Geant4 is a toolkit for simulating the passage of particles through matter. It includes a complete range of functionality including tracking, geometry, physics models and hits. The physics processes offered cover a comprehensive range, including electromagnetic, hadronic and optical processes, a large set of long-lived particles, materials and elements, over a wide energy range starting, in some cases, from 250eV and extending in others to the TeV energy range. It has been designed and constructed to expose the physics models utilised, to handle complex geometries, and to enable its easy adaptation for optimal use in different sets of applications. The toolkit is the result of a worldwide collaboration of physicists and software engineers. It has been created exploiting software engineering and object-oriented technology and implemented in the C++ programming language. It has been used in applications in particle physics, nuclear physics, accelerator design, space engineering and medical physics.

We report the observation of a heavy particle $J$, with mass $m=3.1$ GeV and width approximately zero. The observation was made from the reaction $p+\mathrm{Be}\ensuremath{\rightarrow}{e}^{+}+{e}^{\ensuremath{-}}+x$ by measuring the ${e}^{+}{e}^{\ensuremath{-}}$ mass spectrum with a precise pair spectrometer at the Brookhaven National Laboratory's 30-GeV alternating-gradient synchrotron.

A precision measurement by the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station of the positron fraction in primary cosmic rays in the energy range from 0.5 to 350 GeV based on 6.8 × 10(6) positron and electron events is presented. The very accurate data show that the positron fraction is steadily increasing from 10 to ∼ 250 GeV, but, from 20 to 250 GeV, the slope decreases by an order of magnitude. The positron fraction spectrum shows no fine structure, and the positron to electron ratio shows no observable anisotropy. Together, these features show the existence of new physical phenomena.

A precise measurement of the proton flux in primary cosmic rays with rigidity (momentum/charge) from 1 GV to 1.8 TV is presented based on 300 million events. Knowledge of the rigidity dependence of the proton flux is important in understanding the origin, acceleration, and propagation of cosmic rays. We present the detailed variation with rigidity of the flux spectral index for the first time. The spectral index progressively hardens at high rigidities.

The L3 experiment is one of the six large detectors designed for the new generation of electron-positron accelerators. It is the only detector that concentrates its efforts on limited goals of measuring electrons, muons and photons. By not attempting to identify hadrons, L3 has been able to provide an order of magnitude better resolution for electrons, muons and photons. Vertices and hadron jets are also studied. The construction of L3 has involved much state of the art technology in new principles of vertex detection and in new crystals for large scale electromagnetic shower detection and ultraprecise muon detection. This paper presents a summary of the construction of L3.

A precision measurement by AMS of the positron fraction in primary cosmic rays in the energy range from 0.5 to 500 GeV based on 10.9 million positron and electron events is presented. This measurement extends the energy range of our previous observation and increases its precision. The new results show, for the first time, that above ∼200 GeV the positron fraction no longer exhibits an increase with energy.

Precision measurements by the Alpha Magnetic Spectrometer on the International Space Station of the primary cosmic-ray electron flux in the range 0.5 to 700 GeV and the positron flux in the range 0.5 to 500 GeV are presented. The electron flux and the positron flux each require a description beyond a single power-law spectrum. Both the electron flux and the positron flux change their behavior at ∼30 GeV but the fluxes are significantly different in their magnitude and energy dependence. Between 20 and 200 GeV the positron spectral index is significantly harder than the electron spectral index. The determination of the differing behavior of the spectral indices versus energy is a new observation and provides important information on the origins of cosmic-ray electrons and positrons.

Knowledge of the precise rigidity dependence of the helium flux is important in understanding the origin, acceleration, and propagation of cosmic rays. A precise measurement of the helium flux in primary cosmic rays with rigidity (momentum/charge) from 1.9 GV to 3 TV based on 50 million events is presented and compared to the proton flux. The detailed variation with rigidity of the helium flux spectral index is presented for the first time. The spectral index progressively hardens at rigidities larger than 100 GV. The rigidity dependence of the helium flux spectral index is similar to that of the proton spectral index though the magnitudes are different. Remarkably, the spectral index of the proton to helium flux ratio increases with rigidity up to 45 GV and then becomes constant; the flux ratio above 45 GV is well described by a single power law.