Optimierung von neuronalen Netzen für Matrixelement-Surrogate in Prozessgruppen

Research output: Types of thesisBachelor thesis

Contributors

  • Mathis Erik Schenker - , TUD Dresden University of Technology (Author)

Abstract

The intensive usage of Monte Carlo event generators in elementary particle physics makes it necessary to use computing capacities efficiently. Surrogate-based unweighting algorithms are suitable for this purpose. In this work, neural networks are trained with SHERPA-generated events of the process group Z+5jets to predict event weights. Factorisation properties of QCD matrix elements are exploited. A new loss function adapted for use in surrogate-based unweighting is presented. With an adjusted training method and after a final hyperparameter optimisation, significant savings in required computing time were achieved. A mean effective gain factor of feff=2.6±1.0 could be obtained. German: Die intensive Nutzung von Monte-Carlo-Ereignisgeneratoren in der Elementarteilchenphysik macht den effizienten Umgang mit Rechenkapazitäten notwendig. Dafür bieten sich Surrogat-basierte, Umgewichtungsalgorithmen an. In dieser Arbeit werden neuronale Netze mit von SHERPA generierte Ereignisse der Prozessgruppe Z+5jets zur Vorhersage von Ereignisgewichten trainiert. Dabei werden Faktorisationseingenschaften von QCD-Matrixelementen ausgenutzt. Es wird eine neue, auf die Verwendung im Surrogat-basierten Umgewichten angepasste, loss-Funktion vorgestellt. Mit einer veränderten Trainingsmethode und nach einer abschließenden Hyperparameternoptimierung können deutliche Einsparungen an benötigter Rechenzeit erzielt werden. Dabei konnte im Mittel ein effektiver gain-Faktor von feff=2.6±1.0 für das Surrogat-basierte Umgewichten erreicht werden.
Translated title of the contribution
Optimisation of neural networks for matrix element surrogates in process groups

Details

Original languageGerman
Qualification levelBachelor of Science
Awarding Institution
Supervisors/Advisors
  • Siegert, Frank, Supervisor
Defense Date (Date of certificate)4 Mar 2025
Publication statusPublished - 4 Mar 2025
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Keywords