Detector dobóson de Higgs

O bóson de Higgs aparece em cerca de uma colisão em um bilhão e se desintegra logo em seguida. Este modelo aprende a identificar esses eventos raros. Role para baixo para ver como funciona e experimente você mesmo.

clique para disparar uma colisão · mova o cursor para curvar os traços

role para explorar_
01

As colisões

250.000 colisões do detector ATLAS, cada uma já rotulada como sinal (um Higgs) ou fundo (todo o resto). É com isso que o modelo aprende.

colisões para aprender
conjunto de treino
são sinal
85.667 eventos
medidas físicas
17 medidas · 13 derivadas
eventos a classificar
enviados ao Kaggle
02

Escolha um limiar

O modelo dá a cada evento uma nota de 0 a 1, em que quanto maior, mais parecido com um Higgs. Você define o limiar: tudo acima dele é marcado como sinal. Arraste e observe o equilíbrio. Marque de menos e perde Higgs reais; marque demais e o fundo passa. A nota AMS (do inglês Approximate Median Significance, «significância mediana aproximada», a métrica da competição) recompensa o melhor equilíbrio.

3.58
nota AMS
quanto maior, melhor
35%
Higgs capturados
de todo o sinal real
1.1%
alarmes falsos
fundo marcado

onde os eventos caem

00.51nota do modelo: baixa = fundo, alta = sinal
sinal fundozona pêssego = marcado como sinal

AMS neste limiar

1234limiar →
limiar0.037
Arraste a linha, a curva ou o controle. Medido em 25% reservado; o 3.71 em destaque é a média de 5 divisões.
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Dois modelos

Treinei dois tipos de modelo com os mesmos exemplos e avaliei da mesma forma. As árvores com gradient boosting (XGBoost) ficaram um pouco à frente da rede neural (um perceptron multicamadas, ou MLP) aqui; comum nesse tipo de problema em formato de tabela.

XGBoostescolhidoAMS 3.710 ± 0.192
melhor limiar 0.062
PyTorch MLPAMS 3.515 ± 0.155
melhor limiar 0.021
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O que mais importa

Estas são as medidas em que o modelo mais se apoiou. A massa estimada das duas partículas tau se destaca de longe, exatamente o que a física prevê.

DER_mass_transverse_met_lep
0.163
DER_mass_MMC
0.123
PRI_tau_pt
0.093
DER_mass_vis
0.070
DER_deltaeta_jet_jet
0.056
DER_pt_ratio_lep_tau
0.047
DER_mass_jet_jet
0.036
DER_met_phi_centrality
0.036
DER_pt_h
0.032
DER_deltar_tau_lep
0.032
DER_prodeta_jet_jet
0.030
PRI_lep_eta
0.025

DER_mass_MMC é a estimativa do modelo para a massa combinada das duas partículas tau, de longe o indício mais forte de que uma colisão foi um Higgs.