PYTHIA8/pythia8130/include/PartonDistributions.h

   1 // PartonDistributions.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.
   5
   6 // Header file for parton densities.
   7 // PDF: base class.
   8 // GRV94L: derived class for the GRV 94L parton densities.
   9 // CTEQ5L: derived class for the CTEQ 5L parton densities.
  10 // LHAPDFinterface: derived class for interface to the LHAPDF library.
  11 // Lepton: derived class for parton densities inside a lepton.
  12 // LeptonPoint: derived class for unresolved lepton (mainly dummy).
  13
  14 #ifndef Pythia8_PartonDistributions_H
  15 #define Pythia8_PartonDistributions_H
  16
  17 #include "Basics.h"
  18 #include "Info.h"
  19 #include "ParticleData.h"
  20 #include "PythiaStdlib.h"
  21
  22 namespace Pythia8 {
  23
  24 //**************************************************************************
  25
  26 // Base class for parton distribution functions.
  27
  28 class PDF {
  29
  30 public:
  31
  32   // Constructor.
  33   PDF(int idBeamIn = 2212) {idBeam = idBeamIn; idSav = 9; xSav = -1.;
  34     Q2Sav = -1.; isSet = true; isInit = false;}
  35
  36   // Destructor.
  37   virtual ~PDF() {}
  38
  39   // Confirm that PDF has been set up (important for LHAPDF).
  40   bool isSetup() {return isSet;}
  41
  42   // Allow extrapolation beyond boundaries. This is optional.
  43   virtual void setExtrapolate(bool) {}
  44
  45   // Read out parton density
  46   double xf(int id, double x, double Q2);
  47
  48   // Read out valence and sea part of parton densities.
  49   double xfVal(int id, double x, double Q2);
  50   double xfSea(int id, double x, double Q2);
  51
  52 protected:
  53
  54   // Store relevant quantities.
  55   int    idBeam, idSav;
  56   double xSav, Q2Sav;
  57   double xu, xd, xubar, xdbar, xs, xc, xb, xg, xlepton, xgamma,
  58          xuVal, xuSea, xdVal, xdSea;
  59   bool   isSet, isInit, hasLimits;
  60
  61   // Update parton densities.
  62   virtual void xfUpdate(int id, double x, double Q2) = 0;
  63
  64 };
  65
  66 //**************************************************************************
  67
  68 // Gives the GRV 94 L (leading order) parton distribution function set
  69 // in parametrized form. Authors: M. Glueck, E. Reya and A. Vogt.
  70
  71 class GRV94L : public PDF {
  72
  73 public:
  74
  75   // Constructor.
  76   GRV94L(int idBeamIn = 2212) : PDF(idBeamIn) {}
  77
  78 private:
  79
  80   // Update PDF values.
  81   void xfUpdate(int id, double x, double Q2);
  82
  83   // Auxiliary routines used during the updating.
  84   double grvv (double x, double n, double ak, double bk, double a,
  85     double b, double c, double d);
  86   double grvw (double x, double s, double al, double be, double ak,
  87     double bk, double a, double b, double c, double d, double e, double es);
  88   double grvs (double x, double s, double sth, double al, double be,
  89     double ak, double ag, double b, double d, double e, double es);
  90
  91 };
  92
  93 //**************************************************************************
  94
  95 // Gives the GRV 94 L (leading order) parton distribution function set
  96 // in parametrized form. Authors: M. Glueck, E. Reya and A. Vogt.
  97
  98 class CTEQ5L : public PDF {
  99
 100 public:
 101
 102   // Constructor.
 103   CTEQ5L(int idBeamIn = 2212) : PDF(idBeamIn) {}
 104
 105 private:
 106
 107   // Update PDF values.
 108   void xfUpdate(int id, double x, double Q2);
 109
 110 };
 111
 112 //**************************************************************************
 113
 114 // Provide interface to the LHAPDF library of parton densities.
 115
 116 class LHAPDF : public PDF {
 117
 118 public:
 119
 120   // Constructor.
 121   LHAPDF(int idBeamIn, string setName, int member,  int nSetIn = 1,
 122     Info* infoPtr = 0) : PDF(idBeamIn), nSet(nSetIn)
 123     {init( setName, member, infoPtr);}
 124
 125   // Allow extrapolation beyond boundaries. This is optional.
 126   void setExtrapolate(bool extrapol);
 127
 128 private:
 129
 130   // Initialization of PDF set.
 131   void init(string setName, int member, Info* infoPtr);
 132
 133   // Update all PDF values.
 134   void xfUpdate(int , double x, double Q2);
 135
 136   // Current set and pdf values.
 137   int    nSet;
 138   double xfArray[13];
 139
 140   // Keep track of latest initialized PDF, so does not have to repeat.
 141   static string latestSetName;
 142   static int    latestMember, latestNSet;
 143
 144 };
 145
 146 //**************************************************************************
 147
 148 // Gives electron (or muon, or tau) parton distribution.
 149
 150 class Lepton : public PDF {
 151
 152 public:
 153
 154   // Constructor.
 155   Lepton(int idBeamIn = 11) : PDF(idBeamIn) {}
 156
 157 private:
 158
 159   // Constants: could only be changed in the code itself.
 160   static const double ALPHAEM;
 161
 162   // Update PDF values.
 163   void xfUpdate(int id, double x, double Q2);
 164
 165   // The lepton mass, set at initialization.
 166   double m2Lep;
 167
 168 };
 169
 170 //**************************************************************************
 171
 172 // Gives electron (or other lepton) parton distribution when unresolved.
 173
 174 class LeptonPoint : public PDF {
 175
 176 public:
 177
 178   // Constructor.
 179   LeptonPoint(int idBeamIn = 11) : PDF(idBeamIn) {}
 180
 181 private:
 182
 183   // Update PDF values in trivial way.
 184   void xfUpdate(int , double , double ) {xlepton = 1; xgamma = 0.;}
 185
 186 };
 187
 188 } // end namespace Pythia8
 189
 190 //**************************************************************************
 191
 192 #endif // Pythia8_PartonDistributions_H