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Neutrino interaction classification with a convolutional neural network in the DUNE far detector
B. Abi, R. Acciarri, M. A. Acero, G. Adamov, D. L. Adams, M. Adinolfi, Zahid Ahmad, J. Ahmed, T. Alion, S. Alonso Monsalve, C. Alt, J. Anderson, C. Andreopoulos, M. P. Andrews, F. Andrianala, S. Andringa, Artur M. Ankowski, M. Antonova, Stefan Antusch, Alfredo Aranda, A. Ariga, L. Arnold, M. A. Arroyave, J. Asaadi, A. Aurisano, V. Aushev, D. Autiero, F. Azfar, H.O. Back, J. J. Back, C. Backhouse, P. Baesso, L. Bagby, R. Bajou, S. Balasubramanian, Pierre Baldi, Bindu A. Bambah, F. Barão, Gabriela Barenboim, Gareth J. Barker, Wayne Barkhouse, C. Barnes, G. Barr, J. Barranco Monarca, N. Barros, J. Barrow, A. Bashyal, V. Basque, F. Bay, J. L. Bazo Alba, J. F. Beacom, E. Bechetoille, B. Behera, L. Bellantoni, G. Bellettini, Vincenzo Bellini, O. Beltramello, D. Belver, N. Benekos, F. Neves, J. Berger, S. Berkman, P. Bernardini, R. M. Berner, H. Berns, S. Bertolucci, M. Betancourt, Y. Bezawada, M. Bhattacharjee, B. Bhuyan, S. Biagi, J. M. Bian, M. Biassoni, K. Biery, B. Bilki, M. Bishai, A. Bitadze, A. Blake, B. Blanco Siffert, F. d. M. Blaszczyk, G. Blazey, J. Boissevain, S. Bolognesi, T. Bolton, M. Bonesini, M. Bongrand, F. Bonini, Andrew Booth, S. Bordoni, A. Borkum, T. Boschi, N. Bostan, P. Bour, S. B. Boyd, D. Boyden, J. Braciník, D. Braga, D. Brailsford, A. Brandt, J. Bremer, C. Brew, E. Brianne, S. J. Brice, C. Brizzolari, C. Bromberg, G. Brooijmans, J. J. Brooke, A. Bross, G. Brunetti, N. J. Buchanan, H. S. Budd, D. Caiulo, P. Calafiura, J. Calcutt, M. Cãlin, S. Calvez, E. Calvo, L. Camilleri, A. Caminata, M. Campanelli, D. Caratelli, G. Carini, B. Carlus, P. Carniti, I. Caro Terrazas, H. Carranza, A. Castillo, C. Castromonte, C. Cattadori, F. Cavalier, F. Cavanna, S. Centro, G. B. Cerati, A. Cervelli, A. Cervera Villanueva, M. Chalifour, Chia‐Hung Chang, Etienne Chardonnet, A. Chatterjee, S. Chattopadhyay, Jorge Chaves, H. Chen, M. Chen, Y. Chen, D. Cherdack, C.Y. Chi, S. Childress, A. Chiriacescu, K. Cho, Sandhya Choubey, A. Christensen, D. Christian, G. Christodoulou, E. Church, Peter Clarke, T. E. Coan, A.G. Cocco, J. A. B. Coelho, E. Conley, J. M. Conrad, M. R. Convery, L. A. Corwin, P. Cotte, L. Cremaldi, L. Cremonesi, J. I. Crespo-Anadón, E. Cristaldo, Ryan Cross, C. Cuesta, Yanou Cui, D. Cussans, M. Dabrowski, H. da Motta, L. Da Silva Peres, C. David, Q. David, G. S. Davies, S. Davini, J. Dawson, K. De, R. M. de Almeida, P. Debbins, I. De Bonis, M. P. Decowski, André de Gouvêa, P. C. de Holanda, I. L. De Icaza Astiz, A. Deisting, S. J. de Jong, A. Delbart, D. Delépine, M. A. Ramirez Delgado, A. Dell’Acqua, P. De Lurgio, D. M. DeMuth, C. Densham, G. Deptuch, A. De Roeck, Valentina De Romeri, J. J. de Vries, R. Dharmapalan, M. Dias, F. Díaz, J.S. Díaz, S. Di Domizio, L. Di Giulio, P. F. Ding, L. Di Noto, C. Distefano, Z. Djurcic, M. Diwan, N. Dokania, M. J. Dolinski, L. Domine, D. Douglas, F. Drielsma, D. Duchesneau, K. Duffy, P. Dunne, T. Durkin, Hongyue Duyang, O. Dvornikov, D. A. Dwyer, A. Dyshkant, M. Eads, D. Edmunds, J. Eisch, S. Emery, A. Ereditato, C. O. Escobar, L. Escudero