WikiEdge:ArXiv速递/2025-06-05

摘要

原文标题：Bayesian network 3D event reconstruction in the Cygno optical TPC for dark matter direct detection
中文标题：基于贝叶斯网络的暗物质直接探测光学时间投影室三维事件重建
发布日期：2025-06-05 12:44:52+00:00
作者：Fernando Domingues Amaro, Rita Antonietti, Elisabetta Baracchini, Luigi Benussi, Stefano Bianco, Francesco Borra, Cesidio Capoccia, Michele Caponero, Gianluca Cavoto, Igor Abritta Costa, Antonio Croce, Emiliano Dané, Melba D'Astolfo, Giorgio Dho, Flaminia Di Giambattista, Emanuele Di Marco, Giulia D'Imperio, Matteo Folcarelli, Joaquim Marques Ferreira dos Santos, Davide Fiorina, Francesco Iacoangeli, Zahoor Ul Islam, Herman Pessoa Lima Júnior, Ernesto Kemp, Giovanni Maccarrone, Rui Daniel Passos Mano, David José Gaspar Marques, Luan Gomes Mattosinhos de Carvalhoand Giovanni Mazzitelli, Alasdair Gregor McLean, Pietro Meloni, Andrea Messina, Cristina Maria Bernardes Monteiro, Rafael Antunes Nobrega, Igor Fonseca Pains, Emiliano Paoletti, Luciano Passamonti, Fabrizio Petrucci, Stefano Piacentini, Davide Piccolo, Daniele Pierluigi, Davide Pinci, Atul Prajapati, Francesco Renga, Rita Joana Cruz Roque, Filippo Rosatelli, Alessandro Russo, Giovanna Saviano, Pedro Alberto Oliveira Costa Silva, Neil John Curwen Spooner, Roberto Tesauro, Sandro Tomassini, Samuele Torelli, Donatella Tozzi
分类：physics.ins-det, astro-ph.IM, hep-ex, physics.data-an
原文链接：http://arxiv.org/abs/2506.04973v1

中文摘要：CYGNO实验正在研发一种用于定向暗物质搜索的高分辨率气体时间投影室，采用光学读出技术。该探测器使用氦-四氟甲烷(He:CF₄ 60:40)混合气体在常压下工作，配备三级气体电子倍增放大结构，结合科学相机实现高分辨率二维成像，并利用快速光电倍增管进行时间分辨闪烁光探测。该配置可实现三维事件重建：光电倍增管信号提供深度信息，而相机则提供高精度横向分辨率。本研究提出一种基于贝叶斯网络的算法，仅利用光电倍增管信号即可重建事件，获得粒子轨迹的完整三维描述。该算法通过概率模型描述光收集过程，并估算气体电子倍增平面上光发射点的空间与强度参数。算法在贝叶斯分析工具包中实现，采用马尔可夫链蒙特卡洛采样进行后验推断。使用CYGNO LIME原型机数据的验证表明，该算法能准确重建局部和扩展径迹。结果表明贝叶斯方法能实现稳健的三维描述，与相机数据结合时可进一步提升径迹重建精度。该方法代表了定向暗物质检测的重要进展，可增强高空间分辨率下核反冲径迹的识别能力。