用深度学习和Keras解码宇宙信号

摘要

本文介绍深度学习和Keras在天体粒子物理中日益重要的作用。该领域研究宇宙信使粒子——来自黑洞、中子星、活动星系、超新星等极端天体的原子核、电子、高能光子和中微子。现代观测站常覆盖数千平方公里，产生远超传统分析方法处理能力的海量数据。深度学习有望提高仪器灵敏度、揭示隐藏模式并搜索异常信号，帮助回答宇宙结构和物质基本性质等问题。天体粒子物理将天文学延伸至最高能区，观测伽马射线、带电原子核、中微子及最近的引力波；多信使联合观测为宇宙打开了新窗口，但高能区的量子与粒子相互作用效应会根本改变观测方式，单个高能粒子已无法直接探测。