Score-based Generative Models for Calorimeter Shower Simulation
National Energy Research Scientific Computing Center（国家能源研究科学计算中心）；Berkeley Lab（伯克利实验室）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Berkeley Institute for Data Science（伯克利数据科学研究所）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
基于分数的生成模型是一类新的生成算法，即使在高维空间中也能生成逼真的图像，目前在不同的基准类别和应用中超过了其他最先进的模型。在这项工作中，我们介绍CaloScore，一个基于分数的生成模型适用于碰撞物理量热计簇生成。使用快速量热仪模拟挑战2022数据集研究了三种不同的扩散模型。CaloScore是基于分数的生成模型在对撞机物理学中的第一个应用，能够为所有数据集生成高保真的热量计图像，为热量计淋浴模拟提供了另一种范例。
2022-10-19 cs.LG hep-ex hep-ph
Fractal Dimension of Particle Showers Measured in a Highly Granular Calorimeter
我们使用蒙特卡罗模拟探索粒子簇射的分形性质。我们定义了在为未来轻子对撞机设计的高粒度量热计中测量的簇射的分形维数。簇射分形维数揭示了簇射空间结构的详细信息。发现簇射空间位形的细节中所隐藏的信息是相互作用类型的特征，对入射粒子的性质高度敏感。利用簇射分形维数，我们证明了一个粒子识别算法，可以有效地分离电磁簇射，强子簇射和非簇射轨道。我们还发现粒子能量的簇射分形维数的对数依赖。
2013-12-30 hep-ex physics.ins-det
Hadronic Shower Development in Tile Iron-Scintillator Calorimetry
本文研究了ATLAS铁闪烁瓦强子量能器原型探测到的强子簇射的横向和纵向剖面。这种量热计使用独特的闪烁体瓦片纵向配置。利用100 GeV的细颗粒π介子束扫描，获得了横向簇射行为的详细图像。基本的径向能量密度的四个深度段和整个量热计已被重建。发展了一个三维强子簇射参数化方法。这里提出的结果是有用的了解铁闪烁体量热计的性能，为发展快速模拟强子簇射，为许多量热问题，需要集成的簇射能量沉积在一个体积和未来的量热计设计。
1999-10-07 hep-ex
Precise simulation of electromagnetic calorimeter showers using a Wasserstein Generative Adversarial Network
量热计中粒子簇射的模拟在计算上是耗时的，因为它们必须再现能量沉积及其相当大的波动。超快模拟的一种新方法是生成模型，其中所有量热计能量沉积都是同时生成的。我们使用GEANT4模拟的电子束撞击在多层电磁量能器的对抗训练的生成器网络和批评网络的引导下的Wasserstein距离。发生器在训练期间受到约束，使得所生成的簇射显示出对初始能量和撞击位置的预期依赖性。它产生现实的热量计能量沉积，波动和相关性，我们证明在典型的热量计观测分布。在大多数情况下，我们观察到生成的热量计阵雨达到与GEANT4程序模拟阵雨的水平。
2020-02-04 hep-ex physics.ins-det
Longitudinal Hadronic Shower Development in a Combined Calorimeter
本工作致力于由铅-液氩电磁部分和铁-闪烁体强子部分组成的ATLAS桶式组合原型量热器中纵向强子簇射发展的实验研究。这些结果是根据1996年在CERN SPS的H8束上获得的10、20、40、50、80、100、150和300 GeV/c π介子束的组合试验束数据得到的。研究了一般公认的Bock参数化对经向阵雨发展的描述程度。结果表明，这种参数化并没有给出令人满意的描述，这种组合量热计。这种参数化的一些修改，其中使用的组合量热计的隔间的E/H比，建议和实验数据进行比较。这种参数化和实验数据之间的协议被证明。
1999-12-14 hep-ex
AllShowers: One model for all calorimeter showers
Institut für Experimentalphysik, Universität Hamburg（实验物理研究所，汉堡大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步辐射实验室DESY）
AllShowers是一种统一的生成模型，能够高效模拟多种粒子类型的calorimeter shower，提升碰撞实验中探测器模拟的保真度和效率。
2026-09-16 cs.LG hep-ex hep-ph
On the Parameterization of the Longitudinal Hadronic Shower Profiles in Combined Calorimetry
