Nuclear and Particle Physics Simulations
Bigelow, Moloney, Philpott , Rothberg
Nuclear and Particle Physics Simulations
Von R. Bigelow, M. Moloney, J. Philpott u. J. Rothberg.
The Consortium for Upper-Level Physics Software. Wiley, Chichester 1995. XII+218 S., 2 Disks, Softcover, £ 24.95.
ISBN 0-471-54883-9
Dieses Buch über Rechnersimulationen im Bereich der Physik der Hadronen und Kerne ist ein Band einer Serie von neun Ausgaben über Rechnersimulationen in der Physik. Behandelt werden sechs Teilprojekte mit den Themen: "Eigenschaften der Kerne", "Relativistische Kinematik", "Simulation von Detektoren", "Wechselwirkung von Strahlung mit Materie", "Das Schalenmodell", "Das Zweinukleonen-System" und "Streuung von Elektronen an Kernen". Dem Buch liegen zwei Disketten mit Pascal-Quellprogrammen und ausführbaren Dateien bei.
In jedem Beitrag wird die zu Grunde liegende Physik dargestellt, gefolgt von einer kurzen Beschreibung des Programms, Übungsaufgaben und Literaturzitaten. Die Beschreibung der Physik setzt allgemeine Kenntnisse der Kern- und Elementarteilchenphysik voraus. Die Beiträge enthalten keine Besprechung von Programmiertechniken, nur Hinweise auf benutzte Methoden. Die Installation der Programme auf einem PC unter MS-DOS erfolgte ohne Probleme. Alle Programme können von einem gemeinsamen Menü aus gestartet werden und haben eine einheitliche Benutzerführung.
Die Qualität der einzelnen Beiträge und der Programme ist sehr unterschiedlich. So wurde bei der Diskussion des radioaktiven Zerfalls (und im Programm) der Elektroneneinfang vergessen. Die Berechnung der Q-Werte von Kernreaktionen liefert falsche Ergebnisse, mit dem Resultat, daß z.B. der Q-Wert des CNO-Zyklus negativ wird. Die Wechselwirkung von Hadronen mit Materie wird am Beispiel von a-Teilchen besprochen, im Programm findet man aber nur Protonen. Die Simulation der Eigenschaften von Detektoren findet in zwei verschiedenen Programmen statt: Im Bereich der Niederenergiephysik wird die Absorption von g-Strahlung in einem NaI-Detektor simuliert. Hier gewinnt der Benutzer den Eindruck, daß sich die Nachweiswahrscheinlichkeit durch die Berücksichtigung des endlichen Auflösungsvermögens erhöht. Bei der Simulation von Detektoreigenschaften im Bereich der Teilchenphysik kommt man ohne einen Compiler (Borland Pascal 7.0) nicht aus: Die meisten der zu benutzenden Programme liegen nur im Quelltext vor. Ärgerlich ist bei allen Monte-Carlo-Rechnungen die starke Beschränkung in der Anzahl der Ereignisse.
Gefallen hat die Berechnung der Einteilchenzustände im Schalen- bzw. Nilsson-Modell, die Behandlung des Zweinukleonen-Systems und der Streuung von Elektronen an Kernen, wenn auch bei ersterem die Qualität der Darstellung unter der begrenzten Auflösung des benutzten Grafikmodus leidet. Eine Erweiterung des Datensatzes der experimentellen Kerndaten bedarf aber leider auch hier des Compilers.
Ein Buch mit vielen guten Ideen, bei deren Realisierung man aber etwas mehr Sorgfalt gewünscht hätte.
F. Rieß, München
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