Speaker
Mr
Zhizheng Zhao
(Peking University)
Description
宇宙线缪子层析成像本质上是一个被nuisance参数主导的逆问题。缪子断层扫描仪成像两种材料对比度——来自多次库仑散射的辐射长度和来自电离能损的电子密度——但每种对比度都与一个探测器无法直接观测的缪子级nuisance参数纠缠：散射尺度携带未知的逐缪子动量，能损携带单侧的straggling尾部。传统方法将每条径迹压缩为一个派生标量并代入标称动量，未能正确处理这些nuisance参数。
我们提出 Nuisance-Aware Muon Tomography（NAMT），依据仪器条件针对性地处理每种nuisance。散射通道（NAMT-S）运行在无磁铁径迹探测器上：精确的track-elimination投影消去直线径迹自由度，未测动量通过逆Gamma共轭先验被解析积分为鲁棒的Student-t 似然函数。能损通道（NAMT-E）运行在磁谱仪上：利用磁弯曲测量逐缪子对数动量损失，将其作为电子密度对比度的Bethe–Bloch线积分进行反演，采用匹配Huber空白校正消除straggling偏置。所有nuisance参数均在无物体的空白扫描上标定——将CT平场校正从均值推广到全部nuisance参数——重建过程中无需对被成像物体做任何调参。
在包含高Z（铅、铀）和低Z（空气空洞、聚乙烯）目标的8场景Geant4基准测试中，NAMT-S仅凭无磁铁四平面径迹探测器即可达到八场景平均ROC-AUC 1.00，在探测器位置分辨率劣化至3 mm时仍保持0.94；NAMT-E在所有场景均达到1.00，提供稳定的互补通道。代码开源于 https://github.com/zhizhengzhao/NAMT。
Primary author
Mr
Zhizheng Zhao
(Peking University)