Sanchez, J. J. Evans, E. Ewart, A. C. Ezeribe, Kevin Fahey, A. Falcone, C. Farnese, Yasaman Farzan, J. Félix, E. Fernández-Martínez, F. Ferraro, L. Fields, A. Filkins, F. Filthaut, R. S. Fitzpatrick, W. Flanagan, B. Fleming, R. Flight, J. Fowler, W. Fox, J. Franc, K. Francis, D. Franco, J. Freeman, J. Freestone, J. Fried, A. Friedland, S. Fuess, I. Furic, A. P. Furmanski, A. M. Gago, H. Gallagher, A. Gallego-Ros, N. Gallice, V. Galymov, E. Gamberini, T. Gamble, Raj Gandhi, R. P. Gandrajula, Shan Gao, Félix Garcı́a-Carballeira, D. García-Gámez, Miguel García-Peris, S. Gardiner, D. Gastler, G. Ge, B. Gelli, A. Gendotti, S. Gent, Z. Ghorbanimoghaddam, D. Gibin, I. Gil‐Botella, C. Girerd, A. Giri, D. Gnani, O. Gogota, M. Gold, S. Gollapinni, K. Gollwitzer, R. A. Gomes, L. V. Gomez Bermeo, L. S. Gomez Fajardo, F. Gonnella, J. A. Gonzalez-Cuevas, O. Goodwin, Sreetama Goswami, C. Gotti, E. Goudzovski, C. Grace, M. T. Graham, E. Gramellini, R. Gran, E. Granados, A. Grant, C. Grant, D. Gratieri, P. Green, S. Green, L. Greenler, M. Greenwood, J. Greer, W. C. Griffith, M. Groh, J. Grudzinski, K. Grzelak, W. Gu, V. Guarino, R. Guénette, A. Guglielmi, B. Guo, K. K. Guthikonda, Rafael Gutiérrez, P. Guzowski, M. M. Guzzo, S. Gwon, A. Habig, A. Hackenburg, H. K. Hadavand, Rolf Haenni, A. Hahn, Jennifer Haigh, J. Haiston, T. Hamernik, P. Hamilton, J. Han, K. Harder, D. A. Harris, J. Hartnell, T. Hasegawa, R. Hatcher, E. Hazen, A. Heavey, K. M. Heeger, J. Heise, K. Hennessy, S. Henry, M. A. Hernández Morquecho, K. Herner, Lars Hertel, A. S. Hesam, J. Hewes, A. Higuera, T. S. Hill, S. J. Hillier, A. Himmel, J. Hoff, Christian Hohl, A. Holin, E. W. Hoppe, G. A. Horton-Smith, Matheus Hostert, A. Hourlier, B. Howard, R. Howell, J. Huang, J. Hugon, G. Iles, N. Ilic, M. Iliescu, R. Illingworth, Ara Ioannisian, R. Itay, A. Izmaylov, E. James, B. Jargowsky, F. Jediny, C. Jesús-Valls, Xiangpan Ji, L. Jiang, S. Jiménez, A. Jipa, A. Joglekar, Calvin W. Johnson, R. A. Johnson, B. J. P. Jones, S. Jones, C. K. Jung, T. Junk, Y.-J. Jwa, M. Kabirnezhad, A. C. Kaboth, І. Каденко, F. Kamiya, G. Karagiorgi, Armin Karcher, M. Karolak, Y. Karyotakis, S. Kasai, S. P. Kasetti, L. Kashur, N. Kazaryan, E. Kearns, P. Keener, K. J. Kelly, E. Kemp, W. Ketchum, S. H. Kettell, M. Khabibullin, A. Khotjantsev, A. Khvedelidze, D. Kim, B. King, B. Kirby, M. Kirby, J. Klein, K. Koehler, L. W. Koerner, S. Kohn, P. P. Koller, M. Kordosky, T. Kosc, U. Köse, V. Alan Kostelecký, K. Kothekar, F. Krennrich, I. Kreslo, Y. Kudenko, V. A. Kudryavtsev, S. Kulagin, Jason Kumar, R. Kumar, C. Kuruppu, V. Kus, T. Kutter, Andrew Lambert, K. Lande, C. Lane, K. Lang, T. J. Langford, P. Lasorak, D. Last, C. Lastoria, A. Laundrie, A. Lawrence, I. Lazanu, R. LaZur, T. Le, J. G. Learned, P. Lebrun, G. Lehmann Miotto, Ralf Lehnert, M. A. Leigui de Oliveira, M. Leitner, M. Leyton, L. Li, Shirley Weishi Li, T. Li, Y. Li, H. Liao, C. S. Lin, Shukuan Lin, A. Lister, B. R. Littlejohn, J. Liu, S. Lockwitz, T. Loew, M. Lokajı́ček, I. Lomidze, K. Long, Kai