Geant4中靈敏探測器

本文講解G4VSensitiveDetector的功能和如何將其應(yīng)用于邏輯體積（G4LogicalVolume）。

靈敏探測器的應(yīng)用：

G4VSensitiveDetector對象可以被分配給G4LogicalVolume。

當(dāng)模擬步驟發(fā)生在G4VSensitiveDetector對象的邏輯體積內(nèi)時(shí)，該靈敏探測器會(huì)被調(diào)用，并傳入當(dāng)前的G4Step對象。

自定義敏感探測器：

用戶可以實(shí)現(xiàn)自己的靈敏探測器類，或者使用Geant4提供的計(jì)數(shù)器類。

模擬過程的主要組件：

展示了模擬過程中的關(guān)鍵組件，包括物理過程（Physics）、粒子（Particle）、步驟（Step）、軌跡（Track）、邏輯體積（Logical Volume）、靈敏探測器（Sensitive Detector）、管理器（Manager）等。 描述了探測器在模擬過程中的作用，如GetPhysicalInteractionLength（獲取物理相互作用長度）、SelectShortest（選擇最短路徑）、DoIt（執(zhí)行步驟）、Fill（填充碰撞過程數(shù)據(jù)）、Update（更新狀態(tài)）、IsSensitive（判斷是否靈敏）和GenerateHits（生成碰撞數(shù)據(jù)）。

如何定義靈敏探測器

定義靈敏探測器的基本步驟：

在用戶的ConstructSDandField()方法中創(chuàng)建靈敏探測器實(shí)例。

創(chuàng)建和注冊靈敏探測器：

使用new MyDetector("/mydet")創(chuàng)建一個(gè)靈敏探測器對象。

通過G4SDManager::GetSDMpointer()->AddNewDetector(pSensitivePart)將探測器對象添加到靈敏探測器管理器中。

設(shè)置邏輯體積的靈敏探測器：

使用SetSensitiveDetector("myLogicalVolume", pSensitivePart)將靈敏探測器分配給特定的邏輯體積。

探測器對象的命名和唯一性：

每個(gè)探測器對象必須有一個(gè)唯一的名稱。

一些邏輯體積可以共享一個(gè)探測器對象。

探測器類和對象的關(guān)系：

可以使用相同的探測器類創(chuàng)建多個(gè)探測器對象，只需為每個(gè)對象提供不同的探測器名稱。

邏輯體積和探測器對象的關(guān)系：

一個(gè)邏輯體積不能有多個(gè)探測器對象，但一個(gè)探測器對象可以生成多種類型的碰撞（hits）例如，雙面硅微型探測器可以為每一面分別生成碰撞數(shù)據(jù)。

碰撞集合和碰撞映射

Geant4中碰撞集合（Hits Collection）和碰撞映射（Hits Map）的類和它們的使用方式。

**G4VHitsCollection**：

G4THitsCollection和G4THitsMap是共同抽象基類。

**G4THitsCollection**：

模板向量類，用于存儲(chǔ)指向單一具體碰撞類類型的指針。

碰撞類（G4VHit抽象基類的實(shí)現(xiàn)）應(yīng)該有自己的標(biāo)識(shí)符（例如，單元格ID）。

換句話說，G4THitsCollection要求用戶實(shí)現(xiàn)自己的碰撞類。

**G4THitsMap**：

模板映射類，用于存儲(chǔ)鍵值（keys）（通常是單元格ID，即體積的復(fù)制編號(hào)）和指向單一類型對象的指針。

對象可能不是碰撞類的實(shí)例，它們可以是簡單的double類型，這是目前所有提供的計(jì)數(shù)器類所使用的數(shù)據(jù)類型。

G4THitsMap的使用：

由于G4THitsMap是一個(gè)模板，它可以被靈敏探測器類用來存儲(chǔ)碰撞數(shù)據(jù)。

碰撞類和計(jì)數(shù)器：

用戶可以實(shí)現(xiàn)自己的碰撞類，或者使用Geant4提供的計(jì)數(shù)器類。

標(biāo)識(shí)符的重要性：

碰撞類需要有唯一的標(biāo)識(shí)符，以便在碰撞集合中進(jìn)行索引和管理。