PYTHIA8/pythia8130/xmldoc/BeamParameters.xml

   1 <chapter name="Beam Parameters">
   2
   3 <h2>Beam Parameters</h2>
   4
   5 The settings on this page relate to the beam identities and energies,
   6 to a beam momentum spread and to a beam interaction spot.
   7 As always, momenta and energies are to be given in units of GeV,
   8 and of space and time in mm.
   9
  10 <h3>Incoming beams</h3>
  11
  12 There are two ways to set the identities and energies of the two incoming
  13 beam particles. One is to use the <code>init()</code> method with no
  14 arguments. Then the settings variables below will be read and used. The
  15 alternative is to call <code>init(...)</code> with arguments that provide
  16 this information. Then you need not use the variables below (although it
  17 would still be possible). Note that, if nothing is done, you will default
  18 to LHC at the nominal energy.
  19
  20 <modeopen name="Beams:idA" default="2212">
  21 The PDG <code>id</code> code for the first incoming particle.
  22 </modeopen>
  23
  24 <modeopen name="Beams:idB" default="2212">
  25 The PDG <code>id</code> code for the second incoming particle.
  26 </modeopen>
  27
  28 <modepick name="Beams:frameType" default="1" min="1" max="4">
  29 Choice of frame for the two colliding particles.
  30 <option value="1">the beams are colliding in their cm frame,
  31 and therefore only the cm energy needs to be provided, see
  32 <code>Beams:eCM</code> below.
  33 </option>
  34 <option value="2">the beams are back-to-back, but with different energies,
  35 see <code>Beams:eA</code> and <code>Beams:eB</code> below.
  36 This option could also be used for fixed-target configurations.
  37 </option>
  38 <option value="3">the beams are not back-to-back, and therefore the
  39 three-momentum of each incoming particle needs to be specified, see
  40 <code>Beams:pxA</code> through <code>Beams:pzB</code> below.
  41 </option>
  42 <option value="4">the beam and event information is stored in a
  43 Les Houches Event File, see <code>Beams:LHEF</code> below.
  44 </option>
  45 </modepick>
  46
  47 <parm name="Beams:eCM" default="14000." min="10.">
  48 Collision CM energy, to be set if <code>Beams:frameType</code> = 1.
  49 </parm>
  50
  51 <parm name="Beams:eA" default="7000." min="0.">
  52 The energy of the first incoming particle, moving in the
  53 <ei>+z </ei>direction, to be set if <code>Beams:frameType</code> = 2.
  54 If the particle energy is smaller than its mass
  55 it is assumed to be at rest.
  56 </parm>
  57
  58 <parm name="Beams:eB" default="7000." min="0.">
  59 The energy of the second incoming particle, moving in the
  60 <ei>-z</ei> direction, to be set if <code>Beams:frameType</code> = 2.
  61 If the particle energy is smaller than its mass
  62 it is assumed to be at rest.
  63 </parm>
  64
  65 <parm name="Beams:pxA" default="0.">
  66 The <ei>p_x</ei> component of the first incoming particle,
  67 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3.
  68 </parm>
  69
  70 <parm name="Beams:pyA" default="0.">
  71 The <ei>p_y</ei> component of the first incoming particle,
  72 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3.
  73 </parm>
  74
  75 <parm name="Beams:pzA" default="7000.">
  76 The <ei>p_z</ei> component of the first incoming particle,
  77 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3.
  78 </parm>
  79
  80 <parm name="Beams:pxB" default="0.">
  81 The <ei>p_x</ei> component of the second incoming particle,
  82 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3.
  83 </parm>
  84
  85 <parm name="Beams:pyB" default="0.">
  86 The <ei>p_y</ei> component of the second incoming particle,
  87 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3.
  88 </parm>
  89
  90 <parm name="Beams:pzB" default="-7000.">
  91 The <ei>p_z</ei> component of the second incoming particle,
  92 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3.
  93 </parm>
  94
  95 <word name="Beams:LHEF" default="void">
  96 The name of a Les Houches Event File,
  97 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 4.
  98 </word>
  99
 100 <h3>Beam momentum spread</h3>
 101
 102 This framework currently is intended for a modest beam spread, such as
 103 experienced at hadron colliders. Thus it can be safely assumed that the
 104 physics does not change over the CM energy range probed, so that the
 105 parameters of the physics initialization at the nominal energy can be
 106 used as is. Currently it can <b>not</b> be used for the more extensive
 107 energy spread expected at linear <ei>e^+ e^-</ei> colliders. Also,
 108 any attempt to combine it with external Les Houches input of
 109 parton-level events is at own risk.
 110
 111 <p/>
 112 On this page you can set the momentum spread according to a simple
 113 Gaussian distribution. If you instead want a more sophisticated
 114 parametrization, you can write and link your own
 115 <aloc href="BeamShape"><code>BeamShape</code></aloc> class.
 116
 117 <flag name="Beams:allowMomentumSpread" default="off">
 118 Allow the beam momenta to be smeared around their initialization
 119 nominal values.
 120 </flag>
 121
 122 <parm name="Beams:sigmaPxA" default="0." min="0.">
 123 The width of a Gaussian distribution of the <ei>p_x</ei> spread of the
 124 first incoming particle.
 125 </parm>
 126
 127 <parm name="Beams:sigmaPyA" default="0." min="0.">
 128 The width of a Gaussian distribution of the <ei>p_y</ei> spread of the
 129 first incoming particle.
 130 </parm>
 131
 132 <parm name="Beams:sigmaPzA" default="0." min="0.">
 133 The width of a Gaussian distribution of the <ei>p_z</ei> spread of the
 134 first incoming particle.