Loo, D. Lorca, T. Lord, J. M. LoSecco, W. C. Louis, K. B. Luk, X. Luo, N. Lurkin, T. Lux, V. P. Luzio, D. MacFarland, A.A. Machado, P. Machado, C. T. Macias, J. R. Macier, A. Maddalena, P. Madigan, S. Magill, K. Mahn, J.A. Maloney, G. Mandrioli, J. Maneira, L. Manenti, S. Manly, A. Mann, K. Manolopoulos, M. Manrique Plata, A. Marchionni, W. Marciano, Danny Marfatia, C. Mariani, J. Maricic, F. Marinho, A. D. Marino, Marvin L. Marshak, C. Marshall, J. Marshall, J. Marteau, J. Martín-Albo, N. Lorenzo Martinez, D. A. Martínez Caicedo, S. Martynenko, K. Mason, A. Mastbaum, Mehedi Masud, S. Matsuno, J. Matthews, C. Mauger, N. Mauri, K. Mavrokoridis, R. Mazza, A. Mazzacane, E. Mazzucato, E. McCluskey, N. McConkey, K. S. McFarland, C. McGrew, A. McNab, A. Mefodiev, P. Mehta, P. Melas, M. Mellinato, Olga Mena, S. Menary, H. Méndez, A. Menegolli, G. Meng, M. D. Messier, W. Metcalf, Matthew Mewes, H. Meyer, T. Miao, Gregory J. Michna, T. Miedema, J. Migenda, William H. Miller, J. Mills, Christopher J. Milne, O. Mineev, O. G. Miranda, Sandeep Miryala, C. S. Mishra, S. Mishra, A. Mislivec, D. Mladenov, Irina Mocioiu, K. Moffat, N. Moggi, Rukmani Mohanta, T. Mohayai, N. Mokhov, Jorge Molina, L. Molina Bueno, A. Montanari, C. Montanari, D. Montanari, L. M. Montaño Zetina, J. Moon, M. Mooney, A. F. Moor, D. Moreno, B. Morgan, C. Morris, C. Mossey, E. Motuk, C. A. Moura, J. Mousseau, W. Mu, L. Mualem, J. Mueller, M. Muether, S. Mufson, F. Muheim, A. Muir, M. Mulhearn, H. Muramatsu, S. Murphy, J. Musser, S. Nagu, M. Nalbandyan, R. Nandakumar, D. Naples, S. Narita, D. Navas-Nicolás, N. Nayak, M. Nebot-Guinot, Lina Necib, K. Negishi, J. K. Nelson, J. Nesbit, M. Nessi, D. M. Newbold, M. Newcomer, D. Newhart, R. J. Nichol, E. Niner, K. Nishimura, A. Norman, A. Norrick, R. Northrop, P. Novella, J. Nowak, M. Oberling, A. Olivares Del Campo, A. Olivier, Y. Onel, Y. Onishchuk, J. Ott, L. Pagani, Sandip Pakvasa, O. Palamara, S. Palestini, J. Paley, M. Pallavicini, C. Palomares, V. Paolone, V. Papadimitriou, R. Papaleo, A. Papanestis, S. Paramesvaran, Stephen Parke, Z. Parsa, M. Parvu, Silvia Pascoli, L. Pasqualini, J. Pasternak, J. R. Pater, C. Patrick, L. Patrizii, R. B. Patterson, S. Patton, T. Patzak, A. Paudel, B. Paulos, L. Paulucci, Ž. Pavlović, G. Pawloski, D. J. Payne, V. Pec, S. J. M. Peeters, Y. Pénichot, E. Pennacchio, A. Penzo, O. L. G. Peres, J. Perry, D. Pershey, G. Pessina, G. Petrillo, C. Petta, R. Petti, F. Piastra, L. Pickering, F. Pietropaolo, Jonathan W. Pillow, J. Pinzino, R. Plunkett, R. Poling, X. Pons, N. Poonthottathil, S. Pordes, M. Potekhin, R. Potenza, B. V. K. S. Potukuchi, J. Pozimski, M. Pozzato, S. Prakash, T. Prakash, S. Prince, G. Prior, D. Pugnère, K. H. Qi, X. Qian, J. L. Raaf, R. Raboanary, V. Radeka, Jonas Rademacker, B. Radics, A. Radovic, A. Rafique, E. Raguzin, Mudit Rai, M. Rajaoalisoa, Igor Rakhno, H. T. Rakotondramanana, L. Rakotondravohitra, Y. A. Ramachers, R. Rameika, B. Ramson, A. Rappoldi, G.L. Raselli, P. N. Ratoff, S. Ravat, H. Razafinime, J. S. Réal, B. Rebel, M. Reggiani-Guzzo, T. Rehak, J. Reichenbacher, S. D. Reitzner, A. Renshaw, S. Rescia, F. Resnati, A. Reynolds, G. Riccobene, L. C. J. Rice, K. Rielage, Y. Rigaut, D. Rivera, Lynn Rochester, M. Roda, Pedro Henrique