La collaborazione ATLAS al CERN ha appena rilasciato il primo set di dati aperto dalla corsa a più alta energia del Large Hadron Collider (LHC) a 13 teraelettronvolt (TeV). La nuova versione è stata sviluppata appositamente per l'educazione scientifica, sottolineando l'impegno di lunga data della collaborazione nei confronti di studenti e insegnanti che utilizzano dati ATLAS ad accesso aperto e strumenti correlati.

"La collaborazione ATLAS è orgogliosa di rendere pubblici questi dati per l'apprendimento avanzato, "dice Karl Jakobs, portavoce di ATLAS. "I nostri dati aperti di collisione ad alta energia, registrato durante la seconda corsa di LHC, fornire informazioni sul mondo reale dell'analisi della fisica delle particelle. Studenti, studiosi e persone interessate saranno in grado di riprodurre i risultati della fisica ATLAS in modo completamente realistico, comprendere da soli l'affascinante studio della natura al suo livello più profondo."

La collaborazione ATLAS rende pubblici 10 femtobarns inversi (fb ^–1 ) dei dati 13 TeV. Per contesto, questo corrisponde a circa 1 quadrilione di collisioni protone-protone (ovvero 1 seguito da 15 zeri), o 500, 000 hanno prodotto bosoni di Higgs. È anche approssimativamente la stessa quantità di dati utilizzata dalla collaborazione ATLAS per scoprire il bosone di Higgs nel 2012. Esplora ATLAS Open Data utilizzando il software e gli strumenti disponibili qui, o sul portale Open Data del CERN.

Accanto a nuovi impressionanti set di dati aperti, la collaborazione ATLAS ha anche rilasciato nuovi set di dati simulati, software di analisi basato sul web e offline, oltre a un'ampia documentazione e tutorial. "Questi sono gli strumenti del mestiere di un fisico delle particelle, permettendoci di passare dall'acquisizione di dati alle misurazioni fisiche e infine alla scoperta, "dice Arturo Sánchez Pineda, co-leader del team ATLAS Open Data (Università di Udine, ICTP e INFN, Italia). "I set di dati simulati consentono ai fisici di confrontare la teoria con i dati reali. Si basano su modelli teorici dei processi fisici previsti che si verificano nelle collisioni, insieme a una descrizione dettagliata del rivelatore ATLAS. Fornendo tali risorse, speriamo di responsabilizzare gli studenti, professori e autodidatti dedicati in tutto il mondo per imparare e insegnare la fisica sperimentale delle particelle, così come l'informatica dietro il campo."

"Scoperte fai da te"

Una delle caratteristiche più interessanti della nuova versione di ATLAS Open Data è la sua capacità di mettere gli studenti nel ruolo di scopritori. "Per la prima volta, gli studenti saranno in grado di "riscoprire" il bosone di Higgs (in tre diversi canali di decadimento) e potranno persino cercare tra i dati la fisica oltre il Modello Standard, come la materia oscura, " spiega Kate Shaw, co-leader del team ATLAS Open Data (Università del Sussex, UK.). "Queste nuove vie di studio miglioreranno notevolmente la comprensione del lato sperimentale dell'analisi dei dati, un vantaggio particolare per i ricercatori in erba".

Il team di ATLAS Open Data ha lavorato a stretto contatto con studenti e insegnanti durante lo sviluppo, curando attentamente il rilascio per garantire che gli studenti ottengano la migliore esperienza educativa immediatamente. "Volevamo sfruttare la nostra esperienza con il rilascio di dati aperti da 8 TeV fornendo analisi fisiche più complesse per lo studio e abbreviando il processo di configurazione richiesto, " afferma Leonid Serkin del team ATLAS Open Data (Università di Udine, ICTP e INFN, Italia). "Questa volta, gli studenti possono accedere ai set di dati, scrivi il codice di analisi e inizia a produrre risultati in pochi minuti con l'aiuto del cloud computing e di strumenti come il framework di analisi CERN ROOT. I milioni di eventi di collisione indipendenti da 13 TeV possono quindi essere analizzati da quasi tutti i computer commerciali".

Arricchire l'educazione fisica globale

Ogni anno, centinaia di studenti in ogni continente esplorano ATLAS Open Data come parte del loro curriculum. La loro portata può variare da progetti di scuola superiore di un giorno ad analisi approfondite per la loro tesi di Master.

Per esempio, all'Università di Montreal, Canada, Jean-François Arguin utilizza ATLAS Open Data per riprodurre un ambiente di ricerca più realistico per i suoi studenti universitari del secondo anno. "Fa un gradito cambiamento dall'imparare dai libri, è così che viene tradizionalmente insegnata la fisica, " spiega. "Utilizzando ATLAS Open Data, gli studenti trascorrono tre settimane a ricreare le principali scoperte di particelle della fine del XX secolo:il bosone Z, Bosone W e quark top. Il processo sviluppa le loro capacità di ricercatori, che non sempre sono correlati a quelli che si sviluppano attraverso i corsi tradizionali."

Anche la preparazione degli studenti per il lavoro di ricerca è una parte importante del programma dell'Università di Lund (Svezia). Là, Else Lytken e Caterina Doglioni dividono i loro studenti universitari in mini gruppi di analisi, ciascuno incentrato su un'analisi ATLAS Open Data. "Una parte importante di questo corso è la ricostruzione e l'identificazione delle particelle, così come la comprensione delle strategie di analisi, " afferma Lytken. "ATLAS Open Data svolge un ruolo chiave nell'introdurre gli studenti a questi concetti e nel farli sentire dei fisici".

Ora, studenti e insegnanti guardano alle possibilità del 13 TeV. "Gli studenti non vedono l'ora di mettere le mani su un bosone di Higgs, " aggiunge Doglioni. "È una prospettiva incredibilmente eccitante:seguire le tracce di quella famosa scoperta, usando i dati reali dell'esperimento che l'ha trovata."

Mentre il mondo dà una prima occhiata ai dati aperti a 13 TeV, la Collaborazione ATLAS sta già preparando la sua prossima versione di contenuti educativi. Attendo con ansia altri strumenti, tutorial e analisi da pubblicare quest'anno, mentre il progetto ATLAS Open Data continua a crescere.