提出了考虑量热计非补偿的纵向强子簇射廓线参数化的推广和组合量热计纵向强子簇射廓线的算法。所提出的算法可用于数据分析从现代的组合量热计一样，在ATLAS探测器在大型强子对撞机。
2000-01-12 hep-ex
Determination of shower central position in laterally segmented lead-fluoride electromagnetic calorimeters
在对氟化铅材料进行蒙特卡罗模拟的基础上，研究了横向分段电磁量能器的空间分辨率。提出了相对分辨率的参数化，并根据入射粒子的能量和量热器块的基本尺寸进行了优化。提出了一种新的拟合算法，提高了高能量下的空间分辨率，为电磁量能器的优化设计提供了指导。
2015-10-02 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
CaloMan: Fast generation of calorimeter showers with density estimation on learned manifolds
Layer 6 AI；University of Genoa（热那亚大学）；INFN（意大利国家核物理研究所）
大型强子对撞机的精确测量和新物理研究需要对探测器内的粒子传播和相互作用进行有效的模拟。计算成本最高的模拟涉及量热计簇射。深度生成建模的进步--特别是在高维数据领域--开辟了比基于物理的模拟更快地生成逼真的量热计簇射的可能性。然而，簇射的高维表示掩盖了基本物理定律的相对简单性和结构。这种现象是机器学习中流形假设的另一个例子，该假设指出高维数据支持低维流形。因此，我们建议首先通过学习它们的流形结构来建模量热计簇，然后估计该流形上的数据密度。学习流形结构降低了数据的维度，与竞争方法相比，这可以实现快速训练和生成。
2022-11-23 cs.LG hep-ex hep-ph
CaloScore v2: Single-shot Calorimeter Shower Simulation with Diffusion Models
National Energy Research Scientific Computing Center, Berkeley Lab（国家能源研究科学计算中心，伯克利实验室）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Berkeley Institute for Data Science, University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校伯克利数据科学研究所）
本文改进了CaloScore架构，通过优化扩散过程和渐进蒸馏技术，实现单次函数评估生成高质量样本，适用于真实环境下的快速模拟需求。
2023-08-07 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Detailed studies of hadronic showers and comparison to GEANT4 simulations with data from highly granular calorimeters
CALICE合作的高度颗粒量热计原型提供了大量的数据样本，具有关于强子簇射的精确三维信息，包括钢和钨吸收体以及硅、闪烁体和气体检测器读数。从这些数据集，详细测量的空间结构，包括纵向和横向的淋浴配置文件和淋浴子结构和时间结构提取。最近的分析已经将这些研究扩展到具有闪烁体读出和钢和钨吸收体的量热计中的不同粒子种类，到硅钨量热计中的低于10 GeV的能量，并且提供了具有气体读出和在全立方米上$1\times1$ ~cm $^{2}$的前所未有的粒度的簇射子结构的第一研究。这些结果与不同强子物理模型下的Geant 4模拟结果进行了比较。它们对模拟代码提出了新的挑战，并为验证和改进高能物理探测器中强子相互作用的模拟提供了可能性。
2015-10-14 hep-ex physics.ins-det
Particle Showers in a Highly Granular Hadron Calorimeter
CALICE合作已经构建了高度颗粒化的电磁和强子量能器原型，以评估未来线性对撞机检测器系统中使用的技术。强子量能器使用小的闪烁体单元，用硅光电倍增器单独读出。自2006年以来，拥有7608个通道的系统已在DESY，CERN和Fermilab的束流测试中成功运行，并代表了这些设备在高能物理实验中的首次大规模测试。探测器前所未有的粒度提供了强子簇射性质的详细信息，这有助于通过与模型计算的比较来约束强子簇射模型。我们将讨论纵向和横向的簇射剖面的结果相比，各种不同的簇射模型，目前的研究使用软件补偿技术的强子簇射的能量重建。
2010-08-13 hep-ex physics.ins-det
Effects of high-energy particle showers on the embedded front-end electronics of an electromagnetic calorimeter for a future lepton collider
