Model-independent searches of new physics in DARWIN with deep learning
J. Aalbers·K. Zuber·M. Guida·P Gyorgy·R. Hammann·V. Hannen·S. Hansmann-Menzemer·N Hargittai·A. Higuera·C. Hils·N. F. Hood·M. Iacovacci·J. Jakob·P Kharbanda·M. Klute·M. Kobayashi·D. Koke·A. Kopec·Belina von Krosigk·J. Long·M. Kara·K. Miuchi·F. Lombardi·G. Plante·F Kahlert·Luis Sanchez·M. Babicz·B. Antunović·P. Kavrigin·C. Wittweg·F. Glück·R. Glade-Beucke·D. Bajpai·J. Grigat·J. Qin·Monique Flierman·C. Capelli·M. Pierre·C. Fuselli·L. Baudis·Y. Mosbacher·S. Lindemann·D. Vorkapic·P. Di Gangi·Ciaran A. J. O’Hare·A. Elykov·M. Galloway·Y. Biondi·W. Fulgione·Julian Conrad·K. Morå·R Giacomobono·Roberto Trotta·A. Razeto·Q. Pellegrini·P. Sánchez-Lucas·J. Schreiner·Y. Xing·S. Mastroianni·A. Deisting·Robin Größle·Rie Miyata·Andre Scaffidi·Kenzo Hiraoka·D. Thers·V. D’Andrea·D. Wenz·G. Zavattini·F. Piastra·Róbert Braun·R. Biondi·S. Milutinovic·S. Liang·Martín F. Adrover·M. Wurm·M. Schümann·Adrian Schwenck·T.C. Luce·P. Urquijo·M. J. Wilson·Kazuo Fujikawa·M. Pandurović·K. Valerius·L. Grandi·R. Peres·L Principe·Prof. Elena Aprile·Atsushi Takeda·M. Messina·Ke Qiao·P.-L. Tan·A. Mancuso·Kaixiang Ni·F. Toschi·Frédéric Girard·Romain Gaïor·Amos Breskin·Guido Drexlin·R. S. James·Andrea Molinario·Gabriella Sartorelli·H. Landsman·F. Semeria·F. Kuger·A. Stevens·Owen Stanley·E. Angelino·A. Chauvin·A. Ravindran·M. Balzer·C Di Donato·C. Ferrari·A. P. Colijn·A. D. Ferella·T. R. Pollmann·F. Tönnies·F. Marignetti·M. Doerenkamp·D. Antón Martin·B. Maier·M. Weiss·M. Zhong·J. Ye·G. Trinchero·T. Flehmke·H. Schulze Eißing·B. Andrieu·E. Morteau·M. Rajado·I. Li·Y. Pan·Y. Itow·M. P. Decowski·S. Vecchi·J. A. M. Lopes·C. Boehm·M. Bazyk·L. Scotto Lavina·S. Ouahada·U. Oberlack·M. Selvi·T. Shimada·S. Brommer·C. Cai·A. Bismark·M. Lindner·G. M. Lucchetti·A. Melchiorre·L. Hoetzsch·J. Müller·S. Li·L. C. Daniel Garcia·R. Budnik·P. Gaemers·Y. Kaminaga·F. Joerg·C. Macolino·M. Keller·T. Thümmler·L. Althueser·H. Simgen·Z. Xu·P. Shagin·L. Manenti·E. Barberio·K. M. Weerman·L. LaCascio·J. Loizeau·K. Boese·A. P. Cimental Chavez·R. Singh·R. Engel·B. Kilminster·K. Liu·L. Levinson·S. Diglio·B. Milosovic·D. Ramírez García·S. Y. Shi·V. H. S. Wu·S. Vetter·J. Masbou·Y. -T. Lin·E. Masson·H. Fischer·D. W. P. Amaral·W. Wang·M. Steidl·C. M. B. Monteiro·M. Solmaz·J. J. Cuenca-García·S. Ahmed Maouloud·D. Xu·S. Wüstling·G. Bruni·Y. Ma·W. Shen·J. Menéndez·K. Martens·M. Kleifges·L. Bellagamba·L. Yang·J. L. Newstead·A. Li·J. Qi·K. Abe·F. Gao·A. Brown·C. Weinheimer·N. F. Bell·M. Utoyama·J. Pienaar·J. Mahlstedt·Z. Liang·G. Volta·C. D. Tunnell·K. Eitel·S. Kazama·M. Yamashita·P. Schulte·I. Ostrowskiy·S. Moriyama·J. Wolf·S. Sharma·M. Obradovic·M. Murra·L. Yuan·B. Paetsch·N. Garroum·R. F. Lang·H. Guan
We present a deep learning pipeline to perform a model-independent, likelihood-free search for anomalous (i.e., non-background) events in the proposed next-generation multi-ton scale liquid xenon-based direct detection experiment, DARWIN. We train an anomaly detector comprising a variational autoencoder (VAE) and a classifier on high-dimensional simulated detector response data and construct a 1D anomaly score to reject the background-only hypothesis in the presence of an excess of non-backgroun
