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Geant4

mis à jour le

Geant4 est un logiciel de simulation du passage des particules à travers la matière. Développé pour la recherche fondamentale en physique des particules, ses applications incluent désormais la physique nucléaire, le spatial et le médical. Geant4 fournit un ensemble complet d’outils, comme la géométrie, la génération de nombres aléatoires, les détections de traces, la visualisation et des interfaces utilisateurs.

Historique
La première version d’évaluation de Geant4 date de 1974. Puis, la première version utilisée en production, Geant3, est apparue en 1981. Celle-ci était écrite en Fortran. Enfin, ce logiciel est complètement réécrit en C++ pour profiter des avantages du développement orienté objet. Le projet est renommé Geant4.




Domaines d’application
Les domaines d’applications de Geant sont divers et concernent principalement : la physique des particules et des accélérateurs, l’astrophysique, le spatial mais aussi la médecine et la physique du solide.





Collaboration
Plus d’une centaine de collaborateurs venant d’une vingtaine de de pays collaborent pour la maintenance, le support et l’amélioration du logiciel. La collaboration est divisée en 17 groupes de travail.

Le logiciel
Le logiciel est organisé en plusieurs paquets couvrant tous les aspects de la simulation :
- Géometrie : disposition et propriétés physiques des éléments (détecteurs, absorbeurs, etc...).
- Tracking : prend en compte les interactions et les processus de désintégration possibles.
- Détection : simule la réponse effective du détecteur.
- Run management : enregistre les détails de chaque run.
- Visualisation : permet de visualiser la géométrie d’une expérience et les trajectoires simulées.
- Une interface utilisateur permet de commander la simulation.

Les activités au LAPP

Le LAPP est engagé dans le groupe électromagnétique de Geant4. Voici une liste non exhaustive des nos activités au sein de ce groupe :

  • Développement et amélioration de « physics lists » électromagnétiques,
  • Développement et maintenance d’exemples,
  • Validation des modifications apportées aux « physics lists » du groupe électromagnétique via l’exemple « fanacavity » (calcul de doses déposées dans une chambre d’ionisation par un faisceau de photons),
  • Développement de scripts Python pour des validations automatiques des modifications apportées par le groupe,
  • Benchmark pour les temps de calcul des « physics lists » électromagnétiques,
  • Suivi des modifications du noyau de Geant4 : Multithreading et ajout des standards C++
  • Support aux utilisateurs via le forum Geant4

Le groupe a développé une simulation grand public pour la Fête de la Science et fournissons le support pour les utilisateurs LAPP (installation, configuration, Géométrie Physics Lists, visualisation et interface, détection, sauvegarde des données pour l’analyse). Le LAPP organise aussi l’école Geant4 et a participé au développement de matériel éducatif dans le cadre du "France Japan Particle Physics laboratory".