Использование стандартных пакетов физики в GEANT4
Зачем?
В третьем, фортрановском, geant'е никогда не возникало необходимости детально подстраивать работу неэлектромагнитных процессов. Да и вообще практически не нужно было менять внутренние параметры физики, поскольку основной задачей пакета было корректно моделировать распространение частиц в веществе --- оно обусловлено, в основном, электромагнитным взаимодействием. Конечно, существовал еще пакет адронной физики GHEISHA, но и он был не особенно сложен в использовании.
В GEANT4 все изменилось существенным образом. Система теперь должна с максимальной точностью описывать по возможности все явления, происходящие в реальных детекторах, а это значит, что к простым электромагнитным моделям добавили еще множество разных других: оптические, адронные, возможно, еще какие-нибудь, о которых я даже не слышал. Более того, почти для каждого отдельного физического явления, сегодня существует несколько расчетных моделей (здесь под словом «модель» прежде всего понимается класс на Си++, входящий в состав G4, численно описывающий тем или иным образом некоторое явление), и для корректной симуляции реальной установки необходимо попробовать их все, с тем чтобы понять, какая больше подходит в данном конкретном случае.
Но и это еще не все. Многие модели просто несовместимы друг с другом на программном уровне, а некоторые из них совсем никак не документированы. Например, для стандартной задачи GEANT4, моделирования прохождения частиц не очень большой энергии (порядка МэВов) через вещество, существует как минимум четыре разных набора процессов:
- стандартный, включающий G4eIonisation и т. п.;
- набор процессов LowEnergy, использующий базу данных экспериментальных сечений, куда входят такие процессы, как G4LowEnergyeIonisation;
- стандартные процессы из версий 5.2 и 7.1
Однако для этих вещей в документации четко сказано, когда их должны применять, и проблем с их применением, на моей памяти, не возникало.
Ситуация обстоит гораздо хуже с адронными процессами. Набор моделей так широк, что запутаться в них проще простого, плюс каждая имеет какой-нибудь параметр, который неизвестно из каких-соображений устанавливать. Например модель G4LElastic имеет параметры MinEnergy и MaxEnergy, и черт его разберет, во что их устанавливать. Плюс ко всему, количество процессов и частиц, которые необходимо зарегистрировать для корректного описания жизни, совершенно сумасшедшее. В общем, подводя черту, можно резюмировать: руками описывать адронную физику чревато. Ошибками, усталостью, головной болью и т. п.
Как?
(ждите, скоро тут будет контент!!!)
