PoS - Proceedings of Science
Volume 395 - 37th International Cosmic Ray Conference (ICRC2021) - NU - Neutrinos & Muons
Combining Maximum-Likelihood with Deep Learning for Event Reconstruction in IceCube
Presented by M. Huennefeld*  on behalf of R. Abbasi, M. Ackermann, J. Adams, J. Aguilar, M. Ahlers, M. Ahrens, C.M. Alispach, A.A. Alves Junior, N.M.B. Amin, R. An, K. Andeen, T. Anderson, G. Anton, C. Arguelles, Y. Ashida, S. Axani, X. Bai, A. Balagopal V., A.M. Barbano, S.W. Barwick, B. Bastian, V. Basu, S. Baur, R.C. Bay, J.J. Beatty, K.H. Becker, J. Becker Tjus, C. Bellenghi, S. BenZvi, D. Berley, E. Bernardini, D.Z. Besson, G. Binder, D. Bindig, E. Blaufuss, S. Blot, M. Boddenberg, F. Bontempo, J. Borowka, S. Boser, O. Botner, J. Boettcher, E. Bourbeau, F. Bradascio, J. Braun, S. Bron, J. Brostean-Kaiser, S.A. Browne, A. Burgman, R.T. Burley, R. Busse, M. Campana, E. Carnie-Bronca, C. Chen, D. Chirkin, K. Choi, B. Clark, K. Clark, L. Classen, A. Coleman, G. Collin, J.M. Conrad, P. Coppin, P. Correa, D.F. Cowen, R. Cross, C. Dappen, P. Dave, C. De Clercq, J. DeLaunay, H. Dembinski, K. Deoskar, S. De Ridder, A. Desai, P. Desiati, K. de Vries, G. de Wasseige, M. De With, T. DeYoung, S. Dharani, A. Diaz, J.C. Diaz-Velez, M. Dittmer, H. Dujmovic, M. Dunkman, M. DuVernois, E. Dvorak, T. Ehrhardt, P. Eller, R. Engel, H. Erpenbeck, J. Evans, P.A. Evenson, K.L. Fan, A.R. Fazely, S. Fiedlschuster, A. Fienberg, K. Filimonov, C. Finley, L. Fischer, D.B. Fox, A. Franckowiak, E. Friedman, A. Fritz, P. Furst, T.K. Gaisser, J. Gallagher, E. Ganster, A. Garcia, S. Garrappa, L. Gerhardt, A. Ghadimi, C. Glaser, T. Glauch, T. Glusenkamp, A. Goldschmidt, J. Gonzalez, S. Goswami, D. Grant, T. Grégoire, S. Griswold, M. Gunduz, C. Günther, C. Haack, A. Hallgren, R. Halliday, L. Halve, F. Halzen, M. Ha Minh, K. Hanson, J. Hardin, A.A. Harnisch, A. Haungs, S. Hauser, D. Hebecker, K. Helbing, F. Henningsen, E.C. Hettinger, S. Hickford, J. Hignight, C. Hill, G.C. Hill, K. Hoffman, R. Hoffmann, T. Hoinka, B. Hokanson-Fasig, K. Hoshina, F. Huang, M. Huber, T. Huber, K. Hultqvist, M. Hunnefeld, R. Hussain, S. In, N. Iovine, A. Ishihara, M. Jansson, G. Japaridze, M. Jeong, B. Jones, D. Kang, W. Kang, X. Kang, A. Kappes, D. Kappesser, T. Karg, M. Karl, A. Karle, U. Katz, M. Kauer, M. Kellermann, J.L. Kelley, A. Kheirandish, K.i. Kin, T. Kintscher, J. Kiryluk, S. Klein, R. Koirala, H. Kolanoski, T. Kontrimas, L. Kopke, C. Kopper, S. Kopper, D.J. Koskinen, P. Koundal, M. Kovacevich, M. Kowalski, T. Kozynets, E. Kun, N.K. Neilson, N.N. Lad, C. Lagunas Gualda, J. Lanfranchi, M.J. Larson, F.H. Lauber, J. Lazar, J. Lee, K. Leonard, A. Leszczynska, Y. Li, M. Lincetto, Q. Liu, M. Liubarska, E. Lohfink, C.J. Lozano Mariscal, L. Lu, F. Lucarelli, A. Ludwig, W. Luszczak, Y. Lyu, W.Y. Ma, J. Madsen, K. Mahn, Y. Makino, S. Mancina, I.C. Maris, R.H. Maruyama, K. Mase, T. McElroy, F. McNally, J.V. Mead, K. Meagher, A. Medina, M. Meier, S.A. Meighen-Berger, J. Micallef, D. Mockler, T. Montaruli, R. Moore, R. Morse, M. Moulai, R. Naab, R. Nagai, U. Naumann, J. Necker, L.V. Nguyen, H. Niederhausen, M. Nisa, S. Nowicki, D. Nygren, A. Obertacke Pollmann, M. Oehler, A. Olivas, E. O'Sullivan, H. Pandya, D. Pankova, N. Park, G. Parker, E.N. Paudel, L. Paul, C. Perez de los