Cover Image

LHAASO-KM2A detector simulation using Geant4

Fuente: arXiv

Saved in:

Bibliographic Details
Main Authors:	Cao, Zhen, Aharonian, F., An, Q., Axikegu, Bai, Y. X., Bao, Y. W., Bastieri, D., Bi, X. J., Bi, Y. J., Cai, J. T., Cao, Q., Cao, W. Y., Cao, Zhe, Chang, J., Chang, J. F., Chen, A. M., Chen, E. S., Chen, Liang, Chen, Lin, Chen, Long, Chen, M. J., Chen, M. L., Chen, Q. H., Chen, S. H., Chen, S. Z., Chen, T. L., Chen, Y., Cheng, N., Cheng, Y. D., Cui, M. Y., Cui, S. W., Cui, X. H., Cui, Y. D., Dai, B. Z., Dai, H. L., Dai, Z. G., Danzengluobu, Dong, X. Q., Duan, K. K., Fan, J. H., Fan, Y. Z., Fang, J., Fang, K., Feng, C. F., Feng, L., Feng, S. H., Feng, X. T., Feng, Y. L., Gabici, S., Gao, B., Gao, C. D., Gao, L. Q., Gao, Q., Gao, W., Gao, W. K., Ge, M. M., Geng, L. S., Giacinti, G., Gong, G. H., Gou, Q. B., Gu, M. H., Guo, F. L., Guo, X. L., Guo, Y. Q., Guo, Y. Y., Han, Y. A., He, H. H., He, H. N., He, J. Y., He, X. B., He, Y., Hor, Y. K., Hou, B. W., Hou, C., Hou, X., Hu, H. B., Hu, Q., Hu, S. C., Huang, D. H., Huang, T. Q., Huang, W. J., Huang, X. T., Huang, X. Y., Huang, Y., Huang, Z. C., Ji, X. L., Jia, H. Y., Jia, K., Jiang, K., Jiang, X. W., Jiang, Z. J., Jin, M., Kang, M. M., Ke, T., Kuleshov, D., Kurinov, K., Li, B. B., Li, Cheng, Li, Cong, Li, D., Li, F., Li, H. B., Li, H. C., Li, H. Y., Li, J., Li, Jian, Li, Jie, Li, K., Li, W. L., Li, X. R., Li, Xin, Li, Y. Z., Li, Zhe, Li, Zhuo, Liang, E. W., Liang, Y. F., Lin, J., Liu, B., Liu, C., Liu, D., Liu, H., Liu, H. D., Liu, J., Liu, J. L., Liu, J. Y., Liu, M. Y., Liu, R. Y., Liu, S. M., Liu, W., Liu, Y., Liu, Y. N., Lu, R., Luo, Q., Lv, H. K., Ma, B. Q., Ma, L. L., Ma, X. H., Mao, J. R., Min, Z., Mitthumsiri, W., Mu, H. J., Nan, Y. C., Neronov, A., Ou, Z. W., Pang, B. Y., Pattarakijwanich, P., Pei, Z. Y., Qi, M. Y., Qi, Y. Q., Qiao, B. Q., Qin, J. J., Ruffolo, D., Sáiz, A., Semikoz, D., Shao, C. Y., Shao, L., Shchegolev, O., Sheng, X. D., Shu, F. W., Song, H. C., Stenkin, Yu. V., Stepanov, V., Su, Y., Sun, Q. N., Sun, X. N., Sun, Z. B., Tam, P. H. T., Tang, Q. W., Tang, Z. B., Tian, W. W., Wang, C., Wang, C. B., Wang, G. W., Wang, H. G., Wang, H. H., Wang, J. C., Wang, K., Wang, L. P., Wang, L. Y., Wang, P. H., Wang, R., Wang, W., Wang, X. G., Wang, X. Y., Wang, Y., Wang, Y. D., Wang, Y. J., Wang, Z. H., Wang, Z. X., Wang, Zhen, Wang, Zheng, Wei, D. M., Wei, J. J., Wei, Y. J., Wen, T., Wu, C. Y., Wu, H. R., Wu, S., Wu, X. F., Wu, Y. S., Xi, S. Q., Xia, J., Xia, J. J., Xiang, G. M., Xiao, D. X., Xiao, G., Xin, G. G., Xin, Y. L., Xing, Y., Xiong, Z., Xu, D. L., Xu, R. F., Xu, R. X., Xu, W. L., Xue, L., Yan, D. H., Yan, J. Z., Yan, T., Yang, C. W., Yang, F., Yang, F. F., Yang, H. W., Yang, J. Y., Yang, L. L., Yang, M. J., Yang, R. Z., Yang, S. B., Yao, Y. H., Yao, Z. G., Ye, Y. M., Yin, L. Q., Yin, N., You, X. H., You, Z. Y., Yu, Y. H., Yuan, Q., Yue, H., Zeng, H. D., Zeng, T. X., Zeng, W., Zha, M., Zhang, B. B., Zhang, F., Zhang, H. M., Zhang, H. Y., Zhang, J. L., Zhang, L. X., Zhang, Li, Zhang, P. F., Zhang, P. P., Zhang, R., Zhang, S. B., Zhang, S. R., Zhang, S. S., Zhang, X., Zhang, X. P., Zhang, Y. F., Zhang, Yi, Zhang, Yong, Zhao, B., Zhao, J., Zhao, L., Zhao, L. Z., Zhao, S. P., Zheng, F., Zheng, J. H., Zhou, B., Zhou, H., Zhou, J. N., Zhou, M., Zhou, P., Zhou, R., Zhou, X. X., Zhu, C. G., Zhu, F. R., Zhu, H., Zhu, K. J., Zuo, X.
Format:	Preprint
Published:	2024
Subjects:	Instrumentation and Methods for Astrophysics High Energy Astrophysical Phenomena
Online Access:	Acceder al recurso
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!

_version_	1866913347669065728
author	Cao, Zhen Aharonian, F. An, Q. Axikegu Bai, Y. X. Bao, Y. W. Bastieri, D. Bi, X. J. Bi, Y. J. Cai, J. T. Cao, Q. Cao, W. Y. Cao, Zhe Chang, J. Chang, J. F. Chen, A. M. Chen, E. S. Chen, Liang Chen, Lin Chen, Long Chen, M. J. Chen, M. L. Chen, Q. H. Chen, S. H. Chen, S. Z. Chen, T. L. Chen, Y. Cheng, N. Cheng, Y. D. Cui, M. Y. Cui, S. W. Cui, X. H. Cui, Y. D. Dai, B. Z. Dai, H. L. Dai, Z. G. Danzengluobu Dong, X. Q. Duan, K. K. Fan, J. H. Fan, Y. Z. Fang, J. Fang, K. Feng, C. F. Feng, L. Feng, S. H. Feng, X. T. Feng, Y. L. Gabici, S. Gao, B. Gao, C. D. Gao, L. Q. Gao, Q. Gao, W. Gao, W. K. Ge, M. M. Geng, L. S. Giacinti, G. Gong, G. H. Gou, Q. B. Gu, M. H. Guo, F. L. Guo, X. L. Guo, Y. Q. Guo, Y. Y. Han, Y. A. He, H. H. He, H. N. He, J. Y. He, X. B. He, Y. Hor, Y. K. Hou, B. W. Hou, C. Hou, X. Hu, H. B. Hu, Q. Hu, S. C. Huang, D. H. Huang, T. Q. Huang, W. J. Huang, X. T. Huang, X. Y. Huang, Y. Huang, Z. C. Ji, X. L. Jia, H. Y. Jia, K. Jiang, K. Jiang, X. W. Jiang, Z. J. Jin, M. Kang, M. M. Ke, T. Kuleshov, D. Kurinov, K. Li, B. B. Li, Cheng