[论文解读] DPMJET version II.5, code manual

J. Ranft|ArXiv.org|Nov 4, 1999

High-Energy Particle Collisions Research参考文献 2被引用 6

一句话总结

DPMJET-II.5 是一个蒙特卡洛事件生成器，用于模拟高达每核子 10^21 eV 的高能强子-强子、强子-核子、核子-核子以及中微子-核子相互作用。该模型采用双分量双重部分子模型，包含多重软链和小喷注，利用部分子碎片化和形成时间抑制机制，对次级级联反应和核激发进行建模，包括对残余激发核的核蒸发过程。

ABSTRACT

DPMJET samples hadron-hadron, hadron-nucleus, nucleus-nucleus and neutrino-nucleus interactions at high energies. The two-component Dual Parton Model is used with multiple soft chains and multiple minijets at each elementary interaction. Particle production is realized by the fragmentation of colorless parton-parton chains constructed from the quark content of the interacting hadrons. DPMJET-II.5 includes the cascading of secondaries within the target as well as projectile nuclei which is suppressed by the formation time concept. The excitation energy of the remaining target and projectile nuclei is calculated and using this nuclear evaporation is included into the model. It is possible to use the model up to primary energies of 10${}^{21}$ eV (per nucleon) in the lab. frame. DPMJET can also be applied to neutrino nucleus collisions. It extends the neutrino-nucleon models qel (quasi elastic neutrino interactions) and lepto (deep inelastic neutrino nucleon collisions) to neutrino collisions on nuclear targets.

研究动机与目标

• 将 DPMJET 模型扩展至模拟高达每核子 10^21 eV 的高能核子与中微子-核子相互作用。
• 利用形成时间概念，在弹射体和靶核内部抑制早期相互作用，对次级粒子级联进行建模。
• 在碰撞后对残余核进行核激发与蒸发的建模，改善末态能量沉积的描述。
• 将现有的中微子-核子模型（qel 和 lepto）扩展至核靶，实现中微子-核子散射过程的模拟。
• 为使用 DPMJET-II.5 进行高能物理与天体粒子物理研究的研究人员提供全面且详尽的代码手册。

提出的方法

• 在每个基本强子-强子相互作用中，使用双分量双重部分子模型（DPM），包含多重软部分子链和小喷注。
• 根据入射强子的夸克组成构建无色部分子-部分子链，这些链最终碎片化为末态粒子。
• 应用形成时间概念，抑制残余靶核和弹射核内部的次级相互作用，以模拟介质效应。
• 计算碰撞后残余核的激发能，并引入核蒸发作为衰变机制。
• 将 qel 和 lepto 模型扩展至核靶，实现对准弹性与深度非弹性中微子-核子散射的模拟。
• 支持从标准强子对撞机能量到超高能宇宙射线能区（每核子 10^21 eV）的广泛能量范围模拟。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何将 DPMJET 模型扩展，以准确模拟高达每核子 10^21 eV 的高能核-核与中微子-核子碰撞？
• RQ2 形成时间抑制对高能核碰撞中残余核内部次级粒子级联的影响是什么？
• RQ3 在高能相互作用后，如何在 DPMJET 框架中一致地建模核激发与蒸发？
• RQ4 在 DPMJET-II.5 框架中，现有中微子-核子模型（qel 和 lepto）在多大程度上可推广至核靶？
• RQ5 为确保在超高能区的稳定性与物理一致性，DPMJET 代码需要进行哪些修改？

主要发现

• DPMJET-II.5 在实验室参考系中成功模拟了高达每核子 10^21 eV 的强子-强子、强子-核子、核子-核子以及中微子-核子相互作用。
• 引入形成时间抑制显著改善了对残余核内部次级级联的建模，减少了不合理的早期相互作用。
• 计算了核激发能并用于触发核蒸发，为残余核的末态能量损失提供了真实描述。
• 该模型将 qel 和 lepto 中微子-核子模型推广至核靶，实现了对准弹性与深度非弹性中微子-核子散射的模拟。
• 代码手册提供了 DPMJET-II.5 模型的完整且详尽的实现说明，支持高能物理与天体粒子物理研究的可重复性。
• 通过系统性地应用部分子碎片化与双重部分子动力学，该模型在从对撞机到超高能宇宙射线能区的宽广能量范围内保持了物理一致性。