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CTA用モンテカルロシミュレーションの効率化のための背景事象生成省略手法の開発

开发一种省略后台事件生成的方法，以提高 CTA 蒙特卡罗模拟的效率

基本信息

批准号：
21K03587
负责人：
吉越貴紀
金额：
$ 2.58万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K03587/
关键词：
宇宙線（実験）

项目摘要

本研究は、次世代大型地上ガンマ線天文台CTAの多様な装置応答関数(IRF)を生成する大規模モンテカルロ(MC)シミュレーションのさらなる効率化を目的とする。計算時間の大部分を占める宇宙線バックグランド事象のシミュレーションにおいて、データ解析で除去されることが自明な事象を空気シャワーの初期反応を参照して同定し、それらを省略する新手法を開発する。2022年度は、上記課題に大学院修士課程学生が取り組み、結果を修士論文にまとめた。まず、調査対象の望遠鏡構成をCTAの北半球サイト(La Palma)のフルアレイ(大口径望遠鏡(LST)4基および中口径望遠鏡(MST)15基)とし、東京大学宇宙線研究所の計算機システムでガンマ線事象、バックグランド(陽子)事象を大量にシミュレートした。空気シャワーの初期発達パターンの特徴量として横方向運動量および生成粒子種毎のエネルギー比に着目し、これらと望遠鏡アレイで実際に観測される大気チェレンコフ光イメージの幅を、同一シミュレーション事象において比較した。バックグランドシャワーはガンマ線シャワーに比べ横方向運動量が大きく、それを反映して大気チェレンコフ光イメージが太くなるはずであるため、これらの間には正の相関があると期待できる。シミュレーションデータを解析した結果、3 TeV以上の陽子事象においては正の相関を確認することができた。しかし、3 TeV以下においては相関がないか負の相関になる場合もあり、その原因の特定には至らなかった。また、生成粒子種毎のエネルギー比も合わせて最も強い正の相関が得られる条件を導いたが、その場合でも分布の広がりが大きく相関係数が小さいため、シャワー初期発達パターンによるバックグランド分離は実用可能なレベルに達しなかった。さらに詳細な調査を行い、特に負の相関を示す領域の原因を理解すると共に、分離性能を改善する必要がある。

This study aims to optimize the generation of multi-device response frequency (IRF) for the next generation of large terrestrial observatories (CTA). A new method for calculating the initial phase of the event is proposed, which takes up most of the time. 2022 year, write down the problem, the student of the college student course, the result, the student paper. The telescope composition of the survey object is composed of CTA's Northern Hemisphere Telescope (La Palma), a large aperture telescope (LST) with 4 bases and a medium aperture telescope (MST) with 15 bases. The computer system of the Cosmic Ray Research Institute of the University of Tokyo is composed of a large number of line images and sun images. The characteristics of the initial phase of the formation of particles and the lateral motion of the particles are compared with each other. The amount of movement in the horizontal direction is greater than that in the horizontal direction. The amount of movement in the horizontal direction is greater than that in the horizontal direction. The result of the analysis of the sample is that the positive correlation between the sample and the positive correlation is confirmed. Below 3 TeV, there is no correlation between the two. In addition, the particle species generated in the first phase of the process are separated from each other by the maximum positive correlation coefficient. The correlation coefficient is small and the maximum positive correlation coefficient is small. Detailed investigation into the causes of the negative correlation between the two fields is necessary to improve the separation performance.

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Deep-learning-driven event reconstruction applied to simulated data from a single Large-Sized Telescope of CTA

深度学习驱动的事件重建应用于来自 CTA 的单个大型望远镜的模拟数据

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
Proceedings of the 37th International Cosmic Ray Conference
影响因子：
0
作者：
Tagliaferri Gianpiero;Antonelli Angelo;Arnesen Tora;Aschersleben Jann;Attina' Primo;Balbo Matteo;Bang Sunghyun;Barcelo Miquel;Baryshev Andrey;Bellassai Giancarlo;et al.;Adams Colin B. et al.;H. Abe et al.;H. Abe et al.;H. Abe et al.;B. Mode et al.;H. Abe et al.;R. Lopez-Coto et al.
通讯作者：
R. Lopez-Coto et al.

