“十四五”時(shí)期是我國加快建設(shè)創(chuàng)新型國家和世界科技強(qiáng)國的重要五年時(shí)期。 為響應(yīng)國家加強(qiáng)高水平科研成果的宣傳，提高學(xué)術(shù)成果的質(zhì)量和傳播，加強(qiáng)學(xué)術(shù)交流，促進(jìn)有組織的科研活動(dòng)的發(fā)展，進(jìn)一步提高青年師生的科研水平為充實(shí)科研后備力量，學(xué)院現(xiàn)擬開設(shè)科研成果推廣專欄。
本欄目將刊登我校師生的科研成果、學(xué)術(shù)會(huì)議和論壇的組織和參與情況以及獲獎(jiǎng)情況等，以展示我校在各領(lǐng)域的研究實(shí)力和學(xué)術(shù)水平，以便教師學(xué)生可以更加積極地參與科研工作。 ，為學(xué)院的科研發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。
近年來，隨著人工智能的快速發(fā)展，基于深度學(xué)習(xí)的技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域取得了重大進(jìn)展。 從圖像識(shí)別、語音處理到自然語言處理，深度學(xué)習(xí)展現(xiàn)了其強(qiáng)大的潛力。 在高能物理和粒子物理領(lǐng)域，深度學(xué)習(xí)技術(shù)也展現(xiàn)出優(yōu)異的表現(xiàn)物理學(xué)家成就，為物理學(xué)家提供了新的視角和方法。 近年來，王少波老師帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)利用深度學(xué)習(xí)研究了Xe-136-III實(shí)驗(yàn)中無中微子雙β衰變（0νββ）的物理特征提取。 通過深度學(xué)習(xí)方法研究0νββ潛在的有限物理特征，并基于該特征優(yōu)化神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在機(jī)器學(xué)習(xí)工作的可解釋性和理解0νββ的物理本質(zhì)方面取得進(jìn)展。
無中微子雙β衰變（0νββ）是一種罕見的過程，其中原子核同時(shí)經(jīng)歷兩次β衰變，產(chǎn)生兩個(gè)電子和兩個(gè)反電子中微子。 它的半衰期超過1026年，是一個(gè)非常罕見的衰變過程。 0νββ的實(shí)驗(yàn)研究是國際上的熱門話題。 它可以對(duì)中微子的馬約拉納性質(zhì)做出決定性的判斷，同時(shí)為宇宙中物質(zhì)和反物質(zhì)的不對(duì)稱性提供解釋。 -III實(shí)驗(yàn)（圖1）采用高壓氣體氙時(shí)間投影室技術(shù)尋找氙136的0νββ過程。 作為下一代0νββ實(shí)驗(yàn)，-III可以記錄粒子的能量和三維軌跡信息，并可以通過粒子軌跡拓?fù)湫畔⒑Y選罕見的0νββ事件。 -III實(shí)驗(yàn)是目前全球首個(gè)建成的100公斤級(jí)0νββ實(shí)驗(yàn)探測(cè)器，將安裝在中國錦屏地下實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行科學(xué)研究。
圖1：內(nèi)置III傳感器照片和氙136無中微子雙β衰變示意圖。
無中微子雙β衰變極為罕見，預(yù)計(jì)每年-III百公斤探測(cè)器
圖2：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不同卷積核提取軌跡輪廓，
能量和投影等過程的示例。
圖 3：無中微子雙 β 衰變信號(hào)識(shí)別顯著性與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)最后一層卷積核的分布（點(diǎn)圖）。 這個(gè)結(jié)果比其他方法高出70%。 同時(shí)，當(dāng)卷積核數(shù)量為8時(shí)達(dá)到最佳，這表明粒子軌跡中用于信號(hào)識(shí)別的物理特征有限。 減少神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的冗余同時(shí)可以提高效率。 提高識(shí)別醒目度。
該成果由來自巴黎上海交通大學(xué)工程學(xué)院的三名學(xué)生夏尚寧、黃綏智和徐鑫在本科階段完成。 指導(dǎo)教師為王少波副教授和陳迅副研究員。 巴黎工程學(xué)院是第一完成單位和相應(yīng)單位。 該結(jié)果“for-III”發(fā)表于G: 和 (J. Phys. G: Nucl. Part. Phys. 50:)。 其中，早期成果受邀??參加2020年8月在美國舉行的暗與（DANCE）2020國際會(huì)議，夏尚寧、黃穗智在同名會(huì)議上做了主題報(bào)告。 該工作得到了國家自然科學(xué)基金委和國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的支持。
深度學(xué)習(xí)在無中微子雙β衰變模擬實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用為物理學(xué)家提供了一種新工具，可以更準(zhǔn)確、更有效地檢測(cè)這種理論衰變事件。 同時(shí)，本研究也為其他跨學(xué)科研究提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。 這種跨學(xué)科合作為未來的科學(xué)研究開辟了新的道路，并預(yù)示著更多創(chuàng)新研究的到來。
作者|簡介|簡介
夏尚寧
巴黎工程師學(xué)院碩士學(xué)位二年級(jí)
目前作為交換生在巴黎電信學(xué)習(xí)。 本科期間，通過PRP參與了-III相關(guān)項(xiàng)目的研究物理資源網(wǎng)，并于2020年8月受邀在Dark- and (DANCE) 2020上做主題報(bào)告。研究生期間，我的研究方向是圖像生成、計(jì)算機(jī)視覺中的物體姿態(tài)估計(jì)和 3D 重建。
黃穗芝
巴黎工程師學(xué)院碩士學(xué)位二年級(jí)
本科期間參與了-III相關(guān)項(xiàng)目，并于2020年8月受邀在Dark- and (DANCE) 2020做主題報(bào)告。研究生期間主要研究方向?yàn)槎嗳蝿?wù)學(xué)習(xí)、聯(lián)邦學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)視覺中的醫(yī)學(xué)圖像分析等。 目前，他已提交四篇論文。
徐新
巴黎工程師學(xué)院碩士學(xué)位二年級(jí)
本科期間參加-III相關(guān)項(xiàng)目，2021-2023年赴法國進(jìn)行雙學(xué)位交換。在法國實(shí)習(xí)期間，主要研究圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及生物學(xué)與計(jì)算機(jī)科學(xué)的交叉。 研究生期間物理學(xué)家成就，我的主要研究方向是社交網(wǎng)絡(luò)、時(shí)間序列預(yù)測(cè)等。
結(jié)尾
文章原文鏈接
來源｜巴黎卓越工程學(xué)院科研專欄
提供文案｜王少波
編輯｜徐志堯
