Charged particle tracking without magnetic field: optimal measurement of track momentum by a Bayesian analysis of the multiple measurements of deflections due to multiple scattering
在探测器分辨率、多次散射和零磁场的条件下，我们重新审视了用最佳方法测量轨道参数（位置、角度）的精度。然后，我们得到一个最佳的估计的轨道动量的贝叶斯分析的一系列卡尔曼滤波器应用到轨道的滤波创新。这项工作可以为自主高性能气体时间投影室（TPC）或硅片伽马射线空间望远镜的开发铺平道路，并为优化正在开发用于中微子研究的数千吨液态氩TPC的设计提供强有力的指导。
2017-07-03 astro-ph.IM physics.data-an physics.ins-det
Track identification and reconstruction in fast neutron detection by MPGD
近二十年来，微图形气体探测器在粒子探测中得到了广泛的应用。在这项工作中，一种新的方法的径迹识别和重建的快中子探测MPGD，这在大多数情况下，需要一个强大的拒绝的伽马背景。基于该方法，可以在基于FPGA的DAQ系统中构建在线跟踪系统，以显著提高计数率和空间分辨率的能力。这项工作也提供了一个潜在的用途，在未来的强子实验，如SoLID光谱仪在杰弗森实验室。
2015-12-15 nucl-ex physics.ins-det
A general track reconstruction scheme and its application to the OPERA drift tubes
介绍了OPERA漂移管跟踪和导线位置确定的一般重建和校准过程。解释了模式识别和轨迹拟合的数学原理。
2007-06-06 physics.ins-det
Track Reconstruction and Alignment with the CMS Silicon Tracker
这份报告介绍了最近的结果轨道重建和对齐与硅跟踪器的CMS实验在LHC，获得了一个完整的检测器模拟。在概述了跟踪器的布局及其材料预算之后，讨论了用于跟踪重建的基线算法。示出了轨道重建的性能及其对未对准的依赖性。CMS跟踪器的对准的概念，使用激光对准系统以及三种不同的基于跟踪的对准算法，提出。
2006-10-01 physics.acc-ph physics.ins-det
Deep learning based track reconstruction on CEPC luminometer
研究了CEPC光度计的径迹重建算法。在现有的几何设计条件下，传统的航迹重建方法在航迹落入瓦片间隙区域时存在能量泄漏问题。为了解决这个问题，研究了一种基于深度神经网络的新的重建方法，并且重建效率以及能量和方向分辨率都得到了显着提高。这种新的重建方法被提出来取代传统的CEPC光度计。
2018-12-19 physics.ins-det
A time projection chamber with optical readout for charged particle track structure imaging
我们报道了一个核径迹成像系统，该系统被设计用于详细研究低压气体中带电粒子径迹的电离拓扑结构。该检测方法基于填充有低压三乙胺（TEA）的时间投影室（TPC）。利用增强型CCD系统记录电子雪崩产生的光，对高能带电粒子产生的电离电子进行三维成像。该探测器可用于研究气体中粒子径迹的空间电离分布，在组织中的等效长度和分辨率分别为4mm和40nm（RMS）。我们解释了这种技术的剂量学的相关性，描述了实验方法和基本操作参数。室响应质子和α粒子的第一个结果。
2004-10-27 physics.ins-det
3D track reconstruction of low-energy electrons in the MIGDAL low pressure optical time projection chamber
本研究在配备玻璃GEM与ITO条带读出的50托低压光学TPC中实现低能电子三维径迹重建，观测到多种事件拓扑，提出融合图像与波形信息的多类算法以完善3D重建能力。
2023-07-19 hep-ex physics.data-an 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
Charged particle track reconstruction with S$π$RIT Time Projection Chamber
本文介绍了一个能够对SPDMATHABMM RIT时间投影室记录的重离子碰撞事件进行径迹重建和分析的软件框架SPDMATHABMM RITROOT。将轨迹拟合工具包GENFIT和顶点重建工具包RAVE应用于箱式探测器系统。本文介绍了一种进行螺旋寻迹和处理重叠脉冲的模式识别算法。使用在RIKEN的放射性同位素束设施（RIBF）获得的实验数据的软件的性能进行了研究。本工作的重点是数据从$^{132}$ Sn + $^{124}$ Sn碰撞事件的电子束能量为270 AMeV。粒子识别是使用$\left<dE/dx\right>$和磁刚度，与π介子，氢同位素和氦同位素。
