用于 Ge-76 无中微子双贝塔衰变搜寻的多电极高纯锗探测器可行性研究
仪器与探测器
2023-05-31 v2
摘要
使用高纯锗(HPGe)探测器搜寻 76Ge 无中微子双贝塔(0νββ)衰变的实验严重依赖本底抑制技术以提升灵敏度。本工作中，我们提出一种基于神经网络(NN)与轻量梯度提升机(lightGBM; LGB)的脉冲形状分析方法，以在多电极 HPGe 探测器中甄别单电子(本底)与双电子(0νββ 信号)事件。本文描述了一套多电极 HPGe 探测器系统、数据处理系统及脉冲形状模拟流程。我们构建了全连接(FC)神经网络与 LGB 模型来对单、双电子事件分类。FC 网络以模拟的单、双电子诱发脉冲训练，并在脉冲形状模拟生成的独立数据集上测试。FC 神经网络在测试集中对 0νββ 双电子事件信号的甄别效率为 77.4%，精确率为 57.7%，训练时间为 430 分钟。LGB 模型的甄别效率为 73.1%，精确率为 64.0%，训练时间为 1.5 分钟。本研究证明利用 FC 神经网络与 LGB 模型在多电极 HPGe 探测器上实现单、双电子甄别是可行的。这些结果可作为未来 76Ge 0νββ 实验的参考。
引用
@article{arxiv.2211.06180,
title = {A feasibility study of multi-electrode high-purity germanium detector for Ge-76 neutrinoless double beta decay searching},
author = {Jingzhe Yang and Yang Tian and Wenhan Dai and Mingxin Yang and Lin Jiang and Jinjun Wen and Tao Xue and Ming Zeng and Zhi Zeng and Yulan Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2211.06180},
year = {2023}
}
备注
16 pages,12 figures