 135 </parm>
 136
 137 <parm name="Beams:maxDevA" default="5." min="0.">
 138 The triply Gaussian distribution <ei>(p_x, p_y, p_z)</ei> is restricted to
 139 a maximal total deviation from the nominal values <ei>(p_x0, p_y0, p_z0)</ei>
 140 for the first incoming particle, like
 141 <eq>
 142 (p_x - p_x0)^2/sigma_px^2 + (p_y - p_y0)^2/sigma_py^2 +
 143 (p_z - p_z0)^2/sigma_pz^2 < maxDev^2
 144 </eq>
 145 (Note the absence of a factor 2 in the denominator, unlike the Gaussians
 146 used to pick <ei>(p_x, p_y, p_z)</ei>.)
 147 </parm>
 148
 149 <parm name="Beams:sigmaPxB" default="0." min="0.">
 150 The width of a Gaussian distribution of the <ei>p_x</ei> spread of the
 151 second incoming particle.
 152 </parm>
 153
 154 <parm name="Beams:sigmaPyB" default="0." min="0.">
 155 The width of a Gaussian distribution of the <ei>p_y</ei> spread of the
 156 second incoming particle.
 157 </parm>
 158
 159 <parm name="Beams:sigmaPzB" default="0." min="0.">
 160 The width of a Gaussian distribution of the <ei>p_z</ei> spread of the
 161 second incoming particle.
 162 </parm>
 163
 164 <parm name="Beams:maxDevB" default="5." min="0.">
 165 The triply Gaussian distribution <ei>(p_x, p_y, p_z)</ei> is restricted to
 166 a maximal total deviation from the nominal values <ei>(p_x0, p_y0, p_z0)</ei>,
 167 for the second incoming particle, like
 168 <eq>
 169 (p_x - p_x0)^2/sigma_px^2 + (p_y - p_y0)^2/sigma_py^2 +
 170 (p_z - p_z0)^2/sigma_pz^2 < maxDev^2
 171 </eq>
 172 (Note the absence of a factor 2 in the denominator, unlike the Gaussians
 173 used to pick <ei>(p_x, p_y, p_z)</ei>.)
 174 </parm>
 175
 176 <h3>Beam interaction vertex</h3>
 177
 178 On this page you can set the spread of the interaction vertex according to
 179 a simple Gaussian distribution. If you instead want a more sophisticated
 180 parametrization, you can write and link your own
 181 <aloc href="BeamShape"><code>BeamShape</code></aloc> class.
 182
 183 <flag name="Beams:allowVertexSpread" default="off">
 184 Allow the interaction vertex of the two colliding beams to be smeared.
 185 If off, then the vertex is set to be the origin.
 186 </flag>
 187
 188 <parm name="Beams:sigmaVertexX" default="0." min="0.">
 189 The width of a Gaussian distribution of the <ei>x</ei> location of the
 190 interaction vertex.
 191 </parm>
 192
 193 <parm name="Beams:sigmaVertexY" default="0." min="0.">
 194 The width of a Gaussian distribution of the <ei>y</ei> location of the
 195 interaction vertex.
 196 </parm>
 197
 198 <parm name="Beams:sigmaVertexZ" default="0." min="0.">
 199 The width of a Gaussian distribution of the <ei>z</ei> location of the
 200 interaction vertex.
 201 </parm>
 202
 203 <parm name="Beams:maxDevVertex" default="5." min="0.">
 204 The triply Gaussian distribution of interaction vertex position
 205 <ei>(x, y, z)</ei> is restricted to a maximal total deviation from the
 206 origin, like
 207 <eq>
 208 x^2/sigma_x^2 + y^2/sigma_y^2 + z^2/sigma_z^2 < maxDevVertex^2
 209 </eq>
 210 (Note the absence of a factor 2 in the denominator, unlike the Gaussians
 211 used to pick <ei>(x, y, z)</ei>.)
 212 </parm>
 213
 214 <parm name="Beams:sigmaTime" default="0." min="0.">
 215 The width of a Gaussian distribution of the collision time (in units of
 216 mm/c). Note that, if the above space parametrization is viewed as the
 217 effect of two incoming beams along the <ei>+-z</ei> axis, with each beam
 218 having a Gaussian spread, then the spread of the time would also become
 219 a Gaussian with the same width as the <ei>z</ei> one (times the
 220 velocity of the beams, which we expect is close to unity). For flexibility
 221 we have not enforced any such relation, however.
 222 </parm>
 223
 224 <parm name="Beams:maxDevTime" default="5." min="0.">
 225 The collision time is restricted to be in the range
 226 <ei>|t| &lt; sigma_t * maxDevTime</ei>.
 227 </parm>
 228
 229 <p/>
 230 The distributions above are all centered at the origin. It is also
 231 possible to shift the above distributions to be centered around another
 232 nominal position. You must have <code>Beams:allowVertexSpread = on</code>
 233 to use this possibility.
 234
 235 <parm name="Beams:offsetVertexX" default="0.">
 236 The <ei>x</ei> location of the interaction vertex is centered at this value.
 237 </parm>
 238
 239 <parm name="Beams:offsetVertexY" default="0.">
 240 The <ei>y</ei> location of the interaction vertex is centered at this value.
 241 </parm>
 242
 243 <parm name="Beams:offsetVertexZ" default="0.">
 244 The <ei>z</ei> location of the interaction vertex is centered at this value.
 245 </parm>
 246
 247 <parm name="Beams:offsetTime" default="0.">
 248 The time <ei>t</ei> of the interaction vertex is centered at this value.
 249 </parm>
 250
 251 </chapter>
 252
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