Heros, L. Peters, J. Peterson, S. Philippen, D. Pieloth, S. Pieper, M. Pittermann, A. Pizzuto, M. Plum, Y. Popovych, A. Porcelli, M. Prado Rodriguez, P.B. Price, B. Pries, G. Przybylski, C. Raab, A. Raissi, M. Rameez, K. Rawlins, I.C. Rea, A. Rehman, P. Reichherzer, R. Reimann, G. Renzi, E. Resconi, S. Reusch, W. Rhode, M. Richman, B. Riedel, E. Roberts, S. Robertson, G. Roellinghoff, M. Rongen, C. Rott, T. Ruhe, D. Ryckbosch, D. Rysewyk Cantu, I. Safa, J. Saffer, S. Sanchez Herrera, A. Sandrock, J. Sandroos, M. Santander, S. Sarkar, S. Sarkar, K. Satalecka, M.K. Scharf, M. Schaufel, H. Schieler, S. Schindler, P. Schlunder, T. Schmidt, A. Schneider, J. Schneider, F.G. Schröder, L.J. Schumacher, G. Schwefer, S. Sclafani, D. Seckel, S. Seunarine, A. Sharma, S. Shefali, M. Silva, B. Skrzypek, B. Smithers, R. Snihur, J. Soedingrekso, D. Soldin, C. Spannfellner, G. Spiczak, C. Spiering, J. Stachurska, M. Stamatikos, T. Stanev, R. Stein, J. Stettner, A. Steuer, T. Stezelberger, T. Sturwald, T. Stuttard, G.W. Sullivan, I. Taboada, F. Tenholt, S. Ter-Antonyan, S. Tilav, F. Tischbein, K. Tollefson, L. Tomankova, C. Tönnis, S. Toscano, D. Tosi, A. Trettin, M. Tselengidou, C. Tung, A. Turcati, R. Turcotte, C. Turley, J.P. Twagirayezu, B. Ty, M. Unland Elorrieta, N. Valtonen-Mattila, J. Vandenbroucke, N. van Eijndhoven, D. Vannerom, J. van Santen, S. Verpoest, M. Vraeghe, C. Walck, T. Watson, C. Weaver, P. Weigel, A. Weindl, M. Weiss, J. Weldert, C. Wendt, J. Werthebach, M. Weyrauch, N. Whitehorn, C.H. Wiebusch, D. Williams, M. Wolf, K. Woschnagg, G. Wrede, J. Wulff, X. Xu, Y. Xu, J.P. Yanez, S. Yoshida, S. Yu, T. Yuan and Z. Zhanget al. (click to show)
Full text: pdf
Pre-published on: July 26, 2021
Published on: March 18, 2022
Abstract
The field of deep learning has become increasingly important for particle physics experiments, yielding a multitude of advances, predominantly in event classification and reconstruction tasks. Many of these applications have been adopted from other domains. However, data in the field of physics are unique in the context of machine learning, insofar as their generation process and the laws and symmetries they abide by are usually well understood. Most commonly used deep learning architectures fail at utilizing this available information. In contrast, more traditional likelihood-based methods are capable of exploiting domain knowledge, but they are often limited by computational complexity.
In this contribution, a hybrid approach is presented that utilizes generative neural networks to approximate the likelihood, which may then be used in a traditional maximum-likelihood setting. Domain knowledge, such as invariances and detector characteristics, can easily be incorporated in this approach. The hybrid approach is illustrated by the example of event reconstruction in IceCube.
DOI: https://doi.org/10.22323/1.395.1065
How to cite

Metadata are provided both in "article" format (very similar to INSPIRE) as this helps creating very compact bibliographies which can be beneficial to authors and readers, and in "proceeding" format which is more detailed and complete.

Open Access
Creative Commons LicenseCopyright owned by the author(s) under the term of the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.