Experimental Particle Physics at Kyung hee University

Generator와 Rivet 구동법

연구실 환경에서 Rivet과 각종 MC generator를 구동하는 방법을 소개합니다.

Rivet framework을 이용하면 hepdata 리포지토리로부터 실험 결과를 다운로드 받고 각종 MC generator를 이용해 생성된 HepMC 파일을 읽어 직접 비교 분석할 수 있습니다.
HepMC 를 분석하는 코드를 처음부터 끝까지 직접 작성할 수 있지만, Rivet 프레임워크를 이용하면 FastJet과 연동, generator level에서의 b tagging, plotting, web page생성 등 많은 기능을 제공하기 때문에 매우 유용합니다.

여러 generator별로 실행 환경을 구성하는 것은 생각보다 까다롭습니다. 가능한 한 검증 된 container image를 생성해 사용할 수 있도록 하겠습니다.

Rivet 구동하기

Rivet에 대한 설명은 Rivet 홈페이지를 참고하세요.

https://arxiv.org/abs/1912.05451 Rivet 논문과 매뉴얼, http://arxiv.org/abs/1003.0694 이전 Rivet 매뉴얼
https://rivet.hepforge.org/ Rivet hepforge 메인 홈페이지
https://gitlab.com/hepcedar/rivet Rivet gitlab 페이지
https://hub.docker.com/u/hepstore Rivet docker image 모음

여기에서는 Rivet 및 관련 패키지를 직접 설치하지 않습니다.

이미 잘 구성된 docker image가 있으니 가져다 사용합니다.
LHAPDF를 필요로 할 수 있는데, 이것도 이미 포함되어 있습니다. pdfset은 이미지에 포함되어 있지 않지만, CVMFS에 이미 다 들어있습니다. 가져다 씁시다.

singularity run -B/cvmfs/sft.cern.ch/lcg/external/lhapdfsets/current:/usr/local/share/LHAPDF /store/sw/singularity/rivet/rivet-3.1.5.sif

실행하고 나면 Singularity>와 같은 식으로 프롬프트가 나타납니다. 다음 명령어들을 실행할 수 있는지 확인해 보세요.

rivet-config --libs
yoda-config --cflags
lhapdf-config --libs

위의 명령어가 실행된다면 이미 rivet을 사용할 준비가 된 상태입니다.

(작성중입니다)

rivet - 처음 구동해보기 준비물 : hepmc 파일 예시

rivet -a CMS_2018_I1620050 event_PYTHIA_0.hepmc

CMS_2018_I1620050 자리에 본인이 구동해보고싶은 analysis 입력 event_PYTHIA_0.hepmc 자리에 본인의 hepmc 파일 입력

rivet - 새로운 analysis 만들기

rivet-mkanalysis analysis_title

기본적인 analysis 틀이 만들어짐 (analysis_title.cc analysis_title.plot analysis_title.info)

기본적인 c++ 지식 필요 https://rivet.hepforge.org/analyses.html https://rivet.hepforge.org/code/dev/ 등등 페이지를 참조하여 rivet 문법 확인 후 analysistitle.cc 파일에 작성

다 작성하면

rivet-buildplugin analysistitle.cc

를 통해 analysis를 본인 리벳 폴더 안에 본인의 analysis 가 저장됨 (환경변수)

 export RIVET_ANALYSIS_PATH=$PWD

rivet --list-analyses

본인의 analysis 가 제대로 컴파일되어 저장된지 확인 analysistitle.plot 파일은 analysis 에서 x축 y축을 바꿀 수 있고, 다른 standard analysis의 .plot 파일을 통해 히스토그램의 bin을 확인할 수 있음 analysistitle.info 파일은

rivet - 새로운 analysis 구동하기

rivet -a analysistitle event_PYTHIA_0.hepmc

를 통해서 직접 만든 analysis 구동 가능

(optional) Rivet 이미지 만들기

만약 원하는 Rivet 이미지가 이미 hep 서버에 만들어져 있지 않아서 직접 만들어야 한다면 아래 명령어를 실행하면 됩니다.

현재 사용 가능한 rivet 버전들 및 여러 variation들을 보고 싶다면 여기에 들어가서 확인하세요.
Docker image자체가 어떻게 만들어졌는지 보고 싶으면 링크에 들어가서 확인하세요. 여기에서는 3.1.5 버전 예시를 보여주고 있습니다.
관리자 계정이 필요합니다.

singularity build rivet-3.1.5.sif docker://hepstore/rivet:3.1.5

aMC@NLO 구동하기

Rivet과 마찬가지로, 연구실 공용 이미지를 만들어 두고 사용합니다. aMC@NLO 는 최초 단순 설치는 압축 파일 다운로드 받고 해제하는 것 정도이지만, NLO 계산을 할 때는 외부 패키지들을 추가 다운로드 받고 압축 해제, 컴파일 등 과정을 거치는데, 직접 설치하다보면 다운로드 실패하거나, 중간에 패키지가 업데이트 되면서 꼬이는 경우가 있습니다. 잘 검증된 이미지가 있다면 그대로 사용하는 것을 권장합니다.