专用集成电路（ASIC），类似于为未来轻子对撞机探测器的中央量热计的读出电子设备所设想的ASIC，已经暴露在高能电磁簇射中。这些量热计的一个显著特征是读出电子器件将嵌入量热计层中。在这篇文章中，它表明，在读出电子体积中的簇射粒子的相互作用不改变ASIC的噪声模式。在暴露期间未观察到MIP水平或以上的信号。对于MIP的约60%的噪声阈值，在95%置信水平下伪信号频率的上限小于1 × 10 ^{-5}。对于与测试的ASIC具有类似设计的ASIC，因此可以在很大程度上排除将电子器件嵌入到热量计层中会损害热量计的性能。
2011-06-03 hep-ex physics.ins-det
A method for the separation and reconstructions of charged hadron and neutral hadron from their overlapped showers in electromagnetic calorimeter
在电磁量能器中，带电强子和中性强子从它们的重叠簇射中分离和重构，对于某些强子衰变粒子的重构是非常重要的，例如在大型强子对撞机上寻找标准模型和超对称希格斯玻色子的τ重构。本文提出了一种将电磁量能器中的簇射团与强子簇射的参数公式相结合的方法，用以分离带电强子与中性强子的重叠簇射。以τ末态含有一个带电π介子和一个中性π介子的强子衰变为例，得到了重叠簇射分离、强子能量和位置重建的满意结果。在应用所提出的方法之后，还可以实现利用该衰减模型的tau重建的改进结果。
2013-05-09 hep-ex physics.ins-det
CaloPointFlow II Generating Calorimeter Showers as Point Clouds
本文提出CaloPointFlow II，通过CDF-Dequantization和DeepSet-Flow改进点云生成，在CaloChallenge数据集II和III上评估，加速量热器簇射模拟。
2024-05-27 hep-ex physics.ins-det
Geometry-aware Autoregressive Models for Calorimeter Shower Simulations
University of California, Irvine（加州大学欧文分校）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
量热计簇射模拟通常是粒子物理探测器模拟时间的瓶颈。目前，大量的努力都花在优化特定探测器几何形状的生成架构上，这概括性很差。我们开发了一个几何感知的自回归模型的一系列的热量计的几何形状，使模型学习适应其能量沉积取决于细胞的大小和位置。这是建立模型的关键概念验证步骤，该模型可以推广到新的不可见的量热计几何形状，而几乎没有额外的训练。这样的模型可以取代大型强子对撞机实验中用于量热计模拟的数百个生成模型。对于未来探测器的研究，这样的模型将大大减少生成模拟所需的大量前期投资。
2022-12-16 cs.LG hep-ex hep-ph
Effect on a Hadron Shower Leakage on the Energy Response and Resolution of Hadron TILE Calorimeter
本文研究了厚度为9.4核相互作用长度的铁闪烁体桶形强子原型量热计的强子簇射纵向泄漏和横向泄漏及其对π介子响应和能量分辨率的影响。结果是基于100 GeV的π介子束数据的入射角$Θ= 10^o$在撞击点Z的范围从-36到20厘米，这是在1995年5月的测试束期间与安装配备闪烁体探测器放置在后面和后面的量热计的平面。100 GeV π介子在$Θ= 10^o$的能量在该量能器后部泄漏的分数为1.8%，与传统的铁闪烁体量能器一致。观察到作为泄漏函数的能量分辨率的意外行为：与没有泄漏的簇射相比，6%的横向泄漏导致能量分辨率提高18%。两种不同的泄漏事件命中定义的纵向穿通概率$(18 \pm 1) %$和$(20 \pm 1) %$的测量值分别与我们的量热计和具有相同核相互作用长度厚度的常规铁闪烁体量热计的早期测量值一致。由于泄漏检测器中的命中定义的更软切割，纵向穿通概率的测量值更对应于计算的铁等效长度$L_{Fe} = 158 cm$。
1999-03-22 hep-ex
The Time Structure of Hadronic Showers in Imaging Calorimeters with Scintillator and RPC Readout
强子簇射的内在时间结构进行了研究，以评估其对未来对撞机实验的计时能力和所需的集成时间的高颗粒强子量能器的影响。实验已经进行了15个探测器单元的系统，使用闪烁体瓷砖与SiPM读出和RPC，读出与快速数字化仪和深缓冲区。在CERN SPS的测试束期间，这些被安装在CALICE闪烁体-钨和RPC -钨量热计以及CALICE半数字RPC -钢量热计后面。我们将讨论这些系统的技术方面，并介绍在钢和钨量热计中测量强子簇射时间结构的结果。并与GEANT 4模拟结果进行了比较，为验证和改进物理模型提供了重要信息。此外，所观察到的时间结构与闪烁体和RPC活性元素的比较，这提供了洞察力的差异，在某些方面的强子簇射取决于读出技术的敏感性。
