Oddharak Tyagi verteidigte erfolgreich seine Promotion am FIAS. In der Arbeitsgruppe von FIAS-Fellow Ivan Kisel entwickelte er einen Algorithmus, der hilft, die Vorgänge direkt nach dem Urknall zu verstehen.

Das CBM-Experiment (Compressed Baryonic Matter) bildet die extremen Bedingungen unmittelbar nach dem Urknall nach, indem schwere Ionen bei sehr hohen Energien zur Kollision gebracht werden. Um die seltenen Vorgänge zu erfassen, die Aufschluss über die Eigenschaften dichter Kernmaterie geben, soll das Experiment Millionen von Kollisionen pro Sekunde erzeugen und Rohdaten in der Größenordnung von Terabyte pro Sekunde generieren. Dieses Datenvolumen ist viel zu groß, um direkt gespeichert zu werden. Die Herausforderung besteht daher darin, die wichtigsten Ereignisse in Echtzeit zu identifizieren, ohne die relevanten physikalischen Informationen zu verlieren.

Während seiner Promotion entwickelte Tyagi einen neuen hybriden Track-Finding-Algorithmus, der modernes, datengesteuertes Deep Learning mit traditionellen physikalischen Werkzeugen kombiniert. Die Methode nutzt graphbasierte neuronale Netze in Verbindung mit Kalman-Filter-Tracking und physikalisch motivierten Auswahlregeln, wodurch die Rekonstruktion sowohl leistungsfähig als auch physikalisch interpretierbar bleibt. Ein neuartiges kooperatives Auswahlschema erhöht die Anzahl korrekt rekonstruierter Teilchenbahnen in der dichten Umgebung einer Kollision zusätzlich.

Der Algorithmus liefert bahnbrechende Verbesserungen bei der Rekonstruktionseffizienz, insbesondere für Teilchen mit geringem Impuls und kurzer Lebensdauer, die sonst schwer zu detektieren sind, und erhöht die Ausbeute an wichtigen Zerfallsprodukten, die mit CBM untersucht werden sollen. Durch die Integration und Erprobung des Algorithmus im Software-Stack von CBM sowie die Bereitstellung einer ersten GPU-Implementierung erweist sich diese Arbeit zudem als starker Kandidat für den Einsatz im CBM-Experiment.

Tyagi beginnt demnächst als KI-Forscher bei der Unternehmensberatung EY. FIAS gratuliert zum Doktortitel und wünscht ihm alles Gute!