用于固定靶实验中暗物质模拟的完全Geant4兼容软件包开发

寻找新的相对较轻（远低于电弱尺度）的弱相互作用粒子是解释物理学中一些神秘现象（包括暗物质起源）的一个令人兴奋的可能性。通过详细模拟预期实验进行灵敏度研究是评估其发现潜力的关键点。几年前，我们创建了DMG4软件包，用于模拟固定靶实验中的暗物质（DM）粒子。自然的方法是将此模拟集成到执行实验装置中粒子完整模拟的同一程序中。Geant4工具包框架被选为当今最流行且最通用的解决方案。该软件包对DM粒子产生的模拟容纳了几种可能的情景，使用电子、μ子或光子束，并涉及各种中介子，如矢量、轴矢量、标量、赝标量或自旋2粒子。可以模拟轫致辐射、湮灭或Primakoff过程。DMG4软件包包含一个子包DarkMatter，其中包含与Geant4弱耦合的截面方法。它可以在不同的框架中使用。在本文中，我们介绍了该软件包的最新进展，例如扩展可能的中介子粒子类型列表、细化模拟公式以及扩展中介子质量范围。用户界面也变得更加灵活和方便。在这项工作中，我们还演示了该软件包的使用、模拟精度的改进以及一些交叉检查验证。