2013-08-29 hep-ex physics.ins-det
OmniJet-$α_C$: Learning point cloud calorimeter simulations using generative transformers
Institute for Experimental Physics, Universität Hamburg（汉堡大学实验物理研究所）
本研究首次将生成式Transformer用于高粒度量能器的点云簇射模拟，基于OmniJet-$α$的分词与生成模块将击中转为可变长整数序列，可学习簇射几何且不受体素网格限制。
2025-06-11 cs.LG hep-ex hep-ph
Accelerating Science with Generative Adversarial Networks: An Application to 3D Particle Showers in Multi-Layer Calorimeters
大型强子对撞机（LHC）的物理学家依赖于粒子碰撞的详细模拟，以建立在不同理论建模假设下实验数据可能看起来像什么的预期。开发分析技术需要PB级的模拟数据，尽管使用现有算法和计算资源生成这些数据的成本很高。探测器的建模和粒子级联的精确描述，因为它们与量热计中的材料相互作用是模拟管道中计算要求最高的步骤。因此，我们引入了一个基于深度神经网络的生成模型，以实现高保真、快速的电磁量热计模拟。在整个相空间中实现精度仍然存在挑战，但我们目前的解决方案可以再现各种粒子簇射特性，同时实现高达100，000 $\times$的加速因子。这为快速模拟的新时代打开了大门，可以节省大量的计算时间和磁盘空间，同时扩展LHC及其他地方的物理搜索和精确测量的范围。
2017-12-21 hep-ex hep-ph stat.ML
Reconstruction of electromagnetic showers in calorimeters using Deep Learning
本文提出基于卷积与图神经网络的深度学习方法，以CMS电磁量能器为例重建光子和电子的能量与位置，显著提升分辨率并更好区分邻近电磁簇射。
2023-11-29 hep-ex
Analytical Representation of the Longitudinal Hadronic Shower Development
给出了从量热计表面观察到的纵向强子簇射发展的解析表达式，并与实验数据进行了比较。该公式对大型量能器的设计、测试和标定特别有用。
1999-03-12 hep-ex
CaloGAN: Simulating 3D High Energy Particle Showers in Multi-Layer Electromagnetic Calorimeters with Generative Adversarial Networks
Yale University（耶鲁大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）
亚原子粒子相互作用和通过物质传播的精确建模对于核和粒子物理研究和精确测量的进步至关重要。在大型强子对撞机（LHC）的典型实验的模拟管道中，计算成本最高的步骤是对控制量热计内粒子簇射运动和演化的物理过程的全部复杂性进行详细建模。我们介绍了\textsc{CaloGAN}，一种新的快速仿真技术的基础上生成的对抗网络（GANs）。我们将这些神经网络的电磁簇射在纵向分段量热计的建模，并实现加速因子可比或优于现有的CPU（$100\times$ - $1000\times$），甚至更快的GPU（高达$\sim10^5\times$）上的完整模拟技术。在整个相空间中实现精度仍然存在挑战，但我们的解决方案可以再现光子，正电子和带电π介子的各种几何簇射形状特性。这是迈向基于神经网络的完整检测器模拟的重要垫脚石，可以节省大量的计算时间，并在现在和未来实现许多分析。
2017-12-21 cs.LG hep-ex hep-ph
Point-cloud generative models for fast calorimeter simulation across particles and geometries
CERN（欧洲核子研究中心）
本文综述了点云生成模型在快速量热仪模拟中的进展，提出CaloClouds3、CaloHadronic和AllShowers等模型，分别实现光子、强子及十二种粒子的高效模拟，并引入跨几何迁移学习以大幅减少训练数据需求。
2026-09-28 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Track Segments in Hadronic Showers: Calibration Possibilities for a Highly Granular HCAL
CALICE合作组已经建造了一个高度颗粒化的强子量能器，它基于用硅光电倍增器读出的小闪烁体瓦片。用这个探测器，数据在欧洲核子研究中心和费米实验室。高粒度的检测器允许识别强子簇射内的最小电离轨道段，展示了粒子流量热计的成像能力。这些轨迹可用于这种量热计的逐个单元校准。校准一个完整的ILC量热计与这样的轨道段的μ子的情况下的可能性也进行了研究。
