Применение методов обратной свертки для восстановления энергетического спектра космических лучей
https://doi.org/10.1134/S2079562920060123
Аннотация
В статье рассматривается проблема восстановления истинного распределения физической величины из измеренного и искаженного из-за приборных эффектов. Данная задача имеет название обратной свертки (unfolding, деконволюция) и для ее решения наиболее распространенными методами являются байесовский алгоритм д’Агостини, подход на основе алгоритма SVD и регуляризационный метод TUnfold. В работе проводится сравнительный анализ различных подходов и обсуждается вопрос выбора оптимальных параметров и условий для их использования. В качестве объекта для анализа работы алгоритмов был выбран энергетический спектр частиц в космических лучах, смоделированный методом Монте-Карло и измеренный магнитным спектрометром PAMELA. Основное внимание в работе уделено анализу качества восстановления спектра для различных значений параметров алгоритмов, а также сравнительному анализу подходов в зависимости от особенностей дискретизации спектра. Основным результатом является предложенный подход к подбору оптимального значения параметра регуляризации для метода на основе SVD и количества итераций для байесовского метода. Показано, что результат восстановления энергетического спектра протонов с помощью SVD метода и байесовского алгоритма согласуется с истинным спектром по критерию Колмогорова−Смирнова.
Ключевые слова
При поддержке: Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда (проект № 19-72-10161).
Об авторах
Ю. В. Богомолов
ФГБОУ ВО Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова
Россия
Россия
ул. Советская 14, Ярославль,150003
О. А. Леванова
ФГБОУ ВО Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова
Россия
Россия
ул. Советская 14, Ярославль,150003
А. Г. Майоров
“Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”
Россия
Россия
Каширское ш. 31, Москва, 115409
Список литературы
1. Picozza P. et al. // Astropart.Phys. 2007. V. 27 (4). P. 296–315.
2. D’Agostini G. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 1995. V. 362. P. 487. https://doi.org/10.1016/0168-9002(95)00274-X.
3. Höcker A., Kartvelishvili V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 1996. V. 372. P. 469. https://doi.org/10.1016/0168-9002(95)01478-0[arXiv:hepph/9509307].
4. Adye T. // Proc.PHYSTAT 2011 Workshop. CERN. Geneva, Switzerland. January 2011 / CERN-2011-006, P. 313–318.
5. Schmitt S. // J. Instrum. 2012. V. 7. P. T10003.
6. Smirnov N.V. // Ann. Math. Statist. 1948. V. 19. P. 279–281.
7. Adriani O. et al. // Science. 2011. V. 332. No. 6025. P. 69–72. https://doi.org/10.1126/science.1199172
8. Blobel V. // Proc. Conf. Adcanced Statistical Techniques in Particle Physics. Durham, 2002.
Рецензия
Для цитирования:
Богомолов Ю.В., Леванова О.А., Майоров А.Г. Применение методов обратной свертки для восстановления энергетического спектра космических лучей. Ядерная физика и инжиниринг. 2020;11(6):337-341. https://doi.org/10.1134/S2079562920060123
For citation:
Bogomolov Yu.V., Levanova O.A., Mayorov A.G. Applying Unfolding Methods for Reconstruction of Cosmic Rays Energy Spectrum. Nuclear Physics and Engineering. 2020;11(6):337-341. (In Russ.) https://doi.org/10.1134/S2079562920060123
Просмотров:
31
Послать статью по эл. почте 