CLAS12 低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 低閾値チェレンコフカウンター（LTCC）のジオメトリを示します。 GEMC ネイティブのミラー光学系と、gcad 機能で読み込む 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。

LTCC のジオメトリとデジタイゼーションは、clas12-systems 0.3 で、GEMC 0.5 および pygemc 0.5.0 と組み合わせて利用できます。

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構築し、短いシミュレーションを実行します：

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

ジオメトリ

以下に示すジオメトリは geometry_src/ltcc/geometry.py で定義され、構築処理は geometry_src/ltcc/ltcc.py によって統括されます。ネイティブのビルダーは、元の clas12Tags の Perl スクリプト（ミラー形状、PMT、鉄シールド）を移植したもので、反射型ウィンストンコーンと機械構造のフレームは CAD メッシュとしてインポートされます。ネイティブのレコードは ltcc SQLite システムを使用し、メッシュのレコードは別の ltcc_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 で検出器全体を読み込めます。

ワールド（root という名前のボックス）には、6 つのセクターそれぞれについて次のものが含まれます：

そのセクターの光学系を収める、ltccS<sector> という名前のガスのくさび形母体ボリューム
ltcc_AlMgF2 光学表面を指定して登録された、円筒面、双曲面、楕円面のミラーセグメント
各セグメントの左右で読み出しを行う、pmt_s<sector><side>_<n> という名前の光電子増倍管
ウィンストンコーンの外面を覆う 5 mm の鉄シールド
copyOf 配置として再利用される CAD ウィンストンコーン（WC_S、WC_M、WC_L）とフレームメッシュ

インタラクティブビューア：

物理リスト

LTCC 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

粒子の運動学的パラメーターは 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。

デジタイゼーション

光電子増倍管は CLAS12 固有の ltcc デジタイゼーションプラグインを使用します。識別子には、セクター、 PMT の左右の区別、およびその光電子増倍管が読み出すミラーセグメントが記録されます：

pmt.digitization = "ltcc"
pmt.set_identifier("sector", sector, "side", side_id, "segment", n)

使い方

検出器の構築

geometry_src/ltcc/ltcc.py を使って検出器を構築します。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 ltcc ボリュームを登録し、stls/cad__default.yaml から ltcc_cad システム用の CAD 定義をアップロードして、CAD の copyOf 配置を追加します。デフォルトでは、両方のシステムは 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構築も参照してください。

GEMC の実行

この構成での実行には ltcc.yaml ファイルを使用できます。インタラクティブに実行するには -gui を追加します：

gemc ltcc.yaml -gui

必要に応じて ltcc.yaml を変更してください。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 LTCC simulation: generated electrons crossing the low-threshold Cherenkov counter geometry.

出力

gstreamer オプションで出力のファイル名と形式を選択します：

gstreamer:
  - format: csv
    filename: ltcc
  - format: hipo
    filename: ltcc

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 アナライザーによるプロット

まず GEMC で 2,000 イベントを実行します。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 ltcc.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をプロットします：

gemc-analyzer ltcc_t0_true_info.csv totalEDeposited --kind csv --data true_info

ltcc のヒットごとの総エネルギー付与

ヒット位置の y 対 x をプロットします：

gemc-analyzer ltcc_t0_true_info.csv --kind csv --data true_info --plot yvsx --bins 80

ltcc のヒット位置の y 対 x