Belle II Tracking Workshop 2025 in Uppsala

In Vorbereitung auf die nächste Datennahme Ende 2025 trafen sich die Expert/innen der Belle-II-Kollaboration in Uppsala, Schweden, zu ihrem Tracking-Workshop 2025. Während dieses dreitägigen Treffens diskutierten sie eine der kritischen Komponenten des Experiments: die Rekonstruktion von Teilchenspuren. Von der Ausrichtung des Detektors bis hin zur Leistungsfähigkeit der Trigger brachte der Workshop Hardwareexpert/innen, Softwareentwickler/innen und Analyst/innen zu einem offenen Austausch von Ideen zusammen. Da der SuperKEKB-Collider immer höhere Luminositäten liefert, was mit einem erhöhten Hintergrund einhergeht, steigt die Anforderung an eine schnellere und genauere Spurrekonstruktion immer weiter an. Daher wurden auf dem Workshop sowohl die Verbesserung traditioneller Algorithmen als auch neue Methoden zur Spurensuche mit Hilfe von maschinellem Lernen (ML) vorgestellt.

Die Belle-II-Gruppe am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) leitet die ML-Tracking-Arbeiten bei Belle II und ist bekannt für ihr Fachwissen auf dem Gebiet der Spurrekonstruktion mit Graph Neuronalen Netzen (GNN). MSc-Student Tristan Brandes präsentierte einen GNN-Spurenfinder für den Silicon Vertex Detector, der Spuren in den innersten Schichten des Experiments identifizieren soll. Doktorandin Lea Reuter folgte mit der GNN-Pipeline „CATFinder“, kurz für „CDC AI Track Finder“ (veröffentlicht in Comput. Softw. Big Sci. 9 (2025) 1, 6) für die zentrale Driftkammer. Die neueste Version des CATFinder, die in Schweden gezeigt wurde, kombiniert nun einen GNN-basierten Hitfilter (ebenfalls am ETP entwickelt) mit dem End-to-End-KI-Trackfinder. Obwohl der CATFinder ursprünglich entwickelt wurde, um die Rekonstruktion von langlebigen Teilchen zu verbessern, zeigt er auch eine hervorragende Symmetrie zwischen positiv und negativ geladenen Spuren. Dies ist eine überraschende und sehr vielversprechende Eigenschaft für Belle II, ein Experiment, das darauf optimiert ist, die kleinsten Unterschiede zwischen Materie und Antimaterie zu erkennen.

Kontakt: Prof. Torben Ferber (torben ferber ∂does-not-exist.kit edu)