Li, Cong Li, D. Li, F. Li, H. B. Li, H. C. Li, H. Y. Li, J. Li, Jian Li, Jie Li, K. Li, W. L. Li, W. L. Li, X. R. Li, Xin Li, Y. Z. Li, Zhe Li, Zhuo Liang, E. W. Liang, Y. F. Lin, J. Liu, B. Liu, C. Liu, D. Liu, H. Liu, H. D. Liu, J. Liu, J. L. Liu, J. Y. Liu, M. Y. Liu, R. Y. Liu, S. M. Liu, W. Liu, Y. Liu, Y. N. Lu, R. Luo, Q. Lv, H. K. Ma, B. Q. Ma, L. L. Ma, X. H. Mao, J. R. Min, Z. Mitthumsiri, W. Mu, H. J. Nan, Y. C. Neronov, A. Ou, Z. W. Pang, B. Y. Pattarakijwanich, P. Pei, Z. Y. Qi, M. Y. Qi, Y. Q. Qiao, B. Q. Qin, J. J. Ruffolo, D. Sáiz, A. Semikoz, D. Shao, C. Y. Shao, L. Shchegolev, O. Sheng, X. D. Shu, F. W. Song, H. C. Stenkin, Yu. V. Stepanov, V. Su, Y. Sun, Q. N. Sun, X. N. Sun, Z. B. Tam, P. H. T. Tang, Q. W. Tang, Z. B. Tian, W. W. Wang, C. Wang, C. B. Wang, G. W. Wang, H. G. Wang, H. H. Wang, J. C. Wang, K. Wang, L. P. Wang, L. Y. Wang, P. H. Wang, R. Wang, W. Wang, X. G. Wang, X. Y. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. J. Wang, Z. H. Wang, Z. X. Wang, Zhen Wang, Zheng Wei, D. M. Wei, J. J. Wei, Y. J. Wen, T. Wu, C. Y. Wu, H. R. Wu, S. Wu, X. F. Wu, Y. S. Xi, S. Q. Xia, J. Xia, J. J. Xiang, G. M. Xiao, D. X. Xiao, G. Xin, G. G. Xin, Y. L. Xing, Y. Xiong, Z. Xu, D. L. Xu, R. F. Xu, R. X. Xu, W. L. Xue, L. Yan, D. H. Yan, J. Z. Yan, T. Yang, C. W. Yang, F. Yang, F. F. Yang, H. W. Yang, J. Y. Yang, L. L. Yang, M. J. Yang, R. Z. Yang, S. B. Yao, Y. H. Yao, Z. G. Ye, Y. M. Yin, L. Q. Yin, N. You, X. H. You, Z. Y. Yu, Y. H. Yuan, Q. Yue, H. Zeng, H. D. Zeng, T. X. Zeng, W. Zha, M. Zhang, B. B. Zhang, F. Zhang, H. M. Zhang, H. Y. Zhang, J. L. Zhang, L. X. Zhang, Li Zhang, P. F. Zhang, P. P. Zhang, R. Zhang, S. B. Zhang, S. R. Zhang, S. S. Zhang, X. Zhang, X. P. Zhang, Y. F. Zhang, Yi Zhang, Yong Zhao, B. Zhao, J. Zhao, L. Zhao, L. Z. Zhao, S. P. Zheng, F. Zheng, J. H. Zhou, B. Zhou, H. Zhou, J. N. Zhou, M. Zhou, P. Zhou, R. Zhou, X. X. Zhu, C. G. Zhu, F. R. Zhu, H. Zhu, K. J. Zuo, X.
