurali per l’analisi degli eventi prodotti dal Large Hadron Collider (LHC) del Cern, a preparare dataset simulati e infrastrutture di calcolo per l’esecuzione delle analisi su larga scala e a sviluppare un framework stabile da sfruttare durante il Run 3 della fase ad alta luminosità di LHC (HL-LHC).
Problemi e necessità
Per stimare come e a quali scale avvenga la rottura di simmetria elettrodebole occorrono ricostruzioni estremamente precise. Questo richiede dataset massivi di eventi simulati e l’uso di tecniche AI ad alte prestazioni.
Soluzioni sviluppate
È in definizione gli strumenti di jet reconstruction ed è attiva la produzione dei campioni e si stanno predisponendo le risorse computazionali. È inoltre in sviluppo un classificatore di immagine per l’individuazione degli stati polarizzati, affiancato da un Quantum-CNN che, secondo studi preliminari, potrebbe migliorare ulteriormente le prestazioni di classificazione.
Benefici e ricadute
BOOST contribuisce al progresso della fisica fondamentale e all’elaborazione di strumenti analitici che miglioreranno l’interpretazione dei dati di LHC. Il progetto forma nuove competenze avanzate in AI e quantum computing applicati alla fisica delle alte energie.
Settori che possono beneficiare
Le ricadute dirette del progetto riguardano la Ricerca Fondamentale, con applicazioni potenziali per tutte le istituzioni coinvolte nell’esperimento CMS del Cern e, più in generale, per la comunità internazionale impegnata nello studio del settore elettrodebole.
