利用教学程序 GeFiCa 演示的 HPGe 探测器场计算方法
仪器与探测器
2020-06-23 v1 高能物理 - 实验
摘要
本文综述了用于计算高纯锗探测器在各种配置下的静电势与电场的工具和方法。这些方法通过一个名为 GeFiCa（Germanium detector Field Calculator，锗探测器场计算器）的新教学程序得到了具体说明。GeFiCa 中演示了基于逐次超松弛法的通用数值计算，以及在探测器几何高度对称而可简化时的解析计算。GeFiCa 用 C++ 编写，并作为粒子物理界广泛使用的 CERN ROOT 库的扩展提供。针对单个探测器的计算代码以 ROOT 宏和 python 脚本形式随 GeFiCa 核心库一同发布，既作为展示 GeFiCa 用法的示例，也作为定制计算的起点。它们可在 ROOT 交互会话中无需编译直接运行，或直接从 Linux shell 运行。数值结果保存在 ROOT 树中，充分利用了 ROOT 的 I/O 优化和绘图功能。计算的速度与精度与其他常用软件包相当，这使 GeFiCa 可胜任科研工具之职。然而，GeFiCa 的主要重点是借助详尽的文档和示例宏，清晰阐释并演示求解泊松方程的解析与数值方法、实际编码考量及可视化方法。它可作为希望理解此类软件包底层运行机制者的“一站式”资源。
引用
@article{arxiv.2001.02762,
title = {HPGe detector field calculation methods demonstrated with an educational program, GeFiCa},
author = {Jianchen Li and Jing Liu and Kyler Kooi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.02762},
year = {2020}
}
备注
25 pages, 32 figures