2020-01-11 nucl-ex physics.ins-det
Fast 4$π$ track reconstruction in nuclear emulsion detectors based on GPU technology
快速4 $π$立体角粒子径迹识别一直是粒子物理领域的一个挑战，特别是在核乳胶探测器上。计算技术的最新进展为实现这一目标开辟了道路。介绍了一种基于GPU技术结合多线程编程的快速4 $π$立体角粒子轨迹重建方法，并对GPU编程和CPU编程进行了详细比较。通过具有优异跟踪性能的GPU，3D乳胶检测器数据的处理速度提高了60倍，相当于每小时扫描15 cm $^2$乳胶表面。
2014-03-21 hep-ex physics.data-an physics.ins-det
CMS track reconstruction performance during Run 2 and developments for Run 3
有效而精确地重建带电粒子径迹对CMS实验的整体性能至关重要。在LHC运行2期间，对轨道重建算法进行了重大升级，以适应高堆积环境和2017年升级的像素探测器的安装。本文提供了一个概述的迭代轨迹重建算法中使用的CMS在运行2和性能测量与模拟和碰撞数据。正在进行开发，以进一步改善运行3中的轨道重建，特别是对于涉及CMS高级别触发器的内容，并将讨论这些改进的状态。
2020-12-13 hep-ex physics.ins-det
Muon Track Reconstruction in a Segmented Bolometric Array Using Multi-Objective Optimization
用于稀有事件搜索的分段固态探测器阵列的最新进展使得该技术在探测器质量上接近吨级，在尺寸上接近米级。这些实验通常集中在寻找无中微子双β衰变或直接暗物质探测上，也有能力寻找在其体积上留下类似轨道特征的奇异粒子。然而，这种探测器阵列的分段性质通常设置空间分辨率，并使得重建轨道状路径的问题变得重要。在本文中，我们提出了一种算法，提高了重建的跟踪类事件在分段检测器使用多目标优化-一种计算技术，优化多个成本函数的时间，而不指定它们之间的定量加权。这种技术允许通过检测器重建轨迹并确定通过各个元件的路径长度。当与每个元素中的重建能量沉积相结合时，这允许计算轨道状粒子的阻止能力，并打开了搜索具有异常阻止能力的粒子（如单极子或轻电离粒子（LIP））的大门。结果提出的重建工具的精度进行评估，因为他们目前站在对蒙特卡洛生成的数据。该算法的背景下，CUORE实验，但其他分段量热计探测器的应用程序。
2022-02-03 nucl-ex physics.ins-det
Track Reconstruction in the ALICE TPC using GPUs for LHC Run 3
在LHC运行3中，ALICE将显著提高数据采集速率，以连续读出50 kHz最小偏置Pb-Pb碰撞。在线离线计算升级的重建策略预见了在数据获取期间的第一同步在线重建阶段，使得能够进行检测器校准，以及后校准的异步重建阶段。针对ALICE的主要跟踪检测器--时间投影室，提出了一种跟踪算法.重建必须产生与当前离线重建相当的结果，并满足当前高级触发器（HLT）中的时间限制，每秒处理的冲突数量是当前的50倍。它是从目前的在线跟踪HLT，这是基于一个元胞自动机和卡尔曼滤波器，我们整合了离线跟踪的丢失功能，以提高分辨率。连续的TPC读出和重叠碰撞提出了新的挑战：转换到空间坐标和应用时间和位置相关的校准必须发生在轨道播种和轨道拟合之间，而TPC占用率增加了五倍。巨大的数据量需要20的数据缩减因子，这带来了额外的要求：必须扩展动量范围以识别低PT循环轨迹，并且在未校准坐标中进行特殊改装以改进轨迹模型熵编码。我们的TPC跟踪查找通过OpenCL和CUDA API在CPU、GPU和两个重建阶段的共享源代码中利用硬件加速器的潜力。移植更多的重建步骤，如TPC重建的剩余部分和其他检测器的跟踪，将使计算平衡从传统处理器转移到GPU。
2018-11-28 physics.ins-det
Stand-alone Cosmic Muon Reconstruction Before Installation of the CMS Silicon Strip Tracker
2006年11月至2007年7月期间，CMS硅条跟踪器的子系统在跟踪器集成设施（TIF）集成并投入使用。作为试运行的一部分，在没有磁场的各种运行条件下记录了大量宇宙射线数据样本。由闪烁计数器探测到的宇宙射线被用来触发最后硅条探测器的15%的读出，记录了超过470万个事件。本文描述了宇宙轨道重建，并提出了从专门的分析轨道和命中重建的性能的结果。
2009-02-12 physics.ins-det
Time-based Reconstruction of Hyperons at PANDA at FAIR
即将在FAIR（反质子和离子研究设施）进行的PANDA（达姆施塔特的反质子零化）实验为执行超子物理学提供了独特的可能性，例如提取自旋可观测量。由于超子的寿命相对较长，其衰变顶点的位移对轨道重建和事件构建带来了特殊的挑战。在PANDA预见的高亮度和束动量需要新的先进的跟踪算法，成功地识别超子事件。PANDA纯软件事件选择对在线重建提出了很高的要求。需要一种快速、多功能、模块化和动态的方法来进行轨道重建和事件构建。本文介绍了该方案中使用的重建算法，如元胞自动机。描述了用于获得粒子动量的z分量的方法以及用于合并来自不同轨道重建检测器的信息的方法。
