Méta-analyse ouverte en physique des particules – OpenMAPP

Le Grand Collisionneur de Hadrons (LHC), tout comme les autres grandes expériences de physique des particules passées, présentes et futures, représente de vastes investissements publics. Cependant, si les mécanismes d'analyse des données et de publication de telles expériences sont suffisants pour des cibles bien définies telles que la découverte du boson de Higgs en 2012 (et des bosons W, Z et du gluon auparavant), ils limitent notre capacité à explorer des phénomènes plus subtils.

Au cours des 10 dernières années, le LHC a publié de nombreuses analyses testant les limites du modèle standard (SM), le paradigme central établi mais incomplet de la physique des particules. Chaque article a statistiquement réfuté certains modèles simplifiés de physique au-delà du SM, mais de tels modèles ne sont pas a priori plus probables que des modèles plus complexes : ces derniers présentent un mélange de phénomènes nouveaux simplifiés, mais chacun à une intensité plus faible, et ne possèdent donc pas une seule caractéristique. Pour étudier de tels modèles de signaux dispersés, une nouvelle approche de l'exploitation des données du LHC est nécessaire : combiner les mesures caractéristiques d'événements différents dans des méta-analyses holistiques.

Ce projet constitue une étape vers la construction de l'infrastructure nécessaire à ce changement. Il permettra aux expériences de fournir des versions lisibles et exécutables de la logique d'analyse des données grâce à des améliorations d'un langage approprié et de logiciels d'analyse d'événements. Il connectera ces outils aux référentiels publics de données et de métadonnées de recherche. Il fournira des interfaces communes pour contrôler les analyses préservées dans les multiples outils, et pour combiner statistiquement les milliers de mesures et évaluer les combinaisons menant aux conclusions les plus puissantes. Au début de la 3e grande campagne de collecte de données du LHC, il est temps de mettre en place cette machinerie et cette culture, afin que l'héritage du LHC soit publiquement préservé pour que tous puissent le réutiliser.

Le projet vise à améliorer la façon dont les données d'analyse publiques des expériences de physique des particules peuvent être combinées et réutilisées pour tester les théories de nouvelle physique, ce qui concerne également l'astrophysique, la cosmologie, et les recherches directes de la physique nucléaire sur la matière noire. L'intérêt de combiner les informations provenant de différentes analyses a été mis en évidence dès le début du programme du LHC, car les premières données expérimentales se sont avérées cruciales pour l'amélioration des modèles de physique des particules. L'énorme output scientifique, la plus grande complexité des modèles et la précision accrue du programme complet du LHC nécessitent de poursuivre cette approche d'une manière plus systématique et évolutive, ouverte à l'ensemble de la communauté et incluant l'utilisation d'ensembles de données de référence.

Les technologies clés (DOI minting et tracking, API Web RESTful, hébergement avec contrôle de version et intégration continue, conteneurisation) sont devenues matures au cours des 5 dernières années. La physique des particules a déjà établi des référentiels de données et de publications ouvertes. Le lien crucial entre ceux-ci et les préservations de la logique d'analyse doit cependant encore être établi, tout comme la normalisation de la culture consistant à fournir de telles préservations et à s'engager dans les principes FAIR pour les données scientifiques ouvertes. Les physiciens individuels sont généralement enthousiasmés par de tels idéaux, comme en témoigne l'adoption de politiques de données ouvertes dans les laboratoires de physique des particules et la préservation des configurations complètes des logiciels de collision. Un effort explicite et financé est cependant nécessaire pour éliminer les barrières techniques, et rendre ces comportements plus accessibles.