Geant4 является свободно распространяемой программой и предназначена для моделирования взаимодействия частиц и излучения с веществом в ядерно-физических установках. В интернете не очень много понятных для новичков уроков и обучающих примеров по Geant4 на английском языке, а тем более их не так и много и на русском. Примеры поставляемые в дистрибутиве Geant4 достаточно сложные для восприятия и понимания даже самые базовые примеры вводят в небольшое замешательство.
Для расширения применения и уменьшения барьера входа в Geant4, устранения пробелов его изучении, данный раздел посвящен изучению и пояснению моделирования ядерно-физических процессов в физике высоких энергий. В качестве экспериментов берутся простые, базовые случаи постановки экспериментов, понятные всем.
Итак, официальная часть: Geant4 — программный комплекс разработанный в CERN для моделирования взаимодействия и прохождения излучения и элементарных частиц через вещество. Широко применяется для моделирования отклика детекторов на излучение и прохождение частиц высоких энергий на ускорителях, в том числе LHC. На данный момент включает пакет (модуль) для моделирования частиц до низких энергий, нескольких эВ, что значительно расширяет применение Geant4 в медицине и промышленности.
Официальный сайт Geant4 — http://geant4.web.cern.ch/, он поставляется совершенно бесплатно в виде исходных кодов, т. е. что бы его установить — нужно скомпилировать сам Geant4 и проект на нем (саму программу, которая будет моделировать). Нативная (родная) платформа — Linux, доступен также на Windows и MacOS.
Желательно знание основ физики элементарных частиц, релятивистской механики, синтаксис и основные понятия языка C++, основы объектно-ориентированного програмирования (ООП), основы работы в ОС Linux, что такое XML. Но поскольку данное руководство предназначенно для новичков в данной области я постараюсь давать развернутые комментарии.
- Docs »
- Базовое руководство по моделированию с помощью GEANT4
-
View page source
Сиё руководство предназначено для получения базовых навыков моделирования процессов в физике элементарных частиц (ФЭЧ) с помощью фреймворка GEANT4
- Введение
- Что такое GEANT4
- Основные сферы применения
- Требования к учащимся
- Установка
- Подготовка к работе и установка программ
- Базовая сборка:
- Подключение GDML
- Подключение GUI
- Установка с помощью conda cross-linux
- Запуск примера
- Управление сеансом
- Подготовка к работе и установка программ
- Урок 1: Минимально рабочая программа
- Схематичное устройсво и основные понятия
- Соглашение о физических единицах
- Обязательные пользовательские настройки: геометрия, генератор событий и физический лист
- Урок 2: Проект
- Структура проекта
- Система сборки cmake
- Урок 4: Генератор первичных частиц
- Particle gun
- Использование general particle source
- Урок 5: Базовая геометрия
- Геометрическая структура GEANT 4
- Создание материалов (? возможно пока только предопределенные материалы)
- Создания однородного поля
- Базовое описание детекторов (Вывод в файл)
- Урок 6: Базовая физика
- Струтктура
- Модульный физический лист
- Опредление частицы
- Урок 7: Инициализация пользовательских действий
- ActionInitiliaztion
- Run
- Event
- Track
- Stack
- Step
- Урок 8: Продвинутая геометрия
- Описание геометрии с помощью внешнего источника
- Неоднородное поле
- Детекторы
Аннотация
В учебном пособии приведены базовые сведения по проектированию модельных экспериментов, связанных с прохождением элементарных частиц через вещество с учетом различных механизмов взаимодействий частиц с атомами вещества, а также с внешними электромагнитными полями. В качестве основного инструмента моделирования выбран программный комплекс Geant4, разработанный в Европейском центре ядерных исследований (CERN).
Данное пособие может быть полезно студентам, аспирантам и преподавателям для проведения модельных расчетов в рамках научных исследований, а также для организации работы во время лабораторных занятий по дисциплине «Физика атомного ядра и элементарных частиц» или смежных дисциплин.
Располагается в коллекциях
- Учебные пособия
Предисловие
Есть больше обучающих обзоров и дискуссий о приложениях и программах geant, а физику следует написать в другой статье (если вы помните)
О структуре программы Geant4
From 《Structure of a Geant4 application》——Giada Petringa（LNS-INFN）
Принципы проектирования Geant
Geant4 — это, по сути, набор инструментов, а не полное приложение, подобное ROOT, поэтому для вызова этого пакета во время приложения необходимо использовать другие инструменты, такие как написание программы на C ++, компиляция и запуск Это приложение. Это нормальное использование Geant4.
Как использовать Geant4:
- Напишите приложение на C ++
- Инициализировать Geant4 в основной функции
- Опишите геометрию детектора, который вам нужен, ваши первичные частицы, физические процессы и другие потребности, вызвав метод класса Geant4.
- Компилятор
- пробег
Geant4 состоит из модулей, изображенных на картинке выше, эмммм, когда у вас будет время, подумайте, как это выглядит, и давайте объясним это подробно. В конце концов, если я сейчас напишу так, у меня беспорядок. Думаю, это нужно резюмировать. В учебном ПО Giada есть инструкции для каждого модуля. Похоже, что в Geant4 есть концепция RUN и Event, и в тесте Учителя Цзяо сегодня днем также есть объяснение того, сколько событий происходит в каждом Run, поэтому также может быть такая концепция и реальная ситуация в следующие несколько дней. Чтобы испытать в тесте.
Приведенный выше рисунок основан на B1 в примере, который поставляется с Geant4 в качестве примера, чтобы представить структуру приложения Geant4, включая:
- Основная программа, включающая в себя основную функцию программы
- Файлы заголовков и исходные файлы — это функции, которые вам нужны для написания нужных вам классов и функций, которые вам нужны в них. В примерах в сегодняшнем классе есть точка знания C ++, на которую следует обратить внимание, — это жизненно важный член Функция или виртуальная функция на китайском языке и ключевое слово override, эти два используются в наследовании классов, я не буду, WSSB
- Скрипт, содержащий команды. Насколько я понял сегодня днем, функция этого скрипта будет после того, как вы закончите писать приложение Geant4. Если вы не пишете скрипт и не запускаете эту программу Geant4, вам необходимо ввести строку в интерактивном интерфейсе Geant4. Просто введите команды, которые нужно выполнить. Функция этого скрипта — позволить Geant4 выполнить нужную программу построчно.
- CmakeList.txt, эта штука используется для сборки этого приложения. На самом деле приложение Geant4 — более сложная программа, чем root.Когда вы изучали Makefile и Cmake раньше, вы также знали, что эта штука используется для компиляции сложных программ, так что вот в чем дело. Если он используется, то проблема приближается. Вам нужно изучить, как писать Makefile и cmakelist, чтобы иметь дело с разработкой сложных программ, а не изменять другие.
Пишу здесь сегодня, буду отлаживать