CLAS12 高閾値チェレンコフカウンターの例

この例では、clas12-systems に含まれる CLAS12 高閾値チェレンコフカウンター (HTCC) のジオメトリを紹介します。 GEMC ネイティブのミラー光学系と、gcad 機能で読み込んだ CAD メッシュを組み合わせています。両方のシステムは 1 つの SQLite データベースに格納されます。

HTCC のジオメトリとデジタイズ処理は、clas12-systems 0.3 と GEMC 0.5、pygemc 0.5.0 の組み合わせで利用できます。

クイックスタート

clas12-systems リポジトリで、ジオメトリデータベースをビルドし、短いシミュレーションを実行します。

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

ジオメトリ

下に示すジオメトリは geometry_src/htcc/geometry.py で定義され、その構築処理は geometry_src/htcc/htcc.py によって制御されます。ネイティブビルダーは元の clas12Tags の perl スクリプト (ガスボリューム、窓、48 枚の楕円ミラー、48 本の光電子増倍管) を移植したもので、3 つのビームラインコーンは CAD メッシュとしてインポートされます。ネイティブのデータ行は htcc SQLite システムを使用し、メッシュのデータ行は別の htcc_cad CAD システムを使用します。両者は同じデータベース、バリエーション、ランを共有するため、 1 つの gemc.db で検出器全体が読み込まれます。

ワールド (root という名前のボックス) には以下が含まれます。

ポリコーンのブール演算で構築された htcc ガスボリュームと、htccEntryWindow および htccExitWindow
ポリコーンのバレルから切り出され、htcc_AlMgF2 光学表面を設定して登録された 48 個の楕円ミラーセグメント
pmt_<ring>sector<sector><half> という名前の光電子増倍管。各セクターを 2 つの半セクターに分けて読み出す
htcc_AlMgF2 ミラー用スキン表面を共有するウィンストンコーンの放物面シェル
root の下に配置された CAD ビームラインコーン (htccCone、htccMollerCone、htccMollerConeExt)

インタラクティブビューア:

物理リスト

HTCC はチェレンコフ検出器であるため、光学光子を生成して追跡する必要があります。YAML ファイルでは phys_list: FTFP_BERT + G4OpticalPhysics により FTFP_BERT + G4OpticalPhysics を選択します。

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

ジェネレーター

粒子の運動学的条件は YAML ファイルで定義されます。

gparticle:
  - name: e-
    p: 5000*MeV
    delta_p: 1*GeV
    theta: 25*deg
    delta_theta: 15*deg
    randomThetaModel: cosine
    phi: 60*deg
    delta_phi: 180*deg

詳細については内部ジェネレーターのドキュメントも参照してください。

デジタイズ処理

光電子増倍管は CLAS12 固有の htcc デジタイズプラグインを使用します。識別子にはセクター、ミラーのリング、および光電子増倍管が読み出す半セクターが記録されます。

pmt.digitization = "htcc"
pmt.set_identifier("sector", sector, "ring", ring, "half", hindex)

使い方

検出器のビルド

geometry_src/htcc/htcc.py を使用して検出器をビルドします。このスクリプトは材料とミラー表面を定義し、ネイティブの htcc ボリュームを登録するとともに、3 つのビームラインコーンを CAD メッシュとして htcc_cad システムに登録します。デフォルトでは、両方のシステムが gemc.db という名前の SQLite ファイルに格納されます。

詳細についてはジオメトリのビルドも参照してください。

GEMC の実行

htcc.yaml ファイルを使ってこの構成で実行できます。インタラクティブに実行するには -gui を追加します。

gemc htcc.yaml -gui

必要に応じて htcc.yaml を変更します。特に、粒子の追加、スレッド数の制御、出力の変更などを行えます。

イベントの実行

CLAS12 HTCC simulation: generated electrons crossing the high-threshold Cherenkov counter geometry.

出力

gstreamer オプションで出力ファイル名と形式を選択します。

gstreamer:
  - format: csv
    filename: htcc
  - format: hipo
    filename: htcc

詳細については出力のドキュメントも参照してください。

GEMC Analyzer でのプロット

まず 2,000 イベントで GEMC を実行します。デフォルトの YAML ファイルでは、アナライザー用の CSV ストリームが出力されます。

gemc htcc.yaml -n=2000 -no_field=all -plugin_path=/opt/projects/gemc/clas12-systems/build

ヒットごとの総エネルギー付与量をプロットします。

gemc-analyzer htcc_t0_true_info.csv totalEDeposited --kind csv --data true_info

htcc のヒットごとの総エネルギー付与量

ヒット位置の y 座標を x 座標に対してプロットします。

gemc-analyzer htcc_t0_true_info.csv --kind csv --data true_info --plot yvsx --bins 80

htcc のヒット位置の y 座標対 x 座標