本研究は、粒子衝突実験におけるタウレプトンのリアルタイム選別を効率的に行うための機械学習手法を検討したものである。
まず、ATLAS実験におけるタウレプトンの検出プロセスと、現在使用されているL1トリガーシステムについて説明している。次に、シミュレーションデータを用いて、決定木アルゴリズムのXGBoostと、ニューラルネットワークモデルのMLP、ResNetの性能を比較評価している。
評価指標としては、従来の分類指標に加えて、実験の要求に合わせたターンオンカーブ(TOC)を用いている。TOCは、イベントレベルでの信号検出効率を示すものであり、特に低エネルギーのタウレプトンの検出性能を評価するのに適している。
結果として、検出器の精細度が低い場合はXGBoostが優れ、精細度が高くなるとResNetが最も良い性能を示すことが分かった。また、アルゴリズムの計算コストや実装容易性も考慮すると、XGBoostやMLPが有望であると結論付けている。
今後の実験環境の高度化に合わせて、本研究で提案した手法を適用することで、低エネルギーのタウレプトンを効率的に検出できると期待される。
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