Ciencia 2020

Hacer utilizables los datos de ATLAS

Datos reales de colisiones, software accesible y el trabajo de abrir un experimento científico a quienes quieren aprender.

Kate Shaw, Susan Cheatham y Felix Socher juntos al aire libre en CERN; Arturo no aparece en la fotografía.
El equipo de Datos y Herramientas de ATLAS en el artículo de 2016: Kate Shaw, Susan Cheatham y Felix Socher, de izquierda a derecha. Arturo formaba parte del equipo y no aparece en la fotografía. S. Biondi / ATLAS Experiment © CERN

Una puerta de entrada al experimento

En 2016 desarrollé la plataforma educativa que acompañó la publicación de datos de colisiones de ATLAS a 8 TeV. El objetivo era práctico: ayudar a los estudiantes a pasar de un conjunto de datos a un análisis. Las herramientas en el navegador, los ejemplos y la documentación ofrecían un punto de partida; los recursos descargables permitían profundizar.

Fue un trabajo en equipo con colegas como Kate Shaw, Susan Cheatham y Felix Socher. Mi contribución reunió el desarrollo de software, la física de los ejemplos y la experiencia de quienes utilizaban la plataforma.

Pieza 1DiagramaSe lee de izquierda a derecha

De una colisión a un aula

De una colisión a un aulaColisionesProtones en el LHCTomas de 2012 y 2016Detector ATLASEventos registrados yreconstruidos por ATLASDatos abiertos1 fb⁻¹ a 8 TeV, 201610 fb⁻¹ a 13 TeV, 2020HerramientasHistogram Analyser, cuadernos,frameworks, máquinas virtualesEstudiantes y docentesAulas, tesis,cursosMi parte2020codirigí la publicación a 13 TeV2016construí la plataforma educativa2021artículo sobre despliegues multiusuario2018docencia en Venezuela2026CERN School of Computing

La colaboración registra y reconstruye las colisiones. El proyecto Open Data selecciona una fracción, la simplifica y la documenta. La plataforma, los cuadernos y las máquinas virtuales son lo que hace posible el último paso: una persona con una computadora corriente haciendo una pregunta de física. Los recuadros verdes marcan dónde está mi trabajo en esa cadena.

Más física al alcance

Para la publicación de 2020 codirigí el equipo Open Data junto a Kate Shaw. ATLAS puso a disposición de la educación 10 femtobarns inversos de datos de colisiones a 13 TeV, acompañados de simulaciones, tutoriales y herramientas de análisis. Se podían estudiar partículas conocidas, reconstruir señales del Higgs y explorar ejemplos de búsquedas más allá del Modelo Estándar.

La publicación fue una contribución de la colaboración. Nuestro trabajo educativo llevó esos recursos a las aulas y al aprendizaje autónomo.

Pieza 2CronologíaLos puntos llenos son mis hitos; los huecos, el contexto en el que ocurren

Catorce años alrededor de una idea

  1. 2012Se descubre el bosón de HiggsEra miembro de la Colaboración ATLAS cuando se anunció el resultado.Fuente
  2. 2013Doctorado en NápolesResonancias de tipo Higgs en el canal H → ZZ → ℓℓqq.Fuente
  3. 2016Primera publicación: datos a 8 TeV y la plataforma1 fb⁻¹ de datos de 2012, publicados bajo CC0, con la plataforma educativa que desarrollé.Fuente
  4. 2018Datos abiertos en aulas venezolanasIskya García defiende una tesis de maestría con ATLAS Open Data, entre tres países.Fuente
  5. 2020Segunda publicación: 10 fb⁻¹ a 13 TeVCodirigiendo el equipo Open Data con Kate Shaw.Fuente
  6. 2021De una computadora a muchasArtículo con Giovanni Guerrieri sobre despliegues multiusuario de los recursos educativos.Fuente
  7. 2026Docencia en la CERN School of ComputingSantiago de Chile. Las mismas herramientas, una nueva generación de estudiantes.Fuente

Pieza 3CifrasCada cifra enlaza al registro que la establece

Qué se publicó

1 → 10 fb⁻¹

Luminosidad integrada para educación, de la publicación de 2016 a la de 2020.Registro

8 → 13 TeV

Energía de centro de masas de las colisiones en cada publicación.Registro

~15 million

Eventos reales en los archivos de 2016: unos 8 millones disparados por un electrón y 7 millones por un muón.Registro

CC0

La licencia de los datos publicados. Cualquiera puede usarlos, para lo que sea, sin pedir permiso.Registro

El acceso incluye las herramientas

No se puede dar por sentada una buena conexión a internet ni una computadora potente en cada aula. Los entornos portátiles y los recursos capaces de funcionar sin conexión formaban parte del diseño. El mismo ejercicio de física debía servir en la computadora de un estudiante y en un laboratorio universitario.

Esa conexión entre el contenido científico y su uso práctico atraviesa mi trabajo. Compartir un archivo es un comienzo. Ayudar a otra persona a entenderlo, ejecutarlo y formular una nueva pregunta es lo que convierte un recurso educativo en algo útil.

Pieza 4FigurasFotografías de archivo con sus créditos

La interfaz de la publicación de 2016

Interfaz histórica animada de ATLAS Open Data con nueve histogramas de física de partículas y selecciones de datos.
El analizador de histogramas de ATLAS Open Data, presentado con la publicación de datos de 2016. ATLAS Experiment © CERN

Pieza 5PersonasCrédito a quienes compartieron el trabajo

Quiénes lo hicieron conmigo

  • Kate ShawCodirectora del equipo ATLAS Open Data en la publicación de 2020; parte del equipo de 2016.
  • Susan CheathamEquipo de Datos y Herramientas de ATLAS, publicación de 2016.
  • Felix SocherDirigió el desarrollo de la publicación de 2016, TU Dresden.
  • Giovanni GuerrieriCoautor del artículo de 2021 sobre despliegues multiusuario.
  • Iskya GarcíaCompletó una tesis de maestría con ATLAS Open Data bajo mi tutoría, 2018.

Pieza 6RecursosAbre la cosa en sí, no una descripción

Por dónde seguir

Pieza 7Mirando atrásDos fechas en cada historia: cuándo ocurrió y cuándo la escribí

Entonces y ahora

2016, cuando ocurrió

La publicación llegó con la opción de una memoria USB para lugares sin conexión fiable y con una plataforma donde se podían analizar los datos sin descargar un solo archivo. Las dos eran respuestas a la misma pregunta: ¿para quién es esto, y qué tienen de verdad sobre su escritorio?

2026, al escribir esto

El proyecto tiene ahora publicaciones para investigación junto a las educativas, y se prepara una publicación educativa cuatro veces mayor. Enseño con estas herramientas en la CERN School of Computing. La pregunta no ha cambiado.

Fuentes y lecturas

  1. ATLAS: educational platform launch, 2016
  2. CERN: 13 TeV educational data release, 2020
  3. Scientific computing and accessible education: AISIS proceedings
  4. Creative Commons interview on open data, 2016
  5. ATLAS Open Data portal: datasets, documentation and tools
  6. CERN Open Data: ATLAS samples for the 2016 release, 1 fb⁻¹ at 8 TeV, CC0
  7. notebooks-collection-opendata: analysis notebooks at 8 and 13 TeV
  8. get-started-atlas-opendata: a first-steps guide, forked into the ATLAS outreach organisation
  9. CERN training catalogue: the notebooks as a training resource
  10. Multi-user deployment of ATLAS Open Data, EPJ Web of Conferences, 2021
  11. My ATLAS article on physics education with open data, 2018