author_facet	Cao, Zhen Aharonian, F. An, Q. Axikegu Bai, Y. X. Bao, Y. W. Bastieri, D. Bi, X. J. Bi, Y. J. Cai, J. T. Cao, Q. Cao, W. Y. Cao, Zhe Chang, J. Chang, J. F. Chen, A. M. Chen, E. S. Chen, Liang Chen, Lin Chen, Long Chen, M. J. Chen, M. L. Chen, Q. H. Chen, S. H. Chen, S. Z. Chen, T. L. Chen, Y. Cheng, N. Cheng, Y. D. Cui, M. Y. Cui, S. W. Cui, X. H. Cui, Y. D. Dai, B. Z. Dai, H. L. Dai, Z. G. Danzengluobu Dong, X. Q. Duan, K. K. Fan, J. H. Fan, Y. Z. Fang, J. Fang, K. Feng, C. F. Feng, L. Feng, S. H. Feng, X. T. Feng, Y. L. Gabici, S. Gao, B. Gao, C. D. Gao, L. Q. Gao, Q. Gao, W. Gao, W. K. Ge, M. M. Geng, L. S. Giacinti, G. Gong, G. H. Gou, Q. B. Gu, M. H. Guo, F. L. Guo, X. L. Guo, Y. Q. Guo, Y. Y. Han, Y. A. He, H. H. He, H. N. He, J. Y. He, X. B. He, Y. Hor, Y. K. Hou, B. W. Hou, C. Hou, X. Hu, H. B. Hu, Q. Hu, S. C. Huang, D. H. Huang, T. Q. Huang, W. J. Huang, X. T. Huang, X. Y. Huang, Y. Huang, Z. C. Ji, X. L. Jia, H. Y. Jia, K. Jiang, K. Jiang, X. W. Jiang, Z. J. Jin, M. Kang, M. M. Ke, T. Kuleshov, D. Kurinov, K. Li, B. B. Li, Cheng Li, Cong Li, D. Li, F. Li, H. B. Li, H. C. Li, H. Y. Li, J. Li, Jian Li, Jie Li, K. Li, W. L. Li, W. L. Li, X. R. Li, Xin Li, Y. Z. Li, Zhe Li, Zhuo Liang, E. W. Liang, Y. F. Lin, J. Liu, B. Liu, C. Liu, D. Liu, H. Liu, H. D. Liu, J. Liu, J. L. Liu, J. Y. Liu, M. Y. Liu, R. Y. Liu, S. M. Liu, W. Liu, Y. Liu, Y. N. Lu, R. Luo, Q. Lv, H. K. Ma, B. Q. Ma, L. L. Ma, X. H. Mao, J. R. Min, Z. Mitthumsiri, W. Mu, H. J. Nan, Y. C. Neronov, A. Ou, Z. W. Pang, B. Y. Pattarakijwanich, P. Pei, Z. Y. Qi, M. Y. Qi, Y. Q. Qiao, B. Q. Qin, J. J. Ruffolo, D. Sáiz, A. Semikoz, D. Shao, C. Y. Shao, L. Shchegolev, O. Sheng, X. D. Shu, F. W. Song, H. C. Stenkin, Yu. V. Stepanov, V. Su, Y. Sun, Q. N. Sun, X. N. Sun, Z. B. Tam, P. H. T. Tang, Q. W. Tang, Z. B. Tian, W. W. Wang, C. Wang, C. B. Wang, G. W. Wang, H. G. Wang, H. H. Wang, J. C. Wang, K. Wang, L. P. Wang, L. Y. Wang, P. H. Wang, R. Wang, W. Wang, X. G. Wang, X. Y. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. J. Wang, Z. H. Wang, Z. X. Wang, Zhen Wang, Zheng Wei, D. M. Wei, J. J. Wei, Y. J. Wen, T. Wu, C. Y. Wu, H. R. Wu, S. Wu, X. F. Wu, Y. S. Xi, S. Q. Xia, J. Xia, J. J. Xiang, G. M. Xiao, D. X. Xiao, G. Xin, G. G. Xin, Y. L. Xing, Y. Xiong, Z. Xu, D. L. Xu, R. F. Xu, R. X. Xu, W. L. Xue, L. Yan, D. H. Yan, J. Z. Yan, T. Yang, C. W. Yang, F. Yang, F. F. Yang, H. W. Yang, J. Y. Yang, L. L. Yang, M. J. Yang, R. Z. Yang, S. B. Yao, Y. H. Yao, Z. G. Ye, Y. M. Yin, L. Q. Yin, N. You, X. H. You, Z. Y. Yu, Y. H. Yuan, Q. Yue, H. Zeng, H. D. Zeng, T. X. Zeng, W. Zha, M. Zhang, B. B. Zhang, F. Zhang, H. M. Zhang, H. Y. Zhang, J. L. Zhang, L. X. Zhang, Li Zhang, P. F. Zhang, P. P. Zhang, R. Zhang, S. B. Zhang, S. R. Zhang, S. S. Zhang, X. Zhang, X. P. Zhang, Y. F. Zhang, Yi Zhang, Yong Zhao, B. Zhao, J. Zhao, L. Zhao, L. Z. Zhao, S. P. Zheng, F. Zheng, J. H. Zhou, B. Zhou, H. Zhou, J. N. Zhou, M. Zhou, P. Zhou, R. Zhou, X. X. Zhu, C. G. Zhu, F. R. Zhu, H. Zhu, K. J. Zuo, X.
