กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

ตัวสร้างกิจกรรม

ตัวสร้างเหตุการณ์คือไลบรารีซอฟต์แวร์ ที่สร้าง เหตุการณ์ฟิสิกส์อนุภาค พลังงานสูงจำลอง โดยจะสร้างเหตุการณ์แบบสุ่มเช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นในเครื่องเร่งอนุภาค การทดลอง...

ตัวสร้างกิจกรรม

ตัวสร้างเหตุการณ์คือไลบรารีซอฟต์แวร์ ที่สร้าง เหตุการณ์ฟิสิกส์อนุภาค พลังงานสูงจำลอง[ 1 ] [ 2 ] โดยจะสร้างเหตุการณ์แบบสุ่มเช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นในเครื่องเร่งอนุภาค การทดลอง ชนกันหรือจักรวาลยุคแรก เหตุการณ์มีหลายประเภทที่เรียกว่ากระบวนการดังที่ได้กล่าวไว้ในบทความการคำนวณปฏิสัมพันธ์หรือการสลายตัวของอนุภาคโดยอัตโนมัติ

แม้ว่าโครงสร้างของทฤษฎีสนามควอนตัม แบบรบกวนระดับต้นไม้ (tree-level perturbative quantum field theory ) จะอธิบาย กระบวนการ ชนและการสลายตัวในเหตุการณ์ได้อย่างเรียบง่าย แต่กระบวนการพลังงานสูงที่สังเกตได้มักมีการปรับเปลี่ยนที่สำคัญจำนวนมาก เช่นการแผ่รังสีเบร็มส์ตรัลของโฟตอนและกลูออนหรือ การแก้ไข ไดอะแกรม ลูป ซึ่งมักซับซ้อนเกินกว่าจะประเมินได้ง่ายๆ ในการคำนวณจริงโดยตรงในระดับไดอะแกรม ยิ่งไปกว่านั้น ลักษณะที่ไม่ใช่แบบรบกวนของสถานะผูกพันQCDทำให้จำเป็นต้องรวมข้อมูลที่อยู่นอกเหนือขอบเขตของทฤษฎีสนามควอนตัมแบบรบกวน และอยู่นอกเหนือความสามารถในการคำนวณในปัจจุบันของ QCD แบบแลตติส ( lattice QCD ) และในระบบการชนที่ซับซ้อนกว่าเลปตอนและแฮดรอน เพียงไม่กี่ตัว (เช่น การชนกันของไอออนหนัก) พฤติกรรมโดยรวมของระบบจะเกี่ยวข้องกับคำ อธิบาย เชิงปรากฏการณ์วิทยา (phenomenological description) ซึ่งไม่สามารถหาได้ง่ายๆ จากทฤษฎีสนามพื้นฐานโดยการคำนวณอย่างง่าย

ใช้ในการจำลองสถานการณ์

ดังที่กล่าวมาข้างต้น การสอบเทียบเชิงทดลองเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่ซับซ้อนเกินกว่าจะประเมินได้ง่ายๆ ด้วยการคำนวณโดยตรง ดังนั้น การทดสอบที่สมจริงใดๆ ของกระบวนการทางกายภาพพื้นฐานในการทดลองเครื่องเร่งอนุภาค จึงจำเป็นต้องรวมพฤติกรรมที่ซับซ้อนเหล่านี้ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการจริงอย่างเหมาะสม โดยอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าในกระบวนการส่วนใหญ่การแยกกระบวนการทั้งหมดออกเป็นปัญหาแต่ละส่วนนั้นเป็นไปได้ (ซึ่งหมายความว่าผลกระทบจากการรบกวนนั้น มีน้อยมาก ) จึงคำนวณกระบวนการแต่ละส่วนแยกกัน และทำการแยกสาขาเชิงความน่าจะเป็น ระหว่างกระบวนการเหล่านั้น โดย ใช้ วิธีมอนเตคาร์โล

อนุภาคสถานะสุดท้ายที่สร้างขึ้นโดยเครื่องกำเนิดเหตุการณ์สามารถป้อนเข้าสู่การจำลองเครื่องตรวจจับ ซึ่งช่วยให้สามารถทำนายและตรวจสอบระบบการตั้งค่าการทดลองทั้งหมดได้อย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการจำลองเครื่องตรวจจับมักเป็นงานที่ซับซ้อนและใช้ทรัพยากรการคำนวณสูง จึงมีการใช้เทคนิคการวิเคราะห์เหตุการณ์แบบง่ายๆ โดยตรงกับผลลัพธ์จากเครื่องกำเนิดเหตุการณ์ด้วยเช่นกัน

มีซอฟต์แวร์อัตโนมัติบางแพ็กเกจที่ช่วยในการสร้างตัวสร้างเหตุการณ์ และบางครั้งก็ถูกมองว่าเป็นตัวสร้างตัวสร้างเหตุการณ์หรือตัวสร้างเมตา

ส่วนหนึ่งเนื่องจากเหตุผลทางประวัติศาสตร์ โปรแกรมสร้างเหตุการณ์ส่วนใหญ่จึงเขียนด้วยภาษาFORTRAN 77โดยมีโปรแกรมสร้างเหตุการณ์ที่เขียนด้วยภาษา C++ ปรากฏขึ้นบ้างในช่วงไม่กี่ปีมานี้ กลุ่มข้อมูลอนุภาค (Particle Data Group)รักษามาตรฐานสำหรับการกำหนดอนุภาคและเรโซแนนซ์ของแบบจำลองมาตรฐานด้วยรหัสจำนวนเต็มในโปรแกรมสร้างเหตุการณ์ (หรือที่เรียกว่า "รหัส PDG")