2009-02-11 hep-ex physics.ins-det
CaloDVAE : Discrete Variational Autoencoders for Fast Calorimeter Shower Simulation
TRIUMF（加拿大粒子加速器中心）；Simon Fraser University（西蒙菲莎大学）
在大型强子对撞机（LHC）的实验数据分析中，量热计模拟是蒙特卡罗产生样本的计算成本最高的部分。LHC的高亮度升级将需要更大量的此类样本。提出了一种基于离散变分自编码器（DVAE）的电磁量热计粒子簇射模拟技术。我们将讨论这项工作如何为探索量子退火处理器作为模拟高能物理数据集生成的采样设备铺平道路。
2022-10-14 cs.LG hep-ex physics.ins-det
3D software compensation of hadronic showers in the CRILIN crystal calorimeter
Laboratori Nazionali di Frascati dell'INFN（INFN弗拉斯卡蒂国家实验室）
针对CRILIN晶体量热器非补偿响应导致的强子能量重建困难，研究基于簇射形状的软件补偿技术，利用粒子网图神经网络实现显著性能提升。
2026-08-04 hep-ex
Cross-geometry transfer and model collapse in point cloud calorimeter shower generation
Universität Hamburg（汉堡大学）；Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器）
本研究探讨点云量热器簇射生成模型CaloClouds II的跨几何迁移能力，通过预训练与微调实现高效适配，并分析其模型崩溃现象。
2026-09-25 hep-ex hep-ph physics.ins-det
Transformer-based machine learning using low-level calorimeter signals for collimated photon identification at collider experiments
Columbia University（哥伦比亚大学）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；CERN（欧洲核子研究中心）
研究利用量热计单元级信息区分准直双光子信号与单光子簇射，比较多种机器学习架构，Transformer性能最佳，还能进行不变质量回归，扩展了基于量热计的粒子识别能力，超越传统技术。
2026-10-27 hep-ex hep-ph
Exploring the structure of hadronic showers and the hadronic energy reconstruction with highly granular calorimeters
电磁和强子成像量热仪的原型开发和操作的CALICE合作提供了一个前所未有的财富的强子簇射的各种有源传感器元件和不同的吸收材料的高粒度数据。在本报告中，我们讨论了强子簇射的空间和时间结构的详细测量，以确定强子级联的不同阶段的量热计，然后面对基于GEANT 4的模拟使用不同的强子物理模型。这些研究还延伸到两种不同的吸收材料，钢和钨，在原型中使用。利用软件补偿和半数字能量重建，在单个探测器和组合的电磁和强子系统中，探测器的高粒度被利用在强子能量的重建中。结果包括新的模拟研究，预测颗粒量热计的可靠运行。此外，我们还展示了粒度和多元分析算法的应用如何实现附近颗粒的分离。我们将报告这些重建技术的性能不同的电磁和强子量热计，硅，闪烁体和气体活性元素。颗粒量热仪也是机器学习技术应用的理想试验场。我们将概述如何将这些技术应用于CALICE数据和CALICE模拟框架。
2022-09-20 hep-ex physics.ins-det
CaloFlow II: Even Faster and Still Accurate Generation of Calorimeter Showers with Normalizing Flows
Rutgers University（罗格斯大学）
本研究对基于归一化流的量能器簇射生成模型CaloFlow进行改进，引入拓展后的概率密度蒸馏技术，推出的CaloFlow v2速度比原版快500倍、比GEANT4快$10^4$倍，同时保持高保真度，在速度达最优的同时保真度超越此前最优水平。
2023-05-05 cs.LG hep-ex hep-ph
New Angles on Fast Calorimeter Shower Simulation
本研究扩展了用于高粒度量能器粒子簇射模拟的 BIB-AE 架构，实现了多参数条件化并验证了其在基于粒子流的重建后仍保持高物理性能，为开发更通用的模拟工具迈出重要一步。
2023-03-31 hep-ex hep-ph physics.data-an
Electromagnetic Shower Properties in a Lead-Scintillator Sampling Calorimeter
