Geant4 [1] [2] [3] [4] (для GEometry ANd Tracking ) - это платформа для « моделирования прохождения частиц через материю » с использованием методов Монте-Карло . Это преемник серии программных инструментов GEANT, разработанных в сотрудничестве с Geant4 , и первый, использующий объектно-ориентированное программирование (на C ++ ). Его разработкой, обслуживанием и поддержкой пользователей занимается международное сотрудничество Geant4. Области применения включают физику высоких энергий и ядерную эксперименты , медицинские , ускорительные и космические исследования. [3] Программное обеспечение используется в ряде исследовательских проектов по всему миру.
Разработчики) | Совместная работа с Geant4 |
---|---|
Первый выпуск | 1998 [1] |
Стабильный выпуск | 10.7 / 4 декабря 2020 г . |
Репозиторий | |
Операционная система | Кроссплатформенность |
Тип | Вычислительная физика |
Лицензия | Лицензия на программное обеспечение Geant4 |
Веб-сайт | geant4 |
Программное обеспечение Geant4 и исходный код находятся в свободном доступе на веб-сайте проекта; до версии 8.1 (выпущенной 30 июня 2006 г.) не существовало специальной лицензии на программное обеспечение для его использования; Geant4 теперь предоставляется по лицензии на программное обеспечение Geant4 .
Функции
Geant4 включает средства для обработки геометрии , отслеживания, отклика детектора , управления запуском, визуализации и пользовательского интерфейса . Для многих симуляций физики это означает, что меньше времени нужно тратить на детали низкого уровня, и исследователи могут немедленно приступить к более важным аспектам симуляции.
Ниже приводится краткое описание каждого из перечисленных выше объектов:
- Геометрия - это анализ физической схемы эксперимента, включая детекторы, поглотители и т. Д., И рассмотрение того, как эта схема повлияет на путь частиц в эксперименте.
- Слежение - это имитация прохождения частицы через материю. Это включает рассмотрение возможных взаимодействий и процессов распада .
- Отклик детектора регистрирует, когда частица проходит через объем детектора, и приблизительно соответствует тому, как отреагирует настоящий детектор.
- Управление запуском записывает подробности каждого запуска (набор событий ), а также настраивает эксперимент в различных конфигурациях между запусками.
- Geant4 предлагает ряд опций для визуализации , включая OpenGL , и знакомый пользовательский интерфейс , основанный на Tcsh .
Geant4 также может выполнять базовое гистограммирование; для этого требуются внешние инструменты анализа или программное обеспечение, реализующее платформу AIDA для использования расширенных функций гистограммы.
С версией 10.0, Geant4 реализует многопоточное , [4] использование локальной памяти потока для обеспечения эффективной генерации моделируемых событий в параллели. GEANT4 может быть установлен под операционной системой Unix, такой как MacOS или Linux, или под Windows.
Некоторые эксперименты по физике высоких энергий с использованием Geant4
Приложения за пределами физики высоких энергий
Благодаря своему универсальному характеру, Geant4 хорошо подходит для разработки вычислительных инструментов для анализа взаимодействий частиц с веществом во многих областях. Это включает:
- Космические приложения, в которых он используется для изучения взаимодействия между естественной космической радиационной средой и космическим оборудованием или космонавтами;
- Медицинские приложения, в которых моделируется взаимодействие излучений, используемых для лечения.
- Радиационные эффекты в микроэлектронике, где моделируются ионизирующие эффекты на полупроводниковые приборы.
- Ядерная физика
Смотрите также
- CLHEP и FreeHEP , библиотеки для физики высоких энергий.
- Методическая конструкция ускорителя для моделирования заряженных частиц в остальной части ускорителя.
Рекомендации
- ^ a b Agostinelli, S .; Allison, J .; Амако, К .; Apostolakis, J .; Araujo, H .; Arce, P .; Asai, M .; Axen, D .; Banerjee, S .; Barrand, G .; Behner, F .; Bellagamba, L .; Boudreau, J .; Broglia, L .; Brunengo, A .; и другие. (2003). «Geant4 - инструментарий моделирования» . Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях Секция A: Ускорители, спектрометры, детекторы и связанное с ними оборудование . 506 (3): 250. Bibcode : 2003NIMPA.506..250A . DOI : 10.1016 / S0168-9002 (03) 01368-8 .
