CLAS12 前向飞行时间示例

本示例展示来自 clas12-systems 的 CLAS12 前向飞行时间（FTOF）探测器几何。

快速上手

在 clas12-systems 仓库中，构建几何数据库并运行一次简短的模拟：

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

几何

下图所示的几何定义于 geometry_src/ftof/ftof.py 和 geometry_src/ftof/geometry.py。 FTOF 构建器读取本地 coatjava 几何工厂，将 CLAS12 前向 TOF 面板和闪烁体条转换为 GEMC 几何体，并将它们存入 gemc.db。

世界体（一个名为 root 的盒状几何体）在六个扇区中的每个扇区内包含：

三个面板母体，命名为 ftof_p1a_s<sector>、ftof_p1b_s<sector> 和 ftof_p2_s<sector>
闪烁体条，命名为 panel1a_sector<sector>paddle<n>（23 条）、panel1b_…（62 条）和 panel2_…（5 条）
位于面板 1a 和 2 后方的铅屏蔽，命名为 ftof_shield_p1a_sector<sector> 和 ftof_shield_p2_sector<sector>

交互式查看器：

物理列表

默认使用 FTFP_BERT，在 YAML 文件中通过 phys_list: FTFP_BERT 选择。

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

生成器

粒子的运动学参数在 YAML 文件中定义：

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

更多信息请参见内置生成器文档。

数字化

闪烁体条使用 CLAS12 专用的 ftof 数字化插件。每根闪烁体条的两端均进行读出，因此该插件会将每次命中拆分为左、右两个 PMT 通道。标识符记录扇区、面板、闪烁体条以及 PMT 所在的一端：

gvolume.digitization = "ftof"
gvolume.set_identifier("sector", sector, "panel", layer, "paddle", paddle, "side", 0)

用法

构建探测器

使用 geometry_src/ftof/ftof.py 构建探测器。默认情况下，探测器配置存储在名为 gemc.db 的 SQLite 文件中。

更多信息请参见构建几何。

运行 GEMC

可使用 ftof.yaml 文件运行该探测器配置。添加 -gui 可交互式运行：

gemc ftof.yaml -gui

按需修改 ftof.yaml，尤其是添加粒子、控制线程数或更改输出时。

运行事件

CLAS12 FTOF simulation: generated electrons crossing the forward time-of-flight geometry.

输出

gstreamer 选项用于选择输出文件名和格式：

gstreamer:
  - format: csv
    filename: ftof
  - format: hipo
    filename: ftof

更多信息请参见输出文档。

使用 GEMC 分析器绘图

先运行 GEMC，模拟 2,000 个事件。默认 YAML 文件会输出供分析器使用的 CSV 数据流。

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

绘制每次命中的总沉积能量：

gemc-analyzer ftof_t0_true_info.csv totalEDeposited --kind csv --data true_info

ftof 每次命中的总沉积能量

绘制命中位置的 y 与 x 关系图：

gemc-analyzer ftof_t0_true_info.csv --kind csv --data true_info --plot yvsx --bins 80

ftof 命中位置的 y 与 x 关系图