ISAJET/isasusy/sugmas.F

   1 #include "isajet/pilot.h"
   2 C---------------------------------------------------------------
   3       SUBROUTINE SUGMAS(G0,ILOOP,IMODEL)
   4 C---------------------------------------------------------------
   5 C
   6 C     Compute tree level sparticle masses; output to MSS, XISAIN
   7 C
   8 #if defined(CERNLIB_IMPNONE)
   9       IMPLICIT NONE
  10 #endif
  11 #include "isajet/sslun.inc"
  12 #include "isajet/sspar.inc"
  13 #include "isajet/sssm.inc"
  14 #include "isajet/sugpas.inc"
  15 #include "isajet/sugxin.inc"
  16 #include "isajet/sugmg.inc"
  17       REAL MSB1,MSB2,MST1,MST2
  18       REAL G0(29)
  19       REAL SUGMFN,SUALFS,SSPOLE,MHP,MGLMGL,MHPS,
  20      $RDEL,ASMGL,DELHPS,M1S,M2S,FNB,FCN,
  21      $MB,FNT,MT,MW,TANB,BETA,COSB,COTB,SINB,MZ,COS2B,
  22      $PI,T2S,G,ATAU,MSSS,AT,AB,BRKT,B2S,T1S,TERM,B1S,Q,
  23      $MBQ,MTAMZ,MTQ,FNL,MSL1,MSL2,ASMB,MBMB,ASMT,MTMT
  24       REAL AA,BB,CC,DA,DB,DC,L1,L2,EVAL1,RL1,RL2
  25       DOUBLE PRECISION SSMQCD
  26       INTEGER IALLOW,ILOOP,MHLNEG,MHCNEG,IMODEL
  27 C
  28 C          Statement function
  29 C
  30       SUGMFN(Q)=Q**2*(LOG(Q**2/HIGFRZ**2)-1.)
  31 C
  32       PI=4.*ATAN(1.)
  33       XW=.232
  34       G=G2
  35       TANB=XTANB
  36       MT=AMT
  37       MZ=AMZ
  38       MW=AMW
  39       AMTP=MT
  40       BETA=ATAN(TANB)
  41       COTB=1./TANB
  42       SINB=SIN(BETA)
  43       COSB=COS(BETA)
  44       SIN2B=SIN(2*BETA)
  45       COS2B=COS(2*BETA)
  46       AT=G0(12)
  47       AB=G0(11)
  48       ATAU=G0(10)
  49       ASMB=SUALFS(AMBT**2,.36,AMTP,3)
  50       MBMB=AMBT*(1.-4*ASMB/3./PI)
  51       MBQ=SSMQCD(DBLE(MBMB),DBLE(HIGFRZ))
  52       ASMT=SUALFS(AMTP**2,.36,AMTP,3)
  53       MTMT=AMTP/(1.+4*ASMT/3./PI+(16.11-1.04*(5.-6.63/AMTP))*
  54      $(ASMT/PI)**2)