contents	KM2A is one of the main sub-arrays of LHAASO, working on gamma ray astronomy and cosmic ray physics at energies above 10 TeV. Detector simulation is the important foundation for estimating detector performance and data analysis. It is a big challenge to simulate the KM2A detector in the framework of Geant4 due to the need to track numerous photons from a large number of detector units (>6000) with large altitude difference (30 m) and huge coverage (1.3 km^2). In this paper, the design of the KM2A simulation code G4KM2A based on Geant4 is introduced. The process of G4KM2A is optimized mainly in memory consumption to avoid memory overffow. Some simpliffcations are used to signiffcantly speed up the execution of G4KM2A. The running time is reduced by at least 30 times compared to full detector simulation. The particle distributions and the core/angle resolution comparison between simulation and experimental data of the full KM2A array are also presented, which show good agreement.
format	Preprint
id	arxiv_https___arxiv_org_abs_2404_04801
institution	arXiv
publishDate	2024
record_format	arxiv
spellingShingle	LHAASO-KM2A detector simulation using Geant4 Cao, Zhen Aharonian, F. An, Q. Axikegu Bai, Y. X. Bao, Y. W. Bastieri, D. Bi, X. J. Bi, Y. J. Cai, J. T. Cao, Q. Cao, W. Y. Cao, Zhe Chang, J. Chang, J. F. Chen, A. M. Chen, E. S. Chen, Liang Chen, Lin Chen, Long Chen, M. J. Chen, M. L. Chen, Q. H. Chen, S. H. Chen, S. Z. Chen, T. L. Chen, Y. Cheng, N. Cheng, Y. D. Cui, M. Y. Cui, S. W. Cui, X. H. Cui, Y. D. Dai, B. Z. Dai, H. L. Dai, Z. G. Danzengluobu Dong, X. Q. Duan, K. K. Fan, J. H. Fan, Y. Z. Fang, J. Fang, K. Feng, C. F. Feng, L. Feng, S. H. Feng, X. T. Feng, Y. L. Gabici, S. Gao, B. Gao, C. D. Gao, L. Q. Gao, Q. Gao, W. Gao, W. K. Ge, M. M. Geng, L. S. Giacinti, G. Gong, G. H. Gou, Q. B. Gu, M. H. Guo, F. L. Guo, X. L. Guo, Y. Q. Guo, Y. Y. Han, Y. A. He, H. H. He, H. N. He, J. Y. He, X. B. He, Y. Hor, Y. K. Hou, B. W. Hou, C. Hou, X. Hu, H. B. Hu, Q. Hu, S. C. Huang, D. H. Huang, T. Q. Huang, W. J. Huang, X. T. Huang, X. Y. Huang, Y. Huang, Z. C. Ji, X. L. Jia, H. Y. Jia, K. Jiang, K. Jiang, X. W. Jiang, Z. J. Jin, M. Kang, M. M. Ke, T. Kuleshov, D. Kurinov, K. Li, B. B. Li, Cheng Li, Cong Li, D. Li, F. Li, H. B. Li, H. C. Li, H. Y. Li, J. Li, Jian Li, Jie Li, K. Li, W. L. Li, W. L. Li, X. R. Li, Xin Li, Y. Z. Li, Zhe Li, Zhuo