2019-10-14 nucl-ex physics.ins-det
Track Reconstruction Performance in CMS
给出了利用CMS硅跟踪器进行LHC事件径迹重建的预期性能。径迹发现和拟合是用卡尔曼滤波技术完成的，在pT>1 GeV/c的单个μ子上实现了99%以上的效率。困难出现在具有高密度带电粒子的标准LHC事件的上下文中，其中对于低pT轨道，假组合轨道的比率非常大，并且跟踪器材料中的核相互作用降低了带电强子的跟踪效率。最近对CMS轨道重建的改进现在允许通过结合迭代跟踪过程利用假轨道的最佳拒绝来有效地重建具有低至几百MeV/c的pT和少至三个交叉层的带电轨道，具有非常小的假分数。
2008-12-30 hep-ex physics.ins-det
Global Track Reconstruction and Data Compression Strategy in ALICE for LHC Run 3
在LHC运行3中，ALICE将显著提高数据采集速率，从最小偏置Pb-Pb碰撞中的约1 kHz触发读出到50 kHz连续读出速率。在线-离线计算升级的重建策略预见了在数据采集期间的同步在线重建阶段，其生成探测器校准，以及后校准的异步重建阶段。大量的数据需要大量的压缩，以便存储所有记录的事件。目标是TPC数据的20倍压缩，这是同步重建期间的主要挑战之一。此外，重建将在线运行，处理比目前多50倍的碰撞，产生与当前离线重建相当的结果。这些要求对跟踪提出了新的挑战，包括连续的TPC读出、更多的重叠碰撞、在同步阶段期间没有主顶点位置和位置相关校准的先验知识、低动量循环轨道的识别以及用于改善轨道模型熵编码的失真改装。在2018年的研讨会上，展示了运行3的TPC跟踪，它与运行2离线跟踪的物理性能相匹配。它通过OpenCL和CUDA API在两个重建阶段的CPU和GPU共享源代码中利用硬件加速器的潜力。将更多的重建步骤（如TPC重建的剩余部分和其他检测器的跟踪）移植到GPU将使计算平衡从传统处理器转向GPU。这些程序集中在全局跟踪策略，包括ITS和TRD检测器，将更多的重建步骤卸载到GPU上，以及为实现必要的数据压缩所采取的方法。
2019-10-27 physics.ins-det
4D Track Reconstruction on Free-Streaming Data at PANDA at FAIR
针对PANDA无硬件触发的自由流数据，本文提出基于元胞自动机并利用时间信息的4D径迹算法，在高相互作用率下提升效率并显著降低幽灵径迹率。
2024-02-19 nucl-ex physics.ins-det
On the initial approximation of charged particle tracks in detectors with linear sensing elements
在具有线性敏感元件的探测器（如线室、条形硅探测器等）中寻找带电粒子径迹，从直线轨道段的识别开始。后者是通过构造所有可能的激活的检测器元件的组合来推导的。在具有许多激活的检测器元件的高多重性环境中，这导致大的组合，并且显著降低了寻轨算法的性能。在这份报告中，我们追溯到这个问题的参数的直线建立从一些斜线（检测器的传感元件）在空间中的确定。基于两条双曲线的交点，我们给出了四个斜交检测器单元情况下的解析解，该方法也可以作为一级近似应用于更一般的曲线航迹搜索情况。
2018-07-19 hep-ex physics.ins-det
Auto-encoders for Track Reconstruction in Drift Chambers for CLAS12
Thomas Jefferson National Accelerator Facility（托马斯·杰斐逊国家加速器实验室）
在这篇文章中，我们描述了机器学习模型的发展，以协助CLAS12跟踪算法，通过推断漂移室中丢失的片段来识别轨道。自动编码器用于从轨道轨迹重建缺失的段。所实现的神经网络能够可靠地重建丢失的节段位置，其准确度为$\approx 0.35$导丝，并且能够恢复丢失的轨迹，其准确度为$>99.8\%$。
2022-06-13 cs.CV physics.ins-det
Heterogeneous reconstruction of tracks and primary vertices with the CMS pixel tracker
大型强子对撞机的高亮度升级将使加速器达到$7\times 10^{34} cm^{-2}s^{-1}$的瞬时亮度，平均堆积$200$质子-质子碰撞。这些条件将对实验开发的在线和离线重建软件提出前所未有的挑战。计算复杂性将远远超过传统CPU处理能力的预期增长，需要一种替代方法。工业和高性能计算（HPC）中心正在成功地使用异构计算平台，通过将每个作业与最合适的架构相匹配，实现更高的吞吐量和更高的能源效率。在本文中，我们将描述的异构实现的像素轨迹和顶点重建链的图形处理单元（GPU）的结果。该框架已被设计和开发的CMS重建软件，CMSSW集成。通过利用GPU实现的加速允许执行更复杂的算法，获得更好的物理输出和更高的吞吐量。
2020-08-31 physics.ins-det
GPU-based Online Track Reconstruction for the ALICE TPC in Run 3 with Continuous Read-Out
