Published July 13, 2022
| Version v1
Publication
Open
Particle-based fast jet simulation at the LHC with variational autoencoders
Creators
- 1. European Organization for Nuclear Research
- 2. National and Kapodistrian University of Athens
- 3. University of California, San Diego
- 4. Universidade Estadual Paulista (Unesp)
- 5. California Institute of Technology
Description
We study how to use deep variational autoencoders (VAEs) for a fast simulation of jets of particles at the Large Hadron Collider. We represent jets as a list of constituents, characterized by their momenta. Starting from a simulation of the jet before detector effects, we train a deep VAE to return the corresponding list of constituents after detection. Doing so, we bypass both the time-consuming detector simulation and the collision reconstruction steps of a traditional processing chain, speeding up significantly the events generation workflow. Through model optimization and hyperparameter tuning, we achieve state-of-the-art precision on the jet four-momentum, while providing an accurate description of the constituents momenta, and an inference time comparable to that of a rule-based fast simulation.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
ندرس كيفية استخدام أجهزة الترميز التلقائي المتغير العميق (VAEs) لمحاكاة سريعة لنفاثات الجسيمات في مصادم الهدرونات الكبير. نحن نمثل الطائرات كقائمة بالمكونات، التي تتميز بلحظاتها. بدءًا من محاكاة النفاثة قبل تأثيرات الكاشف، نقوم بتدريب VAE عميق لإرجاع قائمة المكونات المقابلة بعد الكشف. عند القيام بذلك، نتجاوز كل من محاكاة الكاشف التي تستغرق وقتًا طويلاً وخطوات إعادة بناء التصادم لسلسلة المعالجة التقليدية، مما يسرع بشكل كبير من سير عمل توليد الأحداث. من خلال تحسين النموذج وضبط المتغير الفائق، نحقق أحدث دقة في الزخم النفاث الأربعة، مع توفير وصف دقيق لعزم المكونات، ووقت استدلال مماثل لوقت المحاكاة السريعة القائمة على القواعد.Translated Description (French)
Nous étudions comment utiliser des autoencodeurs variationnels profonds (VAE) pour une simulation rapide de jets de particules au Grand collisionneur de hadrons. Nous représentons les jets comme une liste de constituants, caractérisés par leurs moments. À partir d'une simulation du jet avant les effets du détecteur, nous entraînons un VAE profond à retourner la liste correspondante des constituants après la détection. Ce faisant, nous contournons à la fois la simulation chronophage du détecteur et les étapes de reconstruction de collision d'une chaîne de traitement traditionnelle, accélérant considérablement le flux de travail de génération d'événements. Grâce à l'optimisation du modèle et au réglage des hyperparamètres, nous obtenons une précision de pointe sur le jet à quatre moments, tout en fournissant une description précise des moments constitutifs, et un temps d'inférence comparable à celui d'une simulation rapide basée sur des règles.Translated Description (Spanish)
Estudiamos cómo usar autocodificadores variacionales profundos (VAE) para una simulación rápida de chorros de partículas en el Gran Colisionador de Hadrones. Representamos los chorros como una lista de constituyentes, caracterizados por sus momentos. A partir de una simulación del chorro antes de los efectos del detector, entrenamos un VAE profundo para devolver la lista correspondiente de constituyentes después de la detección. Al hacerlo, omitimos tanto la lenta simulación del detector como los pasos de reconstrucción de colisiones de una cadena de procesamiento tradicional, lo que acelera significativamente el flujo de trabajo de generación de eventos. A través de la optimización del modelo y el ajuste de hiperparámetros, logramos una precisión de vanguardia en el jet de cuatro impulsos, al tiempo que proporcionamos una descripción precisa de los momentos de los constituyentes y un tiempo de inferencia comparable al de una simulación rápida basada en reglas.Files
2203.00520.pdf
Files
(794.5 kB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:1fe485489376f62e797d4160f249abae
|
794.5 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- المحاكاة النفاثة السريعة القائمة على الجسيمات في مصادم الهادرونات الكبير مع الترميز التلقائي المتغير
- Translated title (French)
- Simulation de jet rapide à base de particules au LHC avec des auto-codeurs variationnels
- Translated title (Spanish)
- Simulación de chorro rápido basada en partículas en el LHC con autocodificadores variacionales
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4283653773
- DOI
- 10.1088/2632-2153/ac7c56
References
- https://openalex.org/W1965555277
- https://openalex.org/W1987435915
- https://openalex.org/W2125102738
- https://openalex.org/W2128158076
- https://openalex.org/W2188693568
- https://openalex.org/W2603088782
- https://openalex.org/W2604487509
- https://openalex.org/W2614083378
- https://openalex.org/W2624881227
- https://openalex.org/W2775970449
- https://openalex.org/W2792857582
- https://openalex.org/W2798474886
- https://openalex.org/W2889870002
- https://openalex.org/W2920812010
- https://openalex.org/W2956718876
- https://openalex.org/W2962813633
- https://openalex.org/W2990409859
- https://openalex.org/W2992340610
- https://openalex.org/W3025344913
- https://openalex.org/W3029277625
- https://openalex.org/W3041356623
- https://openalex.org/W3098389423
- https://openalex.org/W3099140308
- https://openalex.org/W3099529633
- https://openalex.org/W3101073376
- https://openalex.org/W3102371522
- https://openalex.org/W3103963833
- https://openalex.org/W3105020119
- https://openalex.org/W3105794216
- https://openalex.org/W3121614399
- https://openalex.org/W3160485103
- https://openalex.org/W3171692276
- https://openalex.org/W4221078539