PYTHIA8/pythia8130/include/StandardModel.h

   1 // StandardModel.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 // This file gives access to some Standard Model parameters.
   7 // AlphaStrong: fix or first- or second-order running alpha_strong.
   8
   9 #ifndef Pythia8_StandardModel_H
  10 #define Pythia8_StandardModel_H
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  12 #include "ParticleData.h"
  13 #include "PythiaStdlib.h"
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  15 namespace Pythia8 {
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  17 //**************************************************************************
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  19 // The AlphaStrong class calculates the alpha_strong value at an arbitrary
  20 // scale, given the value at m_Z, to zeroth, first or second order.
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  22 class AlphaStrong {
  23
  24 public:
  25
  26   // Constructors.
  27   AlphaStrong() : isInit(false) {}
  28   AlphaStrong(double valueIn, int orderIn = 1) {
  29     init( valueIn, orderIn) ;}
  30
  31   // Initialization for given value at M_Z and given order.
  32   void init(double valueIn = 0.12, int orderIn = 1);
  33
  34   // alpha_S value and Lambda values.
  35   double alphaS(double scale2);
  36   double alphaS1Ord(double scale2);
  37   double alphaS2OrdCorr(double scale2);
  38   double Lambda3() const { return Lambda3Save; }
  39   double Lambda4() const { return Lambda4Save; }
  40   double Lambda5() const { return Lambda5Save; }
  41
  42 private:
  43
  44   // Constants: could only be changed in the code itself.
  45   static const int    NITER;
  46   static const double SAFETYMARGIN1, SAFETYMARGIN2;
  47
  48   // Data members.
  49   bool   isInit, lastCallToFull;
  50   int    order;
  51   double valueRef, valueNow, scale2Now, scale2Min, Lambda3Save,
  52          Lambda4Save, Lambda5Save, Lambda3Save2, Lambda4Save2,
  53          Lambda5Save2, mc, mb, mZ, mc2, mb2;
  54
  55 };
  56
  57 //**************************************************************************
  58
  59 // The AlphaEM class calculates the alpha_electromagnetic value at an
  60 // arbitrary scale, given the value at 0 and m_Z, to zeroth or first order.
  61
  62 class AlphaEM {
  63
  64 public:
  65
  66   // Constructors.
  67   AlphaEM(int orderIn = 1) {init(orderIn);}
  68
  69   // First-order initialization for given value at M_Z.
  70   static void initStatic();
  71
  72   // Initialization for a given order.
  73   void init(int orderIn = 1) {order = orderIn;}
  74
  75   // alpha_EM value.
  76   double alphaEM(double scale2);
  77
  78 private:
  79
  80   // Static data members, mostly for first-order matching.
  81   static double alpEM0, alpEMmZ, mZ2, Q2step[5], bRun[5], alpEMstep[5];
  82
  83   // Data members.
  84   int order;
  85
  86 };
  87
  88 //**************************************************************************
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  90 // The CoupEW class stores and returns electroweak couplings.
  91
  92 class CoupEW {
  93
  94 public:
  95
  96    // Constructor.
  97    CoupEW() {}
  98
  99   // Initialize, normally from Pythia::init().
 100   static void initStatic();
 101
 102    // Return electroweak mixing angle.
 103    static double sin2thetaW() {return s2tW;}
 104    static double cos2thetaW() {return c2tW;}
 105    static double sin2thetaWbar() {return s2tWbar;}
 106
 107    // Return electroweak couplings of quarks and leptons.
 108    static double ef(int idAbs) {return efSave[idAbs];}
 109    static double vf(int idAbs) {return vfSave[idAbs];}
 110    static double af(int idAbs) {return afSave[idAbs];}
 111    static double t3f(int idAbs) {return 0.5*afSave[idAbs];}
 112    static double lf(int idAbs) {return lfSave[idAbs];}
 113    static double rf(int idAbs) {return rfSave[idAbs];}
 114
 115    // Return some squared couplings and other combinations.
 116    static double ef2(int idAbs) {return ef2Save[idAbs];}
 117    static double vf2(int idAbs) {return vf2Save[idAbs];}
 118    static double af2(int idAbs) {return af2Save[idAbs];}
 119    static double efvf(int idAbs) {return efvfSave[idAbs];}
 120    static double vf2af2(int idAbs) {return vf2af2Save[idAbs];}
 121
 122 private:
 123
 124    // Store couplings.
 125    static double s2tW, c2tW, s2tWbar, efSave[20], vfSave[20], afSave[20],
 126                  lfSave[20], rfSave[20], ef2Save[20], vf2Save[20],
 127                  af2Save[20], efvfSave[20], vf2af2Save[20];
 128
 129 };
 130
 131 //**************************************************************************
 132
 133 // The VCKM class stores and returns Cabibbo-Kobayashi-Maskawa
 134
 135 class VCKM {
 136
 137 public:
 138
 139   // Constructor.
 140   VCKM() {}
 141
 142   // Initialize, normally from Pythia::init().
 143   static void initStatic();
 144
 145   // Return value or square: first index 1/2/3/4 = u/c/t/t',
 146   // second 1/2/3/4 = d/s/b/b'.
 147   static double Vgen(int genU, int genD) {return Vsave[genU][genD];}
 148   static double V2gen(int genU, int genD) {return V2save[genU][genD];}
 149
 150   // Return value or square for incoming flavours (sign irrelevant).
 151   static double Vid(int id1, int id2);
 152   static double V2id(int id1, int id2);
 153
 154   // Return sum of squares for given inflavour, or random outflavour.
 155   static double V2sum(int id) {return V2out[abs(id)];}
 156   static int    V2pick(int id);
 157
 158 private:
 159
 160   // Store VCKM matrix (index 0 not used) and sum of squares.
 161   static double Vsave[5][5], V2save[5][5], V2out[20];
 162
 163 };
 164
 165 //**************************************************************************
 166
 167 } // end namespace Pythia8
 168
 169 #endif // Pythia8_StandardModel_H