在LHC运行3中，ALICE将显著提高数据采集速率，以50 kHz连续读出最小偏置Pb-Pb碰撞。在线-离线计算升级的重建策略预见了在数据获取期间的第一同步在线重建阶段，使得能够进行检测器校准和数据压缩，以及后校准的异步重建阶段。出现了许多新的挑战，其中包括连续TPC读出，更多的重叠碰撞，没有先验知识的主要顶点和位置相关的校准在同步阶段，识别低动量循环轨道，和复杂的原始数据压缩。时间投影室（TPC）的跟踪算法将基于元胞自动机和卡尔曼滤波器。重建应在线运行，每秒处理比目前多50倍的碰撞，同时产生与当前离线重建相当的结果。我们的TPC跟踪查找通过OpenCL和CUDA API在两个重建阶段的CPU和GPU共享源代码中利用硬件加速器的潜力。我们概述了Run 3跟踪的状态，包括处理器和GPU的性能以及实现的压缩比。
2019-05-14 physics.ins-det
Implementation of ACTS into sPHENIX track reconstruction
sPHENIX是布鲁克海文国家实验室（Brookhaven National Laboratory，BNL）的相对论重离子对撞机（Relativistic Heavy Ion Collider）正在建设的一个高能核物理实验。sPHENIX的主要物理目标是通过测量$p$ $+$ $p$、$p$ +Au和Au+Au碰撞中的喷流、它们的子结构和重味强子来研究夸克-胶子-等离子体以及质子和原子核的部分子结构。sPHENIX将在三个运行周期内收集大约300 PB的数据，并使用BNL的可用计算资源进行分析;因此，由于重离子碰撞事件的高占用率，及时执行轨道重建是一项挑战。sPHENIX实验最近实施了通用跟踪软件（Common Tracking Software，简称STO）轨道重建工具包，其目标是以高效率和在每个最小偏差事件5秒的计算预算内重建轨道。本文报告了作为sPHENIX中默认轨迹拟合工具的P2P的性能状态，包括P2P中首次实现时间投影室几何结构的讨论。
2021-10-12 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
HybridSeeding: A standalone track reconstruction algorithm for scintillating fibre tracker at LHCb
我们描述了混合播种，一个独立的模式识别算法，旨在寻找带电粒子的轨迹LHCb升级。通过利用LHCb磁场的知识和能量沉积在反射式光纤跟踪器检测器中的位置，实现了对带电粒子重构效率的显著改善。此外，我们实现了一个低的假率和一个小的贡献的LHCb实时数据处理的整体时间预算。
2020-11-18 hep-ex physics.ins-det
Track reconstruction through the application of the Legendre Transform on ellipses
我们提出了一种模式识别方法，确定一组椭圆的公共切线。切线的检测是通过对给定的一组椭圆应用勒让德变换来实现的。作为上下文，我们考虑一个由多层腔室组成的假设检测器，每个腔室返回一个椭圆作为输出信号。这些椭圆的公切线表示带电粒子穿过检测器的轨迹。所提出的方法进行评估，使用从蒙特卡洛生成的轨道构造的椭圆。
2016-05-16 astro-ph.IM physics.data-an physics.ins-det
Research on the Software of Track Reconstruction in Vertex Chamber of BESII
研究了BESII-VCJULI顶室轨迹重建软件从HP-Unix平台移植到PC-Linux平台的过程。改进后的软件发现并解决了两种不同平台下字典存储和精度处理的问题。使事件中的候选轨迹数和由它们引起的某些轨迹参数的显著性差异分别从74%和5%减小到0.02%和0.5%。结果，大大提高了寻轨的质量，节省了CPU时间。
2003-12-03 physics.ins-det
Hybrid pattern recognition for charged particle tracking: Hough transform and convolutional neural efficiency networks
AGH University of Krakow（克拉科夫AGH科技大学）；Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences（波兰科学院核物理研究所）；CERN（欧洲核子研究组织）
研究在硅探测器中重建带电粒子轨迹问题，核心方法是采用霍夫变换作数据准备，再输入神经网络抑制假候选轨迹。贡献是结合两者优势，提升效率与纯度，算法更简单高效。
2026-07-08 hep-ex physics.data-an physics.ins-det
GPU-accelerated track reconstruction in the ALICE High Level Trigger
