Separation of track- and shower-like energy deposits in ProtoDUNE-SP using a convolutional neural network
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Published:2022-10-12
Issue:10
Volume:82
Page:
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ISSN:1434-6052
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Container-title:The European Physical Journal C
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language:en
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Short-container-title:Eur. Phys. J. C
Author:
Abed Abud A., Abi B., Acciarri R., Acero M. A., Adames M. R., Adamov G., Adamowski M., Adams D., Adinolfi M., Aduszkiewicz A., Aguilar J., Ahmad Z., Ahmed J., Aimard B., Ali-Mohammadzadeh B., Alion T., Allison K., Alonso Monsalve S., AlRashed M., Alt C., Alton A., Alvarez R., Amedo P., Anderson J., Andreopoulos C., Andreotti M., Andrews M., Andrianala F., Andringa S., Anfimov N., Ankowski A., Antoniassi M., Antonova M., Antoshkin A., Antusch S., Aranda-Fernandez A., Arellano L., Arnold L. O., Arroyave M. A., Asaadi J., Asquith L., Aurisano A., Aushev V., Autiero D., Ayala Lara V., Ayala-Torres M., Azfar F., Babicz M., Back A., Back H., Back J. J., Backhouse C., Bagaturia I., Bagby L., Balashov N., Balasubramanian S., Baldi P., Baller B., Bambah B., Barao F., Barenboim G., Barker G., Barkhouse W., Barnes C., Barr G., Barranco Monarca J., Barros A., Barros N., Barrow J. 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Abstract
AbstractLiquid argon time projection chamber detector technology provides high spatial and calorimetric resolutions on the charged particles traversing liquid argon. As a result, the technology has been used in a number of recent neutrino experiments, and is the technology of choice for the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE). In order to perform high precision measurements of neutrinos in the detector, final state particles need to be effectively identified, and their energy accurately reconstructed. This article proposes an algorithm based on a convolutional neural network to perform the classification of energy deposits and reconstructed particles as track-like or arising from electromagnetic cascades. Results from testing the algorithm on experimental data from ProtoDUNE-SP, a prototype of the DUNE far detector, are presented. The network identifies track- and shower-like particles, as well as Michel electrons, with high efficiency. The performance of the algorithm is consistent between experimental data and simulation.
Funder
SERI and SNSF, Switzerland Instituto Nazionale di Fisica Nucleare CAM, Fundacion “La Caixa”, Junta de Andalucia-FEDER, MICINN, and Xunta de Galicia, Spain CERN DOE and NSF, United States of America CFI, IPP and NSERC, Canada CNRS/IN2P3 and CEA, France The Royal Society and UKRI/STFC, United Kingdom ERDF, H2020-EU and MSCA, European Union NRF, South Korea FCT, Portugal MSMT, Czech Republic CNPq, FAPERJ, FAPEG and FAPESP, Brazil TUB.ITAK, Turkey
Publisher
Springer Science and Business Media LLC
Subject
Physics and Astronomy (miscellaneous),Engineering (miscellaneous)
Reference29 articles.
1. B. Abi et al., First results on ProtoDUNE-SP liquid argon time projection chamber performance from a beam test at the CERN Neutrino Platform. JINST 15(12), P12004 (2020) 2. A. Abed Abud et al., Design, construction and operation of the ProtoDUNE-SP Liquid Argon TPC. JINST 17(01), P01005 (2022) 3. B. Abi et al., Volume I. Introduction to DUNE. JINST 15(08), T08008 (2020) 4. B. Abi et al., Volume IV. The DUNE far detector single-phase technology. JINST 15(08), T08010 (2020) 5. N. Charitonidis, I. Efthymiopoulos, Low energy tertiary beam line design for the CERN neutrino platform project. Phys. Rev. Accel. Beams 20, 111001 (2017)
Cited by
5 articles.
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