- ^ Allison, J .; Амако, К .; Apostolakis, J .; Arce, P .; Asai, M .; Aso, T .; Bagli, E .; Багуля, А .; Banerjee, S .; Barrand, G .; Бек, BR; Богданов, АГ; Brandt, D .; Браун, JMC; Burkhardt, H .; Канал, к .; Cano-Ott, D .; Chauvie, S .; Чо, К .; Cirrone, GAP; Куперман, G .; Кортес-Хиральдо, Массачусетс; Cosmo, G .; Cuttone, G .; Depaola, G .; Desorgher, L .; Донг, X .; Дотти, А .; Эльвира, В.Д .; Folger, G .; Francis, Z .; Галоян, А .; Гарнье, Л .; Gayer, M .; Genser, KL; Гричин, ВМ; Guatelli, S .; Guèye, P .; Gumplinger, P .; Howard, AS; Hřivnáčová, I .; Hwang, S .; Incerti, S .; Иванченко, А .; Иванченко, ВН; Джонс, ФВ; Jun, SY; Kaitaniemi, P .; Каракацанис, Н .; Карамитрос, М .; Келси, М .; Kimura, A .; Koi, T .; Kurashige, H .; Lechner, A .; Ли, SB; Longo, F .; Maire, M .; Mancusi, D .; Mantero, A .; Mendoza, E .; Morgan, B .; Мураками, К .; Никитина, Т .; Pandola, L .; Paprocki, P .; Perl, J .; Петрович, I .; Пиа, MG; Покорски, В .; Кесада, JM; Рейн, М .; Рейс, Массачусетс; Ribon, A .; Ristić Fira, A .; Романо, Ф .; Руссо, G .; Santin, G .; Сасаки, Т .; Sawkey, D .; Шин, JI; Страковский, II; Таборда, А .; Tanaka, S .; Tomé, B .; Тошито, Т .; Тран, HN; Траскотт, PR; Городской, Л .; Ужинский, В .; Verbeke, JM; Verderi, M .; Wendt, BL; Wenzel, H .; Райт, DH; Райт, DM; Yamashita, T .; Yarba, J .; Йошида, Х. (2016). «Последние события в G eant 4» . Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях Секция A: Ускорители, спектрометры, детекторы и связанное с ними оборудование . 835 : 186–225. Bibcode : 2016NIMPA.835..186A . DOI : 10.1016 / j.nima.2016.06.125 . ISSN 0168-9002 .
- ^ а б Allison, J .; Амако, К .; Apostolakis, J .; Araujo, H .; Arce Dubois, P .; Asai, M .; Barrand, G .; Capra, R .; Chauvie, S .; Chytracek, R .; Cirrone, GAP; Куперман, G .; Cosmo, G .; Cuttone, G .; Daquino, GG; и другие. (2006). «Разработки и приложения Geant4» (PDF) . IEEE Transactions по ядерной науке . 53 (1): 270–278. Bibcode : 2006ITNS ... 53..270A . DOI : 10.1109 / TNS.2006.869826 . HDL : 2047 / d20000660 .
- ^ а б Allison, J .; Амако, К .; Apostolakis, J .; Arce, P .; Asai, M .; Aso, T .; Bagli, E .; Багуля, А .; Banerjee, S .; Barrand, G .; Бек, BR; Богданов, АГ; Brandt, D .; Браун, JMC; Burkhardt, H .; и другие. (2016). «Последние разработки в Geant4» . Ядерные инструменты и методы в физических исследованиях Секция A: Ускорители, спектрометры, детекторы и связанное с ними оборудование . 835 : 186–225. Bibcode : 2016NIMPA.835..186A . DOI : 10.1016 / j.nima.2016.06.125 .
Внешние ссылки
- Официальный веб-сайт