大型重离子实验（英语：Large Heavy Ion Experiment）是欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的四大实验之一。高级触发器（HLT）是一个在线计算场，可实时重建ALICE探测器测量的事件。计算最密集的部分是粒子轨迹的重建，称为跟踪，用于跟踪的最重要的检测器是时间投影室（TPC）。HLT使用基于元胞自动机原理和卡尔曼滤波器的GPU加速算法进行TPC跟踪。自2012年以来，GPU跟踪一直在LHC运行1和2中以24/7运行。为了更好地利用GPU的潜力，并加速整体HLT重建，我们计划在GPU上引入更多的重建步骤（例如，跟踪其他检测器）。到目前为止，CPU上运行的几个任务可以从与跟踪的合作中受益，由于PCI Express传输的延迟，目前这几乎不可行。将更多的步骤转移到GPU上，并在GPU上立即处理它们，将减少PCI Express传输并释放CPU资源。最重要的是，现代GPU和GPU编程API提供了TPC跟踪尚未利用的新功能。我们介绍了我们在GPU重建方面的新进展，重点关注LHC运行3期间ALICE在线离线计算升级的GPU在线重建，并考虑到运行2中当前的HLT如何从这些改进中获益。
2017-12-26 physics.ins-det
A new method for an improved anti-neutrino energy reconstruction with charged-current interactions in next-generation detectors
我们提出并验证了一种方法的反中微子能量重建的带电电流无介子相互作用的复合材料完全活性目标含有氢（如碳氢化合物闪烁体），这是在很大程度上不了解的核效应，通常扭曲和偏见试图测量中微子能量。该方法是基于精确的事件的事件，由事件测量的传出中子动能和随后的评估的动量不平衡的平面上的横向传入的反中微子方向。对于使用细粒度$2\times2\times2$ m $^3$ 3D闪烁体跟踪器测量的峰值约为600 MeV的反中微子通量，中微子能量分辨率预计约为7%，而使用传统中微子能量重建技术预计为15%。对于具有类似特性的其他探测器，可以获得类似的结果。
2019-12-03 hep-ex physics.ins-det
Track Reconstruction in the NOvA Experiment
NuMI离轴现象（英语：NuMI Off-Axis v Appearance，缩写：NOvA）实验是一个长基线中微子振荡实验，使用的是费米实验室的NuMI光束线产生的中微子源。该实验将使用两个功能相同的塑料液体闪烁体填充探测器研究μ子中微子到电子中微子的振荡，该探测器放置在离轴14毫弧度的NuMI光束上。带电中微子相互作用将被用来观察中微子味从识别的最终状态轻子。μ子带电粒子径迹的重建在探测器对准和校准的短期目标以及通过识别μ子带电电流事件的长期振荡分析中起着重要作用。提出了一种基于卡尔曼滤波的μ子径迹识别和径迹拟合的初步方法。
2011-09-25 hep-ex physics.ins-det
Track Reconstruction using Geometric Deep Learning in the Straw Tube Tracker (STT) at the PANDA Experiment
反质子和离子研究设施的PANDA（达姆施塔特的反质子零化）实验将研究夸克被限制形成强子的尺度上的强相互作用。由高能储存环（HESR）提供的连续反质子束将撞击固定的氢靶。反质子束动量跨度从1.5 GeV {自然单位，c=1}到15 GeV \cite{physics2009report}，将为研究强子物理的许多不同方面创造最佳条件，包括超子物理。精密物理研究需要高效的粒子径迹重建。熊猫的吸管跟踪器是实现这一目的的主要组件。它有一个六边形的几何形状，由4224个充气管组成，排列在26层和6个扇区中。然而，挑战是重建低动量带电粒子给定复杂的探测器几何形状和强烈弯曲的粒子轨迹。本文介绍了几何深度学习管道在PANDA实验中的首次应用。管道重建超过95%的粒子轨迹，并创建不到0.3%的伪轨迹。令人鼓舞的结果，使管道的实验强有力的候选算法。
2022-11-30 hep-ex physics.ins-det
An enhanced track reconstruction for the CMS experiment at the HL-LHC
University of California, San Diego（加利福尼亚大学圣地亚哥分校）
本文提出CMS在HL-LHC下的增强径迹重建策略，融合GPU与CPU算法及机器学习，提升效率、降低假径迹率，并扩展对长寿命粒子等稀有信号的探测能力。
2026-09-23 hep-ex physics.ins-det
LHCb's Forward Tracking algorithm for the Run 3 CPU-based online track-reconstruction sequence
本文介绍 LHCb Run 3 基于 CPU 的在线径迹重建序列，重点阐述 Forward Tracking 算法如何通过 SIMD 指令优化 Hough 变换和簇搜索，在保证效率的同时将事例吞吐量提升 60%。
2023-07-11 hep-ex physics.ins-det
Study of cluster reconstruction and track fitting algorithms for CGEM-IT at BESIII
