Генератор событий
Генераторы событий — это программные библиотеки высоких энергий физики частиц , которые генерируют моделируемые события . [1] [2] Они случайным образом генерируют события, подобные тем, которые производятся в ускорителях частиц , экспериментах на коллайдерах или в ранней Вселенной.События бывают разных типов, называемых процессами , как описано в статье «Автоматический расчет взаимодействия или распада частиц» .
в событии на уровне дерева пертурбативной квантовой теории поля Несмотря на простую структуру описания процессов столкновения и распада , наблюдаемый высокоэнергетический процесс обычно содержит значительное количество модификаций, таких как фотонное и глюонное тормозное излучение или поправки на петлевые диаграммы , которые обычно слишком сложна, чтобы ее можно было легко оценить в реальных расчетах непосредственно на схематическом уровне. Более того, непертурбативная природа КХД связанных состояний делает необходимым включать информацию, которая находится далеко за пределами досягаемости пертурбативной квантовой теории поля, а также за пределами нынешних возможностей вычислений в решеточной КХД . А в столкновительных системах, более сложных, чем несколько лептонов и адронов (например, столкновения тяжелых ионов), коллективное поведение системы требует феноменологического описания, которое также нелегко получить из фундаментальной теории поля с помощью простого расчета.
Использование в симуляциях
[ редактировать ]Как сказано выше, экспериментальная калибровка включает в себя процессы, которые обычно слишком сложны, чтобы их можно было легко оценить непосредственно в расчетах, поэтому любое реалистичное испытание основного физического процесса в на ускорителе частиц эксперименте требует адекватного учета этих сложных явлений, окружающих фактическое поведение. процесс. Исходя из того, что в большинстве процессов возможна факторизация всего процесса на отдельные задачи (что означает пренебрежимо малый эффект от помех ), эти отдельные процессы рассчитываются отдельно, а вероятностное ветвление между ними осуществляется методами Монте-Карло .
Частицы конечного состояния, генерируемые генераторами событий, можно использовать в моделировании детектора, что позволяет точно прогнозировать и проверять всю систему экспериментальной установки. Однако, поскольку моделирование детектора обычно представляет собой сложную и дорогостоящую задачу, простые методы анализа событий также выполняются непосредственно на результатах генератора событий.
Существуют некоторые автоматические пакеты программного обеспечения, которые помогают создавать генераторы событий и иногда рассматриваются как генераторы генераторов событий или метагенераторы .
Частично по историческим причинам большинство генераторов событий написано на FORTRAN 77 несколько генераторов на C++ , а в последние годы постепенно появляется . Группа данных о частицах поддерживает стандарт для обозначения Стандартной модели частиц и резонансов с помощью целочисленных кодов в генераторах событий (также известных как «код PDG»).
Процессы
[ редактировать ]Типичный генератор адронных событий моделирует следующие подпроцессы:
- Состав исходного состояния и субструктура
- начального состояния Ливни
- Трудный процесс
- Резонансный распад
- Души окончательного состояния
- Сопровождение полужестких процессов
- Адронизация и дальнейший распад
Типичный генератор событий тяжелых ионов обычно может быть менее строгим при моделировании редких и довольно незначительных процессов, наблюдаемых в адроном генераторе, но ему необходимо будет моделировать следующие подпроцессы, в дополнение к процессам в адроном генераторе:
- Ядерное начальное состояние
- Высокая кратность, мягкие процессы
- Потери энергии в среде
- Коллективное поведение среды (до сих пор не обрабатывается должным образом ни одним генератором)
Список генераторов событий
[ редактировать ]Основные генераторы событий, которые используются в текущих экспериментах:
Генераторы адронных событий [3]
Универсальные генераторы партонных уровней
Генераторы событий тяжелых ионов
- ГиБУУ
- HIJING. Архивировано 16 июля 2006 г. в Wayback Machine.
Генераторы нейтринных событий
Специализированные генераторы событий
- AcerMC – БАКа фоновые процессы
- АЛЬПГЕН – многопартонные процессы
- Ариадна – каскад КХД с моделью цветового диполя
- MC@NLO – матричные элементы КХД следующего за ведущим порядка с использованием HERWIG для партонного ливня
- ДЖИММИ – множественные партонные процессы
- STARlight – Фотоядерные и двухфотонные процессы в ультрапериферических столкновениях тяжелых ионов [4]
- ГРАНИТТИ – Дифракционная КХД и двухфотонные процессы
«Метагенератор»
- CompHEP – автоматическая оценка элементов матрицы уровня дерева для генерации событий или экспорта в другие генераторы событий.
Ссылки
[ редактировать ]Внешние ссылки
[ редактировать ]- Схема чисел Монте-Карло, 2006 г. , из Обзора физики элементарных частиц за 2006 г.
- Список программ Монте-Карло – от DESY