Методы и технологии обработки данных в гетерогенных вычислительных средах

• В.В. Кореньков (ЛИТ ОИЯИ)

Room: Конференц-зал В докладе представлен обзор методов и технологий развития глобальной компьютерной инфраструктуры для хранения, обработки и анализа данных экспериментов на крупных научных установках (LHC, NICA, нейтринная программа и т.д.). Важнейшей частью масштабных научных проектов является развитие распределенных гетерогенных компьютерных систем (включая системы с экстрамассивным параллелизмом) для обработки, хранения, анализа экспериментальных данных, разработка и внедрение эффективных методов, алгоритмов и программного обеспечения для моделирования физических систем, математической обработки и анализа экспериментальных данных, развитие методов машинного обучения, аналитики Больших данных, квантовых вычислений. В докладе обосновывается необходимость создания научной коллаборации, объединяющей ключевые научные и образовательные институты, участвующие в масштабных научных проектах, включая подготовку высококвалифицированных кадров для этой деятельности.

Методы машинного обучения и интеллектуального анализа экспериментальных данных. История, проблемы, перспективы

• Г.А. Ососков (ЛИТ ОИЯИ)

Room: Конференц-зал В докладе дан краткий ретроспективный обзор методов машинного обучения и интеллектуального анализа экспериментальных данных в ходе их становления и применений, совместно с эволюцией экcпериментальной техники, измерительных и вычислительных средств в ОИЯИ, как до, так и после начала эры электронных измерений в физике высоких энергий. Приведены примеры возникавших математические проблемы, многие из которых остаются актуальными до сих пор. После краткого описания современных экспериментов с электронным съемом данных и основных этапов анализа данных в экспериментах ФВЭ изложение фокусируется на задачах трекинга - восстановления траекторий элементарных частиц по данным их измерений в трековых детекторах, как ключевой проблемы анализа данных в ФВЭ. Исходя из эволюции методов трекинга и с учетом современных коллайдерных технологий с высокой светимостью и быстрого развития вычислительных средств, делается вывод о неизбежности перехода методов трекинга на применение глубоких нейронных сетей. Кратко описаны различные типы глубоких нейросетей и проблемы их обучения, а также дополнительные проблемы, усложняющие трекинг из-за специфики детектирующих систем, применяемых в экспериментальных установках на коллайдере NICA ОИЯИ. В заключение подведены итоги и перспективы развития и применения методов машинного обучения и интеллектуального анализа данных в условиях бурного прогресса современных ускорительных технологий, экспериментальной электроники и средств вычислительной техники.

Детектирование аномалий нейронными сетями при поиске новой физики на коллайдерах

• П.В. Волков (НИИЯФ МГУ)
• А.Д. Заборенко (НИИЯФ МГУ)
• Л.В. Дудко (НИИЯФ МГУ)
• М.А. Перфилов (НИИЯФ МГУ)

Room: Конференц-зал Предлагаемый метод поиска новизны в данных демонстрирует эффективность традиционных глубоких нейронных сетей натренированных на точной модели сигнала и фона, но не требует модели сигнала новой физики при тренировке. Для демонстрации метода рассмотрены задачи поиска нейтральных токов меняющих аромат кварков и поиск сигнала темной материи в процессах с рождением топ-кварка в современных коллайдерных экспериментах.

Перенос обучения и комплексирование данных физических методов при нейросетевом решении обратных задач спектроскопии растворов

• И.В. Исаев (НИИЯФ МГУ, ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН)
• А.А. Гуськов (НИИЯФ МГУ, ФизФак МГУ)
• Т.А. Доленко (НИИЯФ МГУ, ФизФак МГУ)
• С.А. Доленко (НИИЯФ МГУ)
• К.А. Лаптинский (НИИЯФ МГУ)

Room: Конференц-зал В данной работе представлены результаты нейросетевого решения обратной задачи спектроскопии, заключающейся в определении концентраций ионов тяжелых металлов в воде по спектрам комбинационного рассеяния света, спектрам инфракрасного и оптического поглощения, а также посредством одновременного использования данных нескольких видов спектроскопии (комплексирование физических методов). Кроме того, рассматривался подход, основанный на переносе обучения, когда сети, предобученные на данных растворов, приготовленных с использованием дистиллированной воды, дообучались на данных растворов, приготовленных с использованием речной воды. Было показано, что использование обоих подходов позволяет повысить качество решения задачи на данных, полученных на основе речной воды.

