improvement of simulation in IR region using DL and new physics search

使用深度学习和新的物理搜索改进红外区域的模拟

• 批准号: 22K03629
• 负责人: 野尻 美保子
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: High Energy Accelerator Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03629/
• 关键词: 素粒子論; 深層学習; 素粒子実験; ジェットの物理; QCD

本年度はジェットのシミュレーションの精密化に向けて以下のような整備をおこなった。1) 最新のPYTHIA8 Herwig 7 のイベントにおいて、十分な数のトップ及びQCDサンプルを生成する。 2) Particle Net や Particle transformer といった、最新のグラフニューラルネットワークアルゴリズムによる、イベント分類を行うことができるようにした。3) High level variable として重要な量を検討し、GNN と同等程度の性能を出しより安定して出せる模型を構築した。（すなわち、最適化に伴う誤差や、統計誤差が少なく、少ないイベント数で収束する。）High Level variable としては、ジェット内のサブジェットの運動量、ジェット内の粒子数、2点エネルギー相関のほか、ミンコフスキー汎関数をもとにした、粒子数分布による定量化をおこなった。このHigh level variable の入力をモジュラー化することによって、個別の入力の何が感度に向上しているかを明らかにした。特に、シミュレーションの間の違いは、ミンコフスキー汎関数を入力に入れることで、定量化できることを明らかにした。新しい模型は、GPU メモリーとしてはGNNの 1/10程度しか必要とせず、また、入力を部分的に制限することで、どのような量が分類に効いているか、また異なるモンテカルロシミュレーションによる結果の差に、エネルギーが低い粒子の分布の粒子の相対距離が大きく関係していることが明らかいになった。現在この成果について論文を執筆中である。

今年，我们实施了以下维护，以完善喷气模拟。 1）在最新的Pythia8 Herwig 7活动中生成足够数量的顶部和QCD样品。 2）可以使用最新的图神经网络算法（例如粒子网和粒子变压器）进行事件分类。 3）我们研究了重要的数量，作为高级变量，并构建了一个模型，该模型产生的性能与GNN相当，并能够产生更稳定的结果。 （换句话说，与优化相关的错误和统计误差很少，并且与更少的事件相关。）至于高级变量，我们量化了射流中的子活激的动量，射流中的粒子数量以及两点能量相关性，以及基于Minkowsky的粒子数字的分布。通过调节此高级变量输入，我们揭示了对单个输入的灵敏度的增加。特别是，我们揭示了模拟之间的差异可以通过将Minkowsky功能放置在输入中来量化。新模型仅需要大约1/10的GNN作为GPU存储器，并且通过部分限制输入，已经揭示了能量分布较低的粒子的相对距离与分类的有效量和不同蒙特卡洛模拟的差异很大程度上相关。他目前正在撰写有关这一发现的论文。

项目成果

深層学習によるジェット分類の効率化の理解

使用深度学习了解喷气机分类的效率

• 发表时间: 2023
• 作者: Lim Sung Hak;Nojiri Mihoko M.;宮本 雲平;古市亜門 野尻美保子 Sung Hak Lim
• 通讯作者: 古市亜門 野尻美保子 Sung Hak Lim

Morphology for jet classification

射流分类的形态学

• DOI: 10.1103/physrevd.105.014004
• 发表时间: 2022
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: Lim Sung Hak;Nojiri Mihoko M.
• 通讯作者: Nojiri Mihoko M.

Anatomy of Jet classification using Deep Learning

使用深度学习剖析 Jet 分类

• 发表时间: 2022
• 作者: Lim Sung Hak;Nojiri Mihoko M.;宮本 雲平;古市亜門 野尻美保子 Sung Hak Lim;Mihoko M Nojiri
• 通讯作者: Mihoko M Nojiri

ラトガス大学(米国)

拉格斯大学（美国）