  55       MTQ=SSMQCD(DBLE(MTMT),DBLE(HIGFRZ))
  56       MTAMZ=FTAMZ*COSB*VEV
  57 C
  58 C          Compute some masses from RGE solution to prepare for SSMASS,
  59 C          which computes the rest.
  60 C
  61       MSSS=G0(19)+AMUP**2+(.5-2*XW/3.)*MZ**2*COS2B
  62       IF (MSSS.LE.0.) THEN
  63         NOGOOD=1
  64         GO TO 100
  65       END IF
  66 C          Squark and slepton masses
  67       MSS(2)=SQRT(MSSS)
  68       MSS(3)=SQRT(G0(18)+AMUP**2+2./3.*XW*MZ**2*COS2B)
  69       MSS(4)=SQRT(G0(19)+AMDN**2+(-.5+XW/3.)*MZ**2*COS2B)
  70       MSS(5)=SQRT(G0(17)+AMDN**2-1./3.*XW*MZ**2*COS2B)
  71       MSS(6)=SQRT(G0(19)+AMST**2+(-.5+XW/3.)*MZ**2*COS2B)
  72       MSS(7)=SQRT(G0(17)+AMST**2-1./3.*XW*MZ**2*COS2B)
  73       MSS(8)=SQRT(G0(19)+AMCH**2+(.5-2*XW/3.)*MZ**2*COS2B)
  74       MSS(9)=SQRT(G0(18)+AMCH**2+2./3.*XW*MZ**2*COS2B)
  75       BRKT=(.5*(G0(24)-G0(22))-COS2B*(4*MW**2-MZ**2)/12.)**2+
  76      $       MBQ**2*(AB-MU*TANB)**2
  77       TERM=.5*(G0(24)+G0(22))+MBQ**2-MZ**2*COS2B/4.
  78       B1S=TERM-SQRT(BRKT)
  79       B2S=TERM+SQRT(BRKT)
  80       MSS(10)=SQRT(MAX(0.,B1S))
  81       MSS(11)=SQRT(MAX(0.,B2S))
  82       BRKT=(.5*(G0(24)-G0(23))+COS2B*(8*MW**2-5*MZ**2)/12.)**2+
  83      $       MTQ**2*(AT-MU*COTB)**2
  84       TERM=.5*(G0(24)+G0(23))+MTQ**2+MZ**2*COS2B/4.
  85       T1S=TERM-SQRT(BRKT)
  86       IF (T1S.LE.0..OR.B1S.LE.0.) THEN
  87         NOGOOD=1
  88         GO TO 100
  89       END IF
  90       T2S=TERM+SQRT(BRKT)
  91       MSS(12)=SQRT(MAX(0.,T1S))
  92       MSS(13)=SQRT(MAX(0.,T2S))
  93       MSSS=G0(16)+.5*MZ**2*COS2B
  94       IF (MSSS.LE.0.) THEN
  95         NOGOOD=1
  96         GO TO 100
  97       END IF
  98       MSS(14)=SQRT(MSSS)
  99       MSS(15)=MSS(14)
 100       MSSS=G0(21)+.5*MZ**2*COS2B
 101       IF (MSSS.LE.0.) THEN
 102         NOGOOD=1
 103         GO TO 100
 104       END IF
 105       MSS(16)=SQRT(MSSS)
 106       MSS(17)=SQRT(G0(16)+AME**2-.5*(2*MW**2-MZ**2)*COS2B)
 107       MSS(18)=SQRT(G0(15)+AME**2+(MW**2-MZ**2)*COS2B)
 108       MSS(19)=SQRT(G0(16)+AMMU**2-.5*(2*MW**2-MZ**2)*COS2B)
 109       MSS(20)=SQRT(G0(15)+AMMU**2+(MW**2-MZ**2)*COS2B)
 110       BRKT=(.5*(G0(21)-G0(20))-COS2B*(4*MW**2-3*MZ**2)/4.)**2+
 111      $       MTAMZ**2*(ATAU-MU*TANB)**2
 112       TERM=.5*(G0(21)+G0(20))+MTAMZ**2-MZ**2*COS2B/4.
 113       T1S=TERM-SQRT(BRKT)
 114       IF (T1S.LE.0.) THEN
 115         NOGOOD=1
 116         GO TO 100
 117       END IF
 118       T2S=TERM+SQRT(BRKT)
 119       MSS(21)=SQRT(MAX(0.,T1S))
 120       MSS(22)=SQRT(MAX(0.,T2S))
 121 C          A0 mass
 122       M1S=MU**2+G0(13)
 123       M2S=MU**2+G0(14)
 124       MSB1=MSS(10)
 125       MSB2=MSS(11)
 126       MST1=MSS(12)
 127       MST2=MSS(13)
 128       MSL1=MSS(21)
 129       MSL2=MSS(22)
 130       MB=AMBT
 131       FNT=(SUGMFN(MST2)-SUGMFN(MST1))/(MST2**2-MST1**2)
 132      $*AT*MTQ**2/SINB**2
 133       FNB=(SUGMFN(MSB2)-SUGMFN(MSB1))/(MSB2**2-MSB1**2)
 134      $*AB*MBQ**2/COSB**2
 135       FNL=(SUGMFN(MSL2)-SUGMFN(MSL1))/(MSL2**2-MSL1**2)
 136      $*ATAU*MTAMZ**2/COSB**2
