Geant4 电磁物理构造函数对稀有事件搜索模拟准确性与性能的影响
天体物理仪器与方法
2026-02-20 v2 计算物理
数据分析、统计与概率
摘要
当代低背景物理的首要目标是探寻标准模型之外的稀有新现象，例如暗物质粒子散射或中性无双 beta 衰变。此类搜索的成功依赖于通过蒙特卡罗模拟可靠的背景预测。Geant4 是构建此类模拟的广泛使用工具，提供用户多种实现粒子相互作用方式的选项。例如，针对电磁相互作用，Geant4 提供预定义的实现集合：物理构造函数。由于放射性污染物的衰变产物主要通过电磁相互作用贡献背景，所选物理构造函数可能影响探测器靶内总能量沉积。为促进使用 CaWO₄ 和 Ge 靶的实验选择物理构造函数，我们量化其对几组测试案例的影响。这些案例涵盖常见放射性污染物，覆盖通过 α、β、γ 粒子的能量沉积，以及两种靶厚度示例：薄层与厚块。我们还考察所研究物理构造函数的计算性能。
引用
@article{arxiv.2507.14788,
title = {Impact of Geant4's Electromagnetic Physics Constructors on Accuracy and Performance of Simulations for Rare Event Searches},
author = {H. Kluck and R. Breier and A. Fuß and V. Mokina and V. Palušová and P. Povinec},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.14788},
year = {2026}
}
备注
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