Esempio del Forward Tagger di CLAS12

Questo esempio mostra la geometria del Forward Tagger (FT) di CLAS12 disponibile in clas12-systems. Il FT si trova a piccoli angoli polari ed è costituito da tre sottosistemi: un calorimetro elettromagnetico, un odoscopio a scintillatore e un tracciatore Micromegas.

La geometria e la digitizzazione del FT sono disponibili in clas12-systems 0.3 con GEMC 0.5 e pygemc 0.5.0.

Avvio rapido

Dal repository clas12-systems, genera il database della geometria ed esegui una breve simulazione:

cd $GEMC_HOME/../clas12-systems/geometry_src/ft
./ft.py
gemc ft.yaml -n=1

Geometria

La geometria, mostrata di seguito, è definita in geometry_src/ft/geometry.py e generata da geometry_src/ft/ft.py. Lo script di costruzione del FT assembla i tre sottosistemi in un unico gemc.db:

il calorimetro, una matrice di cristalli di PbWO4, ciascuno rivestito e accoppiato a un APD, denominati ft_cal_cr_h<ih>_v<iv>, più i volumi dell’alloggiamento in rame, della scheda madre e della schermatura
l’odoscopio, piastrelle di scintillatore denominate in base a settore, strato e componente
il tracciatore, dischi Micromegas con volumi di kapton, fotoresist e anelli su ciascuno strato e lato

Il volume mondo (una scatola denominata root) contiene tutti e tre i sottosistemi. Al calorimetro e al tracciatore vengono aggiunti rivelatori di flusso per registrare il flusso delle particelle incidenti.

Visualizzatore interattivo:

Lista dei processi fisici

FTFP_BERT è utilizzata per impostazione predefinita e selezionata nel file YAML con phys_list: FTFP_BERT.

phys_list

The physics list can be selected using the option
gemc -phys_list <value>
where <value> can be a combination of the Geant4 physics constructors separated by the + sign. For example
gemc -phys_list="FTFP_BERT + G4NeutronCrossSectionXS"
To see a list of the available Geant4 constructors:
gemc -showPhysics

Generatore

La cinematica delle particelle è definita nel file YAML:

gparticle:
  - name: e-
    p: 2000*MeV
    theta: 3*deg
    phi: 10*deg
    delta_phi: 180*deg

Vedi anche la Documentazione del generatore interno per maggiori informazioni.

Digitizzazione

Ogni sottosistema del FT utilizza il proprio plugin di digitizzazione specifico per CLAS12. I cristalli del calorimetro usano ft_cal, le piastrelle dell’odoscopio usano ft_hodo e i dischi del tracciatore usano ft_trk. Gli identificatori indicano il componente da cui viene acquisito il segnale, ad esempio la riga e la colonna del cristallo del calorimetro:

digitization="ft_cal",
identifiers=("ih", ix, "iv", iy),

Utilizzo

Costruzione del rivelatore

Usa geometry_src/ft/ft.py per costruire il rivelatore. Per impostazione predefinita, la configurazione viene memorizzata in un file SQLite denominato gemc.db.

Vedi anche la Costruzione della geometria per maggiori informazioni.

Esecuzione di GEMC

Il file ft.yaml può essere usato per simulare la configurazione. Aggiungi -gui per eseguire in modalità interattiva:

gemc ft.yaml -gui

Modifica ft.yaml secondo necessità, in particolare per aggiungere particelle, controllare il numero di thread o cambiare l’output.

Esecuzione degli eventi

CLAS12 FT simulation: generated electrons crossing the forward tagger geometry.

Output

L’opzione gstreamer seleziona i nomi dei file e i formati di output:

gstreamer:
  - format: csv
    filename: ft
  - format: hipo
    filename: ft

Vedi anche la Documentazione dell’output per maggiori informazioni.

Il forward tagger acquisisce i segnali di tre rivelatori (ft_cal, ft_hodo e ft_trk) con strutture degli identificatori diverse. L’esempio di analisi qui sotto disabilita l’output delle informazioni di verità (true-information) e dei dati digitizzati per i rivelatori di flusso, dell’odoscopio e del tracciatore, in modo che il CSV contenga lo schema uniforme di ft_cal.

Grafici con il GEMC Analyzer

Esegui prima GEMC con 2.000 eventi. Il file YAML predefinito scrive i flussi CSV dell’analizzatore.

gemc ft.yaml -n=2000 -no_field=all -plugin_path=/opt/projects/gemc/clas12-systems/build \
  -no_true_info="flux ft_hodo ft_trk" -no_digitized="flux ft_hodo ft_trk"

Traccia l’energia totale depositata per hit:

gemc-analyzer ft_t0_true_info.csv totalEDeposited --kind csv --data true_info

energia totale depositata per hit nel FT

Traccia le posizioni degli hit, y in funzione di x:

gemc-analyzer ft_t0_true_info.csv --kind csv --data true_info --plot yvsx --bins 80

posizioni degli hit nel FT, y in funzione di x