GEANT3在北京谱仪的蒙特卡罗模拟中的应用

　　0引言

　　北京谱仪[lj是运行在北京正负电子对撞机上的一台大型通用磁谱仪，其主要物理目标是在3一SGeV能区研究架粒子物理和:粒子物理.北京谱仪的蒙特卡罗模拟程序，SOBER，在离线数据分析中起着非常重要的作用.该程序可模拟在正负电子对撞过程中所发生的高能相互作用过程以及次级粒子在探测器中的翰运过程.经与实验数据相比较证明该程序能较好地模拟谱仪的运行状况.但是，SOBER还存在着一些不足之处.首先，soBER是严格按照目前北京谱仪的几何结构和探测器的材料参数编写的，因此，探测器参数的任何改变都涉及到对程序的较大修改;其次，soBER对簇射计数器中电磁簇射过程的模拟采用了EGS[2〕软件包，该软件包只能模拟电子和光子的簇射过程而不能模拟强子在簇射计数器中的行为.SOBER假定所有的强子都不能穿出簇射计数器，因此不能模拟由于强子贯穿而引起的拼子计数器的击中.由于SOBER的这些不足之处，有必要对其进行改进.

　　GEANT3是由cERN开发的一个大型通用探测器模拟程序，可用来模拟粒子在探测器中的传输过程并可以图形方式显示探测器的结构以及粒子在探测器中的径迹.该程序包具有非常灵活的探测器几何描述功能，几乎可描述所有具有复杂结构的高能物理实验探测器;GEANT3的另一个突出特点是能模拟强子在探测器中的簇射过程.因此，以GEANT3为框架对soBER进行改进，就可弥补SOBER中存在的不足之处，这对真实地模拟探测器的行为是很重要的.

　　本文介绍了以GEANT3为框架对SOBER进行改进的方法，并给出了利用改进后的程序所产生的模拟数据与实验数据进行比较的结果.

　　1利用GEANT3进行北京谱仪模拟的方法

　　利用GEANT3进行探测器的模拟主要包括初始化和跟踪粒子在探测器中的传输过程两个部分.第一部分的工作主要是建立起探测器的整体结构并将各子探测器的几何参数和物理参数传送给GEANT3的内部数据结构.第二部分的工作主要由GEANT3软件包完成，在这一部分，GEANT3根据所输入的探测器参数以及次级粒子的动力学量，模拟粒子与探测器物质所发生的各种可能的相互作用，用户再根据自己的需要将这些相互作用信息按一定的格式转换成数据文件供以后的数据分析使用.由此可见，为利用GEANT3进行北京谱仪的蒙特卡罗模拟，必须完成以下五个方面的工作:(1)描述探测器几何结构;(2)确定事例中次级粒子动力学参数;(3)记录事例中次级粒子在探测器中的击中信息;(4)对击中信息进行数字化处理;(5)将模拟数据转换成与实验数据相同的格式并写成数据文件.

　　1.1对北京讼仪几何结构的描述