 137       FCN=FNT+FNB+FNL/3.
 138       DELHPS=3*G0(2)**2*MU*(COTB+TANB)/32./PI**2/MW**2*FCN
 139       RDEL=SQRT(ABS(DELHPS))
 140 C          Tree level mhp not needed at this point so fix if negative
 141       IF (ILOOP.EQ.0) THEN
 142         MHPS=M1S+M2S
 143         IF (MHPS.LT.0.) MHPS=0.
 144       ELSE
 145         MHPS=B*MU*(COTB+TANB)+DELHPS
 146         IF (MHPS.LT.0.) THEN
 147           NOGOOD=3
 148           MHPS=AMZ**2
 149         END IF
 150       END IF
 151       MHP=SQRT(MHPS)
 152       MSS(31)=MHP
 153 C     APPLY XERXES' TEST FOR PROPER POTENTIAL SHAPE AT THE ORIGIN
 154 C     REMOVE THIS CONSTRAINT ON 4/7/00
 155       IF (ILOOP.EQ.1) THEN
 156       L1=MIN(G0(24),G0(23))
 157       L2=MAX(G0(24),G0(23))
 158       RL1=SQRT(L1)
 159       RL2=SQRT(L2)
 160       DA=3*G0(6)**2*AT**2/ABS(G0(24)-G0(23))/16./PI**2*
 161      $(-SUGMFN(RL1)+SUGMFN(RL2))
 162       DB=3*G0(6)**2/16./PI**2*
 163      $(SUGMFN(RL1)*(1.-AT**2/ABS(G0(24)-G0(23)))+SUGMFN(RL2)*
 164      $(1.+AT**2/ABS(G0(24)-G0(23))))
 165       DC=-3*G0(6)**2*AT*MU/ABS(G0(24)-G0(23))/16./PI**2*
 166      $(-SUGMFN(RL1)+SUGMFN(RL2))
 167       AA=M1S+DA
 168       BB=M2S+DB
 169       CC=-B*MU+DC
 170       EVAL1=((AA+BB)-SQRT((AA+BB)**2-4*(AA*BB-CC*CC)))/2.
 171 C      IF (EVAL1.GE.0) THEN
 172 C        NOGOOD=7
 173 C      END IF
 174       END IF
 175 C
 176 C          Initialize SUSY parameters in /SSPAR/:
 177 C
 178       AMGLSS=G0(9)
 179       AMULSS=MSS(2)
 180       AMURSS=MSS(3)
 181       AMDLSS=MSS(4)
 182       AMDRSS=MSS(5)
 183       AMSLSS=MSS(6)
 184       AMSRSS=MSS(7)
 185       AMCLSS=MSS(8)
 186       AMCRSS=MSS(9)
 187       AMN1SS=MSS(16)
 188       AMN2SS=MSS(16)
 189       AMN3SS=MSS(16)
 190       AMELSS=MSS(17)
 191       AMERSS=MSS(18)
 192       AMMLSS=MSS(19)
 193       AMMRSS=MSS(20)
 194       TWOM1=-MU
 195       RV2V1=1./TANB
 196       AMTLSS=SQRT(G0(24))
 197       AMTRSS=SQRT(G0(23))
 198       AMBLSS=SQRT(G0(24))
 199       AMBRSS=SQRT(G0(22))
 200       AMLLSS=SQRT(G0(21))
 201       AMLRSS=SQRT(G0(20))
 202       AAT=G0(12)
 203       AAB=G0(11)
 204       AAL=G0(10)
 205       AMHA=MHP
 206 C
 207 C          Use SSMASS to diagonalize neutralino and chargino mass
 208 C          matrices and calculate Higgs masses.
 209 C
 210       MHLNEG=0
 211       MHCNEG=0
 212       CALL SSMASS(G0(7),G0(8),IALLOW,ILOOP,MHLNEG,MHCNEG,IMODEL)
 213       IF(MHLNEG.EQ.1.OR.MHCNEG.EQ.1) THEN
 214         NOGOOD=8
 215       ENDIF
 216       IF(IALLOW.NE.0) THEN
 217         NOGOOD=5
 218         GO TO 100
 219       ENDIF
 220 C
 221 C          Save results also in MSS
 222 C
 223       MSS(23)=AMZ1SS
 224       MSS(24)=AMZ2SS
 225       MSS(25)=AMZ3SS
 226       MSS(26)=AMZ4SS
 227       MSS(27)=AMW1SS
 228       MSS(28)=AMW2SS
 229       MSS(29)=AMHL
 230       MSS(30)=AMHH
 231       MSS(31)=AMHA
 232       MSS(32)=AMHC
 233 C          Gluino pole mass
 234       MGLMGL=G0(9)
 235       ASMGL=SUALFS(MGLMGL**2,.36,MT,3)
 236       MSS(1)=SSPOLE(MGLMGL,MGLMGL**2,ASMGL)
 237       AMGLSS=MSS(1)
 238 C
 239 100   RETURN
 240       END