Warsztaty GEANT4 oparte na materiałach treningowych (SLAC)
Warsztaty 6:  procesy fizyczne 1



    Proszę:




Ćwiczenie 1


    a) Proszę zamienić materiał z jakiego wykonana jest tarcza z berylu na gęsty kryształ scyntylatora PbWO4
       b)  wydłużyć tarczę do 30 cm
     c) Zieloną sfere domyślnie zrobić niewidoczną
    d) Wizualizować pozytony na niebiesko
    e) Energie pierwotnych elektronów ustawić na 1 GeV

Wskazówki:
  a) PbWO4 znajduje się w wewnętrznej bazie danych GEANT4 ( o nazwie "G4_PbWO4")
  b) Zmieniając długość tarczy zmieńmy także jej pozycje, tak aby początek tarczy nadal był w punkcie z = 0
  d) Wizualizacje śladów zmieniamy w pliku run.mac
  e) Energie pierwotnych elektronów zmieniamy w konstruktorze klasy MyPrimaryGeneratorAction
    Proszę skompilować, uruchomić program i sprawdzić  czy w czasie wizualizacji widać wszystkie obiekty jak na rysunku poniżej.
    Poniższe polecenia UI mozna wpisać do makra np. run2.mac
     /vis/open OGL 600x600-0+0
    /vis/drawVolume 
    /vis/scene/add/trajectories smooth
    /run/beamOn 1 
   i uruchamiać program:                       bin/Linux-g++/My run2.mac
  

 Rozwiązanie

<rysunek>

Powyższy obraz pokazuje rozwój kaskady elektromagnetycznej w krysztale PbWO4  .  Materiał ten jest na tyle gęsty że
kalorymetry oparte na tym scyntylatorze nie wymagają dodatkowych nieaktywnych absorberów.

Własności PbWO4:
droga radiacyjna  (odległość na jakiej wysokoenergetyczny elektron traci 1/e swojej energii)         około 1 cm 
promień Moliera  (promień walca zawierającego 95% energii kaskady elektromagnetycznej)        około 2 cm
średnia droga swobodna między oddziaływaniami jądrowymi (wysokoenergetyczny proton)           około 21 cm

Ćwiczenie 2

Proszę zaobserwować jakościowe zmiany w oddziaływaniu z PbWO4 :
a) fotonu;   b) mionu; c)  protonu

Wskazówki:
Rodzaj generowanej cząstki  zmieniamy w  konstruktorze klasy MyPrimaryGeneratorAction
  foton -    "gamma"
  mion -    "mu-"
  proton -  "proton"
Powinniśmy zaobserwować dla fotonu podobną kaskadę jak dla elektronu oraz prawie całkowity brak produkcji cząstek wtórnych dla mionu i protonu.

 Rozwiązanie


Ćwiczenie 3

Projekt My zawiera tylko oddziaływania elektromagnetyczne zatem dla protonu  nie będzie symulacji reakcji jądrowych. Symulowana jest tylko jonizacja i rozpraszanie Coulomba.  Proszę dodać  oddziaływania hadronowe korzystając  z gotowej listy procesów hadronowych  o nazwie  HadronPhysicsQGSP_BERT. Proszę powtórzyć symulacje dla protonu. Ponieważ średnia droga swobodna protonu w PbWO4 wynosi około 20 cm powinniśmy zaobserwować jedną reakcję jądrową, jak na rysunku poniżej. Prawie wszystkie zielone ślady to neutrony.

Wskazówki:
- Klasa HadronPhysicsQGSP_BERT jest klasą pochodna klasy G4VPhysicsConstructor aby dodać procesy aktywowane w tej klasie  należy utworzyć obiekt tej klasy w funkcji MyPhysicsList::ConstructProcess a następnie wywołać funkcję składową klasy HadronPhysicsQGSP_BERT::ConstructProcess
- Proszę nie zapomnieć o pliku nagłówkowym.

 Rozwiązanie


rys