PYTHIA8/pythia8130/include/FragmentationSystems.h

   1 // FragmentationSystems.h is a part of the PYTHIA event generator.
   2 // Copyright (C) 2008 Torbjorn Sjostrand.
   3 // PYTHIA is licenced under the GNU GPL version 2, see COPYING for details.
   4 // Please respect the MCnet Guidelines, see GUIDELINES for details.
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   6 // This file contains auxiliary classes in the fragmentation process.
   7 // ColSinglet contains info on an individual singlet.
   8 // ColConfig describes the colour configuration of the whole event.
   9 // StringRegion keeps track on string momenta and directions.
  10 // StringSystem contains all the StringRegions of the colour singlet.
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  12 #ifndef Pythia8_FragmentationSystems_H
  13 #define Pythia8_FragmentationSystems_H
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  15 #include "Basics.h"
  16 #include "Event.h"
  17 #include "FragmentationFlavZpT.h"
  18 #include "ParticleData.h"
  19 #include "PythiaStdlib.h"
  20 #include "Settings.h"
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  22 namespace Pythia8 {
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  24 //**************************************************************************
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  26 // The ColSinglet class contains info on an individual singlet.
  27 // Only to be used inside ColConfig, so no private members.
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  29 class ColSinglet {
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  31 public:
  32
  33   // Constructors.
  34   ColSinglet() : pSum(0., 0., 0., 0.), mass(0.), massExcess(0.),
  35     hasJunction(false), isClosed(false), isCollected(false) {}
  36   ColSinglet(vector<int>& iPartonIn, Vec4 pSumIn, double massIn,
  37     double massExcessIn, bool hasJunctionIn = false,
  38     bool isClosedIn = false, bool isCollectedIn = false)
  39     : iParton(iPartonIn), pSum(pSumIn), mass(massIn),
  40     massExcess(massExcessIn), hasJunction(hasJunctionIn),
  41     isClosed(isClosedIn), isCollected(isCollectedIn) {}
  42
  43   // Size of iParton array.
  44   int size() const { return iParton.size();}
  45
  46   // Stored quantities.
  47   vector<int> iParton;
  48   Vec4   pSum;
  49   double mass, massExcess;
  50   bool   hasJunction, isClosed, isCollected;
  51
  52 };
  53
  54 //**************************************************************************
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  56 // The ColConfig class describes the colour configuration of the whole event.
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  58 class ColConfig {
  59
  60 public:
  61
  62   // Constructor.
  63   ColConfig() {}
  64
  65   // Initialize and save pointers.
  66   void init(StringFlav* flavSelPtrIn);
  67
  68   // Number of colour singlets.
  69   int size() const {return singlets.size();}
  70
  71   // Overload index operator to access separate colour singlets.
  72   ColSinglet& operator[](int iSub) {return singlets[iSub];}
  73
  74   // Clear contents.
  75   void clear() {singlets.resize(0);}
  76
  77   // Insert a new colour singlet system in ascending mass order.
  78   // Calculate its properties. Join nearby partons.
  79   void insert( vector<int>& iPartonIn, Event& event);
  80
  81   // Collect all partons of singlet to be consecutively ordered.
  82   void collect(int iSub, Event& event);
  83
  84   // List all currently identified singlets.
  85   void list(ostream& os = cout);
  86
  87 private:
  88
  89   // Pointer to class for flavour generation.
  90   StringFlav* flavSelPtr;
  91
  92   // Initialization data, to be read from Settings.
  93   double mJoin, mJoinJunction, mStringMin;
  94
  95   // List of all separate colour singlets.
  96   vector<ColSinglet> singlets;
  97
  98   // Join two legs of junction to a diquark for small invariant masses.
  99   bool joinJunction( vector<int>& iPartonIn, Event& event,
 100     double massExcessIn);
 101
 102 };
 103
 104 //**************************************************************************
 105
 106 // The StringRegion class contains the information related to
 107 // one string section in the evolution of a multiparton system.
 108 // Only to be used inside StringFragmentation and MiniStringFragmentation,
 109 // so no private members.
 110
 111 class StringRegion {
 112
 113 public:
 114
 115   // Constructor.
 116   StringRegion() : isSetUp(false), isEmpty(true) {}
 117
 118   // Constants: could only be changed in the code itself.
 119   static const double MJOIN, TINY;
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 121   // Data members.
 122   bool   isSetUp, isEmpty;
 123   Vec4   pPos, pNeg, eX, eY;
 124   double w2, xPosProj, xNegProj, pxProj, pyProj;
 125
 126   // Set up four-vectors for longitudinal and transverse directions.
 127   void setUp(Vec4 p1, Vec4 p2, bool isMassless = false);
 128
 129   // Construct a four-momentum from (x+, x-, px, py).
 130   Vec4 pHad( double xPosIn, double xNegIn, double pxIn, double pyIn)
 131     { return xPosIn * pPos + xNegIn * pNeg + pxIn * eX + pyIn * eY; }
 132
 133   // Project a four-momentum onto (x+, x-, px, py). Read out projection.
 134   void project(Vec4 pIn);
 135   void project( double pxIn, double pyIn, double pzIn, double eIn)
 136     { project( Vec4( pxIn, pyIn, pzIn, eIn) ); }
 137   double xPos() const {return xPosProj;}
 138   double xNeg() const {return xNegProj;}
 139   double px() const {return pxProj;}
 140   double py() const {return pyProj;}
 141
 142 };
 143
 144 //**************************************************************************
 145
 146 // The StringSystem class contains the complete set of all string regions.
 147 // Only to be used inside StringFragmentation, so no private members.
 148
 149 class StringSystem {
 150
 151 public:
 152
 153   // Constructor.
 154   StringSystem() {}
 155
 156   // Set up system from parton list.
 157   void setUp(vector<int>& iSys, Event& event);
 158
 159   // Calculate string region from (iPos, iNeg) pair.
 160   int iReg( int iPos, int iNeg) const
 161     {return (iPos * (indxReg - iPos)) / 2 + iNeg;}
 162
 163   // Reference to string region specified by (iPos, iNeg) pair.
 164   StringRegion& region(int iPos, int iNeg) {return system[iReg(iPos, iNeg)];}
 165
 166   // Reference to low string region specified either by iPos or iNeg.
 167   StringRegion& regionLowPos(int iPos) {return system[iReg(iPos, iMax - iPos)];}
 168   StringRegion& regionLowNeg(int iNeg) {return system[iReg(iMax - iNeg, iNeg)];}
 169
 170   // Main content: a vector with all the string regions of the system.
 171   vector<StringRegion> system;
 172
 173   // Other data members.
 174   int    sizePartons, sizeStrings, sizeRegions, indxReg, iMax;
 175   double mJoin, m2Join;
 176
 177 };
 178
 179 //**************************************************************************
 180
 181 } // end namespace Pythia8
 182
 183 #endif // Pythia8_FragmentationSystems_H