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´
Etudes
des algorithmes de reconstruction dans
EXOGAM: Simulation avec GEANT 4
DOAN Quang Tuyen
11 Janvier 2007
Directeur de th`ese: Mr. Daniel GUINET
´
Mr. Olivier STEZOWSKI
Groupe Mati`ere Nucl´eaire, IPNL

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 1 / 21


Sommaire
Sommaire

• G´en´eralit´e

´ eralit
´
Gen
e´
Simulation
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Motivation
D´etection des rayonnements γ
• Simulation
Principe
D´etecteur EXOGAM (Euroball 3)
Fonctionnement du d´etecteur EXOGAM
´
• Etudes
de l’“Addback”
D´efinition
Nouvel “Addback”
R´esultat et Validation de la Simulation
• Conclusion

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 2 / 21


Sommaire
´ eralit
´
Gen

e´
❖ Motivation
´
❖ Detection
des
rayonnements γ
´
❖ Multidetecteur
´ eral”
´
“Gen
Simulation
´
Etudes
de
l’“Addback” a

G´en´eralit´e

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 3 / 21

Motivation
Sommaire
´ eralit
´
Gen
e´
❖ Motivation
´
❖ Detection
des
rayonnements γ
´
❖ Multidetecteur
´ eral”
´
“Gen
Simulation
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 4 / 21


D´etection des rayonnements γ
Sommaire
´ eralit
´
Gen
e´
❖ Motivation
´
❖ Detection
des
rayonnements γ
´
❖ Multidetecteur
´ eral”
´
“Gen

Effet photo´electrique(Eγ < 150 KeV)
Effet Compton : Diffusion e´ lastiques
(150 KeV < Eγ < 8 MeV)
Cr´eation de paire (Eγ > 8 MeV)

Simulation
´
Etudes

de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 5 / 21


D´etection des rayonnements γ
Sommaire
´ eralit
´
Gen
e´
❖ Motivation
´
❖ Detection
des
rayonnements γ
´
❖ Multidetecteur
´ eral”
´

“Gen

Effet photo´electrique(Eγ < 150 KeV)
Effet Compton : Diffusion e´ lastiques
(150 KeV < Eγ < 8 MeV)
Cr´eation de paire (Eγ > 8 MeV)

Simulation
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 5 / 21


Multid´etecteur “G´en´eral”
Sommaire
´ eralit
´
Gen

e´
❖ Motivation
´
❖ Detection
des
rayonnements γ

•

Efficacit´e Photopic totale :
Nd´etect´e (Eγ = 1000keV)
p =
Ne´ mis

´
❖ Multidetecteur
´ eral”
´
“Gen
Simulation
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion

The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 6 / 21


Multid´etecteur “G´en´eral”
Sommaire
´ eralit
´
Gen
e´
❖ Motivation
´
❖ Detection
des
rayonnements γ

•

Rapport Pic sur Total :
Nd´etect´e (Eγ = 1000keV)
PT =
Nd´etect´e

´
❖ Multidetecteur
´ eral”
´

“Gen
Simulation
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 6 / 21


Multid´etecteur “G´en´eral”
Sommaire

•

Dans un “Clover”

´ eralit
´
Gen
e´

❖ Motivation
´
❖ Detection
des
rayonnements γ
´
❖ Multidetecteur
´ eral”
´
“Gen
Simulation
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 6 / 21


Multid´etecteur “G´en´eral”
Sommaire

•

Dans un “Clover”

´ eralit
´
Gen
e´
❖ Motivation
´
❖ Detection
des
rayonnements γ
´
❖ Multidetecteur
´ eral”
´
“Gen
Simulation
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion

The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 6 / 21


Sommaire
´ eralit
´
Gen
e´
Simulation
❖ Outil informatique
´
❖ Detecteur
EXOGAM
´
❖ Detecteur
Euroball
3
❖ Validation de la
Simulation
❖ Profondeur
moyenne
d’interaction

Simulation

´

Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 7 / 21


Outil informatique
Sommaire

• GEANT 4

´ eralit
´
Gen
e´
Simulation
❖ Outil informatique
´
❖ Detecteur
EXOGAM

´
❖ Detecteur
Euroball
3
❖ Validation de la
Simulation
❖ Profondeur
moyenne
d’interaction
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 8 / 21


Outil informatique
Sommaire

• GEANT 4

´ eralit
´
Gen
e´
Simulation
❖ Outil informatique
´
❖ Detecteur
EXOGAM
´
❖ Detecteur
Euroball
3
❖ Validation de la
Simulation
❖ Profondeur
moyenne
d’interaction

Un programme de simulation des interactions des
particules avec la mati`ere.
´
Ecrit
dans le langage C++ (GEANT III e´ crit dans
le langage Fortran).

´
Etudes
de

l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 8 / 21


Outil informatique
Sommaire

• GEANT 4

´ eralit
´
Gen
e´
Simulation
❖ Outil informatique
´
❖ Detecteur
EXOGAM
´
❖ Detecteur

Euroball
3
❖ Validation de la
Simulation
❖ Profondeur
moyenne
d’interaction

Un programme de simulation des interactions des
particules avec la mati`ere.
´
Ecrit
dans le langage C++ (GEANT III e´ crit dans
le langage Fortran).
• ROOT

´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 8 / 21


Outil informatique
Sommaire

• GEANT 4

´ eralit
´
Gen
e´
Simulation
❖ Outil informatique
´
❖ Detecteur
EXOGAM
´
❖ Detecteur
Euroball
3
❖ Validation de la
Simulation
❖ Profondeur
moyenne
d’interaction
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.

Un programme de simulation des interactions des
particules avec la mati`ere.
´
Ecrit
dans le langage C++ (GEANT III e´ crit dans
le langage Fortran).
• ROOT
Environnement orient´e objet pour analyse des
donn´ees.
´
Ecrit
dans C++, contenant un grand nombre
d’objet couramment utilis´es pour l’analyse.

Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 8 / 21


D´etecteur EXOGAM
Sommaire

´ eralit
´
Gen
e´
Simulation
❖ Outil informatique
´
❖ Detecteur
EXOGAM
´
❖ Detecteur
Euroball
3
❖ Validation de la
Simulation
❖ Profondeur
moyenne
d’interaction
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 9 / 21


D´etecteur EXOGAM
Sommaire
´ eralit
´
Gen
e´
Simulation
❖ Outil informatique
´
❖ Detecteur
EXOGAM
´
❖ Detecteur
Euroball
3
❖ Validation de la
Simulation
❖ Profondeur
moyenne
d’interaction
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 9 / 21


D´etecteur Euroball 3
Sommaire
´ eralit
´
Gen
e´
Simulation
❖ Outil informatique
´
❖ Detecteur
EXOGAM
´
❖ Detecteur
Euroball
3
❖ Validation de la
Simulation
❖ Profondeur

moyenne
d’interaction
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 10 / 21


D´etecteur Euroball 3
Sommaire
´ eralit
´
Gen
e´
Simulation
❖ Outil informatique
´
❖ Detecteur
EXOGAM

´
❖ Detecteur
Euroball
3
❖ Validation de la
Simulation
❖ Profondeur
moyenne
d’interaction
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 10 / 21


D´etecteur Euroball 3
Sommaire
´ eralit
´

Gen
e´
Simulation
❖ Outil informatique
´
❖ Detecteur
EXOGAM
´
❖ Detecteur
Euroball
3
❖ Validation de la
Simulation
❖ Profondeur
moyenne
d’interaction
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 10 / 21


Validation de la Simulation
Sommaire

• Ex : Rejection Anti-ComptonMγ = 1, E = 1000KeV,4π

´ eralit
´
Gen
e´
Simulation
❖ Outil informatique
´
❖ Detecteur
EXOGAM
´
❖ Detecteur
Euroball
3
❖ Validation de la
Simulation
❖ Profondeur
moyenne
d’interaction
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 11 / 21


Validation de la Simulation
Sommaire
´ eralit
´
Gen
e´

• Ex : Rejection Anti-Compton
Mγ = 1, E = (0, 2000KeV), 4π, ∆θ = 45˚, ∆φ = 45˚

Simulation
❖ Outil informatique
´
❖ Detecteur
EXOGAM
´
❖ Detecteur

Euroball
3
❖ Validation de la
Simulation
❖ Profondeur
moyenne
d’interaction
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Distribution des photons lanc´es
Rencontre des jeunes chercheurs

R´eponse du d´etecteur EXOGAM
Les Houches−2007 – 11 / 21


Profondeur moyenne d’interaction
Sommaire
´ eralit
´

Gen
e´
Simulation
❖ Outil informatique
´
❖ Detecteur
EXOGAM
´
❖ Detecteur
Euroball
3
❖ Validation de la
Simulation
❖ Profondeur
moyenne
d’interaction
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.
Conclusion
The end

Û

E < 200KeV des rayonnements sont rapidement absorb´es.

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 12 / 21


Sommaire
´ eralit
´
Gen
e´
Simulation
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

a
´
Etudes de l’“Addback”

Term anglais: faire la
sommation.

´
❖ Definition
❖ Difusion entre des

Cristaux
❖ Difusion entre des
Segments

a

Term anglais : faire la sommation.

❖ Nouvel “Addback”
❖ Visualisation de
l’Addback
´
❖ Resultat
et
Validation de la
Simulation
Conclusion
The end

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 13 / 21


D´efinition
Sommaire
´ eralit
´
Gen
e´

Simulation
´
Etudes
de
l’“Addback” a

a

Term anglais: faire la
sommation.

´
❖ Definition
❖ Difusion entre des
Cristaux
❖ Difusion entre des
Segments
❖ Nouvel “Addback”
❖ Visualisation de
l’Addback
´
❖ Resultat
et
Validation de la
Simulation
Conclusion
The end

Pusieur simulations
Eγ [50, 200KeV][500, 650KeV]...

Les γ sont lanc´es dans un Clover, Cristal, Segment...

Û

Estimer comment diffuser des rayonnements γ.

Rencontre des jeunes chercheurs

Les Houches−2007 – 14 / 21