El haz de partículas en un acelerador se parece a un enjambre de mosquitos: cada uno vuela a su propia velocidad y en su propio ángulo. Para que el enjambre no se disperse y llegue al objetivo, los ingenieros necesitan saber cómo se mueven todas las partículas a la vez: las seis coordenadas de su movimiento. Pero los sensores comunes solo muestran una sombra plana del enjambre en la pantalla, como una huella en el vidrio después de un golpe.
La red neuronal de este trabajo aprende a reconstruir el enjambre completo a partir de dieciséis de estas sombras. Las imágenes se toman en la pantalla en un punto donde el haz se desvía ligeramente, y entre fotogramas se cambian los ajustes de los imanes y la fase del campo acelerador. Así, cada partícula deja su rastro en las pantallas desde diferentes ángulos, y a partir de estos rastros la red construye una imagen tridimensional.
El método se probó en el inyector del complejo KEK-ATF en Japón. La red se entrenó con simulaciones por computadora y luego se le dieron imágenes reales. Los tamaños reconstruidos del haz en el cátodo y su duración coincidieron con las mediciones directas. Esto significa que a partir de las sombras en la pantalla se puede juzgar el enjambre en su conjunto.
Ahora el ajuste del acelerador puede ser más simple: en lugar de una tomografía voluminosa, basta con tomar dieciséis imágenes y pasarlas por la red neuronal. Esto ahorra tiempo y potencia de cálculo, por lo que el método será útil en instalaciones existentes.
El haz en un acelerador son paquetes de partículas que viajan casi a la velocidad de la luz. Su duración es de picosegundos: en un picosegundo, la luz recorre un tercio de milímetro.