TreeLevelTreeLevel Tools
TreeLevel のイベント生成器を、お使いのマシンで：Mac と PC の TreeLevel Tools、iPad の Pythia 8 モジュール、Docker イメージ——それぞれに何が入っているか、どう入れるか、そして物理を誰に負っているか。
TreeLevel はローカルのフォルダにジョブを書き、TreeLevel Tools がそれを Pythia 8、Herwig 7、Sherpa 3、WHIZARD 3 または CalcHEP 3 に渡します——イベントのシャワーとハドロン化、あるいは加速器での衝突全体——。そして結果を HepMC3 で書き戻し、TreeLevel がそれを読み込みます。ネットワークを通るものは何もなく、アカウントもサービスも要りません。iPad では、WebAssembly にコンパイルした Pythia 8 が同じ役割を果たします。
これらのツールが別に配布されているのは、生成器が GPL ライセンスだからです。TreeLevel Tools は GPL v3 で、TreeLevel は生成器のコードを一切含みません。ソースは GitHub にあります。
ダウンロード
| システム | ダウンロード | 内容 |
|---|---|---|
| macOS 13 以降、Apple Silicon と Intel | TreeLevelTools-0.5.0.dmg | Pythia 8、Herwig 7、Sherpa 3、CalcHEP 3、すぐに実行可能 |
| Windows 10 と 11 | x64 · ARM64 | Pythia 8。その他は Docker イメージ経由 |
| iPad | TreeLevel の設定から | WebAssembly 版 Pythia 8 |
| Docker、すべてのシステム | docker pull ghcr.io/gpasa/treelevel-tools:latest | 五つの生成器すべて、WHIZARD 3 を含む |
すべてのバージョンとそのノートはリリースのページに。手順を追ったインストールと、TreeLevel がそれで何をするかはインストールにあります。
Mac 版 TreeLevel Tools
TreeLevel が含むことのできない GPL ツールを、お使いのマシンで——そこから外に出るものは何もありません。TreeLevel はサンドボックス化されていて、プログラムを一切起動しません。このパッケージが、それらの実行を許されている側です。
0.5.0 の新機能
- Pythia 8 が粒子を相互作用領域に配置します。TreeLevel 1.4 が求めたとき（相互作用領域での位置のチェックボックス）に行います：各ハドロンがフェムトメートル単位でどこで生まれたか、パートンのカラーフローと状態、そしてイベント全体で一つだけのビーム衝突領域のずれ。TreeLevel はこれをフェムトメートルの尺度で、断面と 3D で表示します。
- TreeLevel 1.3 はこれを一切求めず、0.4.0 と同じイベントを受け取ります。生成器もバージョンも同じです。
- Apple Silicon の Mac と Intel の iMac で試しました：同梱の各生成器が実際のジョブを実行します。
インストール
Apple Silicon と Intel の Mac 用、macOS 13 以降。TreeLevel Tools.app を /Applications にドラッグし、一度起動します。四つの生成器がすでに入っており、ほかに何もインストールする必要はありません：
- Pythia 8 と Herwig 7 は、二つのレプトン間の TreeLevel のイベントに衣を着せます：シャワー、ハドロン化、崩壊。Pythia 8 は加速器ソースも動かします：二つのビーム、一つのエネルギー、そして衝突が生み出すすべて。
- Sherpa 3 と CalcHEP 3 は、ダイアグラムが表す過程を自ら計算します。
すると TreeLevel は生成スペースでそれらを提示します。すべての生成器のカードは、Docker イメージ内と同じ C++ エンジンで書き出されます：同じジョブは Mac でも Linux でも同じカードになります。
WHIZARD 3 は入っていません：各過程を gfortran でコンパイルしますが、gfortran は macOS にも Xcode にも付属しません。入手方法は二つあり、TreeLevel Tools のウィンドウでチェックします。五つのツールを備えた Docker イメージ——チェックするとすべてのジョブをこれが実行し、ここに同梱の生成器は黙ります——、あるいはお持ちであれば、あなた自身のインストール（MacPorts、Homebrew）。どちらも既定では使われません：初期状態ではここに同梱の生成器だけが提示されるので、同じ書類は二台のマシンで同じ結果になります。
Apple による署名と公証済み。チェックサムは各書庫の隣の SHA256SUMS.txt にあります。
Windows 版 TreeLevel Tools
お使いのマシン向けにコンパイルされたエンジンと Pythia 8 モジュールです。アーキテクチャに合う書庫を取り——Copilot+ PC や ARM タブレットなら arm64、それ以外はすべて x64。迷ったら x64 版も ARM でエミュレーションで動きます——、%LOCALAPPDATA%\Programs に展開してください。インストーラもなく、レジストリにも何も残しません。更新するには、TreeLevel を閉じ、新しい書庫を同じ場所に展開してファイルを置き換えます。
Herwig、Sherpa、WHIZARD、CalcHEP は Docker イメージを通ります。それには Docker Desktop が必要です。
iPad の Pythia モジュール
