PYTHIA8/pythia8130/include/StringFragmentation.h

   1 // StringFragmentation.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 the classes for string fragmentation.
   7 // StringEnd: keeps track of the fragmentation step.
   8 // StringFragmentation: is the top-level class.
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  10 #ifndef Pythia8_StringFragmentation_H
  11 #define Pythia8_StringFragmentation_H
  12
  13 #include "Basics.h"
  14 #include "Event.h"
  15 #include "Info.h"
  16 #include "FragmentationFlavZpT.h"
  17 #include "FragmentationSystems.h"
  18 #include "ParticleData.h"
  19 #include "PythiaStdlib.h"
  20 #include "Settings.h"
  21
  22 namespace Pythia8 {
  23
  24 //**************************************************************************
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  26 // The StringEnd class contains the information related to
  27 // one of the current endpoints of the string system.
  28 // Only to be used inside StringFragmentation, so no private members.
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  30 class StringEnd {
  31
  32 public:
  33
  34   // Constructor.
  35   StringEnd() {}
  36
  37   // Save pointers.
  38   void init(StringFlav* flavSelPtrIn, StringPT* pTSelPtrIn,
  39     StringZ* zSelPtrIn) {flavSelPtr = flavSelPtrIn;
  40     pTSelPtr = pTSelPtrIn; zSelPtr = zSelPtrIn;}
  41
  42   // Set up initial endpoint values from input.
  43   void setUp(bool fromPosIn, int iEndIn, int idOldIn, int iMaxIn,
  44     double pxIn, double pyIn, double GammaIn, double xPosIn, double xNegIn);
  45
  46   // Fragment off one hadron from the string system, in flavour and pT.
  47   void newHadron();
  48
  49   // Fragment off one hadron from the string system, in momentum space,
  50   // by taking steps either from positive or from negative end.
  51   Vec4 kinematicsHadron(StringSystem& system);
  52
  53   // Update string end information after a hadron has been removed.
  54   void update();
  55
  56   // Constants: could only be changed in the code itself.
  57   static const double TINY, PT2SAME;
  58
  59   // Pointers to classes for flavour, pT and z generation.
  60   StringFlav* flavSelPtr;
  61   StringPT*   pTSelPtr;
  62   StringZ*    zSelPtr;
  63
  64   // Data members.
  65   bool   fromPos;
  66   int    iEnd, iMax, idHad, iPosOld, iNegOld, iPosNew, iNegNew;
  67   double pxOld, pyOld, pxNew, pyNew, pxHad, pyHad, mHad, mT2Had, zHad,
  68          GammaOld, GammaNew, xPosOld, xPosNew, xPosHad, xNegOld, xNegNew,
  69          xNegHad;
  70   FlavContainer flavOld, flavNew;
  71   Vec4   pHad, pSoFar;
  72
  73 };
  74
  75 //**************************************************************************
  76
  77 // The StringFragmentation class contains the top-level routines
  78 // to fragment a colour singlet partonic system.
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  80 class StringFragmentation {
  81
  82 public:
  83
  84   // Constructor.
  85   StringFragmentation() {}
  86
  87   // Initialize and save pointers.
  88   void init(Info* infoPtrIn, StringFlav* flavSelPtrIn,
  89     StringPT* pTSelPtrIn, StringZ* zSelPtrIn);
  90
  91   // Do the fragmentation: driver routine.
  92   bool fragment( int iSub, ColConfig& colConfig, Event& event);
  93
  94   // Find the boost matrix to the rest frame of a junction.
  95   RotBstMatrix junctionRestFrame(Vec4& p0, Vec4& p1, Vec4& p2);
  96
  97 private:
  98
  99   // Constants: could only be changed in the code itself.
 100   static const int    NTRYFLAV, NTRYJOIN, NSTOPMASS, NTRYJNREST,
 101                       NTRYJNMATCH, NTRYJRFEQ;
 102   static const double FACSTOPMASS, CLOSEDM2MAX, CLOSEDM2FRAC, EXPMAX,
 103                       MATCHPOSNEG, EJNWEIGHTMAX, CONVJNREST, M2MAXJRF,
 104                       CONVJRFEQ;
 105
 106   // Pointer to various information on the generation.
 107   Info*       infoPtr;
 108
 109   // Pointers to classes for flavour, pT and z generation.
 110   StringFlav* flavSelPtr;
 111   StringPT*   pTSelPtr;
 112   StringZ*    zSelPtr;
 113
 114   // Initialization data, read from Settings.
 115   double stopMass, stopNewFlav, stopSmear, eNormJunction,
 116          eBothLeftJunction, eMaxLeftJunction, eMinLeftJunction, bLund;
 117
 118   // Data members.
 119   bool   hasJunction, isClosed;
 120   int    iPos, iNeg;
 121   double w2Rem, stopMassNow;
 122   Vec4   pSum, pRem, pJunctionHadrons;
 123
 124   // List of partons in string system.
 125   vector<int> iParton;
 126
 127   // Temporary event record for the produced particles.
 128   Event hadrons;
 129
 130   // Information on the system of string regions.
 131   StringSystem system, systemMin, systemMid;
 132
 133   // Information on the two current endpoints of the fragmenting system.
 134   StringEnd posEnd, negEnd;
 135
 136   // Find region where to put first string break for closed gluon loop.
 137   vector<int> findFirstRegion(vector<int>& iPartonIn, Event& event);
 138
 139   // Set flavours and momentum position for initial string endpoints.
 140   void setStartEnds(int idPos, int idNeg, StringSystem systemNow);
 141
 142   // Check remaining energy-momentum whether it is OK to continue.
 143   bool energyUsedUp(bool fromPos);
 144
 145   // Produce the final two partons to complete the system.
 146   bool finalTwo(bool fromPos);
 147
 148   // Construct a special joining region for the final two hadrons.
 149   StringRegion finalRegion();
 150
 151   // Store the hadrons in the normal event record, ordered from one end.
 152   void store(Event& event);
 153
 154   // Fragment off two of the string legs in to a junction.
 155   bool fragmentToJunction(Event& event);
 156
 157 };
 158
 159 //**************************************************************************
 160
 161 } // end namespace Pythia8
 162
 163 #endif // Pythia8_StringFragmentation_H