Развитие проекта CompHEP: от LEP2 до LHC

• В.И. Саврин (НИИЯФ МГУ)
• Э.Э. Боос (НИИЯФ МГУ)
• В.Е. Буничев (НИИЯФ МГУ)
• Л.В. Дудко (НИИЯФ МГУ)
• М.Н. Дубинин (НИИЯФ МГУ)
• В.Ф. Еднерал (НИИЯФ МГУ)
• А.П. Крюков (НИИЯФ МГУ)

Room: Конференц-зал Рассмотрена история развития архитектуры пакета CompHEP и его применений в рамках физических программ ускорителей-коллайдеров.

Моделирование физических процессов в плотной и горячей ядерной среде

• Ю.Л. Калиновский (ЛИТ ОИЯИ)

Room: Конференц-зал Поиск кварк - глюонной плазмы и изучение свойств материи в критических условиях является актуальной задачей современной физики и входит в тематические планы существующих и будущих экспериментов по столкновению тяжелых ионов, например, таких как эксперимент НИКА (ОИЯИ, г. Дубна). Для моделирования фазовых переходов используются эффективные модели при конечных температурах и плотностях ядерной материи. Эти модели должны учитывать поведение физических наблюдаемых величин при изменении плотностей и температур ядерной материи. Такой анализ требует создания серьезного компьютерного обеспечения на уровне создания новых алгоритмов, методов расчета и пакетов программ.

Конфлюэнтные функции Гойна в теории черных дыр

• Э.Р. Рахметов (НИИЯФ МГУ)
• С.И. Кейзеров (НИИЯФ МГУ)
• И.П. Волобуев (НИИЯФ МГУ)

Room: Конференц-зал В докладе обсуждается применение функций Гойна в теории черных дыр. В частности, рассмотрена задача нахождения решений уравнения Клейна-Гордона для свободного массивного вещественного скалярного поля в пространстве-времени сферически симметричных черных дыр. Показано, что радиальную часть этого уравнения можно привести к виду конфлюэнтного уравнения Гойна, а соответствующие решения выразить через конфлюэнтные функции Гойна. Изучены асимптотики решений и выделены физически адекватные решения, отвечающие квантовым состояниям как финитного, так и инфинитного движения массивных скалярных частиц в гравитационных полях черных дыр. Показано, что энергетический спектр состояний обоих видов непрерывен, и их можно нормировать на дельта-функцию от энергии. Кратко обсуждается возможное дальнейшее применение результатов.

Универсальная алгебра Ли, параметры Вожеля и цветовые факторы в неабелевых калибровочных теориях

• А.П. Исаев (ЛТФ ОИЯИ)

Room: Конференц-зал Имеется интересный способ, предложенный Вожелем (Vogel), параметризации всех простых комплексных алгебр Ли с помощью трех параметров, которые определяются с точностью до общего множителя и перестановок. Мы покажем, как это описание возникает при рассмотрении расщепленных (поляризованных) операторов Казимира простых комплексных алгебр Ли. Для расщепленных (поляризованных) операторов Казимира (РОК) простых комплексных алгебр Ли в присоединенном представлении $T$ мы строим универсальные характеристические тождества. С помощью этих тождеств для всех простых алгебр Ли получены явные формулы для проекторов на инвариантные подпространства подпредставлений, которые содержатся в $T \otimes T$, $T^{\otimes 3}$ и $T^{\otimes 4}$. Эти проекторы и характеристические тождества для РОК рассматриваются с позиции универсального описания простых комплексных алгебр Ли в терминах параметров Вожеля. В случае, когда $T$ --присоединенное (или определяющее) представление, расщепленный оператор Казимира и его характеристические тождества, используются для явной записи цветовых факторов в неабелевых калибровочных теориях.

Специальная геометрия Бора - Зоммерфельда: построение конечномерных многообразий модулей

• Н.А. Тюрин (ЛТФ ОИЯИ)

Room: Конференц-зал Феномен Зеркальной симметрии в наиболее широком смысле понимается сегодня как некоторая двойственность между алгебраической и симплектической геометриями. В конкретных подходах к ЗС эта двойственность обычно представляется тем, что голоморфному векторному расслоения (или, более обще, когерентному пучку) в алгебраической геометрии соответствует лагранжево одмногообразие в симплектическом случае. Однако в алгебраическом случае всегда имеется конечность возможных деформацией объектов, откуда возникают конструкции конечномерных многообразий модулей, в то время как в симпелктическом случае пространство деформаций любого лагранжева подмногообразия как такового существенно бесконечномерна. В нашей программе специальной геометрии Бора - Зоммерфельда мы решаем эту проблему и выстраиваем концепцию конечномерных многообразий модулей, элементами которых являются классы лагранжевых подмногообразий для произвольного компактного алгебраического многообразия. Замечательным образом известные примеры показывают, что часто сами такие многообразия модулей являются алгебраическими многообразиями.