iPad では、WebAssembly にコンパイルされた Pythia 8.318 を TreeLevel の設定のPythia 8 モジュールカードからインストールします。TreeLevel 1.3 は ipad-pythia-8.318 のページからダウンロードし、既知のフィンガープリントで各ファイルを検証します。Web ビューの中で動作し、どこにも何も送信しません。
iPad では、WebAssembly にコンパイルされた Pythia 8.318 が TreeLevel Tools の共通ドライバとともに、TreeLevel の設定のPythia 8 モジュールカードからインストールされます。App はこれをモジュールのページからダウンロードします。このページは常に同じ名前のままです：TreeLevel 1.4 以降はここから最新版を取得し、module.json からその番号を読んで設定に表示し、より新しい版が公開されると更新を提案し、module.json が示す指紋と各ファイルを照合します。モジュールは Web ビューの中で動作し、どこにも何も送信しません。
モジュールは Pythia とは別の、独自の番号を持ちます——現在はモジュール 0.5.0。何ができるかは module.json に書かれています：たとえば「spacetime」はパートンとハドロンを相互作用領域に配置し、TreeLevel はそれをフェムトメートルの尺度で表示します。
| ファイル | 役割 |
|---|---|
module.json | モジュールと Pythia のバージョン、モジュールにできること、各ファイルの指紋 |
treelevel-pythia-web.wasm、.js | Pythia 8.318 とドライバ（WebAssembly） |
runner.js | TreeLevel のジョブを実行する：計画、分割、統合 |
leptons.pack | Pythia のデータ（xmldoc、tunes、setups）— レプトンビーム |
pdfdata.pack | パートン密度 — ハドロンビーム、任意 |
pythia8318-sources.tgz | pythia.org で公開されているままの Pythia 8.318 のソース |
COPYING.pythia8 | Pythia のライセンス（GPL v2 以降） |
TreeLevel 1.3 は ipad-pythia-8.318 からモジュールをダウンロードし、その指紋を固定しています：そのページは変わりません。モジュールは TreeLevel とは別のプログラムのままです：App はジョブを渡し、結果を読み戻します。
Docker イメージ
イメージは五つの生成器——Pythia 8、Herwig 7、Sherpa 3、WHIZARD 3、CalcHEP 3——と、TreeLevel Tools と同じエンジンを収めています。Intel と AMD のプロセッサ（linux/amd64）および ARM のプロセッサ（linux/arm64）向けに構築され、Mac でも Windows でも Docker Desktop の上で動きます。Docker をインストールしたら：
docker pull ghcr.io/gpasa/treelevel-tools:latestTreeLevel Tools はイメージがすでにあるかを確かめますが、自分から pull することはありません：1 ギガバイトは人の知らないうちにダウンロードするものではないからです。イメージがあれば、どのモジュールも提供しない生成器が「(conteneur)」（コンテナ）を添えて現れ、それを求めるジョブはイメージの中で、ジョブのフォルダをそのままマウントして実行されます。インストール済みのモジュールが優先されます：仮想マシンなしで動き、Docker が起動している必要もありません。Mac では、TreeLevel Tools のウィンドウのチェックボックス一つで、すべてのジョブをイメージに任せられます。
同じコマンドでイメージが更新されます。0.5.0 より前のイメージは粒子を相互作用領域に配置しません：TreeLevel 1.4 のチェックボックスは、イメージ 0.5.0 以降でのみ現れます。新しいイメージはどれも、TreeLevel の以前のバージョンのジョブを引き続き実行します。
リンクとクレジット
TreeLevel Tools はこれらのプログラムを操るだけです：ジョブを渡し、返ってきたものを読み戻します。物理——シャワー、ハドロン化、行列要素、積分——はすべて彼らのもので、作者たちの数十年にわたる仕事の成果です。これらはそのままの形で、それぞれのライセンスのもと、ソースとともに配布されています。そのどれかを使って得た結果を発表するときは、引用してください：それが作者たちの求めることであり、彼らが仕事を続けられる支えです。
生成器
| プログラム | 作者 | ライセンス | 引用 |
|---|---|---|---|
| Pythia 8 | © Torbjörn Sjöstrand と Pythia コラボレーション | GPL v2 以降 | C. Bierlich et al., 「A comprehensive guide to the physics and usage of PYTHIA 8.3」, SciPost Phys. Codebases 8 (2022), arXiv:2203.11601 |
| Herwig 7 | © Herwig コラボレーション | GPL v3 | J. Bellm et al., 「Herwig 7.0 / Herwig++ 3.0 release note」, Eur. Phys. J. C 76 (2016) 196, arXiv:1512.01178 |
| Sherpa 3 | © Sherpa の作者たち（SHERPA-MC Authors） | GPL v3 以降 | E. Bothmann et al., 「Event generation with Sherpa 3」, arXiv:2410.22148 |