考虑到北京谱仪\uppercase \expandafter{\romannumeral3}现有内漂移室（IDC）的老化效应，提出了一种基于GEM的内跟踪器作为IDC的升级候选方案。本文介绍了一个简化数字化模型的CGEM-IT全模拟软件包，描述了CGEM-IT中基于Kalman滤波方法的团簇重建和径迹拟合算法的软件开发，并利用CGEM-IT中的单μ子事例的Monte Carlo样本，给出了重建算法的初步结果。
2015-04-10 hep-ex physics.ins-det
Muon reconstruction with a convolutional neural network in the JUNO detector
江门地下中微子观测站（JUNO）是为确定中微子质量序和测量中微子振荡参数而设计的。精确的μ子重建是减少宇宙μ子诱导的主要背景之一的关键。提出了一种基于卷积神经网络（CNN）模型的μ子重建方法。该方法利用顶端跟踪器重构的航迹信息进行网络训练。通过对μ子轨道应用旋转来增强训练数据集，以补偿顶部跟踪器的有限角度覆盖。利用CNN模型重建的μ子轨道具有空间分辨率优于10 cm，角分辨率优于0.6 °的无偏性能。通过使用GPU加速的实现，与现有的CPU技术相比，加速因子为100。
2021-03-22 physics.ins-det
Track Reconstruction in a High-Density Environment with ALICE
ALICE是欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）的专用重离子实验。它的主要跟踪和粒子识别探测器是一个大容量的时间投影室（TPC）。TPC被设计为在高能重离子碰撞中产生的高径迹密度环境中表现良好。在这一过程中，我们描述的轨道重建过程中ALICE。特别是，我们专注于LHC运行2数据采集期间（2015- 2018）面临的两个主要挑战，即TPC中的基线波动和局部空间电荷扭曲。我们详细介绍了相应的解决方案，并描述了使我们能够规避这些挑战的软件工具。
2022-03-19 hep-ex physics.ins-det
Use of R-trees to improve reconstruction time in pixel trackers
计算时间成为在线和离线跟踪算法的关键问题。使用适当的数据结构进行编程可以在时间响应方面大大提高重建的效率。我们建议使用这样的数据结构，称为R-树，执行一个快速，灵活和自定义的空间索引的命中的基础上的邻域组织。当事件呈现大量命中时，准备数据结构所需的开销显示出在很大程度上由作为属于同一轨道的候选者的命中的搜索效率来补偿。该研究，包括不同的索引方法，进行了一个通用的像素跟踪器，主要灵感来自于升级的LHCb顶点定位器与向后重建算法的元胞自动机类型。
2019-11-04 cs.DS hep-ex physics.ins-det
Track reconstruction and matching between emulsion and silicon pixel detectors for the SHiP-charm experiment
2018年7月，在CERN SPS对SHiP的Charm截面测量进行了优化。在H4质子束线的歌利亚磁铁前安装了一个沉重的移动靶，靶上装有核乳胶胶片，后面跟着一个硅像素跟踪器。在磁铁后面，放置了光纤、漂移管和RPC探测器。此次运行的目的是验证测量的可行性，开发所需的分析工具并微调探测器布局。本文介绍了像素跟踪器中的航迹重建和运动乳胶探测器中的航迹匹配。像素检测器的性能符合预期，并表明，经过适当的对齐，顶点匹配率达到87%。
2022-02-22 physics.ins-det
Muon Track Reconstruction in the Scintillator Phase of SNO+
本文针对SNO+闪烁体阶段缺乏μ子径迹探测器的问题，提出一种利用高光子采样率和PMT最快光子路径假设的μ子径迹重建新方法，以改进μ子诱发本底的排除能力。
2024-03-28 hep-ex physics.ins-det
Reconstructing charged-particle trajectories in the PANDA Straw Tube Tracker using the LOcal Track Finder (LOTF) algorithm
提出LOTF算法用于PANDA Straw Tube Tracker的带电粒子轨迹重建，通过管间相邻关系连接击中点、局部拟合处理重叠区域及虚拟节点系统重建z信息，实验表明其径迹发现率高、错误率低、速度快且z误差显著降低，适用于在线数据处理。
2023-04-13 hep-ex physics.ins-det
Quantum algorithms for charged particle track reconstruction in the LUXE experiment
本文探讨在LUXE实验中使用基于门的量子计算机进行带电粒子径迹重建的模式识别潜力，研究了二次无约束二值优化和量子图神经网络方法，并与经典算法比较及量子硬件原理验证。
2023-04-04 hep-ex physics.ins-det quant-ph
The artificial retina processor for track reconstruction at the LHC crossing rate
