理学院 ATLAS 实验团队在物理分析技术创新方面取得重要进展

2024年3月10日，欧洲核子研究中心（CERN）报道了我院ATLAS 团队深入参与的《利用分析复用技术扩展 ATLAS物理研究范围》的最新研究进展。该研究在 ATLAS 实验环境下开发了分析留存和复用软件框架（RECAST）以及分析复现化软件平台（REANA），并将新技术首次大规模应用到实际物理分析，极大推动了ATLAS实验上关于唯像最小超对称模型（pMSSM）的相关研究（如图 1所示）。

                                                                                                                 图 1：ATLAS 实验中 pMSSM 模型最新相关研究结果图

RECAST采用工作流语言技术来支持复杂的分析逻辑，并使用Linux容器来创建可分发的“镜像”快照，从而完整地保留探测器级别物理分析的工作流逻辑和完整的软件环境。这使得在新物理寻找中重复使用预留存的分析结果成为可能。REANA是基于云计算环境原生技术的分析复现化平台，它能够有效地在数千个计算核心上扩展由工作流语言描述的容器化工作载荷。

结合RECAST技术和REANA技术，使得同样由我院ATLAS团队深入参与的ATLAS pMSSM分析能够利用有限的计算能力在短时间内完成完整的分析过程（如图 2 所示），从而加快分析迭代并提高效率，克服了以往在大规模数据处理和分析中遇到的重大挑战。

                                                                                                          图 2：REANA 平台均衡 pMSSM 模型相关研究作业示意图

该项研究的成果不仅扩大了我们的分析范围，提供了更全面的视角而且开创了一种全新的分析组合范式。这标志着我们在未来LHC Run3及以后的研究中，将能够利用更少的资源进行更先进的组合分析，从而全面提升对新物理的灵敏度。
随着这些强大且灵活的分析技术的不断成熟和在LHC上的实践考验我们正迈向一个新的科研时代，其中分析的复用性和可再现性将大大促进物理学界探索未知的能力。这不仅是技术上的突破，也是对未来物理学研究方法论的一次重大革新。有道是，磨刀不误砍柴工，我院ATLAS团队在此项研究上获得的成就让我们能够更好地在探索未知的道路上披荆斩棘。

原文链接：
https://ep-news.web.cern.ch/content/extending-atlas-physics-reach-analysis-reuse-technology

延伸阅读：

1、ATLAS Collaboration, ATLAS Run 2 searches for electroweak production of supersymmetric particles interpreted within the pMSSM, arXiv:2402.01392 （已投稿至 JHEP）

2、Kyle Cranmer, Itay Yavin, RECAST: Extending the Impact of Existing Analyses, JHEP 1104:038,2011

3、Marco Donadoni, Matthew Feickert, Lukas Heinrich, Yang Liu, Audrius Mečionis, Vladyslav Moisieienkov, Tibor Šimko, Giordon Stark, Marco Vidal García, Scalable ATLAS pMSSM computational workflows using containerised REANA reusable analysis platform,       arXiv:2403.03494（已投稿至EPJ Web of Conferences）

4、Chen, X., Dallmeier-Tiessen, S., Dasler, R. et al, Open is not enough, Nature Phys 15, 113–119 (2019)