| WHIZARD 3 | © 1999–2025 Wolfgang Kilian, Thorsten Ohl, Jürgen Reuter とその貢献者 | GPL v2 以降 | W. Kilian, T. Ohl, J. Reuter, 「WHIZARD: Simulating Multi-Particle Processes at LHC and ILC」, Eur. Phys. J. C 71 (2011) 1742, arXiv:0708.4233 |
| CalcHEP 3 | Alexander Pukhov, Alexander Belyaev, Neil Christensen。CompHEP グループのコードを含む | GPL v3 | A. Belyaev, N. Christensen, A. Pukhov, 「CalcHEP 3.4 for collider physics within and beyond the Standard Model」, Comput. Phys. Commun. 184 (2013) 1729, arXiv:1207.6082 |
生成器に組み込まれているもの
| コンポーネント | 収録先 | 作者 | 引用 |
|---|---|---|---|
| O'Mega（最適化された振幅） | WHIZARD | Mauro Moretti, Thorsten Ohl, Jürgen Reuter | M. Moretti, T. Ohl, J. Reuter, 「O'Mega: An Optimizing Matrix Element Generator」, arXiv:hep-ph/0102195 |
| CompHEP（CalcHEP の母体） | CalcHEP | E. Boos, V. Bunichev, M. Dubinin, L. Dudko, V. Ilyin, A. Kryukov, V. Edneral, V. Savrin, A. Semenov, A. Sherstnev | E. Boos et al., 「CompHEP 4.4」, Nucl. Instrum. Meth. A 534 (2004) 250, arXiv:hep-ph/0403113 |
| StdHEP / mcfio（イベントの形式） | WHIZARD | Fermilab | — |
ライブラリ
| ライブラリ | 作者 | ライセンス | 引用 |
|---|---|---|---|
| ThePEG（Herwig の土台） | © Herwig コラボレーション | GPL v3 | 上の Herwig 7 を参照 |
| LHAPDF 6（パートン密度） | Andy Buckley, Mike Whalley et al. | GPL v3 | A. Buckley et al., 「LHAPDF6: parton density access in the LHC precision era」, Eur. Phys. J. C 75 (2015) 132, arXiv:1412.7420 |
| HepMC3（イベントの形式） | HepMC コラボレーション | GPL v3 | A. Buckley et al., 「The HepMC3 event record library for Monte Carlo event generators」, Comput. Phys. Commun. 260 (2021) 107310, arXiv:1912.08005 |
| FastJet（ジェットのアルゴリズム） | Matteo Cacciari, Gavin P. Salam, Grégory Soyez | GPL v2 以降 | M. Cacciari, G. P. Salam, G. Soyez, 「FastJet user manual」, Eur. Phys. J. C 72 (2012) 1896, arXiv:1111.6097 |
| GSL（数値計算） | GNU Scientific Library とその貢献者 | GPL v3 | M. Galassi et al., GNU Scientific Library Reference Manual |
形式
| 形式 | 引用 |
|---|---|
| Les Houches（パートン段階のイベント、TreeLevel と生成器の間） | J. Alwall et al., 「A standard format for Les Houches Event Files」, Comput. Phys. Commun. 176 (2007) 300, arXiv:hep-ph/0609017 |
| HepMC3（シャワーを経たイベント、戻り） | 上の HepMC3 を参照 |
これらを構築し、動かすツール
Docker（イメージ）、MacPorts と Homebrew（Mac での依存関係）、GCC と gfortran（Herwig、Sherpa、WHIZARD、CalcHEP）、OCaml（O'Mega）、Emscripten（iPad 向け WebAssembly 版 Pythia）、CMake と Microsoft Visual C++（Windows での Pythia とエンジン）。
TreeLevel Tools 0.5.0 とイメージ 0.5.0 に同梱のバージョン：Pythia 8.318、Herwig 7.3.0（ThePEG 2.3.0）、Sherpa 3.0.5、WHIZARD 3.1.6（イメージのみ）、CalcHEP 3.9.2、LHAPDF 6.5.3、HepMC3 3.2.5、FastJet 3.4。iPad のモジュールは Pythia 8.318 だけを収めています。