กระบวนการ

เครื่องกำเนิดเหตุการณ์แฮดรอนิกทั่วไปจะจำลองกระบวนการย่อยต่อไปนี้:

  • องค์ประกอบและโครงสร้างย่อยในสถานะเริ่มต้น
  • ฝักบัวสถานะเริ่มต้น
  • กระบวนการที่ยากลำบาก
  • การสลายตัวของเรโซแนนซ์
  • ฝนสุดท้าย
  • กระบวนการกึ่งแข็งที่มาพร้อมกัน
  • การเกิดแฮดรอนและการสลายตัวต่อไป

โดยทั่วไปแล้ว เครื่องกำเนิดเหตุการณ์ไอออนหนักสามารถจำลองกระบวนการที่เกิดขึ้นได้ยากและค่อนข้างเล็กน้อยซึ่งพบในเครื่องกำเนิดแฮดรอนิกได้อย่างเข้มงวดน้อยกว่า แต่จะต้องจำลองกระบวนการย่อยต่อไปนี้ นอกเหนือจากกระบวนการที่พบในเครื่องกำเนิดแฮดรอนิก:

  • สถานะเริ่มต้นของนิวเคลียร์
  • ความหลากหลายสูง กระบวนการที่อ่อนนุ่ม
  • การสูญเสียพลังงานปานกลาง
  • พฤติกรรมโดยรวมของสื่อ(ซึ่งยังไม่มีผู้สร้างสื่อรายใดจัดการได้อย่างเหมาะสม)

รายชื่อเครื่องมือสร้างเหตุการณ์

เครื่องมือสร้างเหตุการณ์หลักที่ใช้ในการทดลองปัจจุบัน ได้แก่:

ตัวสร้างเหตุการณ์แฮดรอนิก[ 3 ]

  • PYTHIA (เดิมชื่อ Pythia/Jetset)
  • เฮอร์วิก
  • ISAJET
  • เชอร์ปา

เครื่องกำเนิดระดับอนุภาคอเนกประสงค์

  • MadGraph5 (สามารถใช้งานได้โดยตรงบนเว็บไซต์หลังจากลงทะเบียนและส่งอีเมลถึงผู้เขียน)
  • พ่อมด

เครื่องกำเนิดเหตุการณ์ไอออนหนัก

  • กิบู
  • HIJING เก็บถาวรเมื่อ 2006-07-16 ที่Wayback Machine

เครื่องกำเนิดเหตุการณ์นิวตริโน

  • มาร
  • กิบู
  • นูวโร

เครื่องมือสร้างกิจกรรมเฉพาะทาง

  • AcerMC – กระบวนการเบื้องหลังของ LHC
  • ALPGEN – กระบวนการพาร์ ตอนหลายตัว
  • Ariadne – แคสเคด QCD พร้อมโมเดลไดโพลสี
  • MC@NLO – องค์ประกอบเมทริกซ์ QCD อันดับถัดไป โดยใช้ HERWIG สำหรับการเกิดอนุภาคพาร์ตอน
  • จิมมี่ – กระบวนการพาร์ตอนหลายตัว
  • STARlight – กระบวนการโฟโตนิวเคลียร์และสองโฟตอนในการชนกันของไอออนหนักที่บริเวณรอบนอกสุด[ 4 ]
  • GRANIITTI – QCD แบบเลี้ยวเบนและกระบวนการสองโฟตอน

"เครื่องกำเนิดเมตา"

  • CompHEP – การประเมินอัตโนมัติขององค์ประกอบเมทริกซ์ระดับต้นไม้สำหรับการสร้างเหตุการณ์หรือส่งออกไปยังโปรแกรมสร้างเหตุการณ์อื่นๆ
  • แผนผังตัวเลขมอนเตคาร์โล ปี 2006จากวารสารReview of Particle Physics ปี 2006
  • รายชื่อโปรแกรมต่างๆ ในมอนเตคาร์โล – จากDESY

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ตัวสร้างกิจกรรม

ตัวสร้างเหตุการณ์คือไลบรารีซอฟต์แวร์ ที่สร้าง เหตุการณ์ฟิสิกส์อนุภาค พลังงานสูงจำลอง โดยจะสร้างเหตุการณ์แบบสุ่มเช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นในเครื่องเร่งอนุภาค การทดลอง...

ใช้ในการจำลองสถานการณ์

ดังที่กล่าวมาข้างต้น การสอบเทียบเชิงทดลองเกี่ยวข้องกับกระบวนการที่ซับซ้อนเกินกว่าจะประเมินได้ง่ายๆ ด้วยการคำนวณโดยตรง ดังนั้น การทดสอบที่สมจริงใดๆ ของกระบวนการทางกายภาพพื้นฐานใน การทดลอง เครื่องเร่งอนุภาค...

กระบวนการ

เครื่องกำเนิดเหตุการณ์แฮดรอนิกทั่วไปจะจำลองกระบวนการย่อยต่อไปนี้:

รายชื่อเครื่องมือสร้างเหตุการณ์

เครื่องมือสร้างเหตุการณ์หลักที่ใช้ในการทดลองปัจจุบัน ได้แก่: