粒子物理与核物理实验中的数据分析-粒子物理与核物理实验.pdf

粒子物理与核物理实验中的数
据分析
杨振伟
清华大学

第六讲:Geant4 的探测
器模拟介绍(1)
2012-4-5 1
本讲要点
 Geant4 简介
一般介绍和历史
基本概念和内核
重要的用户类
如何安装Geant4
如何使用Geant4
(探测器几何与材料)
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数据分析为什么需要模拟信息?
探测器
发现 1
写成 root 或
其它格式
物理
刻度重建
数据分析
把电学量变为把分立测量
模拟物理量并做各联系起来给
种刻度与修正。出四动量等发现 n
Geant4
问题在于我们如何知道所做的工作是正确的?
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模拟需要做的主要工作
定义探测器几何(具有有限接受范围的探测器)

指定探测器的物质(“有用的”/“没用的”各种材料)

指定物理过程与粒子(什么东西在探测器中干了什么)

产生原始事例(模拟重复实验n次)

数据收集和分析(取出探测器可以获得的信息并处理分析)

除了最后的分析,其余都可以由Geant4负责处理
最后一步一般由ROOT处理
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什么是 Geant4?
•简单地说,Geant4 是模拟粒子穿过物质的工具包。
提供了探测器模拟的完整工具:几何,探测器响应,运行、
事例以及径迹管理、图形显示、用户接口等。
提供了极为丰富的可供选择的物理过程
详见
•其应用领域主要包括:高能物理、核物理、加速器物理以
及医学和空间科学的研究等。
•参考资料
1)
2)Nuclear Instruments and Methods in Physics
Research A 506 (2003) 250-303, and IEEE
Transactions on Nuclear Science 53 No. 1 (2006)
270-278.
patch-01,于2012年03月20日发布
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Geant4的特点?
 Geant4 发展于 Geant3,充分利用了C++语言中的
优势,是粒子与核物理实验模拟最好的工具之一。
免费下载,更新迅速
 Geant4 是最早成功使用面向对象环境重新设计的
粒子与核物理软件包,几乎所有大型实验的模拟
都基于Geant4。
 Geant4 的应用远不止于粒子与核物理。考虑了各
个方面的需求,包括重离子物理、电荷与宇称破
缺物理、宇宙线物理、天体物理、空间科学以及
医学应用等。
为了满足这些需求,提供了强大的功能和灵活性。
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Geant4 的基本概念与内核

Geant4 包含17大类 Geant4
每一大类都有专门
独立的研发工作小 Visualization Readout Interfaces
组负责。
Run Persistency
各大类之间的界面
(例如顶层的设计) Event Tracking
由整体结构工作小
组来维护。 Digits + Hits Processes

Geant4 的内核 Track
处理运行号,事例,
迹,步,击中,运 Geometry Particle
动轨迹。
Graphic_reps
 Material
提供几何表示和物 s
理过程的架构。 Global
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Geant4 软件包中的内容
代码平台
~1 百万行语句 Linux, MacOSX, SUN
网上可以自由下载 Windows/XP

还在不断的增加与更新需要预安装的软件
相关文件说明 C++ 编译器
如g++, VC++等
份使用工具书
6  CLHEP库
网上可以自由下载
 GNU Make, shell
应用例子图像与用户界面
与软件包一起附送 X Windows
参照工具书运行例子程序 OpenGL 或 MesaGL
包含了从简单到较复杂各 DAWN
种模拟程序...
(novice, extended, advanced) 至少需要其中的一个

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