Generador de eventos

Los generadores de eventos son bibliotecas de software que generan eventos simulados de física de partículas de alta energía . ^{[ 1 ] [ 2 ]} Generan eventos aleatoriamente, como los producidos en aceleradores de partículas , experimentos de colisionadores o el universo primitivo. Los eventos se presentan en diferentes tipos, denominados procesos , como se explica en el artículo sobre el cálculo automático de la interacción o desintegración de partículas .

A pesar de la estructura simple de la descripción de la teoría cuántica de campos perturbativa a nivel de árbol de los procesos de colisión y desintegración en un evento, el proceso de alta energía observado generalmente contiene una cantidad significativa de modificaciones, como la radiación de frenado de fotones y gluones o correcciones de diagramas de bucle , que suelen ser demasiado complejas para ser evaluadas fácilmente en cálculos reales directamente a nivel diagramático. Además, la naturaleza no perturbativa de los estados ligados de QCD hace necesario incluir información que está mucho más allá del alcance de la teoría cuántica de campos perturbativa, y también más allá de la capacidad de cálculo actual en QCD en la red . Y en sistemas colisionales más complejos que unos pocos leptones y hadrones (por ejemplo, colisiones de iones pesados), el comportamiento colectivo del sistema implicaría una descripción fenomenológica que tampoco puede obtenerse fácilmente de la teoría de campos fundamental mediante un cálculo simple.

Como se mencionó anteriormente, la calibración experimental implica procesos que suelen ser demasiado complejos para evaluarlos fácilmente mediante cálculos directos. Por lo tanto, cualquier prueba realista del proceso físico subyacente en un experimento con acelerador de partículas requiere una inclusión adecuada de estos comportamientos complejos que rodean el proceso real. Dado que en la mayoría de los procesos es posible factorizar el proceso completo en problemas individuales (lo que implica un efecto de interferencia insignificante ), estos procesos individuales se calculan por separado y la ramificación probabilística entre ellos se realiza mediante métodos de Monte Carlo .

Las partículas del estado final generadas por los generadores de eventos pueden introducirse en la simulación del detector, lo que permite una predicción y verificación precisas de todo el sistema experimental. Sin embargo, dado que la simulación del detector suele ser una tarea compleja y computacionalmente costosa, también se aplican técnicas sencillas de análisis de eventos directamente sobre los resultados de los generadores de eventos.

Existen algunos paquetes de software automáticos que ayudan a construir generadores de eventos y que a veces se consideran generadores de generadores de eventos o metageneradores .

En parte debido a razones históricas, la mayoría de los generadores de eventos están escritos en FORTRAN 77 , aunque en los últimos años han surgido algunos generadores en C++ . El Particle Data Group mantiene un estándar para designar partículas y resonancias del Modelo Estándar mediante códigos enteros en los generadores de eventos (también conocido como "código PDG").

Los principales generadores de eventos que se utilizan en los experimentos actuales son:

Generadores de eventos hadrónicos ^{[ 3 ]}

• PYTHIA (anteriormente Pythia/Jetset)
• HERWIG
• ISAJET
• SHERPA

Generadores de nivel de partones multipropósito

• MadGraph5 (puede ejecutarse directamente en el sitio web tras registrarse y enviar un correo electrónico al autor).
• Whizard

Generadores de eventos de iones pesados

• GiBUU
• HIJING Archivado el 16 de julio de 2006 en la Wayback Machine

generadores de eventos de neutrinos

• GENIO
• GiBUU
• NuWro

Generadores de eventos especializados

• AcerMC – Procesos en segundo plano del LHC
• ALPGEN – procesos de partones múltiples
• Ariadna – Cascada QCD con modelo de dipolo de color
• MC@NLO – elementos de matriz QCD de orden siguiente al principal, utilizando HERWIG para la cascada de partones
• JIMMY – procesos de partones múltiples
• STARlight – Procesos fotonucleares y de dos fotones en colisiones ultraperiféricas de iones pesados ^{​​[ 4 ]}
• GRANIITTI – QCD difractiva y procesos de dos fotones

"Metagenerador"

• CompHEP : evaluación automática de elementos de matriz a nivel de árbol para la generación de eventos o su exportación a otros generadores de eventos.

• Esquema de números de Monte Carlo de 2006 , de la Revista de Física de Partículas de 2006 .
• Lista de programas de Montecarlo – de DESY