Rejecting noise in Baikal-GVD data with neural networks

被引：1
|
作者：
Kharuk, I. [1 ,2 ]
Rubtsov, G. [1 ,3 ]
Safronov, G. [1 ,4 ]
机构：
[1] Russian Acad Sci, Inst Nucl Res, 60Th October Anniversary Prospect 7A, Moscow 117312, Russia
[2] Moscow Inst Phys & Technol, Institutsky Lane 9, Dolgoprudnyi 141700, Moscow Region, Russia
[3] Novosibirsk State Univ, Lab Cosmol & Elementary Particle Phys, Novosibirsk 630090, Russia
[4] Joint Inst Nucl Res, Joliot Curie 6, Dubna 141980, Moscow Region, Russia
来源：
JOURNAL OF INSTRUMENTATION | 2023年 / 18卷 / 09期
关键词：
Analysis and statistical methods; Data analysis; Pattern recognition; cluster finding; calibration and fitting methods; Data Processing;
D O I：
10.1088/1748-0221/18/09/P09026
中图分类号：
TH7 [仪器、仪表];
学科分类号：
0804 ; 080401 ; 081102 ;
摘要：
Baikal-GVD is a large (similar to 1 km3) underwater neutrino telescope installed in the fresh waters of Lake Baikal. The deep lake water environment is pervaded by background light, which is detectable by Baikal-GVD's photosensors. We introduce a neural network for an efficient separation of these noise hits from the signal ones, stemmng from the propagation of relativistic particles through the detector. The model has a U-Net-like architecture and employs temporal (causal) structure of events. The neural network's metrics reach up to 99% signal purity (precision) and 96% survival efficiency (recall) on Monte-Carlo simulated dataset. We compare the developed method with the algorithmic approach to rejecting the noise and discuss other possible architectures of neural networks, including graph-based ones.
引用
收藏
页数：16
相关论文
共 50 条
  • [1] Baikal-GVD
    Avrorin, D.
    Avrorin, A. V.
    Aynutdinov, V. M.
    Bannash, R.
    Belolaptikov, I. A.
    Brudanin, V. B.
    Budnev, N. M.
    Danilchenko, I. A.
    Demidov, S. V.
    Domogatsky, G. V.
    Doroshenko, A. A.
    Dvornicky, R.
    Dyachok, A. N.
    Dzhilkibaev, Zh. -A. M.
    Fajt, L.
    Fialkovsky, S. V.
    Gafarov, A. R.
    Gaponenko, O. N.
    Golubkov, K. V.
    Gress, T. I.
    Honz, Z.
    Kebkal, K. G.
    Kebkal, O. G.
    Konischev, K. V.
    Korobchenko, A. V.
    Koshechkin, A. P.
    Koshel, F. K.
    Kozhin, A. V.
    Kulepov, V. F.
    Kuleshov, D. A.
    Milenin, M. B.
    Mirgazov, R. A.
    Osipova, E. R.
    Panfilov, A. I.
    Pan'kov, L. V.
    Pliskovsky, E. N.
    Rozanov, M. I.
    Rjabov, E. V.
    Shamakhov, F. A.
    Shaybonov, B. A.
    Sheifler, A. A.
    Shelepov, M. D.
    Simkovic, F.
    Skurihin, A. V.
    Smagina, A. A.
    Stekl, I.
    Suvorova, O. V.
    Tabolenko, V. A.
    Tarashansky, B. A.
    Yakovlev, S. A.
    RICAP16, 6TH ROMA INTERNATIONAL CONFERENCE ON ASTROPARTICLE PHYSICS, 2017, 136
  • [2] Baikal-GVD Experiment
    Avrorin, A. V.
    Avrorin, A. D.
    Aynutdinov, V. M.
    Bannasch, R.
    Bardacova, Z.
    Belolaptikov, I. A.
    Brudanin, V. B.
    Budnev, N. M.
    Gafarov, A. R.
    Golubkov, K. V.
    Gorshkov, N. S.
    Gres, T. I.
    Dvornicky, R.
    Domogatsky, G. V.
    Doroshenko, A. A.
    Dzhilkibaev, Zh. -A. M.
    Dik, V. Ya.
    Dyachok, A. N.
    Eckerova, E.
    Zaborov, D. N.
    Ivanov, R. A.
    Katulin, M. S.
    Kebkal, K. G.
    Kebkal, O. G.
    Kozhin, V. A.
    Kolbin, M. M.
    Konishev, K. V.
    Korobchenko, A. V.
    Koshechkin, A. P.
    Kruglov, M. V.
    Krjukov, M. K.
    Kulepov, V. F.
    Milenin, M. B.
    Mirgazov, R. A.
    Nazari, V.
