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EventGenerator2020

EventGenerator2020

はじめに

MadGraph5_MC@NLOを使って素粒子の散乱事象を生成してデータ解析の手法を検討する。

ソフトウェアの準備

MG5がpython3.7以上を必要とするため、まずこれが必要である。CentOS7のパッケージにはpython3.6を使っているためソースコードからコンパイルするには以下の設定でできる。Madgraph5はMG5_aMC_v2.8.0を使用する。これは基本的にpythonコードなのでhttps://launchpad.net/mg5amcnloからダウンロードしてきてどこかに展開してインストールしておく。ここでは、MadGraph5を使った解析作業をmg2020という名前のディレクトリで行うことにして、例えばmg2020/sw/MG_aMC_v2.8.0に展開しておく。

MadGraphの中でPythia8とかを使うこともできるが、これをやると出力が.hepmcというテキストファイルで保存されて膨大になるのでMadgraph5ではLHEファイルまで作って、その後Pythia8やジェット・アルゴリズムは別に走らせて出力をROOTファイルに保存するようにする。そのために以下のソフトウェアもインストールする。今回使用するバージョンも下の表に記載してある。

ソフトウェア	バージョン	説明
LHAPDF	6.3.0	パートン分関数(PDF)のデータ
HepMC3	3.2.2	事象データを扱うためのデータフォーマット
Pythia8	8.303	パートンシャワー・ハドロン化
FastJet	3.3.4	ジェット・アルゴリズム
labpp	master	事象データをROOTで扱うためのクラス等

1個ずつインストールしてもよいが、これらをインストールするためのスクリプトがlabpp/ExPythia/scripts/install_sw.shにあるので、それを取ってきて実行する方法を示す。作業はdev/ディレクトリで行うものとする。

git clone https://github.com/tkono17/labpp.git

でパッケージを取ってきた後で、labpp/ExPythia/scripts/install_sw.shを自分の作業用ディレクトリにコピーしてこのファイルの上の方にあるsw_dir, dev_dir, devsrc_dirを、自分の環境に合わせて変更してから実行する。

変数名	ディレクトリの用途	例
sw_dir	ソフトウェアのインストール先	mg2020/sw
dev_dir	ソースコードの開発やコンパイル場所	mg2020/dev
devsrc_dir	外から取ってきたソフトウェアのソースコード	mg2020/dev/sources

予め、これらのディレクトリをつくり、さらにROOTの環境設定を終えてから

install_sw.sh

を実行する。

labppのインストール

MG5やPythia8等の外部のソフトウェアをインストールしたら、Pythia8のmainプログラムやその他のデータ構造を定義したlabpp自体をインストールする必要がある。既に上でgit cloneは終えているはずなので、これがdev/labppにあるとして

cd dev
mkdir build
cd build
cmake ../labpp
make install

これで、sw/binにrunPythiaJet.exe等のプログラムがインストールされていれば成功である。

OSに必要なパッケージ

Pythiaで.lhe.gz形式の圧縮ファイルを直接読めるように--with-gzipオプションを付ける場合、yum install zlib-develが必要である。

その他のソフトウェア

Python 3.8.5のインストール

Python3.8.5をインストールする前にCentOS7に以下のパッケージをインストールした。

yum install readline-devel ncurses-devel

./configure --prefix=$PREFIX --enable-shared --with-ssl-default-suites=openssl
make
sudo make install

これをやると何故かlibpython3.8.aが$PREFIX/libにコピーされないので、手動でコピーした。

プログラムの実行

粒子散乱のシミュレーションは

プログラム	内容
MG5_aMC	散乱断面積の計算と、その確率分布に基づいてクォーク/レプトンのレベルで事象を生成する。
runPythiaJet.exe	散乱後に生成したクォークやグルーオンを使って、摂動の高次の寄与を近似するパートンシャワーとハドロン化をする。ハドロン化した後のクォーク/グルーオンを元のクォークに関連付けるために同じ方向に生成されたクォーク/パートンをジェットに束ねる。

これらを実行するために必要な引数等をスクリプト(ExPythia/scripts/run_mgpj.sh)にまとめてある。

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  編集者: TakanoriKono
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  編集者: TakanoriKono
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-個ずつインストールしてもよいが、これらをインストールするためのスクリプトがlabpp/ExPythia/scripts/install_sw.shにあるので、それを取ってきて実行する方法を示す。
+個ずつインストールしてもよいが、これらをインストールするためのスクリプトがlabpp/ExPythia/scripts/install_sw.shにあるので、それを取ってきて実行する方法を示す。作業はdev/ディレクトリで行うものとする。
 行 33:
+=== labppのインストール ===
MG5やPythia8等の外部のソフトウェアをインストールしたら、Pythia8のmainプログラムやその他のデータ構造を定義したlabpp自体をインストールする必要がある。既に上でgit cloneは終えているはずなので、これがdev/labppにあるとして
{{{
cd dev
mkdir build
cd build
cmake ../labpp
make install
}}}
これで、sw/binにrunPythiaJet.exe等のプログラムがインストールされていれば成功である。

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