اعتبارسنجی مدل های فیزیکی geant4 جهت اطمینان بخشی به گروه های کاری و پژوهشی که از این بسته نرم افزاری در مواردی چون دوزسنجی، طراحی آشکارساز و غیره استفاده می کنند از اهمیت بالایی برخوردار است. در این پایان نامه جهت اعتبارسنجی مدل تابش ترمزی geant4 پس از مرور فرآیند تابش ترمزی و geant4 و مدل های تابش ترمزی geant4 به شبیه سازی یک آزمایش توسط این بسته نرم افزاری پرداخته ایم. سپس نتایج حاصل از شبیه سازی را با نتایج آزمایش مقایسه کردیم تا میزان دقت مدل تابش ترمزی را با توجه به محدوده خطای این آزمایش بسنجیم. نتیجه بررسی ها با توجه به آزمون کای اسکوار نشان می دهد که فهرست فیزیک الکترومغناطیسی استاندارد و لیورمور در انرژی mev 5/19 و 78=z نتایج قابل قبولی به دست می دهند و نتایج فهرست فیزیک پنلوپه در این انرژی و این z پذیرفتنی نیست. فهرست فیزیک الکترومغناطیسی استاندارد سرعت بهتر و فهرست فیزیک لیورمور اطمینان پذیری بیشتری نشان می دهد

geant4 یک نرم افزار قدرتمند شبیه سازی برهم کنش های ذرات بنیادی است. این نرم افزار مراحل تکمیل و توسعه خود را طی می کند. زیرروال های متعدد آن در حال تست و تصحیح و تکمیل هستند. در این پایان نامه شبیه سازی پراکندگی پرتو ایکس با انرژی mev 10 و 8 از مانع سربی با هدف اعتبارسنجی geant4 صورت گرفته است. به همین منظور داده هایی که از آزمایش شبیه سازی شده توسط geant4 بدست آمده است را، با داده های تجربی این برهم کنش که در مقاله توزیع انرژی و زاویه ای پرتو ایکس از مانع سربی توسطj.h. hubbell, e. hayward and w.f. titus. انجام شده است موجود می باشد، مقایسه کردیم تا با توجه به محدوده خطای این آزمایش میزان دقت مدل مربوطه را بسنجیم. نتیجه بررسی ها با استفاده از آزمون ?2و مقدار p-value نشان می دهد که کد نوشته شده در geant4 برای این آزهایش در زاویه های کوچک خوب عمل نمی کند ولی با افزایش زاویه عملکرد این کد بهبود یافته و نهایتا در زاویه ?=70 به اوج خود می رسد طوریکه نمودارهای داده های شبیه سازی شده و داده های تجربی هطابقت خوبی با هم دارند.این اهر هم در نمودارهای توزیع انرژی و هم در نمودارهای توزیع زاویٍه ای به خوبی دیده می شود. تمام فهرست های فیزیکی الکتروهغناطیسی استاندارد و لیورمور و پنلوپه در انرژی10mev و8 برایz=82 نتایج قابل قبولی از خود نشان داده اند.

چکیده پیشرفت نسخه های جدید نرم افزار geant4 در شبیه سازی آشکارسازها، بررسی ترابرد ذرات و فرایندهای ذرات بنیادی به موازات جریان اعتبار سنجی مدل های فیزیکی آن در برابر داده های تجربی صورت می گیرد. هدف این پایان نامه بررسی اعتبار کلاسg4photonuclearprocess همراه با مدل الکترومغناطیسی استاندارد emstandardoption3 موجود در geant4 می باشد. در چیدمان تجربی پرتوی فوتونی حاصل از بتاترون با انرژی mev23 با هر یک از سه تارگت از عناصر واسطه کبالت، نیکل و مس برخورد می-کند. در راستای دستیابی به این هدف مختصری با سازوکار شتابدهنده و آشکارساز موجود در چیدمان آزمایش آشنا می شویم، سپس به بخش هایی از geant4 و فیزیک برهمکنش های فتوهسته ای در geant4 و در نهایت به شبیه سازی آزمایش می پردازیم. با مقایسه ی داده های شبیه سازی و داده های تجربی از طریق آزمون کای اسکوار و مقادیر p-value، نسبت به اعتبار geant4 در این شرایط خاص ذکر شده اطمینان حاصل است.

مدل استاندارد ذرات بنیادی با توجه به آزمایش های مختلف انجام گرفته مدلی موفق در توصیف طبیعت تا حد انرژی tev است، با این وجود مدل استاندارد برای برخی از سوالات توضیحی ندارد. از طرفی کوارک تاپ با توجه به ویژگی های خاصی چون نیمه عمر بسیار کوتاه و جرم نزدیک به مقیاس انرژی شکست تقارن الکتروضعیف به فیزیک جدید حساس است. پیش بینی های مدل استاندارد برای نسبت انشعاب های فرآیند های تغییر طعم از طریق جریان خنثی کوارک تاپ بسیار کم می باشد. مدل های مختلفی از ورای مدل استاندارد وجود دارند که منجر به افزایش نرخ فرآیندهای fcnc تاپ می شوند، بنابر این هر شاهدی از چنین فرآیندهایی حضور فیزیک جدید را نشان خواهد داد. در این رساله فرآیندهای fcnc را برای کوارک تاپ در برخورددهنده های هادرونی و لپتونی مطالعه کرده ایم. به منظور مطالعه چنین فرآیندهایی از رهیافت لاگرانژی موثر بهره گرفته ایم.