基于 Swin Transformer 和归一化流模型的深层成像克尔森检测器重建

成像克尔森检测器是核子和粒子物理实验中进行粒子鉴别（PID）的关键技术。快速的重建算法对于近实时对齐、校准、数据质量控制和高效分析至关重要。在未来的电子-离子子对碰撞（EIC）中，ePIC 检测器将在饱和方向上配备双环成像克尔森（dual-RICH）检测器，筒段上配备内部反射克尔森（DIRC）检测器，而在电子方向上则配备近焦 RICH 检测器。本文聚焦于 DIRC 检测器，该检测器呈现复杂的命中图案，并用于 JLab 的 GlueX 实验中对 π 介子和 K 介子的 PID。我们提出了 Deep(er)RICH，即半导体 DeepRICH 工作的延续，提供了相比传统方法更快更准确的 PID，并首次实现快速且准确的仿真。这一进展解决了通过复杂光学元件进行光子轨迹模拟中的主要瓶颈。我们的研究利用了基于视觉 Transformer 的最新技术，特别是层次化 Swin Transformer 和归一化流。这些方法使我们能够直接从真实数据中学习，并重建复杂的拓扑结构。我们指出了该工作的意义和未来扩展，这些扩展为多个前沿实验（如未来的 EIC）提供了 PID 能力。