پیاده ‌سازی طرح مفهومی آشکارساز ردیاب GEM در کد مونت‌ کارلو PandaRoot و بررسی عملکرد آن

Abstract

آزمایش PANDAیکی از پروژه‌های کلیدی در فراهم کردن امکانات تحقیقاتی آینده برای پادپروتون‌ها و تحقیقات یونی (FAIR) است که در حال حاضر، در دست ساخت در مرکز شتاب‏دهنده GSI، در کشور آلمان است. این آزمایش با داشتن پتانسیل فیزیکی فوق‌العاده، ناشی از در دسترس بودن باریکه‌های سرد پادپروتونی با شدت بالا، قادر به سازوکار برهم‌کنش قوی و پدیده نابودی پروتون- پادپروتون است. این آزمایش به‏ گونه‏ای طراحی شده است که بتواند ذرات حاصله را با دقت و قدرت تفکیک بالا در زوایای بسته و رو به ‏جلو به خوبی ردیابی کند و دستگاه‌‌های آشکارسازی متنوعی را شامل می‌شود. یکی از مهم‌ترین قسمت‌های چیدمان این آزمایش، دستگاه‌‌های ردیابی ذرات بر مبنای آشکارسازهای تکثیر کننده الکترون گازی GEM خواهد بود که در دست مطالعه هستند. در این مقاله، شبیه‏سازی این آشکارساز و چگونگی عملکرد آن با استفاده از روش محاسباتی مونت‏کارلو و کد شبیه‏سازی جیانت 4 بر پایه بسته نرم‏افزاری پانداروت و بر مبنای طراحی مفهومی آن ارائه شده است. کمیت‏هایی مانند بازده، قدرت تفکیک تکانه، طول تابش و کیفیت بازسازی جرم (برای مزون J/Ψ(1S)) برای آن اندازه‏گیری و بررسی شده است.