U bent hier

Large Hadron Collider in het CERN

Om het heelal beter te begrijpen is het cruciaal om meer kennis te vergaren over de elementaire deeltjes zoals elektronen en quarks, en hoe ze interageren.

Dr. Seth Moortgat, wetenschapper aan het Interuniversity Institute For High Energies van de VUB en ULB ontwikkelde met inzet van Artificial Intelligence twee innovatieve methodes die werden ingezet in het CERN.

Met de eerste methode kunnen verschillende soorten van deze  quarks makkelijker geïdentificeerd worden. De tweede methode verhoogt de gevoeligheid van de data-analyse bij het vergelijken van de resultaten, waardoor de theoretische modellen sneller kunnen geverifieerd en mogelijks uitgesloten. Hierdoor is men weer een stap dichter is bij het opsporen van nog onbekende natuurfenomenen. Moortgat werd selecteerd voor de prestigieuze Lindau Nobel Laureate meeting begin juli, waaraan dit jaar 39 Nobelprijswinnaars in de fysica deelnemen.

To better understand the universe, it is crucial to gain more knowledge about the elementary particles such as electrons and quarks - and how they interact. Using Artificial Intelligence, Dr. Seth Moortgat, a scientist at the Interuniversity Institute for High Energies of the VUB and ULB, developed two innovative methods that were used at CERN. The first method makes it easier to identify different types of these quarks. The second method increases the sensitivity of the data analysis when comparing the results, allowing the theoretical models to be verified faster and possibly excluded. Because of this, science is one step closer to tracing still unknown natural phenomena. Moortgat was nominated for the prestigious Lindau Nobel Laureate meeting at the beginning of July, in which 39 Nobel Prize winners in physics will participate this year.

 

In het CERN, het  Europees onderzoekslaboratorium voor elementaire deeltjesfysica,  staat de krachtigste deeltjesversneller op aarde, de Large Hadron Collider (LHC), waarin men protonen tot record-energieën versnelt en tegen elkaar laat botsen. Met die botsingen bootst men omstandigheden na van een fractie van een seconde na de Oerknal (Big-Bang). Hier begint de zoektocht naar nog onbekende natuurfenomenen. Seth Moortgat werkt hieraan mee, op zoek naar mysteries zoals donkere materie:

 

 “Het Standaardmodel van de deeltjesfysica beschrijft de elementaire bouwstenen van het universum en de krachten die verantwoordelijk zijn voor de interacties tussen deze deeltjes. De ontdekking van het Brout-Englert-Higgs deeltje in 2012 was de laatste mijlpaal om dit model te vervolledigen. Maar het model is niet volledig, omdat het er niet in slaagt om fenomenen zoals donkere materie, de massa van neutrino’s of zelfs zwaartekracht te beschrijven,” verklaart Dr. Seth Moortgat.

 

Moortgat voert fundamenteel onderzoek naar fenomenen, die zich zouden kunnen schuilhouden achter de interacties tussen de drie zwaarste materiedeeltjes, charm quarks, bottom quarks en top quarks. Hij ontwikkelde innovatieve algoritmes met Machine Learning (het principe achter artificiële intelligentie: zelflerende machines die men kan trainen om specifieke patronen te herkennen in grote hoeveelheden data ) om de verschillende soorten quarks in de detector te kunnen identificeren en van elkaar te onderscheiden.

“Met de ontwikkeling van innovatieve Machine Learning methodes kunnen we nu meten hoe vaak deze drie zwaarste quarks samen worden geproduceerd in de miljarden deeltjesbotsingen die elke seconde in de LHC plaatsvinden.” Met deze waarnemingen ging Moortgat dan weer via AI aan de slag om vanuit de meetresultaten een groot deel nieuwe fysica modellen uit te sluiten: “Het uitsluiten van modellen is enorm belangrijk om te kunnen doorgronden welke natuurfenomenen we vandaag blijkbaar nog over het hoofd zien.”

 

De resultaten van zijn onderzoek verschenen in het gerenommeerde Journal for High Energy Physics. Moortgat werd geselecteerd om deel te nemen aan de 69e editie van de prestigieuze internationale Lindau Nobel Laureate meetings. Begin juli 2019 zal hij de kans krijgen om samen met een selecte groep van 600 jonge wetenschappers van over heel de wereld deel te nemen aan open discussies met een veertigtal Nobelprijswinnaars in de fysica.

 

Links:
Doctoraatsthesis Seth Moortgat: https://cds.cern.ch/record/2676133
Publicatie  Journal for High Energy Physics: https://link.springer.com/article/10.1007/JHEP11(2018)131
CMS experiment CERN: https://home.cern/science/experiments/cms
69e Lindau Nobel Laureate meeting: https://www.mediatheque.lindau-nobel.org/meetings/2019