我们提出了一个专门的处理器，能够精确地重建，在像素探测器，数百个带电粒子的轨道，从高能碰撞在40 MHz的速率的R&D研究的结果。我们采用高度并行的模式识别算法，灵感来自大脑的视觉图像处理的研究，因为它发生在自然界中，并详细描述了一个高效的硬件实现在高速，高带宽的FPGA设备。这是第一次详细演示在40 MHz下重建离线质量轨道，并使该设备适合在全交叉频率下处理大型强子对撞机事件。
2014-12-04 physics.ins-det
Charged-particle topology reconstruction with an in-liquid SiPM array
Chung-Ang University（中央大学）
本研究利用液内稀疏SiPM阵列保留局部光学信息，通过模拟训练的时间感知CNN重建缪子轨迹端点与正电子顶点，中位残差厘米级，验证了拓扑敏感重建的可行性。
2026-09-25 hep-ex physics.ins-det
Track reconstruction at the LUXE experiment using quantum algorithms
LUXE（Laser Und XFEL Experiment）是DESY提出的一个实验，将研究强场区的量子电动力学（QED），其中QED变得非微扰。使用硅像素跟踪探测器测量产生的电子-正电子对的速率是研究这一机制的重要组成部分。由于高速率，在高激光强度下精确跟踪穿过跟踪检测器的四层的正电子变得非常具有挑战性，这对于经典计算机来说可能是计算昂贵的。在这项工作中，我们更新了我们以前的研究的潜力，使用量子计算重建正电子轨道。重建任务被制定为二次无约束二进制优化，并使用模拟量子计算机和混合量子经典算法，即变分量子本征求解器解决。研究了不同的模拟电路和优化器。结果进行了讨论，并与经典的轨迹重建算法，使用图神经网络和组合卡尔曼滤波器进行比较。
2022-10-24 hep-ex physics.ins-det quant-ph
Simulation and performance of an artificial retina for 40 MHz track reconstruction
我们提出的人工视网膜模式识别算法的详细模拟的结果，旨在重建事件与数百个带电粒子轨道的像素和硅探测器在LHC b与LHC交叉频率的$40\,\rm MHz$。使用LHCb实验的官方Monte Carlo样本评估人工视网膜算法的性能。我们发现视网膜模式识别算法的性能与全LHCb重建算法相当。
2015-03-12 hep-ex physics.ins-det
Auto-tuning capabilities of the ACTS track reconstruction suite
本文提出将经典径迹重建算法连接到智能体驱动的迭代优化器，以自动替代专家调参，并在 ACTS/ODD 上验证了种子、顶点和材料图等算法。
2023-12-08 hep-ex physics.ins-det
Improving the CMS High Level Trigger tracking at the HL-LHC with novel and evolved heterogeneous algorithms
University of California, San Diego（加州大学圣地亚哥分校）
本文针对HL-LHC下CMS高电平触发径迹重建的计算挑战，提出结合mkFit、Patatrack和LST异构算法并利用机器学习技术，以提升性能并保持重建效率。
2026-09-23 hep-ex physics.ins-det
Another approach to track reconstruction: cluster analysis
提出了一种新的组合的数据分析技术的重建的所有轨道的初级带电粒子，以及位移顶点（衰变，光子转换，核相互作用）的女儿，在高能碰撞中创建。代替执行经典的轨迹构建或图像变换，进行局部和全局信息的有效使用，同时保持竞争选择开放。相邻跟踪层的测量命中首先在角距离中的相互最近邻搜索的帮助下聚类。所得到的连接命中的链被用作初始聚类和聚类分析算法的输入，例如鲁棒$k$中值聚类。后者通过在命中到磁道分配和磁道拟合更新步骤之间交替进行，直到收敛。命中到磁道距离和磁道拟合$χ^2$距离的计算是通过测量命中的全局协方差来执行的。聚类是由更复杂的Metropolis-Hastings MCMC算法的元素补充的，可以添加新的跟踪假设或删除不必要的假设。简化，但现实的模型，今天的硅跟踪器，包括相关的物理过程，被用来测试和研究所提出的方法的性能（效率，纯度）作为碰撞事件中的粒子多重性的函数。
2019-10-15 physics.ins-det
Description and performance of track and primary-vertex reconstruction with the CMS tracker
提供了一个描述的软件算法开发的CMS跟踪器，用于重建质子-质子相互作用中的带电粒子轨迹，并使用由此产生的轨道来估计的LHC发光区域和个人的初级相互作用顶点的位置。尽管在LHC非常恶劣的环境中，这些算法获得的性能被认为是优秀的。对于2011年典型堆积条件下的ttbar事件，对于横动量pt > 0.9 GeV的连续产生的带电粒子，在abs（eta）< 0.9的赝势下的平均径迹重建效率为94%，在0.9 < abs（eta）< 2.5的赝势下的平均径迹重建效率为85%。这种低效率主要是由强子在追踪器材料中进行核相互作用引起的。对于孤立的μ子，相应的效率基本上是100%。对于在abs（eta）< 1.4时发射的pt = 100 GeV的孤立μ子，pt的分辨率约为2.8%，横向和纵向碰撞参量的分辨率分别为10微米和30微米。在三个空间维度中的每一个中，对应于感兴趣的pp碰撞的重构主顶点所实现的位置分辨率为10-12微米。跟踪和顶点软件快速灵活，可轻松适应其他功能，例如触发器的快速跟踪，或考虑轫致辐射的电子专用跟踪。