Analysis of the Cherenkov Telescope Array first Large Size Telescope real data using convolutional neural networks

使用卷积神经网络分析切伦科夫望远镜阵列首个大型望远镜真实数据

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
Proceedings of the 37th International Cosmic Ray Conference
影响因子：
0
作者：
Tagliaferri Gianpiero;Antonelli Angelo;Arnesen Tora;Aschersleben Jann;Attina' Primo;Balbo Matteo;Bang Sunghyun;Barcelo Miquel;Baryshev Andrey;Bellassai Giancarlo;et al.;Adams Colin B. et al.;H. Abe et al.;H. Abe et al.;H. Abe et al.;B. Mode et al.;H. Abe et al.;R. Lopez-Coto et al.;R. White et al.;Y. Ohtani et al.;Y. Kobayashi et al.;O. Blanch et al.;D. Ribeiro et al.;C. Alispach et al.;L. Foffano et al.;H. Abe et al.
通讯作者：
H. Abe et al.

Reconstruction of extensive air shower images of the Large Size Telescope prototype of CTA using a novel likelihood technique

使用新颖的似然技术重建 CTA 大型望远镜原型的广泛空气簇射图像

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
Proceedings of the 37th International Cosmic Ray Conference
影响因子：
0
作者：
Tagliaferri Gianpiero;Antonelli Angelo;Arnesen Tora;Aschersleben Jann;Attina' Primo;Balbo Matteo;Bang Sunghyun;Barcelo Miquel;Baryshev Andrey;Bellassai Giancarlo;et al.;Adams Colin B. et al.;H. Abe et al.;H. Abe et al.;H. Abe et al.;B. Mode et al.;H. Abe et al.;R. Lopez-Coto et al.;R. White et al.;Y. Ohtani et al.;Y. Kobayashi et al.;O. Blanch et al.;D. Ribeiro et al.;C. Alispach et al.
通讯作者：
C. Alispach et al.

Monitoring the pointing of the Large Size Telescope prototype using star reconstruction in the Cherenkov camera

使用切伦科夫相机中的星重建来监测大尺寸望远镜原型的指向

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
Proceedings of the 37th International Cosmic Ray Conference
影响因子：
0
作者：
Tagliaferri Gianpiero;Antonelli Angelo;Arnesen Tora;Aschersleben Jann;Attina' Primo;Balbo Matteo;Bang Sunghyun;Barcelo Miquel;Baryshev Andrey;Bellassai Giancarlo;et al.;Adams Colin B. et al.;H. Abe et al.;H. Abe et al.;H. Abe et al.;B. Mode et al.;H. Abe et al.;R. Lopez-Coto et al.;R. White et al.;Y. Ohtani et al.;Y. Kobayashi et al.;O. Blanch et al.;D. Ribeiro et al.;C. Alispach et al.;L. Foffano et al.
通讯作者：
L. Foffano et al.

Cross-calibration and combined analysis of the CTA-LST prototype and the MAGIC telescopes

CTA-LST原型机和MAGIC望远镜的交叉校准和组合分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
Proceedings of the 37th International Cosmic Ray Conference
影响因子：
0
作者：
Tagliaferri Gianpiero;Antonelli Angelo;Arnesen Tora;Aschersleben Jann;Attina' Primo;Balbo Matteo;Bang Sunghyun;Barcelo Miquel;Baryshev Andrey;Bellassai Giancarlo;et al.;Adams Colin B. et al.;H. Abe et al.;H. Abe et al.;H. Abe et al.;B. Mode et al.;H. Abe et al.;R. Lopez-Coto et al.;R. White et al.;Y. Ohtani et al.
通讯作者：
Y. Ohtani et al.