КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-72-00098
НазваниеПоиск процессов ассоциативного рождения бозона Хиггса и новых скалярных резонансов в протон-протонных соударениях на Большом адронном коллайдере
Руководитель Мандрик Пётр Сергеевич, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение "Институт физики высоких энергий имени А.А. Логунова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" , Московская обл
Конкурс №60 - Конкурс 2021 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-101 - Физика элементарных частиц
Ключевые слова глубокое обучение, бозон Хиггса, нейронные сети, классификация событий
Код ГРНТИ29.00.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Развитие методов машинного обучения применительно к задаче поиска проявлений новой физики является актуальным направлением разработки инструментария в физике высоких энергий в последние десятилетия. Нейронные сети с глубоким обучением и классификаторы на основе BDT нашли широкое применение в анализе данных экспериментов Большого адронного коллайдера при реконструкции кинематики событий на основе отклика детектора, меченьи струй, разделении сигнальных и фоновых событий. Последующий прогресс в повышении эффективности реконструкции и чувствительности экспериментов связывают с дальнейшим развитием данных методов. Темой данного проекта является разработка, исследование и применение методов машинного обучения для поиска проявлений новой физики в сигнатуре событий с резонансным рождением бозона Хиггса и нового скалярного резонанса в протон-протонных взаимодействиях на Большом адронном коллайдере. Поиск дополнительных нейтральных скалярных резонансов является важной частью программы по исследованию сектора бозонов Хиггса на Большом адронном коллайдере. Поиск резонансов в событиях с ассоциативным рождением бозона Хиггса H(125) мотивирован рядом теоретических моделей, в частности, NMSSM и моделью с дополнительными размерностями, расширяющих Стандартную модель (СМ). Так, в NMSSM предполагается существование двух дополнительных CP-чётных бозонов X и Y с возможной преобладающей цепочкой рождения pp→Y→XH. Рассматриваемый процесс обладает богатым набором конечных состояний, в частности, наиболее перспективными является рассмотрение событий, в которых бозон Хиггса распадается на пару фотонов или пару b-кварков. При этом X-бозон, в зависимости от своей массы, может распадаться на СМ частицы, такие, как пара фотонов, пара b-кварков или пара t-кварков. Исследование реакции pp→Y→XH рождения является актуальным направлением для исследований, в частности, в текущий момент в коллаборации CMS Большого адронного коллайдера ведутся поиски в конечных состояниях с четыремя b-кварками, двумя b-кварками и 2 фотона, двумя b-кварками и двумя тау-лептонами. Нами предполагается рассмотреть данный процесс модельно-независимо, путём поисков резонансного сигнала и аномальных событий в конечном состояния с парой b-кварков и продуктов распада пары t-кварков. Данное конечное состояние будет рассмотрено впервые. Впервые будет рассмотрена задача поиска аномальных событий в данном конечном состоянии на основе различных методов тренировки, включающих обучение на данных из контрольного региона и обучение на модельно описанных фоновых событий, полученных методом Монте-Карло. Будет произведено исследование и оптимизация архитектуры методов машинного обучения типа нейронной сети с глубоким обучением с учётом существующих систематических неопределённостей при измерении наблюдаемых и моделируемых величин.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