    Naumov, D. V.
    Panfilov, A. I.
    Petukhov, D. P.
    Pliskovsky, E. N.
    Rozanov, M. I.
    Rushay, V. D.
    Rjabov, E. V.
    Safronov, G. B.
    Simkovic, F.
    Skurikhin, A. V.
    Solovjev, A. G.
    Sorokovikov, M. N.
    Stekl, I.
    Suvorova, O. V.
    Sushenok, E. O.
    PHYSICS OF ATOMIC NUCLEI, 2020, 83 (06) : 916 - 921
  • [3] The data acquisition system for Baikal-GVD
    Avrorin, A. D.
    Avrorin, A. V.
    Aynutdinov, V. M.
    Bannash, R.
    Belolaptikov, I. A.
    Bogorodsky, D. Yu.
    Brudanin, V. B.
    Budnev, N. M.
    Danilchenko, I. A.
    Domogatsky, G. V.
    Doroshenko, A. A.
    Dyachok, A. N.
    Dzhilkibaev, Zh. -A. M.
    Fialkovsky, S. V.
    Gafarov, A. R.
    Gaponenko, O. N.
    Golubkov, K. V.
    Gress, T. I.
    Honz, Z.
    Kebkal, K. G.
    Kebkal, O. G.
    Konischev, K. V.
    Korobchenko, A. V.
    Koshechkin, A. P.
    Koshel, F. K.
    Kozhin, A. V.
    Kulepov, V. F.
    Kuleshov, D. A.
    Ljashuk, V. I.
    Milenin, M. B.
    Mirgazov, R. A.
    Osipova, E. R.
    Panfilov, A. I.
    Pan'kov, L. V.
    Pliskovsky, E. N.
    Rozanov, M. I.
    Rjabov, E. V.
    Shaybonov, B. A.
    Sheifler, A. A.
    Shelepov, M. D.
    Skurihin, A. V.
    Smagina, A. A.
    Suvorova, O. V.
    Tabolenko, V. A.
    Tarashansky, B. A.
    Yakovlev, S. A.
    Zagorodnikov, A. V.
    Zurbanov, V. L.
    VERY LARGE VOLUME NEUTRINO TELESCOPE (VLVNT-2015), 2016, 116
  • [4] Baikal-GVD: cascades
    Avrorin, A. D.
    Avrorin, A. V.
    Aynutdinov, V. M.
    Bannash, R.
    Belolaptikov, I. A.
    Brudanin, V. B.
    Budnev, N. M.
    Doroshenko, A. A.
    Domogatsky, G. V.
    Dvornicky, R.
    Dyachok, A. N.
    Dzhilkibaev, Zh. -A. M.
    Fajt, L.
    Fialkovsky, S. V.
    Gafarov, A. R.
    Golubkov, K. V.
    Gorshkov, N. S.
    Gres, T. I.
    Kebkal, K. G.
    Kebkal, O. G.
    Khramov, E. V.
    Kolbin, M. M.
    Konischev, K. V.
    Korobchenko, A. P.
    Koshechkin, A. P.
    Kozhin, V. A.
    Kruglov, M. V.
    Kryukov, M. K.
    Kulepov, V. F.
    Kuleshov, D. A.
    Milenin, M. B.
    Mirgazov, R. A.
    Nazari, V.
    Panfilov, A. I.
    Petukhov, D. P.
    Pliskovsky, E. N.
    Rozanov, M. I.
    Rjabov, E. V.
    Rushay, V. D.
    Safronov, G. B.
    Shaibonov, B. A.
    Simkovic, F.
    Shelepov, M. D.
    Shtekl, I.
    Solovjev, A. G.
    Sorokovikov, M. N.
    Suvorova, O. V.
    Tabolenko, V. A.
    Tarashansky, B. A.
    Yakovlev, S. A.
    VERY LARGE VOLUME NEUTRINO TELESCOPES (VLVNT-2018), 2019, 207
  • [5] Baikal-GVD Experiment
    A. V. Avrorin
    A. D. Avrorin
    V. M. Aynutdinov
    R. Bannasch
    Z. Bardacova
    I. A. Belolaptikov
    V. B. Brudanin
    N. M. Budnev
    A. R. Gafarov
    K. V. Golubkov
    N. S. Gorshkov
    T. I. Gres
    R. Dvornicky
    G. V. Domogatsky
    A. A. Doroshenko
    Zh.-A. M. Dzhilkibaev
    V. Ya. Dik
    A. N. Dyachok
    E. Eckerova
    D. N. Zaborov
    R. A. Ivanov
    M. S. Katulin
    K. G. Kebkal
    O. G. Kebkal
    V. A. Kozhin
    M. M. Kolbin
    K. V. Konishev
    A. V. Korobchenko
    A. P. Koshechkin
    M. V. Kruglov
    M. K. Krjukov
    V. F. Kulepov
    M. B. Milenin
    R. A. Mirgazov
    V. Nazari
    D. V. Naumov
    A. I. Panfilov
    D. P. Petukhov
    E. N. Pliskovsky
    M. I. Rozanov
    V. D. Rushay
    E. V. Rjabov
    G. B. Safronov
    F. Simkovic
    A. V. Skurikhin
    A. G. Solovjev
    M. N. Sorokovikov
    I. Stekl
    O. V. Suvorova
    E. O. Sushenok
    Physics of Atomic Nuclei, 2020, 83 : 916 - 921
  • [6] Status of the Baikal-GVD project
    Avrorin, A. V.
