Zastosowanie sieci neuronowych w poszukiwaniu rozpadu K­S → 3π0 w eksperymencie KLOE-2

Naruszenie kombinacji dwóch dyskretnych symetrii C (parzystość ładunku) i P (parzystość współrzędnych przestrzennych) jest bardzo ważnym mechanizmem w Modelu Standardowym. Jest na przykład jednym z warunków istnienia asymetrii między materią a antymaterią we Wszechświecie.Najlepsza górna granica stosunku rozgałęzień dla tego procesu BR(KS → 3π0) < 2.6 × 10^-8 została zmierzona za pomocą detektora KLOE działającego na zderzaczu DAФNE zlokalizowanym we Włoskim Narodowym Centrum Fizyki Jądrowej (INFN) we Frascati. Jednocześnie przewidywania oparte na Modelu Standardowym dają (KS → 3π0) ≈ 2 × 10^-9, co jest o rząd wielkości mniejsze niż zmierzona górna granica. W związku z tym potrzebne jest dalsze badanie tego procesu, aby przetestować przewidywania Modelu Standardowego.Z tego powodu rozpoczęto analizę danych KLOE-2 mającą na celu znaczącą poprawę obecnej górnej granicy. Jako alternatywę dla klasycznej analizy opartej na cięciach planujemy użycie algorytmów analizy wielowymiarowej. W tej pracy pokazujemy wstępne testy dostępnych algorytmów analizy wielowymiarowej zastosowanych do danych KLOE, w celu sprawdzenia możliwości tego podejścia. Wyniki tego podejścia są porównywalne z analizą opartą na cięciach i pokazują szansę na pomyślne zastosowanie tej metody do danych KLOE-2.

Violation of the combination of two discrete symmetries C (charge conjugation) and P (parity) is a very important mechanism in the Standard Model. It is, for example, one of the conditions for existance of asymmetry between matter and antimatter in the Universe.The best upper limit on the branching ratio of this process BR(KS → 3π0) < 2.6 × 10^-8 was measured with the KLOE detector operating at the DAФNE collider located in the Italian National Center for Nuclear Physics in Frascati. At the same time, predictions based on the Standard Model give BR(KS → 3π0) ≈ 2 × 10^-9, which is one order of magnitude smaller than the measured upper limit. Thus, a further investigation of this process is needed to test the Standard Model predictions.In this respect, an analysis of the KLOE-2 data sample has been started aiming to significantly improve the present upper limit. As an alternative to the classic cut-based analysis, we plan to use multivariate analysis algorithms. In this work we show preliminary tests of available multivariate analysis algorithms applied to the KLOE data, to check the feasibility of this approach. Results of this approach are comparable to the cut-based analysis and show a possibility of successful application of this method on the KLOE-2 data sample.