https://launchpad.net/mg5amcnlo MG5 aMC@NLO 메인 페이지
- http://amcatnlo.web.cern.ch/amcatnlo aMC@NLO 오래된 페이지
https://arxiv.org/abs/1804.10017 aMC@NLO 2018년도 논문, https://arxiv.org/abs/1405.0301 2014년도 논문

singularity run /store/sw/singularity/mg5/mg5_amc_3.3.1.sif
#singularity run /store/sw/singularity/mg5/mg5_amc_2.8.2.sif ## 구버전을 사용하려면 여기

기본 동작 방식으로 mg5_aMC 가 실행됩니다. 만약 shell을 직접 띄우고 실행하려면,

singularity exec /store/sw/singularity/mg5/mg5_amc_3.3.1.sif /bin/bash

를 실행합니다. mg5_aMC 는 /sw/MG5_aMC_v3_3_1/bin/mg5_aMC 에서 찾을 수 있습니다.

CVMFS에 설치된 LHAPDF 데이터 파일을 사용하려면 다음과 같은 방식으로 실행하면 됩니다.

singularity run -B/cvmfs/sft.cern.ch/lcg/external/lhapdfsets/current:/sw/MG5_aMC_v3_3_1/HEPTools/lhapdf6_py3/share/LHAPDF \
                  /store/sw/singularity/mg5/mg5_amc_3.3.1.sif
#singularity exec -B/cvmfs/sft.cern.ch/lcg/external/lhapdfsets/current:/sw/MG5_aMC_v3_3_1/HEPTools/lhapdf6_py3/share/LHAPDF \
#                   /store/sw/singularity/mg5/mg5_amc_3.3.1.sif /bin/bash

(optional) aMC@NLO 이미지 생성하기

이미지 생성 방법은 여기 를 참조합니다.

Powheg 구동하기

(작성중입니다) *https://powhegbox.mib.infn.it/ POWHEG BOX 메인페이지

LHAPDF, fastjet 필요

tar xf LHAPDF-T.X.Y.tar.gz
cd LHAPDF-T.X.Y
./configure --prefix=/path/for/installation
make
make install

export PYTHONPATH=path/to/lhapdf/lib/pythonx.y/site-packages/
export LD_LIBRARY_PATH=path/to/lhapdf/lib
export PATH=path/to/lhapdf/bin/:$PATH
export LHAPDF_DATA_PATH=path/to/lhapdf/share/LHAPDF

tar xf fasjet-x.y.z
cd fastjet-x.y.z
./configure --prefix=/path/for/installation
make 
make check
make install

export PATH=path/to/fastjet/bin/:$PATH

POWHEG BOX powheg box 메인 프로그램 설치

 $ svn checkout [--revision n] --username anonymous --password anonymous svn://powhegbox.mib.infn.it/trunk/POWHEG-BOX-V2

설치 후 POWHEG-BOX-V2 디렉토리로 이동해서

 $ svn list [--revision n] --username anonymous --password anonymous svn://powhegbox.mib.infn.it/trunk/User-Processes-V2

User-Processes-V2 대신 원하는 process를 powheg box 리스트에서 찾아서 입력

make pwhg_main

컴파일 끝나고 끝나면 powheg.input 파일을 원하는 설정으로 만들거나 cms-sw genproducts 안의 input 파일 찾아보고 사용

현재 확인한 구동가능한 process : ttH, ttb_NLO_dec (세부적인 사용방법은 각 process폴더 안의 doc 폴더 안에 존재)

Sherpa 구동하기

Sherpa docker image

singularity run docker://hepstore/rivet_sherpa

https://sherpa.hepforge.org/doc/SHERPA-MC-2.2.12.html Sherpa manual 기본적인 옵션들은 -h 참조

기본 구동 방법

Sherpa Run.dat

Run.dat 파일을 manual 참조하여 작성 후 구동

Pythia8 구동하기

singularity run docker://hepstore/rivet_pythia

Pythia8의 경우 main 파일을 직접 작성하여 구동 하는것이 원칙 이지만

pythia8 내부의 example 폴더를 찾아보면 기본 main.cc 파일을 컴파일하여 main 파일을 사용할 수 있음

https://pythia.org/manuals/pythia8307/Welcome.html main 프로그램 샘플

예시 구동 방법:

./main89 main89mlm.cmnd output.hepmc

Herwig7 구동하기

singularity run docker://hepstore/rivet_herwig

herwig 환경 설정

source activate

원하는 .in 파일을 찾거나 작성 후

Herwig read XXXX.in

read를 하고나면 XXXX.run 파일이 만들어져있고

Herwig run XXXX.run

run 파일을 구동