論文の概要: Combining Machine Learning with Physics: A Framework for Tracking and Sorting Multiple Dark Solitons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2111.04881v1
• Date: Mon, 8 Nov 2021 23:49:04 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2021-11-10 15:09:10.457663
• Title: Combining Machine Learning with Physics: A Framework for Tracking and Sorting Multiple Dark Solitons
• Title（参考訳）: 機械学習と物理を組み合わせる: 複数のダークソリトンを追跡し分類するフレームワーク
• Authors: Shangjie Guo, Sophia M. Koh, Amilson R. Fritsch, I. B. Spielman, and Justyna P. Zwolak
• Abstract要約: 超低温原子実験では、データは情報損失を被る画像の形で現れることが多い。 機械学習(ML)モデルと物理に基づく伝統的な分析を組み合わせたフレームワークについて述べる。 このフレームワークの訓練された実装であるSolDetは、オープンソースのpythonパッケージとして公開されています。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In ultracold atom experiments, data often comes in the form of images which suffer information loss inherent in the techniques used to prepare and measure the system. This is particularly problematic when the processes of interest are complicated, such as interactions among excitations in Bose-Einstein condensates (BECs). In this paper, we describe a framework combining machine learning (ML) models with physics-based traditional analyses to identify and track multiple solitonic excitations in images of BECs. We use an ML-based object detector to locate the solitonic excitations and develop a physics-informed classifier to sort solitonic excitations into physically motivated sub-categories. Lastly, we introduce a quality metric quantifying the likelihood that a specific feature is a kink soliton. Our trained implementation of this framework -- SolDet -- is publicly available as an open-source python package. SolDet is broadly applicable to feature identification in cold atom images when trained on a suitable user-provided dataset.
• Abstract（参考訳）: 超低温原子実験では、データはしばしば、システムの準備と測定に使用される技術に固有の情報損失を被る画像の形で現れる。 これは、ボース=アインシュタイン凝縮(BEC)における励起間の相互作用など、興味のある過程が複雑である場合に特に問題となる。 本稿では,機械学習モデルと物理に基づく従来の分析モデルを組み合わせて,BECの画像中の複数のソリトニック励起を同定・追跡するフレームワークについて述べる。 MLに基づく物体検出器を用いてソリトニック励起を検出し、ソリトニック励起を物理的に動機付けられたサブカテゴリに分類する物理インフォームド分類器を開発する。 最後に,特定の特徴がキンクソリトンである可能性を定量化する品質指標を導入する。 このフレームワークのトレーニング済みの実装であるsoldetは、オープンソースpythonパッケージとして公開されています。 SolDetは、適切なユーザが提供するデータセットでトレーニングされた場合、コールド原子画像の特徴識別に広く適用できる。

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