费米实验室的对撞机探测器（英语：Collider Detector at Fermilab，CDF）是一个通用的实验装置，内部有一个用于测量带电粒子的跟踪探测器，周围有一个用于测量电磁和强子簇射的量热计。我们描述了一个{ \sc geant 4}模拟和参数化的CDF中心电磁量能器（CEM）的入射电子和光子的响应。探测器模型包括在入射粒子的轨迹的方向上的CEM几何形状和材料的详细描述，以及跟踪器和CEM之间的被动材料的详细描述。我们使用{ \sc geant 4}来计算从CEM背面泄漏的能量的分布、由振荡器采样的能量分数以及响应的能量依赖性。我们参数化这些分布，以准确地模拟电子和光子的响应和分辨率在一个自定义的模拟测量的$W$玻色子质量。
2013-08-13 hep-ex physics.ins-det
CaloShowerGAN, a Generative Adversarial Networks model for fast calorimeter shower simulation
本文提出基于生成对抗网络的 CaloShowerGAN 模型，利用快速量能器模拟挑战赛数据集验证其对光子和π介子簇射的模拟效果，并有望显著提升 ATLAS 快速模拟性能。
2024-08-09 hep-ex physics.ins-det
CaloArt: Large-Patch x-Prediction Diffusion Transformers for High-Granularity Calorimeter Shower Generation
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
CaloArt 通过大块x预测扩散变换器实现高分辨率 calorimeter shower 生成，有效平衡物理精度与训练推理成本，取得最佳性能。
2026-05-12 hep-ex hep-ph physics.ins-det
CaloHadronic: a diffusion model for the generation of hadronic showers
Institute for Experimental Physics, Universität Hamburg（汉堡大学实验物理研究所）；CERN（欧洲核子研究中心）
CaloHadronic 提出了一种基于 transformer 的扩散模型，用于在高度粒状成像 calorimeter 系统中生成电磁和强子 shower，通过注意力机制提升模拟精度和效率。
2026-01-30 cs.LG hep-ex hep-ph
Using Graph Neural Networks for the segmentation of overlapping objects in high granularity calorimeters
Ecole Polytechnique, IN2P3-CNRS（巴黎综合理工学院，法国国家科学研究中心粒子与核物理研究所）
针对高亮度LHC高粒度量能器中重叠粒子簇射的分辨问题，提出优化的图神经网络分割模块，通过预测节点级能量分数分离双光子簇射，在降低算法复杂度同时保持分离效率。
2026-09-30 hep-ex
The Time Structure of Hadronic Showers in Calorimeters with Scintillator and with Gas Readout
强子簇射的特点是在空间和时间域中具有丰富的粒子结构。即时组件来自相对论性碎片，存款的能量在ns尺度，而后期组件主要与级联中子。为了测量这些后期成分的影响，建立了两个实验，基于气体和塑料活性层与钢和钨吸收剂。活性层材料的不同选择产生对中子的不同响应，并因此产生对后期能量沉积的不同响应。在讨论了这些系统的技术方面后，我们提出了一个比较的信号，读出与快速数字化深缓冲区，并提供详细的信息的时间结构的强子簇射在一个长的采样窗口。
2014-06-01 hep-ex physics.ins-det
Imaging Pion Showers with the CALICE Analogue Hadron Calorimeter
CALICE合作研究了未来正负电子对撞机探测器高度颗粒量热计的不同技术选择。合作建造和测试的设备之一是一个1 m^3的原型，用于具有模拟读出的强子成像冷却器-钢采样量热计（AHCAL）。用硅光电倍增器探测7608小闪烁体单元发出的光。自2005年以来，AHCAL已在DESY，CERN和费米实验室的电子和强子试验束测量中成功运行。收集到的数据有助于评估所采用的新技术。此外，这些数据提供了一个有价值的基础，验证π级联模拟。本文介绍了目前的现状之间的比较AHCAL数据和预测从不同的蒙特卡罗模型在GEANT 4中实现。比较包括总的可见光能量，纵向和径向簇射轮廓，和簇射子结构。此外，本文还讨论了一种提高单π介子AHCAL能量分辨率的软件补偿算法。
2011-09-09 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Shower centre determination in a high granularity digital sampling calorimeter
