在一系列升级之后，预计2022年，中央实验室的大型强子对撞机(LHC)将重新启动，进行最后一次运行，再次猛烈地撞击粒子，以寻找关于宇宙基本结构的新线索。当大型强子对撞机启动时，它将以最高的能量运行:对撞机每25纳秒就会碰撞一次质子，从而产生数百个通过探测器的粒子。为了帮助处理海量数据，科学家们正在转向新的人工智能(AI)技术。
我们采访了加州理工学院罗伯特·a·米利肯博士后研究助理Jennifer Ngadiuba，来了解更多有关这些进展的信息。Ngadiuba还得到了美国能源部通过费米拉巴机器情报组的支持。她是意大利裔尼日利亚人，居住在瑞士日内瓦，靠近大型强子对撞机。2012年，包括加州理工学院团队成员在内的科学家们在那里发现了希格斯玻色子，这是一种赋予所有物质质量的粒子。在冠状病毒大流行期间一直在家工作的恩加迪乌巴，最近还参加了欧洲核子研究中心的一个关于物理学多样性的在线活动。
你是怎么来欧洲核子研究组织工作的?
早在高中我就知道自己想学物理，后来我去了米兰大学。就在那时，我发现了粒子物理学，并对CERN感到兴奋。实际上，我很早就开始在CERN工作了，因为他们有一个很好的计划，他们从大学里招收年轻的学生，给他们机会和资深的科学家一起工作。在那之后，我在苏黎世大学完成了我的博士学位，然后我作为欧洲核子研究中心的研究员工作了三年。那是我开始学习和探索人工智能的物理。现在，我还在欧洲核子研究中心，在加州理工学院做博士后研究。由于冠状病毒的原因，我还没去过加州理工学院。
你能告诉我们更多关于你在CERN的研究吗?
最近我对应用现代人工智能方法来实现新的物理发现非常感兴趣。CERN本应在明年重新启动，但由于冠状病毒的原因，这一计划被推迟到2022年。当我们重新打开电源时，我们会有更多的能量，从13特伏特(地电子伏特)到14特伏特。这还不如我们在2027年开始的高亮度大型强子对撞机(HL-LHC)项目中所取得的进步大。在这个项目中，我们将看到每一次碰撞产生更多的粒子。我们将不得不解开这些非常复杂的碰撞事件，所以我们借用了具有巨大潜力的计算机科学产业的工具。我们从2022年的运行中学到的东西将教会我们如何处理HL-LHC的数据。
人工智能技术将如何帮助?
即使到了2022年，也会有大量的数据涌入，我们无法全部存储。实在是太多了。所以，我们要做的是区分我们感兴趣的新稀有信号和我们更熟悉的标准模型背景信号，然后我们想要高效和纯净地存储稀有信号。例如，我们想找到希格斯玻色子的信号，但它们只是偶尔出现。所以，我正在做的一件事就是实时地应用人工智能技术，这样我们的系统就能区分我们需要什么和不需要什么。这个系统必须超快。我们的探测器必须每25纳秒采集和发送一次数据，因为这是质子束碰撞的频率。我们只有几微秒的时间来决定要存储哪些事件。这很棘手，因为如果我们决定丢弃一些东西，我们将永远无法取回那些数据，数据中可能隐藏着某种信号。我们现在面临的最大挑战是用能够处理高数据速率的新人工智能技术取代以前使用的简单算法。
你会在这些数据中寻找什么样的信号?
我们有一个巨大范围的新的物理场景，我们正在观察。我们正在寻找新的粒子，隐藏的维度，寻找超对称的证据(预测每一个粒子都有一个伙伴粒子)，寻找暗物质粒子的蛛丝马迹(暗物质粒子构成了占宇宙物质85%的不可见物质)，以及更多。我和我的同事正在研究的一件事是一种更通用的搜索策略，而不是寻找特定的信号。这就是我们发现意外的方式。人工智能也可以帮助这种通用的搜索方法。
在流感大流行期间，你在家里是怎么度过的?
我主要是一直在工作。我丈夫也是粒子物理学家，他的业余爱好是弹吉他，所以我们经常去听音乐会。我们不能再那样做了，但我们听的是后摇滚、前卫爵士、实验性电子音乐等等。我曾经弹钢琴，希望有一天能回到从前。我也计划很快去意大利看望我的父母。
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