神奇的物理模拟软件: Geant4 | 开篇语

Geant4 (GEometry ANd Tracking)是由欧洲核子中心 (CERN)开发的一套C++开源工具包，其用途是模拟粒子在物质中的物理过程。相比于上一代蒙特卡洛模拟软件Geant3 (基于Fortran语言)，Geant4由于C++强大的语言能力, 因而能够灵活地处理规模更加庞大、结构更加复杂的物理环境。这方面应用的佼佼者当属位于CERN的大型强子对撞机（图一）。

图一：Geant4模拟。ATLAS探测器中的粒子对撞过程。

Geant4几乎可以模拟所有物理过程，包括电磁相互作用、中子散射、光学过程等。除了在高能物理方面的应用，Geant4还被广泛应用于以下领域

• 核物理

• 空间和天体物理

• 医用物理

• 辐射防护和探测

甚至还有一些对DNA、生物神经的辐射伤害的研究中也使用到了Geant4（图二）。

图二： Geant4模拟。生物神经受辐射影响的模拟。

加上开源软件的天生优势，Geant4的用户活跃度一直很高，许多物理过程可以得到及时的改进和修正。

不过相比其他同类软件，Geant4由于本身只是一个C++工具库，而不是一个“即开即用”的软件。 每个用户必须针对自己的实验环境攥写和编译相应的C++代码，这可能也是新手入门时遇到的最大问题。不过Geant4为不同的计算机平台提供了很好的支持，包括但不限于Windows，Linux，Unix，macOS等系统。同时Geant4官网也提供了很详实的用户手册和学习资源。然而官方以外对Geant4做解读的资源就不是很多了，中文的资源就更少了（这方面最有参考价值的是清华大学杨振伟老师的授课讲义）。所以，作为一个旨在传播和交流Geant4的订阅号，我们将会提供一些基础的入门和技术讨论，不时还会翻译一些官方文档和官方论坛上的有趣讨论。希望大家可以给我们留言，多提意见，告诉我们你想听到什么。

最后做一个简单的调研，大家可以在微信里回复：

1）您所在的行业？用Geant4模拟的用途？

2）您打算使用的计算机平台？Windows， Linux (注明发行版 Ubuntu, CentOS, Fedora等)， macOS？

本文原载于微信公众号