Geant4

Geant4
Geant4
개발자Geant4 콜라보레이션
초기 릴리즈1998년; 24년 전(1998년)[1]
안정된 릴리스
2021년 12월 10일 / 11.0, 6개월 전(2021-12-10)
저장소
운영 체제크로스 플랫폼
유형계산물리학
면허증.Geant4 소프트웨어 라이선스
웹 사이트geant4.org
시뮬레이션 시각화디텍터는 빨간색이고 방사선은 녹색입니다.

Geant4[1][2][3][4](Geometry AND Tracking용)는 몬테카를로 방법을 사용한 "물질 통과 시뮬레이션" 플랫폼이다.The Geant4 콜라보레이션에 의해 개발된 GEANT 시리즈의 소프트웨어 툴킷의 후속 제품으로 객체 지향 프로그래밍(C++)을 사용한 최초의 소프트웨어입니다.개발, 유지보수 및 사용자 지원은 국제 Geant4 콜라보레이션이 담당합니다.응용 분야에는 고에너지 물리학 및 핵 실험, 의학,[3] 가속기 및 우주 물리학 연구가 포함됩니다.이 소프트웨어는 전 세계 여러 연구 프로젝트에서 사용되고 있습니다.

Geant4 소프트웨어 및 소스 코드는 프로젝트 웹사이트에서 무료로 구할 수 있습니다.버전 8.1(2006년 6월 30일 출시)까지는 Geant4 소프트웨어 라이선스로 사용할 수 있는 특정 소프트웨어 라이선스가 없었습니다.Geant4는 현재 Geant4 소프트웨어 라이선스로 제공되고 있습니다.

특징들

Geant4에는 지오메트리, 트래킹, 검출기 응답, 실행 관리, 시각화 및 사용자 인터페이스를 처리하는 기능이 포함되어 있습니다.많은 물리학 시뮬레이션에서 이는 낮은 수준의 세부 사항에 소비하는 시간이 적다는 것을 의미하며, 연구자들은 시뮬레이션의 더 중요한 측면에 대해 즉시 시작할 수 있습니다.

위의 각 설비의 개요를 다음에 나타냅니다.

  • 기하학은 검출기, 흡수기 등을 포함한 실험의 물리적 레이아웃을 분석하고 이 레이아웃이 실험에서 입자의 경로에 어떻게 영향을 미치는지 고려하는 것입니다.
  • 추적은 입자가 물질을 통과하는 과정을 시뮬레이션하는 것이다.여기에는 가능한 상호작용과 붕괴 과정을 고려해야 합니다.
  • 검출기 응답은 입자가 검출기의 부피를 통과할 때를 기록하고 실제 검출기가 어떻게 반응하는지를 대략적으로 측정하는 것이다.
  • 실행 관리는 각 실행(이벤트 세트)의 세부 정보를 기록하고 실행 간에 서로 다른 구성으로 실험을 설정하는 것입니다.
  • Geant4는 OpenGL을 비롯한 다양한 시각화 옵션과 Tcsh 기반의 익숙한 사용자 인터페이스를 제공합니다.

Geant4는 기본적인 히스토그램 작성도 수행할 수 있습니다.이는 고급 히스토그램 작성 기능을 이용하기 위해 AIDA 프레임워크를 구현하는 외부 분석 도구 또는 소프트웨어가 필요합니다.

릴리스 10.0 이후 Geant4는 멀티스레딩을 [4]구현하여 스레드 로컬 스토리지를 사용하여 시뮬레이션 이벤트를 효율적으로 병렬로 생성할 수 있습니다.GEANT4는 MacOS나 Linux와 같은 Unix 기반 운영 체제 또는 Windows 아래에 설치할 수 있습니다.

Geant4를 사용한 고에너지 물리학 실험

고에너지 물리 이외의 응용 프로그램

GEANT4의 상대론적 전자 눈사태 시뮬레이션은 뇌우 및 번개 시 발생할 수 있는 공기 중의 전기장에 의해 구동된다.

Geant4는 범용성이 있기 때문에 많은 영역에서 입자와 물질의 상호작용을 분석하기 위한 계산 도구 개발에 매우 적합합니다.여기에는 다음이 포함됩니다.

  • 자연 우주 방사선 환경과 우주 하드웨어 또는 우주 비행사 간의 상호작용을 연구하는 데 사용되는 우주 응용 프로그램
  • 치료에 사용되는 방사선의 상호작용이 시뮬레이션되는 의료 애플리케이션.
  • 반도체 소자에 대한 이온화 효과를 모델링하는 마이크로 일렉트로닉스의 방사선 효과.
  • 핵물리학

「 」를 참조해 주세요.

