Geant4

Geant4
개발자	Geant4 협업
발표일	1998년(28년 전)
안정화 버전	11.4.0 / 2025년 12월 5일(4개월 전)
저장소	gitlab.cern.ch:7999/geant4/geant4.git ;
운영 체제	크로스 플랫폼
종류	계산물리학
라이선스	Geant4 소프트웨어 사용권
웹사이트	geant4.org

Geant4^[1]^[2]^[3]^[4] (GEometry ANd Tracking, 기하학 및 추적)는 몬테카를로 방법을 사용하여 "물질을 통과하는 기본 입자의 시뮬레이션"을 위한 플랫폼이다. Geant4 협업이 개발한 GEANT 소프트웨어 툴킷 시리즈의 후속작이며, C++를 사용하는 객체 지향 프로그래밍을 사용한 첫 번째 툴킷이다. 개발, 유지보수 및 사용자 지원은 국제 Geant4 협업에 의해 이루어진다. 적용 분야에는 고에너지 물리학 및 핵반응 실험, 입자 가속기 및 우주물리학 연구가 포함된다.^[3] 이 소프트웨어는 전 세계의 여러 연구 프로젝트에서 사용된다.

Geant4 소프트웨어와 소스 코드는 프로젝트 웹사이트에서 자유롭게 이용할 수 있다. 8.1 버전(2006년 6월 28일 출시)까지는 특정 소프트웨어 라이선스가 존재하지 않았지만, 현재 Geant4는 Geant4 소프트웨어 라이선스에 따라 제공된다.

기능

Geant4는 기하학, 추적, 검출기 응답, 실행 관리, 시각화 및 사용자 인터페이스를 처리하는 기능을 포함한다. 많은 물리 시뮬레이션의 경우, 이는 낮은 수준의 세부 사항에 소요되는 시간을 줄이고 연구자들이 시뮬레이션의 더 중요한 측면에 즉시 착수할 수 있음을 의미한다.

각 기능에 대한 요약은 다음과 같다.

기하학은 검출기, 흡수체 등을 포함한 실험의 물리적 배치 분석이며, 이 배치가 실험에서 입자의 경로에 어떻게 영향을 미칠지 고려한다.
추적은 물질을 통과하는 입자의 통과를 시뮬레이션한다. 여기에는 가능한 기본 상호작용 및 방사성 붕괴 과정을 고려하는 것이 포함된다.
검출기 응답은 입자가 검출기 부피를 통과할 때 기록하고 실제 검출기가 어떻게 반응할지 근사화하는 것이다.
실행 관리는 각 실행(이벤트 세트)의 세부 사항을 기록하고, 실행 사이에 다른 구성으로 실험을 설정하는 것이다.
Geant4는 OpenGL, 오픈 인벤터, VRML 또는 VTK를 포함한 다양한 시각화 옵션과 Tcsh 또는 Qt를 기반으로 하는 친숙한 사용자 인터페이스를 제공한다.

Geant4는 또한 기본적인 히스토그램 작성도 수행할 수 있다. 고급 히스토그램 기능을 활용하려면 외부 분석 도구가 필요하다.

릴리스 10.0부터 Geant4는 다중 스레딩을 구현하여,^[4] 스레드 로컬 스토리지를 사용하여 시뮬레이션된 이벤트를 병렬로 효율적으로 생성할 수 있도록 한다. Geant4는 MacOS, 리눅스와 같은 유닉스 기반 운영체제 또는 마이크로소프트 윈도우에 설치할 수 있다.

Geant4를 사용하는 일부 고에너지 물리학 실험

BEPCII의 BES III
SLAC의 BaBar 및 GLAST
CERN의 LHC에 있는 ATLAS, CMS 및 LHCb
CERN의 SPS에 있는 COMPASS
그란 사소 연구소의 보렉시노
페르미랩의 DUNE, MINOS, 뮤온 g-2, MicroBooNE/MiniBooNE, 및 Mu2e
제논 농축 관측소 (EXO)
SNO+
아이스큐브 중성미자 관측소
T2K
CUORE
암흑 물질 검출기: SuperCDMS, LUX, LZ, XENON

고에너지 물리학 외 응용 분야

Geant4는 일반적인 목적을 가지고 있기 때문에 여러 분야에서 물질과의 입자 상호작용을 분석하기 위한 계산 도구 개발에 매우 적합하다. 여기에는 다음이 포함된다.

