Cherenkov の例

この例では、GEMC 検出器で Cherenkov 放射を有効にする方法を示します。 3 つのラジエーター名は、中立的なデモ用のラベルです。これらの光学定数は非物理的な場合があり、 実在する材料の定義として解釈すべきではありません。

この例はブラウザ上で実行できます:

クイックスタート

この例を現在のディレクトリにコピーします。 ジオメトリを作成し、1 イベントを実行し、ROOT および CSV の出力ファイルを生成するには:

cp -r $GEMC_HOME/examples/optical/cherenkov .
cd cherenkov
./cherenkov.py
gemc cherenkov.yaml -n=1

ジオメトリ

以下に示すジオメトリは cherenkov.py で定義されています。これは 3 つのバリエーションで生成されます: default、mediumIndexRadiator、highIndexRadiator です。

ワールド（root という名前のボックス）には radiator ボックスが含まれます。ラジエーターの材料は選択したバリエーションによって異なります:

• 4 つのボックス（detector_left、detector_right、detector_top、detector_bottom）で構成される gPhotonDetector 検出器。これにより、ビーム用に中心部へ小さな穴が残されます。

インタラクティブビューア:

物理リスト

YAML ファイルではデフォルトで FTFP_BERT + G4OpticalPhysics が使用されます。光学光子を生成するには、光学物理コンポーネントが必要です。

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

粒子の運動学は YAML ファイルで定義されています:

gparticle:
  - name: e-
    p: 1000*MeV
    vz: -50*cm

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

検出器ボリュームの感度は、cherenkov.py 内の gPhotonDetector デジタイゼーション（GEMC に組み込まれている 利用可能なルーチンの 1 つ）で指定されます。

identifier は、異なる検出器ボックスを区別するために使用されます:

backplate.digitization = "gPhotonDetector"
backplate.set_identifier("detector", panel_id)

詳細については、Flux のドキュメント を参照してください。

使い方

検出器の構築

Python スクリプト cherenkov.py を使用して検出器を構築します。デフォルトでは、セットアップは gemc.db という名前の SQLite ファイルに保存されます。コマンドラインオプションで、データベースの種類、 バリエーション、ラン番号を定義できます。

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

ファイル cherenkov.yaml 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 cherenkov.yaml -gui

YAML は g4view.cloudPoints: 60000 を設定しており、クラウドスタイルのボリュームが、レンダリングされた ジオメトリのスクリーンショットに対して十分に密になるようにしています。

必要に応じて cherenkov.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、出力の変更などに使用します。 gPhotonDetector デジタイゼーションは、エネルギーをまったく付与しない場合でも光学光子を記録するため、 この例では recordZeroEdep は必要ありません。

バリエーション

YAML ファイル内では、バリエーションは mediumIndexRadiator に設定されています。材料を変更するには、これを default または highIndexRadiator に置き換えることができます。例えば:

gsystem:
  - name: cherenkov
    variation: highIndexRadiator

以下に示すように、ラジエーター材料が異なると、光子の収量や角度も異なります。 これらの光学定数はデモ用の値であり、非物理的な場合があります。 バリエーションごとに個別の出力ファイルが必要な場合は、gstreamer のファイル名にバリエーション名を使用してください。

左: lowIndexRadiator、中央: mediumIndexRadiator、右: highIndexRadiator。

イベントの実行

出力

gstreamer オプションは、出力ファイル名とフォーマットを選択します:

gstreamer:
  - format: csv
    filename: cherenkov

gPhotonDetector はイベントごとのデジタイゼーションであるため、GEMC はスレッドごとに 1 つの出力ファイルを生成します。 ROOT ファイルの場合は、hadd を使用してファイルをマージできます。

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 GEMC を 1 イベントで実行します。デフォルトの YAML ファイルは、アナライザー用の CSV ストリームを書き出します。

gemc cherenkov.yaml -n=1

ヒットごとに付与された総エネルギーをプロットします:

gemc-analyzer cherenkov_t0_digitized.csv totEdep --kind csv

y 対 x のヒット位置をプロットします:

gemc-analyzer cherenkov_t0_true_info.csv --kind csv --data true_info --plot yvsx --bins 80