論文の概要: Generative Adversarial Networks for Scintillation Signal Simulation in
EXO-200
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.06311v2
- Date: Mon, 8 May 2023 13:57:24 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-09 21:05:05.173954
- Title: Generative Adversarial Networks for Scintillation Signal Simulation in
EXO-200
- Title(参考訳): EXO-200におけるシンチレーション信号シミュレーションのための生成逆ネットワーク
- Authors: S. Li, I. Ostrovskiy, Z. Li, L. Yang, S. Al Kharusi, G. Anton, I.
Badhrees, P.S. Barbeau, D. Beck, V. Belov, T. Bhatta, M. Breidenbach, T.
Brunner, G.F. Cao, W.R. Cen, C. Chambers, B. Cleveland, M. Coon, A.
Craycraft, T. Daniels, L. Darroch, S.J. Daugherty, J. Davis, S. Delaquis, A.
Der Mesrobian-Kabakian, R. DeVoe, J. Dilling, A. Dolgolenko, M.J. Dolinski,
J. Echevers, W. Fairbank Jr., D. Fairbank, J. Farine, S. Feyzbakhsh, P.
Fierlinger, Y.S. Fu, D. Fudenberg, P. Gautam, R. Gornea, G. Gratta, C. Hall,
E.V. Hansen, J. Hoessl, P. Hufschmidt, M. Hughes, A. Iverson, A. Jamil, C.
Jessiman, M.J. Jewell, A. Johnson, A. Karelin, L.J. Kaufman, T. Koffas, R.
Kr\"ucken, A. Kuchenkov, K.S. Kumar, Y. Lan, A. Larson, B.G. Lenardo, D.S.
Leonard, G.S. Li, C. Licciardi, Y.H. Lin, R. MacLellan, T. McElroy, T.
Michel, B. Mong, D.C. Moore, K. Murray, O. Njoya, O. Nusair, A. Odian, A.
Perna, A. Piepke, A. Pocar, F. Reti\`ere, A.L. Robinson, P.C. Rowson, J.
Runge, S. Schmidt, D. Sinclair, K. Skarpaas, A.K. Soma, V. Stekhanov, M.
Tarka, S. Thibado, J. Todd, T. Tolba, T.I. Totev, R. Tsang
- Abstract要約: EXO-200実験の時間投影チャンバーからの光検出器信号のシミュレーションを行うための新しい手法を実証した。
従来のシミュレーション手法よりも桁違いに高速に高品質なシミュレーション波形を生成できることがわかった。
ネットワーク出力はEXO-200分析フレームワークに統合され、標準的なEXO-200再構成ルーチンがシミュレーション波形を処理し、実際の波形に匹敵するエネルギーを生成することを示す。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.13246303154954686
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Generative Adversarial Networks trained on samples of simulated or actual
events have been proposed as a way of generating large simulated datasets at a
reduced computational cost. In this work, a novel approach to perform the
simulation of photodetector signals from the time projection chamber of the
EXO-200 experiment is demonstrated. The method is based on a Wasserstein
Generative Adversarial Network - a deep learning technique allowing for
implicit non-parametric estimation of the population distribution for a given
set of objects. Our network is trained on real calibration data using raw
scintillation waveforms as input. We find that it is able to produce
high-quality simulated waveforms an order of magnitude faster than the
traditional simulation approach and, importantly, generalize from the training
sample and discern salient high-level features of the data. In particular, the
network correctly deduces position dependency of scintillation light response
in the detector and correctly recognizes dead photodetector channels. The
network output is then integrated into the EXO-200 analysis framework to show
that the standard EXO-200 reconstruction routine processes the simulated
waveforms to produce energy distributions comparable to that of real waveforms.
Finally, the remaining discrepancies and potential ways to improve the approach
further are highlighted.
- Abstract(参考訳): シミュレーションまたは実際のイベントのサンプルでトレーニングされた生成的逆ネットワークは、計算コストを低減した大規模なシミュレーションデータセットを生成する方法として提案されている。
本研究は,EXO-200実験における時間投影チャンバーからの光検出器信号のシミュレーションを行うための新しい手法である。
この手法はWasserstein Generative Adversarial Networkに基づいており、与えられたオブジェクトの集合に対する集団分布の暗黙的な非パラメトリック推定を可能にするディープラーニング技術である。
本ネットワークは生シンチレーション波形を入力として実校正データに基づいて学習する。
従来のシミュレーション手法よりも桁違いに高速に高品質なシミュレーション波形を生成でき、さらに、トレーニングサンプルから一般化し、データの健全な高次特徴を識別できることが判明した。
特に、ネットワークは検出器内のシンチレーション光応答の位置依存性を正しく導き、死んだ光検出器チャネルを正しく認識する。
ネットワーク出力はEXO-200分析フレームワークに統合され、標準的なEXO-200再構成ルーチンがシミュレーション波形を処理して実波形に匹敵するエネルギー分布を生成することを示す。
最後に、残りの相違点と、アプローチをさらに改善する潜在的な方法を強調します。
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