Rodrigues, M. J. Rodriguez Alonso, J. Rodriguez Rondon, A. J. Roeth, Hannah Rogers, S. Rosauro-Alcaraz, M. Rossella, J. Rout, Sudipta Roy, A. Rubbia, C. Rubbia, B. Russell, J. J. Russell, D. Ruterbories, R. Saakyan, S. Sacerdoti, T. Safford, Nandini Sahu, P. Sala, N. P. Samios, M. C. Sánchez, D. A. Sanders, D. P. C. Sankey, S. Santana, M. Santos-Maldonado, N. Saoulidou, P. Sapienza, C. Sarasty, Ina Sarčević, G. Savage, V. Savinov, A. Scaramelli, A. Scarff, A. Scarpelli, Tilman E. Schäffer, H. Schellman, P. Schlabach, D. Schmitz, K. Scholberg, A. Schukraft, E. Segreto, J. Sensenig, I. S. Seong, A. Sergi, F. Sergiampietri, D. Sgalaberna, M. H. Shaevitz, S. Shafaq, M. Shamma, H. Sharma, R. Sharma, T. Shaw, C. H. Shepherd-Themistocleous, Seodong Shin, D. Shooltz, Robert Shrock, L. Simard, N. Simos, J. Sinclair, G. Sinev, Jaydip Singh, V. Singh, Roland Sipos, F. W. Sippach, G. Sirri, A. Sitraka, K. Siyeon, D. Smargianaki, A. C. Smith, E. Smith, Philip N. Smith, J. Smolík, M. Smy, P. Snopok, M. Soares Nunes, H. Sobel, M. Söderberg, C. J. Solano Salinas, S. Söldner‐Rembold, N. Solomey, V. N. Solovov, W. E. Sondheim, M. Sorel, J. Soto-Otón, A. Sousa, K. Soustružnı́k, F. Spagliardi, M. Spanu, J. Spitz, N.J.C. Spooner, K. Spurgeon, R. Staley, M. Stancari, L. Stančo, H. Steiner, J. Stewart, B. Stillwell, J. Stock, F. Stocker, Tyrel Stokes, M. Strait, T. Strauss, S. Striganov, A. Stuart, D. J. Summers, A. Surdo, V. Susic, L. Suter, C. M. Sutera, R. Svoboda, Barbara Szczerbinska, A. M. Szelc, R. L. Talaga, H. A. Tanaka, B. Tapia Oregui, A. Tapper, S. Tariq, E. Tatar, R. Tayloe, A. M. Teklu, M. Tenti, K. Terao, Christoph A. Ternes, F. Terranova, G. Testera, A. Thea, J. L. Thompson, C. Thorn, S.C. Timm, A. Tonazzo, M. Torti, M. Tórtola, F. Tortorici, D. Totani, M. Toups, C. Touramanis, J. Trevor, W. H. Trzaska, Y.-T. Tsai, Z. Tsamalaidze, K. V. Tsang, N. Tsverava, S. Tufanli, C. E. Tull, E. Tyley, M. Tzanov, M. A. Uchida, J. Urheim, T. Usher, M. R. Vagins, P. Vahle, G. A. Valdiviesso, E. Valencia, Z. Vallari, J. W. F. Valle, S. Vallecorsa, R. Van Berg, R. G. Van de Water, David Forero, F. Varanini, D. Vargas, G. Varner, J. Vasel, G. Vasseur, K. Vaziri, S. Ventura, Anamaria Verdugo, S. Vergani, M. A. Vermeulen, M. Verzocchi, H. Vieira de Souza, C. Vignoli, C. Vilela, B. Viren, T. Vrba, T. Wąchała, A. V. Waldron, M. Wallbank, H. Wang, J. Wang, Y. Wang, K. Warburton, D. Warner, M. O. Wascko, D. Waters, A. Watson, P. Weatherly, A. Weber, M. Weber, H. Wei, A. Weinstein, D. Wenman, M. Wetstein, M. While, M. J. White, L. Whitehead, D. Whittington, M. J. Wilking, C. Wilkinson, Z. Williams, F. F. Wilson, R. J. Wilson, J. Wolcott, T. Wongjirad, K. Wood, L. Wood, E. Worcester, M. Worcester, C. Wret, W. Wu, Y. J. Xiao, G. Yang, Ting Yang, N. Yershov, K. Yonehara, T. Young, Boxiang Yu, J. S. Yu, R. Zaki, J. Zálešâk, L. Zambelli, B. Zamorano, A. Zani, L. Zazueta, G. P. Zeller, J. Zennamo, K. Zeug, C. Zhang, Miao Zhao, E. Zhivun, G. Zhu, E. D. Zimmerman, M. Zito, S. Zucchelli, J. Zuklin, V. Zutshi, R. Zwaska
Notice bibliographique
RevuePhysical review. D/Physical review. D. · 2020
Typearticle
Langueen
DomainePhysics and Astronomy
