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2025-02-12T19:08:04Z

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'''Pythia''' ist ein [[Computerprogramm]], das in der [[Teilchenphysik]] verwendet wird, um [[Streuung (Physik)|Kollisionen]] an [[Teilchenbeschleuniger]]n zu [[Computersimulation|simulieren]]. Pythia ist der älteste und meistverwendete [[Monte-Carlo-Simulation|Monte-Carlo-Ereignisgenerator]].

== Herangehensweise ==

Um herauszufinden, durch welche Signale sich verschiedene, insbesondere vom [[Standardmodell]] abweichende, Physikmodelle an Teilchenbeschleunigern bemerkbar machen könnten, ist es oft hilfreich, diese
Modelle im Vorfeld [[Numerik|numerisch]] zu simulieren. Beispielsweise kann für den Spezialfall, dass das Physikmodell ein neues instabiles Teilchen voraussagt, folgende Vorgehensweise gewählt werden:
* Überlegung, wie die neuen Teilchen produziert werden können und wie sie in diesem Modell zerfallen sollten. Unbekannte Teilchen kann man oft nicht direkt messen, da sie zu schnell wieder zerfallen, daher werden die am [[Teilchendetektor|Detektor]] ankommenden Teilchen Zerfallsprodukte des neuen Teilchens sein.
* Simulation der Teilchenkollision mit Pythia. Am Ende der Simulation erhält man ein konkretes Signal, also die Menge der aus der Teilchenkollision entstandenen Teilchen inklusive ihrer [[Impuls]]e.
* Im Idealfall können diese Teilchen (das Signal) im Detektor des Beschleunigerexperiments nachgewiesen werden.

Damit können bereits im Vorfeld von Experimenten Hinweise auf die zu suchenden Signale gewonnen und gegebenenfalls die Detektoren auf diese Signale optimiert werden.

== Technik ==
Es werden typischerweise einige tausend bis Millionen von Teilchen simuliert. Die [[Zerfallskanal|Zerfallskanäle]] werden dabei vorgegeben. Das heißt, man kennt oder wählt die [[Wahrscheinlichkeit]], mit dem es in bestimmte andere Teilchen zerfällt. Per Zufall wird dann jeweils der eine oder andere Zerfall simuliert. Realisiert wird das durch eine Monte-Carlo-Simulation. Die Zerfallsprodukte können gegebenenfalls weiter zerfallen. Man hat damit pro Zerfall immer nur eine bestimmte Zerfallskette. Außerdem muss simuliert werden, wie sich die Zerfallsprodukte im Detektor verhalten, dies wird durch andere Programme wie [[Geant4]] übernommen. Dazu kommen üblicherweise Simulationen von anderen Prozessen, die im Detektor ähnlich aussehen können und somit bei der Analyse der Daten berücksichtigt werden müssen.

Anhand dieser Daten kann man abschätzen, wie sich das Teilchen am besten suchen lässt. Um die korrekte Funktionsweise des Programms zu überprüfen, werden Vergleiche mit anderen Programmen (z. B. ''Herwig'' oder ''Alpgen'') und mit Messdaten alter Experimente angestellt.

== Historisches ==
Pythia wurde ursprünglich unter dem Namen „Jetset“ an der [[Universität Lund]] entwickelt. Die aktuelle Version Pythia 8 liegt in der Programmiersprache [[C++]] vor, während der Vorgänger, Pythia 6, noch in [[Fortran]] geschrieben wurde.

== Weblinks ==
* [https://pythia.org/ Homepage] an der Universität Lund

{{SORTIERUNG:Pythia}}
[[Kategorie:Teilchenphysik]]
[[Kategorie:Computerphysik]]

PYTHIA - Versionsgeschichte

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