The Deep Underground Neutrino Experiment is a next-generation neutrino oscillation experiment that aims to measure CP-violation in the neutrino sector as part of a wider physics program. A deep learning approach based on a convolutional neural network has been developed to provide highly efficient and pure selections of electron neutrino and muon neutrino charged-current interactions. The electron neutrino (antineutrino) selection efficiency peaks at 90% (94%) and exceeds 85% (90%) for reconstructed neutrino energies between 2-5 GeV. The muon neutrino (antineutrino) event selection is found to have a maximum efficiency of 96% (97%) and exceeds 90% (95%) efficiency for reconstructed neutrino energies above 2 GeV. When considering all electron neutrino and antineutrino interactions as signal, a selection purity of 90% is achieved. These event selections are critical to maximize the sensitivity of the experiment to CP-violating effects.

Neutrino interaction classification with a convolutional neural network in the DUNE far detector

Bertolucci S.;Mauri N.;Moggi N.;Pasqualini L.;Pozzato M.;Zucchelli S.;
2020

Abstract

The Deep Underground Neutrino Experiment is a next-generation neutrino oscillation experiment that aims to measure CP-violation in the neutrino sector as part of a wider physics program. A deep learning approach based on a convolutional neural network has been developed to provide highly efficient and pure selections of electron neutrino and muon neutrino charged-current interactions. The electron neutrino (antineutrino) selection efficiency peaks at 90% (94%) and exceeds 85% (90%) for reconstructed neutrino energies between 2-5 GeV. The muon neutrino (antineutrino) event selection is found to have a maximum efficiency of 96% (97%) and exceeds 90% (95%) efficiency for reconstructed neutrino energies above 2 GeV. When considering all electron neutrino and antineutrino interactions as signal, a selection purity of 90% is achieved. These event selections are critical to maximize the sensitivity of the experiment to CP-violating effects.
Abi B.; Acciarri R.; Acero M.A.; Adamov G.; Adams D.; Adinolfi M.; Ahmad Z.; Ahmed J.; Alion T.; Alonso Monsalve S.; Alt C.; Anderson J.; Andreopoulos C.; Andrews M.P.; Andrianala F.; Andringa S.; Ankowski A.; Antonova M.; Antusch S.; Aranda-Fernandez A.; Ariga A.; Arnold L.O.; Arroyave M.A.; Asaadi J.; Aurisano A.; Aushev V.; Autiero D.; Azfar F.; Back H.; Back J.J.; Backhouse C.; Baesso P.; Bagby L.; Bajou R.; Balasubramanian S.; Baldi P.; Bambah B.; Barao F.; Barenboim G.; Barker G.J.; Barkhouse W.; Barnes C.; Barr G.; Barranco Monarca J.; Barros N.; Barrow J.L.; Bashyal A.; Basque V.; Bay F.; Bazo Alba J.L.; Beacom J.F.; Bechetoille E.; Behera B.; Bellantoni L.; Bellettini G.; Bellini V.; Beltramello O.; Belver D.; Benekos N.; Bento Neves F.; Berger J.; Berkman S.; Bernardini P.; Berner R.M.; Berns H.; Bertolucci S.; Betancourt M.; Bezawada Y.; Bhattacharjee M.; Bhuyan B.; Biagi S.; Bian J.; Biassoni M.; Biery K.; Bilki B.; Bishai M.; Bitadze A.; Blake A.; Blanco Siffert B.; Blaszczyk F.D.M.; 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