ATLAS Collaboration vid CERN har just släppt den första öppna datamängden från Large Hadron Colliders (LHC) högsta energikörning vid 13 teraelektronvolt (TeV). Den nya utgåvan är speciellt utvecklad för naturvetenskaplig utbildning, som understryker samarbetets långvariga engagemang för studenter och lärare som använder ATLAS-data och relaterade verktyg med öppen tillgång.

"ATLAS Collaboration är stolta över att offentliggöra dessa data för avancerad inlärning, säger Karl Jakobs, ATLAS talesman. "Vår högenergikollision öppnar data, registrerades under den andra körningen av LHC, ge insikt i den verkliga världen av partikelfysikanalys. Studenter, forskare och intresserade människor kommer att kunna reproducera ATLAS-fysikresultat på ett fullt realistiskt sätt, förstå själva det fascinerande studiet av naturen på dess djupaste nivå. "

ATLAS Collaboration offentliggör 10 omvända femtobarn (fb ^–1 ) av de 13 TeV-data. För sammanhang, detta motsvarar cirka 1 kvadrillion proton-protonkollisioner (det är 1 följt av 15 nollor), eller 500, 000 producerade Higgs-bosoner. Det är också ungefär samma mängd data som ATLAS Collaboration använde för att upptäcka Higgs-bosonen 2012. Utforska ATLAS Open Data med hjälp av programvaran och verktygen som finns här, eller på CERN Open Data Portal.

Förutom imponerande nya öppna datamängder, ATLAS Collaboration har också släppt nya simulerade datamängder, webbaserad och offline analysprogramvara, samt omfattande dokumentation och handledningar. "Detta är verktygen för en partikelfysikers handel, så att vi kan gå från datatagning till fysikmätningar och så småningom upptäcka, " säger Arturo Sánchez Pineda, medledare för ATLAS Open Data-teamet (University of Udine, ICTP och INFN, Italien). "Simulerade datauppsättningar gör det möjligt för fysiker att jämföra teori med verklig data. De är baserade på teoretiska modeller av de förväntade fysikprocesser som äger rum i kollisionerna, tillsammans med en detaljerad beskrivning av ATLAS-detektorn. Genom att tillhandahålla sådana resurser, vi hoppas kunna ge eleverna makt, professorer och hängivna självlärare över hela världen för att lära sig och lära ut experimentell partikelfysik, såväl som datavetenskapen bakom området."

"Gör-det-själv upptäckter"

En av de mest spännande funktionerna i den nya ATLAS Open Data-versionen är dess förmåga att sätta eleverna i rollen som upptäckaren. "För första gången, studenter kommer att kunna "återupptäcka" Higgs-bosonen (i tre olika sönderfallskanaler) och kan till och med söka igenom data efter fysik bortom standardmodellen, som mörk materia, "förklarar Kate Shaw, medledare för ATLAS Open Data-teamet (University of Sussex, STORBRITANNIEN.). "Dessa nya vägar för studier kommer att avsevärt öka förståelsen för den experimentella sidan av dataanalys - en särskild fördel för spirande forskare."

ATLAS Open Data-teamet arbetade nära elever och lärare under utvecklingen, noggrant kurerar releasen för att säkerställa att eleverna får den bästa pedagogiska upplevelsen direkt ur lådan. "Vi ville bygga vidare på vår erfarenhet av de 8 TeV -öppna dataframsläpp genom att tillhandahålla mer komplexa fysikanalyser för studier och förkorta den nödvändiga installationsprocessen, säger Leonid Serkin från ATLAS Open Data-teamet (University of Udine, ICTP och INFN, Italien). "Den här gången, studenter kan komma åt datamängderna, skriva analyskod och börja producera resultat inom några minuter med hjälp av molndatorer och verktyg som CERN ROOT -analysramen. De miljontals oberoende 13 TeV-kollisionshändelserna kan således analyseras från nästan vilken kommersiell dator som helst."

Berikande global fysikutbildning

Varje år, hundratals studenter på alla kontinenter utforskar ATLAS Open Data som en del av sin läroplan. Deras omfattning kan sträcka sig från endagsgymnasieprojekt till djupgående analyser för deras masteruppsats.

Till exempel, vid universitetet i Montréal, Kanada, Jean-François Arguin använder ATLAS Open Data för att reproducera en mer realistisk forskningsmiljö för sina andraårsstudenter. "Det gör en välkommen förändring från att lära av böcker, vilket är hur fysik traditionellt lärs ut, " förklarar han. "Med ATLAS Open Data, eleverna ägnar tre veckor åt att återskapa de stora partikelfyndigheterna i slutet av 1900-talet:Z-bosonen, W boson och toppkvark. Processen utvecklar sina färdigheter som forskare, som inte alltid är korrelerade med de de utvecklar genom traditionella kurser."

Att förbereda studenter för forskningsarbete är också en viktig del av Lunds universitets (Sverige) program. Där, Else Lytken och Caterina Doglioni delar in sina studenter i minianalysgrupper, var och en fokuserar på en ATLAS Open Data-analys. "En viktig del av denna kurs är rekonstruktion och identifiering av partiklar, samt förståelse för analysstrategier, " säger Lytken. "ATLAS Open Data spelar en nyckelroll i att introducera eleverna till dessa koncept samtidigt som de låter dem känna sig som en fysiker."

Nu, elever och lärare riktar blicken mot möjligheterna med 13 TeV. "Eleverna kan inte vänta på att få tag på en Higgs-boson, " tillägger Doglioni. "Det är en otroligt spännande framtid:att följa stegen i den berömda upptäckten, med riktiga data från experimentet som hittade det."

Medan världen tar sin första titt på 13 TeV öppna data, ATLAS Collaboration förbereder redan sin nästa release av utbildningsinnehåll. Ser fram emot fler verktyg, handledningar och analyser som kommer att publiceras i år, eftersom ATLAS Open Data-projektet fortsätter att växa.