AllShowers:适用于所有量能器簇射的单一模型
仪器与探测器
2026-01-21 v1 机器学习
高能物理 - 实验
高能物理 - 唯象学
摘要
准确且高效的探测器模拟对于现代对撞机实验至关重要。为了降低高昂的计算成本,人们提出了各种基于机器学习的快速代理模型。传统的量能器簇射建模代理模型为每种粒子类型训练独立的网络,限制了可扩展性与复用性。我们引入了 AllShowers,这是一种使用单一生成模型模拟多种粒子类型量能器簇射的统一生成模型。AllShowers 是一种采用 Transformer 架构的连续归一化流模型,使其能够在变长点云表示的簇射中生成复杂的空间与能量关联。该模型在高度颗粒化的 ILD 探测器中模拟簇射的多样化数据集上进行了训练,展示了无需重新训练即可在广泛的入射能量和角度范围内为电子、光子以及带电和中性强子生成真实簇射的能力。除了统一多种粒子类型的簇射生成外,AllShowers 在强子簇射上的保真度超越了以往的单粒子类型模型。关键创新包括:使用层嵌入使模型能够学习所有相关的量能器层属性;采用定制的注意力掩码方案以降低计算需求并引入有益的归纳偏置;以及采用簇射与层级别的最优传输映射以改善训练收敛性与样本质量。AllShowers 标志着向对撞机实验中量能器簇射模拟通用模型迈出的重要一步。
关键词
引用
@article{arxiv.2601.11716,
title = {AllShowers: One model for all calorimeter showers},
author = {Thorsten Buss and Henry Day-Hall and Frank Gaede and Gregor Kasieczka and Katja Krüger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.11716},
year = {2026}
}