Geant4 (GEometry ANd Tracking)是由歐洲核子中心 (CERN)開發的一套C++開源工具包,其用途是模擬粒子在物質中的物理過程。相比於上一代蒙特卡洛模擬軟件Geant3 (基於Fortran語言),Geant4由於C++強大的語言能力, 因而能夠靈活地處理規模更加龐大、結構更加復雜的物理環境。這方面應用的佼佼者當屬位於CERN的大型強子對撞機(圖一)。
圖一:Geant4模擬。ATLAS探測器中的粒子對撞過程。
Geant4幾乎可以模擬所有物理過程,包括電磁相互作用、中子散射、光學過程等。除了在高能物理方面的應用,Geant4還被廣泛應用於以下領域
• 核物理
• 空間和天體物理
• 醫用物理
• 輻射防護和探測
甚至還有一些對DNA、生物神經的輻射傷害的研究中也使用到了Geant4(圖二)。
圖二: Geant4模擬。生物神經受輻射影響的模擬。
加上開源軟件的天生優勢,Geant4的用戶活躍度一直很高,許多物理過程可以得到及時的改進和修正。
不過相比其他同類軟件,Geant4由於本身只是一個C++工具庫,而不是一個“即開即用”的軟件。 每個用戶必須針對自己的實驗環境攥寫和編譯相應的C++代碼,這可能也是新手入門時遇到的最大問題。不過Geant4為不同的計算機平台提供了很好的支持,包括但不限於Windows,Linux,Unix,macOS等系統。同時Geant4官網也提供了很詳實的用戶手冊和學習資源。然而官方以外對Geant4做解讀的資源就不是很多了,中文的資源就更少了(這方面最有參考價值的是清華大學楊振偉老師的授課講義)。所以,作為一個旨在傳播和交流Geant4的訂閱號,我們將會提供一些基礎的入門和技術討論,不時還會翻譯一些官方文檔和官方論壇上的有趣討論。希望大家可以給我們留言,多提意見,告訴我們你想聽到什么。
最后做一個簡單的調研,大家可以在微信里回復:
1)您所在的行業?用Geant4模擬的用途?
2)您打算使用的計算機平台?Windows, Linux (注明發行版 Ubuntu, CentOS, Fedora等), macOS?
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