G4beamline là một công cụ đƣợc phát triển bởi Muons Inc trên nền của chƣơng trình Geant4 [15]. Tiện ích của công cụ này là sự đơn giản. Tính đơn giản thể hiện qua cách thiết lập mã code cho hệ cần mô phỏng. Nếu trong Geant4 chƣơng trình chạy đƣợc dựa vào sự kết hợp của các tập tin nhƣ trình bày ở mục trên thì trong công cụ G4beamline tất cả các dữ kiện chứa trong một tập tin duy nhất. Trong tập tin này việc định nghĩa về cấu trúc, vật liệu, loại hạt hay môi trƣờng tƣơng tác,… không đƣợc viết dƣới dạng C++, tất cả đƣợc thể hiện dƣới dạng mã ASCII (The American Standard Code for Information Interchange). Sự phát triển của công cụ này giúp ngƣời làm vật lý không phải gặp khó khăn trong việc viết code hay đọc những đoạn code chƣơng trình. Bên cạnh đó, ngƣời dùng dễ dàng thêm vào các đối tƣợng cần mô phỏng ở những vị trí bất kỳ.
Quá trình chạy hoặc quan sát một ví dụ mô phỏng bằng G4beamline cũng tƣơng đối đơn giản với sự hỗ trợ của GUI (Graphical User Interface) thay vì phải khởi chạy trên cửa sổ “terminal” trong hệ điều hành Linux. Ngƣời dùng có thể
28
tƣơng tác trực tiếp đến vật thể mô phỏng ngay trên cửa sổ quan sát thông qua việc thay đổi góc nhìn hay kích thƣớc vật thể.
Hình 2.2: Cửa sổ giao diện GUI khi sử dụng G4beamline
Tập tin dữ liệu đầu ra của chƣơng trình cung cấp các thông tin của hạt quan tâm nhƣ: tọa độ trong không gian oxyz, động lƣợng, giá trị điện từ trƣờng, thời gian bay của hạt từ lúc phát hạt cho đến khi chƣơng trình kết thúc. Tuy nhiên, các thông tin nhận đƣợc không ở một vị trí xác định nhƣ ngƣời sử dụng mong muốn, đó là một bảng thông tin của hạt ở từng bƣớc dịch chuyển trong suốt quá trình xảy ra tƣơng tác với vật chất. Chính vì vậy ngƣời sử dụng cần phân biệt và xử lý thông tin để có kết quả ở những vị trí mong muốn.
Những tiện ích mà công cụ G4beamline mang lại tạo thuận lợi cho việc nghiên cứu về máy gia tốc. Đặc biệt G4beamline hỗ trợ tạo điện từ trƣờng biến thiên theo thời gian, một yếu tố quan trọng trong máy gia tốc. Trong luận văn này,
29
tác giả sử dụng công cụ G4beamline để mô phỏng quỹ đạo của proton trong cyclotron.