Theoretical and computational Study of the performance of Gaseous particle detector systems

No Thumbnail Available

Date

2020

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Publisher

Saudi Digital Library

Abstract

The transport of charged particles in gases with the presence of an electromagnetic field is accompanied by a drift in the direction of the electric field superimposed to statistical diffusion. Charged particles penetrating a gas volume ionize atoms, and hence produce electron-ion pairs. The drift of the electrons and ions induces an electric signal. Gases represent ideal particle detectors. A revolution in physics took place when the Scientifics exploited the interaction of fast incident particles with gases. Different gaseous detectors such as Multi-wares Proportional Counters (MWPC), Large Electron Multiplayer (LEM) and Gas Electron Multiplier (GEM) have been widely used in Particle Physics experiments studying the proprieties of extremely high energy particles. This research aims at studying the performance and efficiency of different gaseous detector systems in detecting relatively low energy particles originating from different physical process. Computational methods such as finite element methods, Monte Carlo methods, numerical resolution of Langevin drift equation and of the transport equation are used together to simulate the response of such gases detectors. Garfield++ Computational code of CERN which provides a suitable tool that links all such techniques together is used in this work to simulate many scenarios describing the detection of low energy particles.

Description

يرافق نقل الجسيمات المشحونة في الغازات مع وجود محال كهرومغناطيسي انجراف في اتجاه المجال الكهربائي متراكبا على الانتشار الإحصائي. تخترق الجسيمات المشحونة ذرات حجم الغاز ، وبالتالي تنتج أزواج من الأيون - الإلكترون. ينتج انجراف الإلكترونات والأيونات إشارة كهربائية تمثل الغازات كاشفات جسيمات مثالية حدثت ثورة في الفيزياء عندما استغل العلماء تفاعل الجسيمات الساقطة السريعة مع الغازات. تم استخدام أجهزة الكشف الغازية المختلفة مثل: العدادات النسبية متعددة الأسلاك (MWPC) و الالكترونيات المتعددة الكبيرة (LEM) و مضاعف الغاز الالكتروني (GEM) على نطاق واسع في تجارب فيزياء الجسيمات التي تدرس خصائص جسيمات الطاقة العالية للغاية. يهدف هذا البحث إلى دراسة أداء وكفاءة أنظمة الكشف عن الغازات المختلفة في الكشف عن جزيئات الطاقة المنخفضة نسبياً الناشئة عن عملية فيزيائية مختلفة. يتم استخدام الطرق الحاسوبية مثل طرق العناصر المحدودة ، وطرق مونتي كارلو ، والدقة العددية لمعادلة لانجفان للانجراف ومعادلة النقل معا لمحاكاة استجابة أجهزة الكشف عن هذه الغازات. هذه جميع يستخدم في هذا العمل الكود ++ Garfield الحسابي لـ CERN الذي يوفر أداة مناسبة تربط . التقنيات معا لمحاكاة العديد من السيناريوهات التي تصف الكشف عن الجسيمات منخفضة الطاقة.

Keywords

Citation

Endorsement

Review

Supplemented By

Referenced By

Copyright owned by the Saudi Digital Library (SDL) © 2025