Geant4
![]() | |
Тип | Бібліотека програм обчислювальної фізики |
---|---|
Розробник | Geant4 Collaboration[1] |
Перший випуск | 1998[2] |
Стабільний випуск | 11.2[3] (8 грудня 2023 ) |
Платформа | багатоплатформне |
Операційна система | Linux, Mac OS X, Windows |
Мова програмування | C++[4] |
Ліцензія | Geant4 Software License[5] |
Онлайн-документація | geant4.web.cern.ch/support/user_documentation |
Репозиторій | ssh://git@gitlab.cern.ch:7999/geant4/geant4.git, https://github.com/Geant4/geant4 |
Вебсайт | geant4.org |
Geant4 (англ. GEometry ANd Tracking) — система бібліотек програм, призначена для симуляції проходження елементарних частинок крізь речовину за допомогою методу Монте-Карло[2][6]. Geant4 є наступником серії GEANT, розробленої в CERN і є першою, яка використовує об'єктно-орієнтоване програмування (С++). Розробку бібліотеки, її супровід та підтримку користувачів проводить міжнародна спільнота[1].
Сфера застосування Geant4 — фізика елементарних частинок та ядерні реакції, медична та фізика космічної плазми, дослідження на прискорювачах. Бібліотека використовується у великій кількості дослідницьких проектів по всьому світу. Програмне забезпечення системи та її джерельний код знаходяться у вільному доступі на сайті проекту. До версії 8.1, випущеної 30 червня 2006 року, бібліотека не супроводжувалася конкретною ліцензією, починаючи з цієї версії система поширюється на умовах Geant4 Software License[5].
Geant4 включає в себе можливості для роботи з геометричними властивостями систем, відстеження треків частинок та відгуку детектора, керування запусками, візуалізації та організації інтерфейсу користувача.
Нижче наведено стислий виклад функцій кожної з перерахованих вище частин системи:
- Геометрія — аналіз схеми розміщення експерименту, в тому числі детекторів, поглиначів тощо, беручи до уваги, як ця схема впливатиме на траєкторій частинок в експерименті.
- Трекінг (відстеження треків) — симуляція проходження частинок крізь матерію. Це передбачає враховування можливих взаємодій і процесів радіоактивного розпаду.
- Керування запусками — запис протоколів кожного «запуску» (набору «подій») та налаштування різних конфігурацій експерименту між запусками.
- Візуалізація та інтерфейс користувача забезпечуються рядом можливостей, включно з OpenGL та tcsh.
Також Geant4 має базові можливості для побудови гістогра��. Для реалізації розширених можливостей аналізу даних він вимагає зовнішнього програмного забезпечення, яке підтримує абстрактний інтерфейс аналізу даних[en].
Починаючи з версії 10.0, бібліотека також підтримує багатопотоковість, даючи можливість використання локальної пам'яті ниток для організації ефективної паралельної симуляції подій.
- BaBar[en] і GLAST у SLAC
- ATLAS, CMS і LHCb у Великому адронному колайдері, ЦЕРН
- MINOS[en] у Fermilab
- Enriched Xenon Observatory[en]
- T2K[en]
- CUORE[en]
- Детектори темної матерії: LUX[en], XENON
![](http://178.128.105.246/content-http-upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/5/5f/RREA_Monte_Carlo_simulation.png/320px-RREA_Monte_Carlo_simulation.png)
Оскільки по своїй природі Geant4 є бібліотекою загального призначення, вона добре підходить для створення обчислювальних систем аналізу взаємодії частинок та матерії у багатьох сферах застосування. Зокрема це:
- Космічні застосування, де Geant4 використовується для аналізу взаємодії космічного випромінювання і космічної техніки та космонавтів;
- Медицина, де проводиться симуляція взаємодії випромінювань, що використовуються для лікування;
- Радіаційні ефекти у мікроелектроніці, де моделюються іонізаційні ефекти у напівпровідниках;
- Ядерна фізика.
- ↑ а б Geant4 collaboration. Архів оригіналу за 31 жовтня 2016. Процитовано 30 жовтня 2016.
- ↑ а б Agostinelli, S.; Allison, J.; Amako, K.; Apostolakis, J.; Araujo, H. та ін. (2003). Geant4—a simulation toolkit. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment. 506 (3): 250. Bibcode:2003NIMPA.506..250A. doi:10.1016/S0168-9002(03)01368-8.
- ↑ Geant4 11.2 Release Notes. — Geant4 Collaboration, 2023. — 8 грудня. — Дата звернення: 08.12.2023.
- ↑ The geant4 Open Source Project on Open Hub: Languages Page — 2006.
- ↑ а б Geant4 Software License. geant4.org. 28.06.2006. Архів оригіналу за 10 жовтня 2016. Процитовано 30.10.2016.
- ↑ Allison, J.; Amako, K.; Apostolakis, J.; Araujo, H.; Arce Dubois, P. та ін. (2006). Geant4 developments and applications. IEEE Transactions on Nuclear Science. 53: 270. Bibcode:2006ITNS...53..270A. doi:10.1109/TNS.2006.869826.
- Офіційний сайт
- Geant4 Space Users [Архівовано 15 грудня 2016 у Wayback Machine.] — каталог проектів по використанню Geant4 у космічних дослідженнях
- Geant4-DNA [Архівовано 21 листопада 2016 у Wayback Machine.] — моделювання ранніх біологічних пошкоджень, викликаних іонізуючим випромінюванням на рівні ДНК