Liang, E. W. Liang, Y. F. Lin, J. Liu, B. Liu, C. Liu, D. Liu, H. Liu, H. D. Liu, J. Liu, J. L. Liu, J. Y. Liu, M. Y. Liu, R. Y. Liu, S. M. Liu, W. Liu, Y. Liu, Y. N. Lu, R. Luo, Q. Lv, H. K. Ma, B. Q. Ma, L. L. Ma, X. H. Mao, J. R. Min, Z. Mitthumsiri, W. Mu, H. J. Nan, Y. C. Neronov, A. Ou, Z. W. Pang, B. Y. Pattarakijwanich, P. Pei, Z. Y. Qi, M. Y. Qi, Y. Q. Qiao, B. Q. Qin, J. J. Ruffolo, D. Sáiz, A. Semikoz, D. Shao, C. Y. Shao, L. Shchegolev, O. Sheng, X. D. Shu, F. W. Song, H. C. Stenkin, Yu. V. Stepanov, V. Su, Y. Sun, Q. N. Sun, X. N. Sun, Z. B. Tam, P. H. T. Tang, Q. W. Tang, Z. B. Tian, W. W. Wang, C. Wang, C. B. Wang, G. W. Wang, H. G. Wang, H. H. Wang, J. C. Wang, K. Wang, L. P. Wang, L. Y. Wang, P. H. Wang, R. Wang, W. Wang, X. G. Wang, X. Y. Wang, Y. Wang, Y. D. Wang, Y. J. Wang, Z. H. Wang, Z. X. Wang, Zhen Wang, Zheng Wei, D. M. Wei, J. J. Wei, Y. J. Wen, T. Wu, C. Y. Wu, H. R. Wu, S. Wu, X. F. Wu, Y. S. Xi, S. Q. Xia, J. Xia, J. J. Xiang, G. M. Xiao, D. X. Xiao, G. Xin, G. G. Xin, Y. L. Xing, Y. Xiong, Z. Xu, D. L. Xu, R. F. Xu, R. X. Xu, W. L. Xue, L. Yan, D. H. Yan, J. Z. Yan, T. Yang, C. W. Yang, F. Yang, F. F. Yang, H. W. Yang, J. Y. Yang, L. L. Yang, M. J. Yang, R. Z. Yang, S. B. Yao, Y. H. Yao, Z. G. Ye, Y. M. Yin, L. Q. Yin, N. You, X. H. You, Z. Y. Yu, Y. H. Yuan, Q. Yue, H. Zeng, H. D. Zeng, T. X. Zeng, W. Zha, M. Zhang, B. B. Zhang, F. Zhang, H. M. Zhang, H. Y. Zhang, J. L. Zhang, L. X. Zhang, Li Zhang, P. F. Zhang, P. P. Zhang, R. Zhang, S. B. Zhang, S. R. Zhang, S. S. Zhang, X. Zhang, X. P. Zhang, Y. F. Zhang, Yi Zhang, Yong Zhao, B. Zhao, J. Zhao, L. Zhao, L. Z. Zhao, S. P. Zheng, F. Zheng, J. H. Zhou, B. Zhou, H. Zhou, J. N. Zhou, M. Zhou, P. Zhou, R. Zhou, X. X. Zhu, C. G. Zhu, F. R. Zhu, H. Zhu, K. J. Zuo, X. Instrumentation and Methods for Astrophysics High Energy Astrophysical Phenomena KM2A is one of the main sub-arrays of LHAASO, working on gamma ray astronomy and cosmic ray physics at energies above 10 TeV. Detector simulation is the important foundation for estimating detector performance and data analysis. It is a big challenge to simulate the KM2A detector in the framework of Geant4 due to the need to track numerous photons from a large number of detector units (>6000) with large altitude difference (30 m) and huge coverage (1.3 km^2). In this paper, the design of the KM2A simulation code G4KM2A based on Geant4 is introduced. The process of G4KM2A is optimized mainly in memory consumption to avoid memory overffow. Some simpliffcations are used to signiffcantly speed up the execution of G4KM2A. The running time is reduced by at least 30 times compared to full detector simulation. The particle distributions and the core/angle resolution comparison between simulation and experimental data of the full KM2A array are also presented, which show good agreement.
title	LHAASO-KM2A detector simulation using Geant4
topic	Instrumentation and Methods for Astrophysics High Energy Astrophysical Phenomena
url	https://arxiv.org/abs/2404.04801