우주 응용^[5] — 자연 우주 방사선 환경과 우주 하드웨어 또는 우주비행사 간의 상호작용을 연구하는 데 사용된다.
마이크로일렉트로닉스에서의 방사선 효과 — 반도체 장치에 대한 이온화 효과가 모델링된다.
핵물리학

같이 보기

고에너지 물리학 라이브러리인 CLHEP 및 FreeHEP.
가속기 내에서 전하를 띤 입자를 모델링하기 위한 가속기 물리학 코드.

각주

↑ ^가 ^나 Agostinelli, S.; Allison, J.; Amako, K.; Apostolakis, J.; Araujo, H.; Arce, P.; Asai, M.; Axen, D.; Banerjee, S.; Barrand, G.; Behner, F.; Bellagamba, L.; Boudreau, J.; Broglia, L.; Brunengo, A. 외 (2003). 《Geant4—a simulation toolkit》. 《Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment》 506. 250쪽. Bibcode:2003NIMPA.506..250A. doi:10.1016/S0168-9002(03)01368-8.
↑ Allison, J.; Amako, K.; Apostolakis, J.; Arce, P.; Asai, M.; Aso, T.; Bagli, E.; Bagulya, A.; Banerjee, S.; Barrand, G.; Beck, B.R.; Bogdanov, A.G.; Brandt, D.; Brown, J.M.C.; Burkhardt, H.; Canal, Ph.; Cano-Ott, D.; Chauvie, S.; Cho, K.; Cirrone, G.A.P.; Cooperman, G.; Cortés-Giraldo, M.A.; Cosmo, G.; Cuttone, G.; Depaola, G.; Desorgher, L.; Dong, X.; Dotti, A.; Elvira, V.D.; Folger, G.; Francis, Z.; Galoyan, A.; Garnier, L.; Gayer, M.; Genser, K.L.; Grichine, V.M.; Guatelli, S.; Guèye, P.; Gumplinger, P.; Howard, A.S.; Hřivnáčová, I.; Hwang, S.; Incerti, S.; Ivanchenko, A.; Ivanchenko, V.N.; Jones, F.W.; Jun, S.Y.; Kaitaniemi, P.; Karakatsanis, N.; Karamitros, M.; Kelsey, M.; Kimura, A.; Koi, T.; Kurashige, H.; Lechner, A.; Lee, S.B.; Longo, F.; Maire, M.; Mancusi, D.; Mantero, A.; Mendoza, E.; Morgan, B.; Murakami, K.; Nikitina, T.; Pandola, L.; Paprocki, P.; Perl, J.; Petrović, I.; Pia, M.G.; Pokorski, W.; Quesada, J.M.; Raine, M.; Reis, M.A.; Ribon, A.; Ristić Fira, A.; Romano, F.; Russo, G.; Santin, G.; Sasaki, T.; Sawkey, D.; Shin, J.I.; Strakovsky, I.I.; Taborda, A.; Tanaka, S.; Tomé, B.; Toshito, T.; Tran, H.N.; Truscott, P.R.; Urban, L.; Uzhinsky, V.; Verbeke, J.M.; Verderi, M.; Wendt, B.L.; Wenzel, H.; Wright, D.H.; Wright, D.M.; Yamashita, T.; Yarba, J.; Yoshida, H. (2016). 《Recent developments in G eant 4》. 《Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment》 835. 186–225쪽. Bibcode:2016NIMPA.835..186A. doi:10.1016/j.nima.2016.06.125. hdl:11086/548499. ISSN 0168-9002.
↑ ^가 ^나 Allison, J.; Amako, K.; Apostolakis, J.; Araujo, H.; Arce Dubois, P.; Asai, M.; Barrand, G.; Capra, R.; Chauvie, S.; Chytracek, R.; Cirrone, G.A.P.; Cooperman, G.; Cosmo, G.; Cuttone, G.; Daquino, G.G. 외 (2006). 《Geant4 developments and applications》 (PDF). 《IEEE Transactions on Nuclear Science》 53. 270–278쪽. Bibcode:2006ITNS...53..270A. doi:10.1109/TNS.2006.869826. hdl:2047/d20000660.
↑ ^가 ^나 Allison, J.; Amako, K.; Apostolakis, J.; Arce, P.; Asai, M.; Aso, T.; Bagli, E.; Bagulya, A.; Banerjee, S.; Barrand, G.; Beck, B.R.; Bogdanov, A.G.; Brandt, D.; Brown, J.M.C.; Burkhardt, H. 외 (2016). 《Recent developments in Geant4》. 《Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment》 835. 186–225쪽. Bibcode:2016NIMPA.835..186A. doi:10.1016/j.nima.2016.06.125. hdl:11086/548499.
↑ http://geant4.esa.int

