Optimization of tau indentification in ATLAS experiment using multivariate tools

Abstract

Elementary particle physics experiments, which search for very rare processes, require the efficient analysis and selection algorithms able to separate a signal from the overwhelming background. Four learning machine algorithms have been applied to identify ? leptons in the ATLAS experiment: projective likelihood estimator (LL), Probability Density Estimator with Range Searches (PDE-RS), Neural Network, and the Support Vector Machine (SVM). All four methods have similar performance, which is significantly better than the baseline cut analysis. This indicates that the achieved background rejection is close to the maximal achievable performance.

W eksperymentach fizyki wysokich energii, poszukujących bardzo rzadkich procesów, dużego znaczenia nabierają algorytmy umożliwiające separację sygnału od przeważającego tła. Cztery algorytmy uczące się na przykładach zostały zastosowane do identyfikacji leptonów tau w eksperymencie ATLAS: rzutowane rozkłady prawdopodobieństw (projective likelihood estimator - LL), PDE-RS (Probability Density Estimator with Range Searches), sieć neuronowa oraz maszyna wektorów wspierających (SVM). Algorytmy te mają zbliżone wydajności znacząco lepsze od standardowej analizy z użyciem cięć. Sugeruje to, że osiągnięte wydajności są bliskie maksymalnej osiągalnej granicy.