2014-10-28 hep-ex physics.ins-det
Real-time reconstruction of long-lived particles at LHCb using FPGAs
在最早的LHCb触发水平下寻找磁体下游的轨道不是升级触发的基线计划的一部分，因为执行搜索需要大量的CPU时间。许多长寿命粒子，如$K^0_S$和奇异重子，在顶点径迹探测器后衰变，从而限制了它们的重建效率。我们提出了一个基于FPGA的未来创新的实时跟踪系统的性能的研究，在研发工作的LHCb升级Ib（LHC运行~4）的背景下，致力于重建的前向跟踪探测器（闪烁光纤跟踪器）的磁铁下游的粒子，这是能够在30 MHz的全LHC碰撞率处理事件。
2020-06-19 hep-ex physics.ins-det
Three-dimensional track reconstruction for directional Dark Matter detection
定向探测暗物质是一种很有前途的搜索策略。然而，为了执行这样的检测，必须从反冲轨道中检索给定的一组参数：方向、感测和检测器体积中的位置。为了优化航迹重建并充分利用未来方向检测器的数据，我们提出了一种专用于三维航迹重建的似然方法。这种新的分析方法被应用到MIMAC检测器。它需要对轨道测量进行完全模拟，以便将真实轨道与模拟轨道进行比较。我们得出结论，可以实现良好的空间分辨率，即阳极平面中的亚毫米和沿漂移轴的厘米。这开启了执行定向检测器的基准化的可能性。角分辨率的范围为20 $^\circ$至80 $^\circ$，这取决于反冲能量，然而，这足以实现暗物质的高意义的发现。相反，我们表明，方向探测器的意义识别能力强烈依赖于反冲能量和漂移距离，与小的效率值（50%-70%）。我们建议不要考虑这些信息，无论是排除或发现暗物质的反冲低于100千电子伏，然后把重点放在轴向数据。
2012-04-11 astro-ph.IM physics.ins-det
A fast method for particle tracking and triggering using small-radius silicon detectors
我们提出了一种算法，部署在一个高度并行化的图形计算架构，在大型强子对撞机和未来的对撞机的高能碰撞带电粒子轨迹进行快速重建。我们使用软件仿真表明，该算法可以达到超过99.95%的重建效率与良好的精度。该算法可以使用现场可编程门阵列技术在硅基集成电路上实现。我们的方法可以快速触发大质量带电粒子，这些粒子在跟踪体积中不可见地衰减，就像在一些与颗粒暗物质相关的新物理场景中一样。如果产生的暗物质或其他新的中性粒子介导的亚稳态带电粒子，是不与其他可吸收的能量沉积在探测器，我们的方法将是有用的触发带电介质使用小半径硅探测器。
2020-01-21 hep-ex physics.ins-det
Tracking Performance of the ATLAS Inner Detector and Observation of Known Hadrons
内部探测器是ATLAS探测器的中央跟踪装置。在这些诉讼中的内部检测器的跟踪性能的碰撞数据记录在$\sqrt{s}$ = 900 GeV和7 TeV。本文给出了在由$K_{\mathrm{s}}$和$Λ$介子级联衰变过程中类似于$Ξ$和$Ω$重子的共振态的鉴别，以及由$J / ψ$和$ψ$（2S）介子衰变为两个μ子的重建结果。此外，轨道重建的性能和数据驱动的方法估计的轨道重建效率用于带电粒子密度的测量进行了讨论。
2010-10-06 hep-ex physics.ins-det
Ion track reconstruction in 3D using alumina-based fluorescent nuclear track detectors
基于Al2O3：C，Mg单晶的荧光核径迹探测器（FNTDs）结合共聚焦显微镜提供了离子径迹的三维信息，其分辨率仅受光衍射的限制。FNTD也是用细胞涂覆的理想基底，以设计细胞荧光离子轨道混合检测器。这种放射生物学工具能够在质子和重离子治疗中在亚细胞水平上将细胞反应与物理剂量沉积联系起来。为了实现细胞涂层中的单个离子撞击与其生物响应之间的空间相关性，必须使用由FNTD读出获得的深度信息在3D中重建离子穿越。FNTD用汇合的人肺腺癌上皮细胞层包被。混合检测器的碳离子照射垂直于检测器表面和与检测器表面成角度地进行。荧光标记的细胞层和FNTD的原位成像在顺序读出中进行。利用FNTD提供的轨迹信息，研究了单粒子穿越混合探测器的三维轨迹重建精度。精确度受到照射角度的强烈影响，因此受到FNTD信号复杂性的强烈影响。周向照射的精度最高，误差小于0.10°。FNTD技术提供精确的3D离子径迹重建的能力使其成为临床离子束中放射生物学研究的有力工具，无论是用作涂覆活组织的基底还是植入体内。
2013-06-10 physics.ins-det physics.med-ph
