Interpretable boosted-decision-tree analysis for the Majorana Demonstrator
Notice bibliographique
Résumé
The Majorana Demonstrator is a leading experiment searching for neutrinoless double-beta decay with high purity germanium (HPGe) detectors. Machine learning provides a new way to maximize the amount of information provided by these detectors, but the data-driven nature makes it less interpretable compared to traditional analysis. An interpretability study reveals the machine's decision-making logic, allowing us to learn from the machine to feed back to the traditional analysis. In this work, we present the first machine learning analysis of the data from the Majorana Demonstrator; this is also the first interpretable machine learning analysis of any germanium detector experiment. Two gradient boosted decision tree models are trained to learn from the data, and a game-theory-based model interpretability study is conducted to understand the origin of the classification power. By learning from data, this analysis recognizes the correlations among reconstruction parameters to further enhance the background rejection performance. By learning from the machine, this analysis reveals the importance of new background categories to reciprocally benefit the standard Majorana analysis. This model is highly compatible with next-generation germanium detector experiments like LEGEND since it can be simultaneously trained on a large number of detectors.
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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.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,003 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| 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.
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.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».