Rete Neurale per identificazione segnale e rumore in 17O(p,γ)18F

The reaction ¹⁷O + p → ¹ ⁸ F + γ is part of the CNO-cycle, which is the predominant mechanism through which stars with a mass superior of 1.3M⊙ generate energy. The 65 keV resonance was studied at LUNA and it was found out that, due to the deuterium present on the target, the signal was polluted by the reaction d + p → ³He + γ, making it hard to distinguish between the two due to their similar Q-values. Therefore, in order to determine the respective ¹ ⁷O(p, γ)¹ ⁸F and d(p, γ)³He fractions, this Thesis offers an approach which is not based upon an event by event analysis but rather it makes use of a neural network to study the energy spectrum's histograms. The chosen architecture of Encoder is suited to this task and it performed excellently in recognizing the fractions of the two reactions (with relative errors on the neural network's predictions inferior to 5% of their respective true values for the most part) in histograms generated by GEANT4.

La reazione ¹ ⁷O + p → ¹ ⁸ F + γ fa parte del ciclo del carbonio-azoto-ossigeno, che è il meccanismo predominante per la produzione di energia nelle stelle di massa superiore a 1.3M⊙. A LUNA si è studiata la risonanza a 65 keV, riscontrando una contaminazione del segnale dovuta alla reazione d + p → ³He + γ causata dal deuterio presente sul target, rendendo difficile differenziare fra le due a causa dei simili Q-valori. Al fine di riuscire a determinare le porzioni di ¹ ⁷O(p, γ)¹ ⁸F e d(p, γ)³He questa Tesi propone un approccio non basato su un’analisi evento per evento bensì sullo studio degli istogrammi dello spettro in energia tramite l'utilizzo di una rete neurale. L'architettura scelta di Encoder risulta adatta a questo compito, ottenendo ottimi risultati nel riconoscere le porzioni delle due reazioni (errori relativi sulle predizioni della rete per la maggior parte inferiori al 5% del valore reale) in istogrammi generati tramite simulazione con GEANT4.