  • CLHEP 및 FreeHEP는 고에너지 물리용 라이브러리입니다.
  • 가속기의 나머지 부분에서 하전 입자를 모델링하기 위한 체계적인 가속기 설계.

레퍼런스

  1. ^ a b Agostinelli, S.; Allison, J.; Amako, K.; Apostolakis, J.; Araujo, H.; Arce, P.; Asai, M.; Axen, D.; Banerjee, S.; Barrand, G.; Behner, F.; Bellagamba, L.; Boudreau, J.; Broglia, L.; Brunengo, A.; et al. (2003). "Geant4—a simulation toolkit". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 506 (3): 250. Bibcode:2003NIMPA.506..250A. doi:10.1016/S0168-9002(03)01368-8.
  2. ^ Allison, J.; Amako, K.; Apostolakis, J.; Arce, P.; Asai, M.; Aso, T.; Bagli, E.; Bagulya, A.; Banerjee, S.; Barrand, G.; Beck, B.R.; Bogdanov, A.G.; Brandt, D.; Brown, J.M.C.; Burkhardt, H.; Canal, Ph.; Cano-Ott, D.; Chauvie, S.; Cho, K.; Cirrone, G.A.P.; Cooperman, G.; Cortés-Giraldo, M.A.; Cosmo, G.; Cuttone, G.; Depaola, G.; Desorgher, L.; Dong, X.; Dotti, A.; Elvira, V.D.; Folger, G.; Francis, Z.; Galoyan, A.; Garnier, L.; Gayer, M.; Genser, K.L.; Grichine, V.M.; Guatelli, S.; Guèye, P.; Gumplinger, P.; Howard, A.S.; Hřivnáčová, I.; Hwang, S.; Incerti, S.; Ivanchenko, A.; Ivanchenko, V.N.; Jones, F.W.; Jun, S.Y.; Kaitaniemi, P.; Karakatsanis, N.; Karamitros, M.; Kelsey, M.; Kimura, A.; Koi, T.; Kurashige, H.; Lechner, A.; Lee, S.B.; Longo, F.; Maire, M.; Mancusi, D.; Mantero, A.; Mendoza, E.; Morgan, B.; Murakami, K.; Nikitina, T.; Pandola, L.; Paprocki, P.; Perl, J.; Petrović, I.; Pia, M.G.; Pokorski, W.; Quesada, J.M.; Raine, M.; Reis, M.A.; Ribon, A.; Ristić Fira, A.; Romano, F.; Russo, G.; Santin, G.; Sasaki, T.; Sawkey, D.; Shin, J.I.; Strakovsky, I.I.; Taborda, A.; Tanaka, S.; Tomé, B.; Toshito, T.; Tran, H.N.; Truscott, P.R.; Urban, L.; Uzhinsky, V.; Verbeke, J.M.; Verderi, M.; Wendt, B.L.; Wenzel, H.; Wright, D.H.; Wright, D.M.; Yamashita, T.; Yarba, J.; Yoshida, H. (2016). "Recent developments in G eant 4". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 835: 186–225. Bibcode:2016NIMPA.835..186A. doi:10.1016/j.nima.2016.06.125. ISSN 0168-9002.
  3. ^ a b Allison, J.; Amako, K.; Apostolakis, J.; Araujo, H.; Arce Dubois, P.; Asai, M.; Barrand, G.; Capra, R.; Chauvie, S.; Chytracek, R.; Cirrone, G.A.P.; Cooperman, G.; Cosmo, G.; Cuttone, G.; Daquino, G.G.; et al. (2006). "Geant4 developments and applications" (PDF). IEEE Transactions on Nuclear Science. 53 (1): 270–278. Bibcode:2006ITNS...53..270A. doi:10.1109/TNS.2006.869826. hdl:2047/d20000660.
  4. ^ a b Allison, J.; Amako, K.; Apostolakis, J.; Arce, P.; Asai, M.; Aso, T.; Bagli, E.; Bagulya, A.; Banerjee, S.; Barrand, G.; Beck, B.R.; Bogdanov, A.G.; Brandt, D.; Brown, J.M.C.; Burkhardt, H.; et al. (2016). "Recent developments in Geant4". Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 835: 186–225. Bibcode:2016NIMPA.835..186A. doi:10.1016/j.nima.2016.06.125.

외부 링크