    Aynutdinov, V. M.
    Bannasch, R.
    Belolaptikov, I. A.
    Bogorodsky, D. Yu.
    Brudanin, V. B.
    Budnev, N. M.
    Danilchenko, I. A.
    Domogatsky, G. V.
    Doroshenko, A. A.
    Dyachok, A. N.
    Dzhilkibaev, Zh-A. M.
    Fialkovsky, S. V.
    Gaponenko, O. N.
    Golubkov, K. V.
    Gress, O. A.
    Gress, T. I.
    Grishin, O. G.
    Kebkal, K. G.
    Kebkal, A. G.
    Klabukov, A. M.
    Klimov, A. I.
    Konishchev, K. V.
    Korobchenko, A. V.
    Koshechkin, A. P.
    Koshel, F. K.
    Kozhin, V. A.
    Kulepov, V. F.
    Kuleshov, D. A.
    Kuzmichev, L. A.
    Ljashuk, V. I.
    Mikheev, S. P.
    Milenin, M. B.
    Mirgazov, R. A.
    Osipova, E. R.
    Pakhorukov, A. L.
    Panfilov, A. I.
    Pan'kov, A. L.
    Pan'kov, L. V.
    Perevalov, A. A.
    Petukhov, D. A.
    Pliskovsky, E. N.
    Poleshuk, V. A.
    Popova, E. G.
    Rozanov, M. I.
    Rubtsov, V. F.
    Rjabov, E. V.
    Shaybonov, B. A.
    Shirokov, A. V.
    Sheifler, A. A.
    NUCLEAR INSTRUMENTS & METHODS IN PHYSICS RESEARCH SECTION A-ACCELERATORS SPECTROMETERS DETECTORS AND ASSOCIATED EQUIPMENT, 2012, 692 : 46 - 52
  • [7] The Optical Module of Baikal-GVD
    Avrorin, A. D.
    Avrorin, A. V.
    Aynutdinov, V. M.
    Bannash, R.
    Belolaptikov, I. A.
    Bogorodsky, D. Yu.
    Brudanin, V. B.
    Budnev, N. M.
    Gafarov, A. R.
    Gaponenko, O. N.
    Golubkov, K. V.
    Gress, T. I.
    Danilchenko, I. A.
    Dzhilkibaev, Zh. -A. M.
    Domogatsky, G. V.
    Doroshenko, A. A.
    Dyachok, A. N.
    Zhukov, V. A.
    Zagorodnikov, A. V.
    Zurbanov, V. L.
    Kebkal, K. G.
    Kebkal, O. G.
    Kozhin, A. V.
    Konischev, K. V.
    Korobchenko, A. V.
    Koshel, F. K.
    Koshechkin, A. P.
    Kulepov, V. F.
    Kuleshov, D. A.
    Ljashuk, V. I.
    Milenin, M. B.
    Mirgazov, R. A.
    Osipova, E. R.
    Panfilov, A. I.
    Pan'kov, L. V.
    Pliskovsky, E. N.
    Rozanov, M. I.
    Rjabov, E. V.
    Skurihin, A. V.
    Smagina, A. A.
    Suvorova, O. V.
    Tabolenko, V. A.
    Tarashansky, B. A.
    Fialkovsky, S. V.
    Honz, Z.
    Shaybonov, B. A.
    Sheifler, A. A.
    Shelepov, M. D.
    Yakovlev, S. A.
    PHYSICS OF PARTICLES AND NUCLEI LETTERS, 2016, 13 (06) : 737 - 746
  • [8] Positioning system for Baikal-GVD
    Allakhverdyan, V. A.
    Avrorin, A. D.
    Avrorin, A. V.
    Aynutdinov, V. M.
    Bannasch, R.
    Bardacova, Z.
    Belolaptikov, I. A.
    Borina, I. V.
    Brudanin, V. B.
    Budnev, N. M.
    Dik, V. Y.
