DOME：GEANT4模拟中离散定向缪子发射
天体物理仪器与方法
2023-04-10 v5 计算物理
摘要
在本研究中，我们展示了在GEANT4模拟中针对半球形粒子源多种计算应用可用的一些基本策略。具体而言，我们首先通过为笛卡尔坐标的三个分量采用高斯分布，在具有实用半径的球面上生成随机点，从而获得对应粒子初始位置的生成面。由于层析应用不需要所生成球面的下半部分，我们取笛卡尔坐标中竖直分量的绝对值，得到一个半球壳，传统称为半球。最后，我们将生成的粒子导向待辐照的目标材料，通过基于半球面上随机点与目标材料原点之间的矢量构造来优选动量方向，从而通过源偏置优化粒子损失。最终，我们在GEANT4代码中使用G4ParticleGun集成了我们的策略。此外，我们还展示了第二种基于球坐标到笛卡尔坐标变换的方案，从而减少了随机数发生器的数量。虽然我们计划将我们的策略用于缪子散射层析的计算实践，但该源方案也可在包括大气科学、空间工程和天体物理学等在内的邻近领域中直接应用，只要其建模目标需要三维粒子源。
引用
@article{arxiv.2202.11487,
title = {DOME: Discrete oriented muon emission in GEANT4 simulations},
author = {Ahmet Ilker Topuz and Madis Kiisk and Andrea Giammanco},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.11487},
year = {2023}
}
备注
3 figures