WavePID：IceCube中基于DOM级波形时序的轨迹-级联区分研究
仪器与探测器
2025-11-25 v1 高能天体物理现象
高能物理 - 实验
摘要
IceCube 中微子观测站是一个嵌入南极冰层的立方公里尺度的喷气机检测器。其密集的子阵列和专门的低能分析提供了对 5-100 GeV 能量范围的灵敏度，使其能够进行精确的中微子振荡研究和新物理学搜索。本工作特别聚焦于该低能范围，在此能量范围内，稀疏的命中图案限制了基于拓扑的重建和分类方法的性能。我们引入了基于波形的粒子鉴别 (Waveform-based Particle Identification, WavePID)，这是一种基于时序感知、以物理为导向的可解释似然比判别器，构建于蒙特卡罗模板，并通过专门的仿真进行验证。应用于蒙特卡罗模拟和 11.1 年的 IceCube 数据后，WavePID 在固定 20% 下选取率下将级联选择的纯度提高约 5 个百分点，同时保持数据与模拟之间的 detector systematics 误差范围内的一致性。该方法紧凑且对稀疏观察具有鲁棒性，展示了波形水平时序对低能重建的价值。
引用
@article{arxiv.2511.17788,
title = {WavePID: Studies of DOM-level waveform timing for track vs. cascade discrimination in IceCube at 5-100 GeV},
author = {Steven Young Eulig},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.17788},
year = {2025}
}
备注
6 pages, 4 figures. Contribution presented at the 18th International Workshop on Tau Lepton Physics (TAU2025), held in Marseille, France, October 23, 2025. The proceedings will be published via Zenodo