Моделювання енергетичної роздільної здатності shashlyk-калориметру при різних комбінаціях кількості пластин та товщин поглинача

Анотація

Моделювання відгуку ідеального електромагнітного семплінг-калориметру типу КОРІО проведено у діапазоні енергій 50 МеВ – 16 ГеВ із використанням бібліотеки класів Geant4 версії 10.6.0. В роботі отримані параметри енергетичної роздільної здатності для прототипів модулів Shashlyk-калориметр (ECAL SPD) установки SPD коллайдера NICA для різної товщини свинцевого абсорбера при різних кількостях пластин. Науковий експеримент NICA надає унікальну можливість для вивчення партонних розподілів і кореляцій в структурі адронів при роботі з пучками високоінтенсивних поляризованих релятивістських іонів. Одним з ключових детекторів установки SPD є електромагнітний калориметр ECAL. Існують певні попередні вимоги до електромагнітного калориметру, зокрема, до енергетичної роздільної здатності у діапазоні енергій від 50 МеВ до 16 ГеВ. У роботі детально доведено, що більш точне отримання стохастичного, а особливо, константного коефіцієнтів у якості параметрів формули параметризації енергетичної роздільної здатності можливо при врахуванні поздовжніх витоків енергії з калориметру, які завжди присутні навіть у малої кількості. Таким чином, формула для апроксимації енергетичної роздільної здатності ідеального семплінг-калориметру з прийнятним значенням χ²/ndf набирає вигляду: σ_E/E=(a/√E) (+)b(+)(p₁ln¹E+ p₂ln²E + p₃ln³E ), де під знаком логарифма lnE мається на увазі величина ln(E/E_c), де E_c - ефективна критична енергія.  За результатами детального моделювання знайдена залежність цих параметрів від числа пластин калориметру і товщини абсорбера. Підхід заснований на ретельному відборі і аналізі отриманих при моделюванні спектрів енергії згідно з критерієм χ-квадрат та адекватному виборі функцій апроксимації енергетичної роздільної здатності. Метод легко може бути розширений на інші комбінації товщини абсорбер-сцинтилятор.