Los generadores de eventos son bibliotecas de software que generan eventos simulados de física de partículas de alta energía . [1] [2] Generan eventos de forma aleatoria como los que se producen en aceleradores de partículas , experimentos de colisionadores o en el universo primitivo. Los eventos se presentan en diferentes tipos llamados procesos , como se analiza en el artículo 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 usualmente contiene una cantidad significativa de modificaciones, como la radiación de frenado de fotones y gluones o correcciones de diagramas de bucles , que usualmente son demasiado complejas para ser evaluadas fácilmente en cálculos reales directamente en el 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 actual de cálculo en QCD de red . Y en sistemas colisionales más complejos que unos pocos leptones y hadrones (por ejemplo, colisiones de iones pesados), el comportamiento colectivo del sistema involucraría una descripción fenomenológica que tampoco puede obtenerse fácilmente de la teoría fundamental de campos mediante un cálculo simple.
Como se ha dicho anteriormente, la calibración experimental implica procesos que normalmente son demasiado complicados para ser evaluados con facilidad en cálculos directos, por lo que cualquier prueba realista del proceso físico subyacente en un experimento de acelerador de partículas , por tanto, requiere una inclusión adecuada de estos comportamientos complejos que rodean el proceso real. Basándonos en el hecho de que en la mayoría de los procesos es posible una factorización del proceso completo en problemas individuales (lo que significa un efecto insignificante de la interferencia ), estos procesos individuales se calculan por separado y la ramificación probabilística entre ellos se realiza utilizando métodos de Monte Carlo .
Las partículas de estado final generadas por los generadores de eventos se pueden introducir en la simulación del detector, lo que permite una predicción y verificación precisas para todo el sistema de configuración experimental. Sin embargo, como la simulación del detector suele ser una tarea compleja y costosa desde el punto de vista computacional, también se realizan técnicas sencillas de análisis de eventos directamente sobre los resultados del generador 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 , y en los últimos años han ido surgiendo lentamente algunos generadores en C++ . El Particle Data Group mantiene un estándar para designar partículas y resonancias del Modelo Estándar con códigos enteros en generadores de eventos (también conocido como "código PDG").
Un generador de eventos hadrónicos típico simula los siguientes subprocesos:
Un generador de eventos de iones pesados típico generalmente puede ser menos estricto al simular los procesos raros y bastante insignificantes que se encuentran en un generador hadrónico, pero necesitaría simular los siguientes subprocesos, además de los de un generador hadrónico:
Los principales generadores de eventos que se utilizan en los experimentos actuales son:
Generadores de eventos hadrónicos [3]
Generadores de nivel de partones multipropósito
Generadores de eventos de iones pesados
Generadores de eventos de neutrinos
Generadores de eventos especializados
"Metagenerador"