ThématiqueNeutrino Physics Research
Établissements canadiensUniversity of TorontoYork University
Organismes subventionnairesH2020 European Research CouncilStaatssekretariat für Bildung, Forschung und InnovationNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaInstitut National de Physique Nucléaire et de Physique des ParticulesScience and Technology Facilities CouncilHorizon 2020 Framework ProgrammeOffice of ScienceInstituto Nazionale di Fisica NucleareEuropean CommissionMinisterio de Ciencia e InnovaciónCanada Foundation for InnovationFundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de JaneiroNational Research Foundation of KoreaCommissariat à l'Énergie Atomique et aux Énergies AlternativesConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoCentre National de la Recherche ScientifiqueEuropean Regional Development FundMinisterstvo Školství, Mládeže a TělovýchovyU.S. Department of EnergyFundação para a Ciência e a TecnologiaFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de GoiásFermilabUK Research and InnovationNational Science Foundation“la Caixa” FoundationRoyal SocietyCERNFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São PauloComunidad de MadridTürkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma KurumuH2020 Marie Skłodowska-Curie ActionsSchweizerischer Nationalfonds zur Förderung der Wissenschaftlichen Forschung
Mots-clésDetectorConvolutional neural networkComputer scienceArtificial intelligencePattern recognition (psychology)Telecommunications
Résumé
The Deep Underground Neutrino Experiment is a next-generation neutrino oscillation experiment that aims to measure $CP$-violation in the neutrino sector as part of a wider physics program. A deep learning approach based on a convolutional neural network has been developed to provide highly efficient and pure selections of electron neutrino and muon neutrino charged-current interactions. The electron neutrino (antineutrino) selection efficiency peaks at 90% (94%) and exceeds 85% (90%) for reconstructed neutrino energies between 2--5 GeV. The muon neutrino (antineutrino) event selection is found to have a maximum efficiency of 96% (97%) and exceeds 90% (95%) efficiency for reconstructed neutrino energies above 2 GeV. When considering all electron neutrino and antineutrino interactions as signal, a selection purity of 90% is achieved. These event selections are critical to maximize the sensitivity of the experiment to $CP$-violating effects.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesMéta-épidémiologie (sens strict)
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,659
Score d'incertitude au seuil1,000
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,002 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
Tête enseignante Opus0,045
Tête enseignante GPT0,433
Écart entre enseignants0,388 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validation
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
Domainenon disponible
GenreEmpirique
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».
En bref
Citations44
Publié2020
Routes d'admission2
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