探索可微辐射传输与探测器模拟的边界
仪器与探测器
2026-05-11 v1 高能物理 - 实验
高能物理 - 唯象学
摘要
我们提出了一种将自动微分应用于粒子在物质中传输的方法，使用具有完整电磁物理模型的类 Geant4 辐射传输模拟。在对这种基于步进的传输进行微分时，我们观察到由物质边界处罕见但极端的敏感性所引发的梯度爆炸，这些敏感性通过后续的传输和簇射发展进行传播。为了获得可用于优化的导数，我们引入了一种针对性的缓解策略：在可识别的不稳定条件下停止通过边界交叉操作的梯度传播，同时保持正向（原始）模拟不变。我们证明，这使得探测器设计问题中能够产生稳定的、可用于优化的梯度。
引用
@article{arxiv.2605.06779,
title = {Exploring the Boundaries of Differentiable Radiation Transport and Detector Simulation},
author = {Jeffrey Krupa and Yiyang Zhao and Mihaly Novak and Max Aehle and Max Sagebaum and Long Chen and Nicolas Gauger and Miaoyuan Liu and Lukas Heinrich and Michael Kagan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2605.06779},
year = {2026}
}