En las últimas décadas, el aumento exponencial de la potencia de la computadora y el aumento de la calidad de los algoritmos ha permitido que los físicos teóricos y de partículas realicen simulaciones más complejas y precisas de partículas fundamentales y sus interacciones. Si aumenta el número de puntos de la redEn una simulación, se hace más difícil distinguir la diferencia entre el resultado observado de la simulación y el ruido circundante. Un nuevo estudio realizado por Marco Ce, un físico con sede en el Helmholtz-Institut Mainz en Alemania y publicado recientemente en EPJ Plus , describe una técnica para simular conjuntos de partículas que son 'grandes' al menos según los estándares de la física de partículas. Esto mejora la relación señal-ruido y, por lo tanto, la precisión de la simulación; crucialmente, también se puede usarpara modelar conjuntos de bariones: una categoría de partículas elementales que incluye los protones y neutrones que forman los núcleos atómicos.
Las simulaciones de Ce emplean un algoritmo de Monte Carlo: un método computacional genérico que se basa en el muestreo aleatorio repetido para obtener resultados numéricos. Estos algoritmos tienen una amplia variedad de usos, y en física matemática son particularmente adecuados para evaluar integrales complicadas y parasistemas de modelado con muchos grados de libertad.
Más precisamente, el tipo de algoritmo de Monte Carlo utilizado aquí implica muestreo de varios niveles. Esto significa que las muestras se toman con diferentes niveles de precisión, lo que es menos costoso desde el punto de vista computacional que los métodos en los que la precisión del muestreo es uniforme. Multi-nivelLos métodos de Monte Carlo se han aplicado previamente a conjuntos de bosones la clase de partícula que, evidentemente, incluye la ahora famosa partícula de Higgs, pero no a los fermiones más complejos. Esta última categoría incluye electrones y bariones: todos loscomponentes principales de la materia 'cotidiana'.
Ce concluye su estudio señalando que existen muchos otros problemas en la física de partículas en los que la computación se ve afectada por las altas relaciones señal / ruido, y que podrían beneficiarse de este enfoque.
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