smシミュレーター

" #include TbeamSimData.hh "

smsimulatorを使ううえで必ず必要になってくるのがTBeamSimDataというクラス。
TBeamSimDataというクラスは粒子の陽子数Z,核子数A,四元運動量ベクトル,位置ベクトルからなる。
このTBeamSimDataを生成する各粒子について定義し、 TBeamSimDataの集合(vector)であるTBeamSimDataArray(ここではgBeamSimDataArrayという名前)に格納する。
このTBeamSimDataはヘッダーファイルであるTBeamSimData.hhにおいて、

extern TBeamSimDataArray* gBeamSimDataArray;

と書かれており、includeするだけでgBeamSimDataArrayが使えるようになっている。

粒子のZ,Aの決定。

粒子のエネルギーを決定。

生成ファイル名。inputfileの名前になるので、当然g4macのinputfileと同じにしておく。
" gBeamSimDataArray = new TBeamSimDataArray(); "
初期化。これをしないと、treeに詰めたときに値がバグる。
また、fileの中身はgBeamSimDataArrayのみをBranchにもつtreeで良い。
gBeamSimDataArrayはTBeamSimDataのポインタで定義されているので（？？） treeに詰めるときgBeamSimDataArrayの前に& は付けない。
(TClonesArrayやTVector3、TLorentzVectorはポインタのポインタを詰める必要があるが、 vectorはそのアドレスを詰めるんだったと思う。書いててわかんなくなってきた。)
ほかのBranchを追加したらどうなるかは確認してない。

beamのスタート位置は直方体の一様分布。
発射角度は球状の正規分布。

TGenPhaseSpace::SetDeCay()はBool_tの関数で、不適切な値を代入するとfalseを返してくれる。
falseを返す場合、四元運動量から求めた質量と代入した質量が一致しない、などの場合がある。（筆者はそれで一度手間取った。）
また、SetDecayに代入する質量や運動量はtargetでの反応後の粒子のものなので、間違えないように。
逆に、GetDecayから得られる値はPhaseSpaceDecayをした後の運動量で、これをsimulationで飛ばしてあげる。

TBeamSimDataに必要な値を詰めて、順にgBeamSimDataArrayに詰めていく。

あとは詰めた値を確認用のヒストグラムに詰める。
もし、実験の分布を使いたいのであれば、TH1::GetRandom()やTH2::GetRandom2(double &x,double &y)を用いると良い。
これはhistogramの形に応じてランダムな値を返してくれる関数で、何度も値を取ってきて、それをhistogramに詰めなおすと、元の分布と同じかたちの分布ができる。
TH1::GetRandom()は返り値を代入すればいいが、TH2::GetRandom2(double &x,double &y) は()内の変数に値を代入するもので、使いかたが違うので注意してほしい。

正直、取り出し方はこうです。以上の解説など無いが、このままこのマクロを実行しても(私の環境では)正常に動作しなかったので、修正案だけメモしておく。
私の環境で動作しなかったのはTFragSimData.hhとTNEBULASimData.hhが存在しないから
(このexampleでもTNEBULASimDataは必要だったのかは謎)なので、includeの部分をコメントアウトする。(TBeamSimData.hhは残す)
そして代りに使用するTSimData.hhとTFragSimParameter.hhをincludeする。
TRunSimParameterと同じような書き方でTFragSimParameterは使用する。
TFragSimData.hhをincludeしていないのでgFragSimDataArrayは使えないから、自分でTSimDataのクラスのTClonesArrayを定義する。
(名前はgFragSimDataArrayにすると後の変更が少くて済む。書き方はNEBULAPlaArrayを真似するといい)
これだけやってしまえば基本的にはTSimDataとTFragSimDataの使いかたは同じなので、自身で細かい部分は修正して欲しい。
一応、私が使っているコードの余計な部分を除いたものをここに置いておく。
説明などは勘弁。また、そのまま写しただけだと(省いた部分のせいで)動かない可能性があるので、参考程度に。

下流Bρの決定

ここからは、smsimulatorを使う目的の一つである、下流Bρの決定について説明する。
そもそも下流Bρをなぜシミュレーションで求めるのかというと、下流のfragmentはSAMURAI Magnetで曲げられており、Flight Lengthが決められないからである。
そこでsimulationを使って、あるBρの粒子がFDC1のどこにどの角度で入射したらFDC2のどこにどんな角度で到達する、ということを１つ１つ調べて多変数関数にしてしまおう、というのが下流Bρの決定にsimulatorを使うことになった経緯である。

こちらも基本的には説明は不要であると考えている。
関数名が変なのは、アイデンティティなので多めに見てほしい。
いつものように、parameterを読み込んでファイルを生成してBranchをつくる。

ここではターゲットの分布の上限と下限を決めている。
決めた上限下限に従って、一様分布で値をランダムに決める。
この分布が実験の分布を含んでいると分解能が上がる。というか、含めるのは難しくないので、ある程度大きく作るのがおすすめ。
あとは、位置と角度、エネルギーから運動量を決定し、前のexampleと同じようにTBeamSimDataArrayに詰めていく。