Описание детектора КМД-2 в программе моделирования

При написании программы моделирования на основе GEANT важной частью является задание геометрии детектора: описание веществ и материалов, из которых состоит детектор, магнитного поля, описание частей детектора в виде блоков различной геометрической формы из стандартного набора GEANT, задание чувствительных блоков детектора и формата записей о срабатывании чувствительных элементов. Тщательное описание активных частей детектора (камеры, калориметры и т.п.) и пассивного вещества элементов конструкции необходимо для правильного учета физических процессов, происходящих с частицами при движении в детекторе. В то же время точное описание всех деталей конструкции реального детектора вряд ли представляется возможным. Описание геометрии и веществ детектора в программе моделирования всегда представляет собой некоторое приближение. Кроме того, подробное разбиение на множество блоков небольшого размера (например, описание каждой проволочки в дрейфовой камере) значительно увеличивает процессорное время моделирования, т.к. при проведении частицы на каждом шаге анализируется расстояние от текущей точки до ближайших блоков, на основании чего выбирается величина следующего перемещения. Поэтому в программах моделирования сложных детекторов проволочки в камерах задаются усредненно методом "размазывания" вещества проволочек по всему объему камеры, т.е. изменением параметров среды газового объема таким образом, чтобы правильно воспроизвести многократное рассеяние на проволочках. Подобным же образом поступают при описании кабелей, катушки и другого пассивного вещества. Точность описания геометрии детектора должна более или менее соответствовать точности моделирования процессов, происходящих в веществе.

Детектор КМД-2 в продольном и поперечном сечении представлен на Рис. 1.

  

Figure 1: Продольный и поперечный разрезы детектора КМД-2. 1 -- вакуумная камера; 2 -- дрейфовая камера; 3 -- Z-камера; 4 -- основной сверхпроводящий соленоид; 5 -- компенсирующий соленоид; 6 -- торцевой калориметр на основе BGO; 7 -- цилиндрический калориметр на основе CsI; 8 -- мюонная система; 9 -- ярмо магнита; 10 -- квадрупольные линзы.

Рассмотрим подробно описание детектора КМД-2 для GEANT. Начало координат совпадает с точкой рождения первичных частиц. Ось Z направлена по направлению движения пучка позитронов. Главный (по принятой терминологии "материнский") объем, в который помещаются все блоки детектора, представляет собой заполненный вакуумом параллелепипед с размерами $200 \times 200 \times 200$ см³. В центр материнского объема помещен объем цилиндрической формы с радиусом 37.5 см и продольным размером 100 см, внутри которого моделируется магнитное поле. По умолчанию -- это однородное магнитное поле, направленное вдоль оси пучков, величина которого в кГс задается в картах данных (см. Приложение А). Предусмотрен вариант работы с магнитным полем, соответствующим реальному распределению магнитного поля в детекторе, которое несколько отличается от однородного, особенно вблизи компенсирующих соленоидов.