Des chercheurs de l'Université de Waterloo ont développé Effort.jl, un nouvel outil qui permet aux scientifiques de simuler la structure à grande échelle de l'univers en utilisant seulement un ordinateur portable. Cette innovation réduit le temps de calcul de jours sur des superordinateurs à des heures, permettant une analyse plus rapide de vastes ensembles de données cosmiques. L'outil émule des modèles complexes comme la Effective Field Theory of Large-Scale Structure (EFTofLSS).
Le Dr Marco Bonici, chercheur postdoctoral au Waterloo Centre for Astrophysics, a dirigé une équipe internationale dans la création d'Effort.jl, acronyme de EFfective Field theORy surrogate. L'outil est né de la frustration de Bonici face aux simulations longues ; ajuster un seul paramètre dans les modèles traditionnels pouvait prendre des jours sur un superordinateur. Effort.jl y remédie en utilisant des techniques numériques avancées et des méthodes de prétraitement de données pour offrir une haute précision avec une vitesse exceptionnelle.
"Avec Effort.jl, nous pouvons traiter des ensembles de données complexes sur des modèles comme EFTofLSS, qui nécessitaient auparavant beaucoup de temps et de puissance informatique," a expliqué Bonici. Il a souligné son importance pour des projets comme DESI et Euclid, qui génèrent d'énormes ensembles de données astronomiques. L'émulateur permet aux chercheurs d'analyser les données plus rapidement et à moindre coût, en effectuant de multiples ajustements basés sur les nuances des données.
Faisant partie d'une classe de raccourcis computationnels connus sous le nom d'émulateurs, Effort.jl reproduit des simulations intensives en ressources tout en s'exécutant beaucoup plus rapidement. Il prend en charge des techniques comme l'échantillonnage basé sur les gradients pour une exploration efficace de scénarios cosmiques. La validation a montré des prédictions s'alignant étroitement sur les sorties d'EFTofLSS, avec une marge d'erreur faible. L'outil gère également les distorsions observationnelles et peut être facilement personnalisé.
Malgré sa puissance, Effort.jl nécessite une expertise humaine pour définir les paramètres, interpréter les résultats et appliquer des insights physiques. À l'avenir, il pourrait traiter des ensembles de données encore plus grands et s'intégrer à d'autres outils, avec des applications potentielles dans des domaines comme la modélisation météorologique et climatique au-delà de l'astrophysique.
La recherche est détaillée dans l'article "Effort.jl: a fast and differentiable emulator for the Effective Field Theory of the Large Scale Structure of the Universe," publié dans le Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2025 ; 2025 (09) : 044, DOI : 10.1088/1475-7516/2025/09/044). Les auteurs incluent Marco Bonici, Guido D'Amico, Julien Bel et Carmelita Carbone.