光子或电子碰撞位置的精确测量是从π0和η介子衰变中重建双光子事件或从夸克偶子衰变中重建双电子通道起源的前提。为了便于这样的测量，使用单片有源像素传感器（MAPS）的电磁量热计原型的建立和测试。30 $\times$ 30 m $^2$粒度，加上专为粒子计数数字量热计开发的优化重心幂律权重法，使得电磁簇射的撞击位置的精确重建变得简单。利用GEANT软件的仿真结果和DESY和CERN SPS的实验数据对该方法进行了参数优化和性能验证。在宽的能量范围内，电子或光子碰撞位置的重建精度可以优于30 $μ$ m。
2018-08-22 hep-ex physics.ins-det
Design and Test of a Forward Neutron Calorimeter for the ZEUS Experiment
一个铅闪烁体夹层取样量热计已被安装在HERA隧道105.6米，从中央ZEUS探测器在质子束方向。它被设计用来测量电荷交换电子对撞中产生的中子的能量和散射角。在安装之前，量热计在CERN的H6束中进行了测试和校准，其中120 GeV的电子，μ子，π子和质子入射到量热计上。此外，还测量了质子与有机玻璃碰撞产生的快中子谱。介绍了量热计的设计和结构，并给出了CERN的测试结果。特别注意的是簇射位置，簇射宽度的测量，以及电磁簇射和强子簇射的分离。从电荷交换中子的能谱确定的整体能量尺度相比，从直接束强子。
1997-01-27 hep-ex
CaloFlow: Fast and Accurate Generation of Calorimeter Showers with Normalizing Flows
Rutgers University（罗格斯大学）
本文提出基于归一化流的快速探测器模拟框架CaloFlow，首次证明其能以高保真度生成多通道量能器簇射，并在分类器判别指标上优于GAN，同时具备可计算似然、稳定训练和双射映射等优势。
2023-05-05 cs.LG hep-ex hep-ph
Anomaly detection with flow-based fast calorimeter simulators
本研究以CaloFlow为例，证明基于归一化流的量能器簇射模拟模型可利用簇射似然值直接开展无监督异常检测，该方法与监督分类器互补，结合二者有望提升异常检测性能。
2024-08-29 astro-ph.IM hep-ex hep-ph
Convolutional L2LFlows: Generating Accurate Showers in Highly Granular Calorimeters Using Convolutional Normalizing Flows
Center for Data and Computing in Natural Sciences CDCS, Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY（德国电子同步加速器研究所自然科学数据与计算中心）；Rutgers University（罗格斯大学）
本文提出卷积L2LFlows，通过引入卷积层、U-Net连接和耦合层扩展原有L2LFlows框架，成功在ILD电磁量能器和CaloChallenge Dataset 3上模拟横向剖面大9倍的高维簇射。
2024-09-04 cs.LG hep-ex hep-ph
Measurements of very-forward energy with the CASTOR calorimeter of CMS
强子碰撞中的超前向能量产生对于理解超高能宇宙线空气簇射具有重要意义。CMS的CASTOR量热计位于相空间中的$-6.6 < η< -5.2$处，能量峰值在LHC上沉积。相空间中颗粒的组成和特性对空气簇射叶栅的形成有决定性的影响。概述了各种能量测量与卡斯特进行报告和宇宙射线物理的可能影响。
2019-05-07 hep-ex
Physics-Constrained Generative Inference of Sub-Crystal Electromagnetic Shower Structure in a Segmented Calorimeter
National Kaohsiung Normal University（国立高雄师范大学）
该研究针对分段量能器有限粒度导致的簇射重建精度限制，提出受物理约束的生成式逆问题求解方法，在KOTO实验量能器上实现了矩残差降低，还提升了未训练量的重建效果，揭示了分段量能器的信息恢复潜力。
2026-08-04 hep-ex physics.ins-det
CaloTrilogy: Toward a Breakthrough in One-Step, End-to-End, Physics-Guided Shower Generation for Modern Calorimeters
