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基于交叉验证神经网络与序贯蒙特卡洛的 4D 双曲黑洞解复杂性研究

高能物理 - 理论 2023-11-30 v2 广义相对论与量子宇宙学 计算物理 数据分析、统计与概率

摘要

本文研究了来自 IIB 型弦论的爱因斯坦-轴子-膨胀子构型及整体 SL(2,R) 对称性的自相似解。我们考虑连续自相似性(CSS),其中尺度变换由 SL(2, R) 推进或双曲平移控制。解在时空伸缩与内部 SL(2,R) 变换的组合下保持不变。我们基于序贯蒙特卡洛(SMC)与人工神经网络(NNs)发展了一种新形式体系,以估计四维双曲类中运动方程的自相似解。由于复杂且高度非线性的模式,研究者通常不得不使用各种约束与数值近似方法来估计运动方程,因而在参数估计中必须忽略测量误差。通过贝叶斯框架,我们将测量误差纳入模型以求解双曲运动方程。众所周知,双曲类存在多重解,其中临界塌缩函数对这些解有重叠域。为处理此复杂性,我们在轴子-膨胀子系统文献中首次提出 SMC 方法来获取多模态后验分布。通过概率视角,我们确认了文献中可用的确定性 α\alphaβ\beta 解,并确定了由测量误差可能引起的所有解。我们最终提出了带惩罚的留一交叉验证(LOOCV)以最优地组合基于贝叶斯 NN 的估计。该方法使我们能在处理 NN 估计中的共线性问题的同时确定最优权重,并更好地预测对应于运动方程多重解的临界函数。

关键词

引用

@article{arxiv.2308.07907,
  title  = {Sequential Monte Carlo with Cross-validated Neural Networks for Complexity of Hyperbolic Black Hole Solutions in 4D},
  author = {Armin Hatefi and Ehsan Hatefi},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2308.07907},
  year   = {2023}
}

备注

V2, Clarifications in sections 3.1 are added. Accepted version in The European Physical Journal C