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evortran:面向LHC数据拟合与LISA信号重建的现代Fortran遗传算法库

高能物理 - 唯象学 2026-02-12 v3 神经与进化计算 计算物理

摘要

evortran是一个为高性能遗传算法和进化优化而设计的现代Fortran库。evortran可用于解决包括但不限于高能物理中的各种问题,如无导数参数优化、复杂搜索任务、参数扫描以及在仪器噪声存在下拟合实验数据。该库以fpm包形式构建,注重灵活性和效率,同时提供简便的安装流程、用户界面及集成到现有Fortran(或Python)程序的便利性。evortran提供多样的选择、交叉、变异和精英策略,用户可据此为特定需求定制进化算法。evortran支持不同的抽象层次:从直接操作个体和种群,到运行完整的进化循环,甚至可实现独立演化种群之间的迁移,以提升收敛速度并保持种群多样性。本文介绍了evortran库的功能,演示了基于基准应用的能力,并与现有遗传算法框架进行比较。作为以物理为导向的应用,我们使用evortran对扩展希格斯型与LHC数据进行对话,并从LISA mock数据中重建引力波谱及其底层物理参数,展示了其在真实数据驱动情景下的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.2507.06082,
  title  = {evortran: a modern Fortran package for genetic algorithms with applications from LHC data fitting to LISA signal reconstruction},
  author = {Thomas Biekötter},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2507.06082},
  year   = {2026}
}

备注

v1: 68 pages, 13 figures. evortran repository: https://gitlab.com/thomas.biekoetter/evortran v2: Added Python interface. pyevortran repository: https://gitlab.com/thomas.biekoetter/pyevortran, v3: matches published version