CLAS12 プリシャワーカロリメータの例

この例では、clas12-systems に含まれる CLAS12 プリシャワーカロリメータ（PCAL）のジオメトリを示します。

クイックスタート

clas12-systems リポジトリから、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/pcal
./pcal.py
gemc pcal.yaml -n=1

ジオメトリ

以下に示すジオメトリは、geometry_src/pcal/pcal.py と geometry_src/pcal/geometry.py で定義されています。 PCAL ビルダーはローカルの coatjava ジオメトリファクトリを読み込み、CLAS12 プリシャワーカロリメータのセクター、ウィンドウ、鉛層、シンチレータ層、および U、V、W のストリップボリュームを GEMC ボリュームに変換して、gemc.db に格納します。

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以下が含まれます。

pcal_s1 から pcal_s6 までの名前を持つセクターのマザーボリューム
Stainless_Steel_Front_… および Stainless_Steel_Back_… という名前の前後のステンレス鋼ウィンドウ
Last-a-Foam_Front_… および Last-a-Foam_Back_… という名前の前後の Last-a-Foam ウィンドウ
PCAL_Lead_Layer_<layer>_s<sector> という名前の鉛層
U、V、W のシンチレータ層マザー、ならびに単一／二重ストリップボリューム

PCAL は大規模なジオメトリであるため、この例では以下のインタラクティブビューをエクスポートする際に高速な PyVista レンダリングパスを使用するよう、_data/examples.yml に pyvista-fast: true を設定しています。

インタラクティブビューア:

物理リスト

デフォルトでは FTFP_BERT が使用され、YAML ファイルで phys_list: FTFP_BERT により選択されます。

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

粒子の運動学は 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
    delta_phi: 180*deg

詳細については内部ジェネレータ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

シンチレータストリップは、共有の CLAS12 ecal デジタイゼーションプラグインを使用します。PCAL は、hipo のレイヤー 1 から 3 を使用して、EC システムと同じ ECAL バンクに書き込みます。識別子にはセクター、レイヤー、ストリップの番号が記録されます。

gvolume.digitization = "ecal"
gvolume.set_identifier("sector", sector, "layer", layer, "strip", pcal_strip_id(uvw, kind, strip))

使い方

検出器のビルド

geometry_src/pcal/pcal.py を使用して検出器をビルドします。デフォルトでは、セットアップは 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ビルドも参照してください。

GEMC の実行

pcal.yaml ファイルを使用してセットアップを実行できます。インタラクティブに実行するには -gui を追加します。

gemc pcal.yaml -gui

必要に応じて pcal.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います。

イベントの実行

CLAS12 PCAL simulation: generated electrons crossing the preshower calorimeter 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: pcal
  - format: hipo
    filename: pcal

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 によるプロット

まず 2,000 イベントで GEMC を実行します。デフォルトの YAML ファイルはアナライザの CSV ストリームを書き出します。

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

ヒットごとに堆積した全エネルギーをプロットします。

gemc-analyzer pcal_t0_true_info.csv totalEDeposited --kind csv --data true_info

pcal total energy deposited per hit

ヒット位置の y 対 x をプロットします。

gemc-analyzer pcal_t0_true_info.csv --kind csv --data true_info --plot yvsx --bins 80

pcal y vs x hit positions