School of Physics and Astronomy, University of Edinburgh（爱丁堡大学物理与天文学学院）；Department of Physics, University of Wisconsin-Madison（威斯康星大学麦迪逊分校物理系）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；State Key Laboratory of Dark Matter Physics, Tsung-Dao Lee Institute & School of Physics and Astronomy, Shanghai Jiao Tong University（上海交通大学暗物质物理国家重点实验室、李政道研究所及物理与天文学学院）；Key Laboratory for Particle Astrophysics and Cosmology (MOE) & Shanghai Key Laboratory for Particle Physics and Cosmology, Shanghai Jiao Tong University（教育部粒子天体物理与宇宙学重点实验室及上海粒子物理与宇宙学重点实验室，上海交通大学）
提出一种结合平均速度场积分器、学习生成先验和物理引导损失项的框架，实现一步或少量评估步骤的高质量簇射生成，性能与最先进的流和扩散模型相当。
2026-07-21 cs.LG hep-ex hep-ph
Arbor, a new approach of the Particle Flow Algorithm
量热计的粒度为未来的对撞机实验提供了革命性的提升。量热计已经发展到可以高精度地记录簇射特别是强子簇射的子结构的阶段。期望从这些信息中得到新的重建算法。遵循簇射遵循树的拓扑结构的思想，我们开发了Arbor，一个粒子流算法框架。对模拟数据和试验数据的测试表明，该方法能成功地分离出附近的簇射。它具有与国际直线对撞机最好的PFA算法相当的喷流能量分辨率。更重要的是，Arbor成功地标记了子簇射结构，例如簇射级联中产生的带电粒子的轨迹，从而为使用高粒度量热计重建事件提供了新的方法。
2014-12-10 hep-ex physics.ins-det
Electromagnetic Showers Beyond Shower Shapes
正确识别大型强子对撞机高能碰撞出射粒子的性质和性质是数据分析各个方面的一项至关重要的任务。经典的基于量热计的分类技术依赖于簇射形状--这些可观测值总结了原始粒子在材料层中传播时形成的粒子级联的结构。这项工作比较了基于簇射形状的方法与利用较低水平检测器信息的计算机视觉技术。在简化的热量计几何结构中，我们基于DenseNet的架构在$e^+$ - $γ$和$e^+$ - $π^+$分类任务上匹配或优于其他方法。此外，我们证明了关键的运动学特性可以直接从图像格式的淋浴表示推断。
2018-06-14 hep-ex
Studies of Hadronic Showers in SND@LHC
SND@LHC实验通过靶区和量能器观测LHC中微子碰撞产生的强子簇射，利用2023年CERN 100-300 GeV强子束测试数据，开发了簇射标记、起点定位和总能量测量方法。
2025-10-10 hep-ex physics.ins-det
Calomplification -- The Power of Generative Calorimeter Models
由于经典模拟的高计算成本，机器学习生成模型在粒子物理学和其他领域非常有用。当代理模型可以有效地学习底层分布时，它们变得特别有吸引力，使得生成的样本优于有限大小的训练样本。对于简单的高斯模型，已经观察到这种GANplification。我们显示了相同的效果的物理模拟，特别是在电磁量能器的光子簇射。
2023-01-25 hep-ex hep-ph
GEANT4-Based Comparative Study of Detector Response in Reduced and Fully Instrumented Silicon-Tungsten Sampling Calorimeter
本文基于GEANT4模拟比较了缩减与全仪器化硅-钨取样量能器的电磁簇射响应，证明缩减原型能再现簇射发展主要特征，并可通过相关性估算量热性能。
2026-10-07 hep-ex physics.ins-det
Calibration of electromagnetic shower features in the CMS calorimeter with machine-learning techniques
EUROPEAN ORGANIZATION FOR NUCLEAR RESEARCH (CERN)（欧洲核子研究组织（CERN））
本文提出基于重加权和归一化流的两种机器学习校准方法，用于修正CMS量热器电磁簇射模拟特征，以改善与2022年13.6 TeV质子碰撞数据的一致性。
2026-09-15 hep-ex
AI-Assisted Object Condensation Clustering for Calorimeter Shower Reconstruction at CLAS12
提出基于对象凝聚、GravNet 与 Transformer 的 CLAS12 量能器击中聚类方法，在百万模拟 e+p 事件中显著提升中子和光子可靠簇团比例。
2025-10-03 hep-ex physics.ins-det