    Domogatsky, G. V.
    Doroshenko, A. A.
    Dvornicky, R.
    Dyachok, A. N.
    Dzhilkibaev, Zh. A. M.
    Eckerova, E.
    Elzhov, T. V.
    Fajt, L.
    Fialkovski, S. V.
    Gafarov, A. R.
    Golubkov, K. V.
    Gorshkov, N. S.
    Gress, T. I.
    Katulin, M. S.
    Kebkal, K. G.
    Kebkal, O. G.
    Khramov, E. V.
    Kolbin, M. M.
    Konischev, K. V.
    Kopanski, K. A.
    Korobchenko, A. V.
    Koshechkin, A. P.
    Kozhin, V. A.
    Kruglov, M. V.
    Kryukov, M. K.
    Kulepov, V. F.
    Malecki, Pa.
    Malyshkin, Y. M.
    Milenin, M. B.
    Mirgazov, R. R.
    Naumov, D. V.
    Nazari, V.
    Noga, W.
    Petukhov, D. P.
    Pliskovsky, E. N.
    Rozanov, M. I.
    Rushay, V. D.
    Ryabov, E. V.
    Safronov, G. B.
    37TH INTERNATIONAL COSMIC RAY CONFERENCE, ICRC2021, 2022,
  • [9] Data Quality Monitoring system in the Baikal-GVD experiment
    Avrorin, A. D.
    Avrorin, A. V.
    Aynutdinov, V. M.
    Bannash, R.
    Belolaptikov, I. A.
    Brudanin, V. B.
    Budnev, N. M.
    Domogatsky, G. V.
    Doroshenko, A. A.
    Dvornicky, R.
    Dyachok, A. N.
    Dzhilkibaev, Zh. -A. M.
    Fajt, L.
    Fialkovsky, S. V.
    Gafarov, A. R.
    Golubkov, K. V.
    Gorshkov, N. S.
    Gress, T. I.
    Ivanov, R.
    Kebkal, K. G.
    Kebkal, O. G.
    Khramov, E. V.
    Kolbin, M. M.
    Konischev, K. V.
    Korobchenko, A. V.
    Koshechkin, A. P.
    Kozhin, A. V.
    Kruglov, M. V.
    Kryukov, M. K.
    Kulepov, V. F.
    Milenin, M. B.
    Mirgazov, R. A.
    Nazari, V.
    Panfilov, A. I.
    Petukhov, D. P.
    Pliskovsky, E. N.
    Rozanov, M. I.
    Rjabov, E. V.
    Rushay, V. D.
    Safronov, G. B.
    Shaybonov, B. A.
    Shelepov, M. D.
    Simkovic, F.
    Skurikhin, A. V.
    Solovjev, A. G.
    Sorokovikov, M. N.
    Stekl, I.
    Suvorova, O. V.
    Sushenok, E. O.
    Tabolenko, V. A.
    36TH INTERNATIONAL COSMIC RAY CONFERENCE, ICRC2019, 2021,
  • [10] The optical noise monitoring systems of the Lake Baikal environment for the Baikal-GVD telescope
    Avrorin, A. D.
    Avrorin, A. V.
    Aynutdinov, V. M.
    Bannash, R.
    Belolaptikov, I. A.
    Brudanin, V. B.
    Budnev, N. M.
    Domogatsky, G. V.
    Doroshenko, A. A.
    Dvornicky, R.
    Dyachok, A. N.
    Dzhilkibaev, Zh. -A. M.
    Fajt, L.
    Fialkovsky, S. V.
    Gafarov, A. R.
    Golubkov, K. V.
    Gorshkov, N. S.
    Gress, T. I.
    Ivanov, R.
    Kebkal, K. G.
    Kebkal, O. G.
    Khramov, E. V.
    Kolbin, M. M.
    Koligaev, S. O.
    Konischev, K. V.
    Korobchenko, A. V.
    Koshechkin, A. P.
    Kozhin, A. V.
    Kruglov, M. V.
    Kryukov, M. K.
    Kulepov, V. F.
    Milenin, M. B.
    Mirgazov, R. A.
    Nazari, V.
    Panfilov, A. I.
    Petukhov, D. P.
    Pliskovsky, E. N.
    Rozanov, M. I.
    Rjabov, E. V.
    Rushay, V. D.
    Safronov, G. B.
    Shaybonov, B. A.
    Shelepov, M. D.
    Simkovic, F.
    Skurikhin, A. V.
    Solovjev, A. G.
    Sorokovikov, M. N.
    Stekl, I.
    Sushenok, E. O.
    Suvorova, O. V.
    36TH INTERNATIONAL COSMIC RAY CONFERENCE, ICRC2019, 2021,
12345