KI-Forschung für präzisere Teilchenphysik-Simulationen gefördert
zukunft.niedersachsen fördert Göttinger Projekt von Dr. Timo Janßen
Die Universität Göttingen erhält rund 1,8 Millionen Euro für eine neue KI-Forschungsgruppe im Programm „KI-Forschungsgruppen Niedersachsen“ von zukunft.niedersachsen. Das fünfjährige Projekt „Production-ready AI for unbiased simulation in high energy physics“ wird von Dr. Timo Janßen am Institut für Theoretische Physik geleitet. Ziel ist es, Computersimulationen hochenergetischer Teilchenkollisionen deutlich zu beschleunigen und zugleich die wissenschaftliche Genauigkeit zu erhalten, die für die Forschung am Large Hadron Collider am CERN und dessen bevorstehender Hochluminositätsphase unverzichtbar ist.Solche Simulationen helfen Teilchenphysikerinnen und Teilchenphysikern, theoretische Vorhersagen mit experimentellen Daten zu vergleichen und nach neuen Phänomenen zu suchen. Die sehr große Zahl verlässlicher simulierter Ereignisse, die moderne Experimente benötigen, erfordert jedoch enorme Rechenleistung. Das Göttinger Team entwickelt vertrauenswürdige KI-Methoden, die zentrale Schritte dieser Simulationen beschleunigen, ohne die Ergebnisse zu verfälschen. Ein zentrales Ergebnis wird eine modulare Softwarebibliothek sein, die die neuen Methoden über stabile Schnittstellen, Dokumentation und Vergleichstests für etablierte Simulationsprogramme nutzbar macht.
„Die nächste Generation von Teilchenbeschleuniger-Experimenten wird uns mit Datenmengen von bisher ungekanntem Umfang konfrontieren“, sagt Janßen. „Unser Ziel ist es, KI nicht als Black Box einzusetzen, sondern als verlässlichen Beschleuniger für physikalische Simulationen: für schnellere Berechnungen, geringere Rechenkosten und vor allem Ergebnisse, denen Forschende vertrauen können.“ Das Projekt ist eng mit dem Campus-Institut Data Science (CIDAS) verbunden; Janßen erhielt zuvor ein CIDAS Fellowship, das ihm dabei half, diese neue Förderung einzuwerben. Zudem nutzt die Gruppe Rechenexpertise und Infrastruktur der GWDG, einschließlich Ressourcen im Umfeld des NHR-Nord.
„Dieser Erfolg unterstreicht die Stärke der Forschung auf dem Gebiet der Physik in Göttingen und unsere enge Verbindung zu Datenwissenschaft und Hochleistungsrechnen. Dr. Janßens Projekt zeigt, wie methodische Innovation neue Möglichkeiten eröffnet, grundlegende Fragen über die Natur zu beantworten,“ hebt Prof. Dr. Sarah Köster, Dekanin der Fakultät für Physik, hervor. „Wir freuen uns außerordentlich, Dr. Janßen und seine Nachwuchsgruppe am Institut für Theoretische Physik aufnehmen zu dürfen“, sagt Prof. Steffen Schumann, Direktor des Instituts für Theoretische Physik. „Mit der Entwicklung innovativer KI-basierter Simulationsmethoden für Beschleuniger-Experimente verstärkt Dr. Janßen passgenau unsere Forschung auf dem Gebiet der theoretischen Teilchenphysik und eröffnet gleichzeitig neuartige Kollaborationsmöglichkeiten auf dem Göttingen Campus.“