Parallelized Algorithm for Enhanced Event Recovery Efficiency in Spin Physics Detector (SPD) Experiments at the Nuclotron-based Ion Collider Facility (NICA)

Номинация:
Прорывные научные исследования и разработки

Описание проекта:
Эксперимент SPD NICA направлен на изучение свойств плотного вещества в экстремальных условиях в области высокоэнергетической физики. Для достижения этой цели, коллаборация SPD предлагает установку универсального детектора на второй точке взаимодействия коллайдера NICA, что позволяет изучать спиновую структуру протона и дейтерона с использованием поляризованных пучков. Авторы предлагают подход к улучшению качества и скорости отслеживания треков, который является ключевой процедурой обработки данных в экспериментах по физике высоких энергий.
Предложенная стратегия использует подход на основе порогового значения кластеризации с метрикой качества приближения хи-квадрат, эффективно балансируя требования точности восстановления трека и скорости обработки на современных многоядерных компьютерах. Для обеспечения качества восстановления устанавливается критерий базового уровня, используя среднеквадратичную (rms) ошибку спирального и полиномиального приближения. Этот критерий помогает в определении наборов данных, которые нейронная сеть рассматривает как последующих кандидатов на трек. Оптимальный выбор этого базового уровня позволяет нам поддерживать показатели полноты и точности распознавания трека нейронной сетью на приемлемом уровне для физиков. Эти показатели критически важны, несмотря на то, что они имеют тенденцию к снижению с увеличением шума данных.
Для цели более эффективного детектирования треков вводится критерий порогового значения качества реконструкции, который использует среднеквадратическую ошибку спирального и полиномиального приближения для измерительных наборов, которые нейронная сеть распознаёт как следующего кандидата на трек. Одним из значительных достижений этого проекта является увеличение скорости обработки всей цепи программ.

Результаты:
Ожидаемые результаты этого проекта обеспечат надежную схему для анализа данных в высокоэнергетической физике, внося значительный вклад в эффективность процессов обнаружения траекторий частиц в экспериментах SPD на NICA. Масштабируемость предложенного решения может потенциально приносить пользу другим смежным областям, работающим с большими объемами данных и требующим эффективных методов обработки.

Команда проекта:
КазНУ им. Аль-Фараби
Шоманов Адай Сакенович
Мансурова Мадина Есимхановна
Ососков Геннадий Алексеевич
Амирханова Гульшат Аманжоловна

Контакты:
adai.shomanov@gmail.com