Mon assistant l’algorithme

Identification d’images, publicités ciblées, traduction automatique et demain voiture autonome : l’intelligence artificielle est en train de révolutionner notre mode de vie. Elle imprègne la physique des particules depuis un certain temps déjà, et a été massivement utilisée pour faire les dernières découvertes. Mais on peut aller encore plus loin.
La découverte du boson de Higgs a été annoncée par Atlas et CMS, les deux grandes expériences généralistes du LHC au Cern, en juillet 2012. Depuis, cette particule est étudiée en détail. Un point clé de ces études est la capacité de sélectionner les événements, c’est-à-dire l’enregistrement d’une collision de protons à haute énergie contenant probablement le boson de Higgs (le « signal ») parmi le tout venant des collisions (le « bruit de fond »). En l’occurrence, le bruit de fond est un milliard de fois plus fréquent que le signal. L’approche classique consiste à définir des critères précis pour les événements (présence de particules spécifiques, photons, électrons ou autres, énergies ou angles entre particules…) de telle sorte que l’échantillon final soit fortement enrichi en bosons de Higgs, qu’il ne reste plus qu’à mesurer.
L’approche faisant appel à l’intelligence artificielle est différente et consiste à définir des règles d’apprentissage pour que les critères soient calculés automatiquement par un algorithme en comparant des événements simulés du signal avec du bruit de fond. Dès les années 2000, l’algorithme des arbres de décision et ses nombreux avatars étaient utilisés, bien avant les débuts du LHC, par des expériences du Tevatron…