Generátor událostí - Event generator
Generátory událostí jsou software knihovny které generují simulovanou vysokou energii částicová fyzika Události.[1][2]Náhodně generují události jako ty, které vznikly v urychlovače částic, urychlovač experimenty nebo raný vesmír. Události přicházejí v různých typech tzv procesy jak je uvedeno v Automatický výpočet interakce nebo rozpadu částic článek.
Přes jednoduchou strukturu na úrovni stromu rušivé kvantová teorie pole popis srážka a rozklad procesy v případě, pozorovaný vysokoenergetický proces obvykle obsahuje značné množství modifikací, jako foton a gluon bremsstrahlung nebo smyčka diagram opravy, které jsou obvykle příliš složité na to, aby je bylo možné snadno vyhodnotit v reálných výpočtech přímo na diagramové úrovni. Kromě toho neporušující povaha QCD vázané státy je nutné zahrnout informace, které jsou daleko za hranicí perturbativní kvantové teorie pole a také za současnou schopností výpočtu v mřížka QCD. A v kolizních systémech složitější než několik leptony a hadrony (např. srážky těžkých iontů), kolektivní chování systému by zahrnovalo a fenomenologický popis, který také nelze snadno získat ze základní teorie pole pomocí jednoduchého počtu.
Použití v simulacích
Jak bylo řečeno výše, experimentální kalibrace zahrnuje procesy, které jsou obvykle příliš komplikované na to, aby se daly snadno vyhodnotit přímo ve výpočtech, takže jakýkoli realistický test základního fyzikálního procesu v urychlovač částic experiment, proto vyžaduje adekvátní zahrnutí těchto komplexních chování obklopujících skutečný proces. Na základě skutečnosti, že ve většině procesů a faktorizace je možný celý proces do jednotlivých problémů (což znamená zanedbatelný účinek od rušení ), tyto jednotlivé procesy se počítají samostatně a pravděpodobnostní větvení mezi nimi se provádí pomocí Metody Monte Carlo.
Částice konečného stavu generované generátory událostí mohou být přiváděny do simulace detektoru, což umožňuje přesnou předpověď a ověření celého systému experimentálního nastavení. Jelikož je však simulace detektoru obvykle složitý a výpočetně nákladný úkol, provádějí se také jednoduché techniky analýzy událostí přímo na výsledcích generátoru událostí.
Některé automatické softwarové balíčky existují, které pomáhají při konstrukci generátorů událostí, a někdy se na ně pohlíží jako generátory generátorů událostí nebo meta-generátory.
Částečně z historických důvodů je většina generátorů událostí napsána FORTRAN 77, s několika C ++ v posledních letech se pomalu objevují generátory. The Skupina dat o částicích udržuje a Standard pro označení Standardní model částice a rezonance s celé číslo kódy v generátorech událostí (označovaných také jako „kód PDG“).
Procesy
Typický generátor hadronických událostí simuluje následující podprocesy:
- Složení a spodní struktura v počátečním stavu
- Počáteční stav sprchy
- Náročný proces
- Rezonance rozklad
- Sprchy konečného stavu
- Doprovodné polotvrdé procesy
- Hadronizace a další rozpad
Typický generátor událostí těžkých iontů obvykle může být méně přísný při simulaci vzácných a spíše zanedbatelných procesů nalezených v generátoru hadronů, ale kromě simulátorů v generátoru hadronů bude muset simulovat následující podprocesy:
- Jaderná počáteční stav
- Vysoká rozmanitost, měkké procesy
- Střední ztráta energie
- Kolektivní chování média (zatím žádné generátory nezacházejí správně)
Seznam generátorů událostí
Generátory hlavních událostí, které používají současné experimenty, jsou:
Generátory událostí Hadronic[3]
Víceúčelové generátory na úrovni partonů
Generátory událostí těžkých iontů
Generátory událostí Neutrino
Specializované generátory událostí
- AcerMC – LHC procesy na pozadí
- ALPGEN - více parton procesy
- Ariadne - QCD kaskáda s modelem Color Dipole
- MC @ NLO - maticové prvky QCD matice dalšího řádu využívající HERWIG pro partonovou sprchu
- JIMMY - více parton procesů
- Světlo hvězd - Fotonukleární a dvoufotonové procesy v ultra-periferních srážkách těžkých iontů [4]
- GRANIITTI - Difrakční QCD a dvoufotonové procesy
"Meta-generátor"
- CompHEP - automatické vyhodnocení prvků matice na úrovni stromu pro generování událostí nebo export do jiných generátorů událostí
„Úložiště s veřejnými vzorky Monte Carlo“
- HepSim Veřejné úložiště se vzorky událostí z generátorů Monte Carlo pro srážky částic