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装置と輸送カーネルを準備しています…

モデル台帳 / 出典 / 検証

何が物理で、何が再現か。

物理にもとづく教育用の再現 · モデルの範囲は概要とモデルの内訳を参照。

01 · 2つの異なる物理機構

霧箱：室温のフェルトから出たアルコールがドライアイスで冷えた床に達し、イオンの上に過飽和の薄層が凝結します。白い痕跡は水滴であり、発光する粒子ではありません。泡箱：圧力を下げると液体水素が過熱状態になり、付与されたエネルギーが蒸気の泡を発生させ、再加圧がそれを消します。このモードにアルコール、ドライアイス、気体の感度層はありません。

02 · 寸法と機械的な範囲

霧箱モードは規定の220 × 220 × 140 mmの拡散型装置です。泡箱モードは公開されたBEBCの外形（直径3.7 m、高さ4 m、35 m³、公称3.5 T、カメラ5台）にしたがい、半径1.717 m × 高さ3.78 mの感度シリンダーとして再現しています。ピストン行程、コイルとクライオスタットの詳細、光学系、圧力タイミングは再構成のパラメータであり、断面表示の液体の色は注記であって、実際の水素は無色です。

03 · 相対論的輸送

伝播には、可変弧長ステップ、境界でのクリッピング、平均エネルギー損失を伴う解析的な局所ヘリックスを用います：p²c² = T(T + 2mc²)、r [m] = p⊥ [GeV/c] / (0.299792458 |q/e| B [T])。磁場は液体内部で軸方向・一様とし、フリンジ磁場は解いていません。霧箱には磁石がなく、運動エネルギーへの磁気的な仕事は加算されません。

04 · 相互作用の近似

重い荷電粒子には密度効果補正を伴うベーテの平均阻止能を、電子にはPDGの衝突損失の式に平均放射損失項を加えたものを用います。アルファ線の飛程は基準空気中でR = 0.318 T^1.5 cmにしたがい、散乱はガウス近似を用います。核相互作用、シャワー、デルタ線、π中間子やμ粒子の崩壊は生成しません。

05 · 熱力学と検出器の応答

水素の飽和にはNISTのアントワン式（21.01〜32.27 Kで有効）を用います。泡は通過の瞬間にP < Psatである場合にのみ生じるため、あとで圧力を上げても見逃した飛跡が生まれることはありません。霧箱側は、結合した熱伝達の解ではなく、フィットした指数関数の境界層と線形の蒸気分布を用い、操作は平衡状態を選ぶかたちで行います。

06 · 白い点が表すもの

飛跡の中心は輸送計算から得られ、表示される点は付与エネルギーの重み付けサンプルであり、イオン対の数でも、検出効率でも、線源の放射能でもありません。水滴と泡の半径はR²の成長近似にしたがいます。装置表示では、解像できない散乱体に最小の光学サイズを与えますが、顕微鏡表示ではそれを使わずモデル上の直径を用います。

07 · イベントの真値と測定値

参照混合は、宇宙線束や崩壊連鎖のシミュレーションではなく、選定したアルファ線・電子・かすめるミュー粒子の流れです。K⁰S → π⁺π⁻は静止系でサンプリングしてからブーストし、cτ = 26.844 mmの指数崩壊長を与えます。不変質量には生成された娘粒子の運動量を用い、円弧フィットは写真ではなく輸送サンプルを使用します。

08 · 時間、相互作用、再現性

粒子の飛行はナノ秒単位で、物理的な速さで積分します。1×では霧箱の検出器時間は実時間の秒で進み、120 msの泡箱サイクルは実際の100分の1の速さで表示され、顕微鏡観察は検出器時間を一時停止します。設定は新しい飛跡だけに影響し、シードはリセット時に固定され、5秒を超える間隔が空いてもモデルは進みません。

このモデルが行う数値検査

    これらの検査は、記載された数値的性質のみを確認します。装置の形状を認証したり、実験データに対する検出効率を検証したりするものではありません。