О логнормальном законе распределения ионизационных потерь в детекторе TPC экспериментальной установки MPD в проекте NICA
Ключевые слова:
время-проекционная камера, TPC, MPD, NICA, ионизационные потери, логнормальное распределение, математическое моделирование, Монте-Карло, идентификация частиц, PID, машинное обучение, отбор признаковАннотация
На основе данных математического моделирования методом Монте-Карло столкновений тяжелых ионов впервые для время-проекционной камеры (TPC) в экспериментальной установке MPD в проекте NICA установлено, что распределение ионизационных потерь (сигнала) как на уровне генеральной совокупности, так и на уровне отдельного трека подчиняется логнормальному закону. Обнаруженное свойство имеет физическое обоснование, связанное с мультипликативным характером накопления флуктуаций в процессе регистрации заряженных частиц. На основе этого наблюдения предложен новый подход к идентификации частиц, использующий набор статистических параметров трекового распределения сигнала вместо традиционного среднего значения. С помощью методов машинного обучения получен оптимальный набор параметров трека, обеспечивающий улучшение качества идентификации на 10 % по сравнению с традиционным методом. Результаты работы могут быть использованы для усовершенствования алгоритмов реконструкции треков и калибровки детектора TPC в экспериментальной установке MPD.
