并行化Garfield++和neBEM以模拟RPC中的空间电荷效应
摘要：模拟雪崩、饱和雪崩和电流研究可以帮助我们理解电阻板室块（RPC）的探测器物理。在RPC内部进行三维Monte Carlo模拟，从雪崩到饱和雪崩再到流光会有助于寻找最佳电压和替代气体混合物。然而，当空间电荷效应变得重要时，这个任务会变得非常耗费资源，而这通常与这些设备的重要操作模式同时发生。通过动态修改RPC内部的电场，空间电荷在确定探测器响应中起关键作用。本研究提出了一个数值模型来计算RPC内部动态空间电荷场，并在Garfield++框架中实施。通过将空间电荷建模为大量线电荷，并使用多线程技术OpenMP计算电场、漂移线、电子增益和空间电荷场，可以将时间开销保持在合理的范围内。为此，在Garfield++中引入了一个新的类pAvalancheMC。计算结果已经成功地与现有的求解器进行验证，并提供了一个示例来展示pAvalancheMC的性能。此外，还讨论了雪崩转变为饱和雪崩的细节，并计算了定时RPC的感应电荷分布，结果与实验进行了验证。
作者：Tanay Dey, Purba Bhattacharya, Supratik Mukhopadhyay, Nayana Majumdar, Subhasis Chattopadhyay
论文ID：2211.06361
分类：Instrumentation and Detectors
分类简称：physics.ins-det
提交时间：2022-11-14