외부 링크

Geant4 - 공식 웹사이트

[geant4-1] 가 ^나 Agostinelli, S.; Allison, J.; Amako, K.; Apostolakis, J.; Araujo, H.; Arce, P.; Asai, M.; Axen, D.; Banerjee, S.; Barrand, G.; Behner, F.; Bellagamba, L.; Boudreau, J.; Broglia, L.; Brunengo, A. 외 (2003). 《Geant4—a simulation toolkit》. 《Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment》 506. 250쪽. Bibcode:2003NIMPA.506..250A. doi:10.1016/S0168-9002(03)01368-8.

[AllisonAmako2016-2] Allison, J.; Amako, K.; Apostolakis, J.; Arce, P.; Asai, M.; Aso, T.; Bagli, E.; Bagulya, A.; Banerjee, S.; Barrand, G.; Beck, B.R.; Bogdanov, A.G.; Brandt, D.; Brown, J.M.C.; Burkhardt, H.; Canal, Ph.; Cano-Ott, D.; Chauvie, S.; Cho, K.; Cirrone, G.A.P.; Cooperman, G.; Cortés-Giraldo, M.A.; Cosmo, G.; Cuttone, G.; Depaola, G.; Desorgher, L.; Dong, X.; Dotti, A.; Elvira, V.D.; Folger, G.; Francis, Z.; Galoyan, A.; Garnier, L.; Gayer, M.; Genser, K.L.; Grichine, V.M.; Guatelli, S.; Guèye, P.; Gumplinger, P.; Howard, A.S.; Hřivnáčová, I.; Hwang, S.; Incerti, S.; Ivanchenko, A.; Ivanchenko, V.N.; Jones, F.W.; Jun, S.Y.; Kaitaniemi, P.; Karakatsanis, N.; Karamitros, M.; Kelsey, M.; Kimura, A.; Koi, T.; Kurashige, H.; Lechner, A.; Lee, S.B.; Longo, F.; Maire, M.; Mancusi, D.; Mantero, A.; Mendoza, E.; Morgan, B.; Murakami, K.; Nikitina, T.; Pandola, L.; Paprocki, P.; Perl, J.; Petrović, I.; Pia, M.G.; Pokorski, W.; Quesada, J.M.; Raine, M.; Reis, M.A.; Ribon, A.; Ristić Fira, A.; Romano, F.; Russo, G.; Santin, G.; Sasaki, T.; Sawkey, D.; Shin, J.I.; Strakovsky, I.I.; Taborda, A.; Tanaka, S.; Tomé, B.; Toshito, T.; Tran, H.N.; Truscott, P.R.; Urban, L.; Uzhinsky, V.; Verbeke, J.M.; Verderi, M.; Wendt, B.L.; Wenzel, H.; Wright, D.H.; Wright, D.M.; Yamashita, T.; Yarba, J.; Yoshida, H. (2016). 《Recent developments in G eant 4》. 《Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment》 835. 186–225쪽. Bibcode:2016NIMPA.835..186A. doi:10.1016/j.nima.2016.06.125. hdl:11086/548499. ISSN 0168-9002.

[geant4-2-3] 가 ^나 Allison, J.; Amako, K.; Apostolakis, J.; Araujo, H.; Arce Dubois, P.; Asai, M.; Barrand, G.; Capra, R.; Chauvie, S.; Chytracek, R.; Cirrone, G.A.P.; Cooperman, G.; Cosmo, G.; Cuttone, G.; Daquino, G.G. 외 (2006). 《Geant4 developments and applications》 (PDF). 《IEEE Transactions on Nuclear Science》 53. 270–278쪽. Bibcode:2006ITNS...53..270A. doi:10.1109/TNS.2006.869826. hdl:2047/d20000660.

[geant4-3-4] 가 ^나 Allison, J.; Amako, K.; Apostolakis, J.; Arce, P.; Asai, M.; Aso, T.; Bagli, E.; Bagulya, A.; Banerjee, S.; Barrand, G.; Beck, B.R.; Bogdanov, A.G.; Brandt, D.; Brown, J.M.C.; Burkhardt, H. 외 (2016). 《Recent developments in Geant4》. 《Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment》 835. 186–225쪽. Bibcode:2016NIMPA.835..186A. doi:10.1016/j.nima.2016.06.125. hdl:11086/548499.

[5] ttp://geant4.esa.int

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