ИСТИНА

Первостепенной задачей в современной нейтринной астрономии является разработка и масштабирование нейтринных телескопов, которые представляют собой массивы оптических детекторов, размещенных в природной прозрачной среде, такой как вода или лед. Примерами таких нейтринных телескопов являются эксперименты, такие как IceCube на Южном полюсе, KM3NeT в Средиземном море и Baikal-GVD на озере Байкал. Основным методом обнаружения астрофизических нейтрино является наблюдение черенковского излучения, которое возникает при прохождении вторичных заряженных частиц через прозрачную среду со скоростью выше фазовой скорости света в этой среде. Этот принцип обнаружения лежит в основе работы нейтринных телескопов и является одним из ключевых компонентов их функционирования. Для успешного анализа данных и проверки теоретических моделей, а также для оценки эффективности регистрации нейтринных событий, крайне важно проводить детальное моделирование физических процессов, происходящих в объеме детектора. С этой целью разрабатывается программный пакет NTSim (Neutrino Telescope Simulation) для моделирования нейтринных телескопов. Среди подобных программ моделирования NTSim выделяется по следующим основополагающим принципам. Во-первых, NTSim написан на языке программирования Python, включая центральное ядро моделирования - питонизированную оболочку для пакета Geant4 - благодаря которому происходит симуляция прохождения частиц через вещество детектора. Во-вторых, используется модульный принцип, который позволяет пользователю создавать различные конфигурации нейтринных телескопов и рассчитывать отклик детектора на нейтринные события. В-третьих, достигается оптимальный баланс между скоростью выполнения моделирования и точностью воспроизведения физических процессов, таких как возникновение и развитие адронных и электромагнитных каскадов. NTSim предоставляет для работы различные генераторы первичных событий, такие как NuGenerator, позволяющий моделировать взаимодействие нейтрино с веществом, и ToyGen, который создает частицы из списка Geant4. Распространение вторичных частиц осуществляются модулем Propagator. Генерация черенковских фотонов в результате прохождения заряженных частиц происходит в теле NTSim. Также предусмотрена параметризация черенквоского спектра от электромагнитных каскадов, что существенно увеличивает скорость моделирования нейтринных событий. Модуль Telescope позволяет пользователю задать произвольную геометрию нейтринного телескопа и провести оценку его эффективности регистрации к нейтринным событиям различной энергии. Все это делает NTSim удобным и эффективным инструментом для моделирования как существующих, так и планируемых нейтринных телескопов, а также для реконструкции нейтринных событий.