پياده ‌سازي طرح مفهومي آشكارساز ردياب GEM در كد مونت‌ كارلو PandaRoot و بررسي عملكرد آن

A performance study of the conceptual implementation of the GEM-tracking detector in Monte Carlo simulation

آزمايش PANDA يكي از پروژه‌هاي كليدي در فراهم كردن امكانات تحقيقاتي آينده براي پادپروتون‌ها و تحقيقات يوني (FAIR) است كه در حال حاضر، در دست ساخت در مركز شتاب دهنده GSI، در كشور آلمان است. اين آزمايش با داشتن پتانسيل فيزيكي فوق العاده، ناشي از در دسترس بودن باريكه‌هاي سرد پادپروتوني با شدت بالا، قادر به سازوكار برهم‌كنش قوي و پديده نابودي پروتون- پادپروتون است. اين آزمايش به گونه اي طراحي شده است كه بتواند ذرات حاصله را با دقت و قدرت تفكيك بالا در زواياي بسته و رو به جلو به خوبي رديابي كند و دستگاه‌‌هاي آشكارسازي متنوعي را شامل مي‌شود. يكي از مهم‌ترين قسمت‌هاي چيدمان اين آزمايش، دستگاه‌‌هاي رديابي ذرات بر مبناي آشكارسازهاي تكثير كننده الكترون گازي GEM خواهد بود كه در دست مطالعه هستند. در اين مقاله، شبيه سازي اين آشكارساز و چگونگي عملكرد آن با استفاده از روش محاسباتي مونتكارلو و كد شبيه سازي جيانت 4 بر پايه بسته نرم افزاري پانداروت و بر مبناي طراحي مفهومي آن ارائه شده است. كميت هايي مانند بازده، قدرت تفكيك تكانه، طول تابش و كيفيت بازسازي جرم (براي مزون J/Ψ(1S)) براي آن اندازه گيري و بررسي شده است.

PANDA experiment (antiProton ANnihilation at DArmstadt) is one of the key projects of the future FAIR facilities to investigate the reactions of antiprotons with protons and nuclear targets. experiment is designed to serve as a completely extraordinary physical potential due to exploiting the availability of cold and high-intensity beams of antiprotons. One of the significant parts of the set-up consists of gas electron multiplayer tracking systems which are under study and construction. A gas electron multiplier GEM is a type of gaseous ionization detector used as the first forward tracking system behind the central tracker in the setup to improve the measurement of charged particle trajectories with a high resolution in the forward direction. This study is concerned with implementing and developing one typical kind of these systems using Monte Carlo simulation based on the conceptual design and investigation of its performance.