PYTHIA8/pythia8130/xmldoc/ElectroweakProcesses.xml

   1 <chapter name="Electroweak Processes">
   2
   3 <h2>Electroweak Processes</h2>
   4
   5 This page contains processes involving Prompt-photon, <ei>gamma^*/Z^0</ei>
   6 and <ei>W^+-</ei> production, plus a few with <ei>t</ei>-channel boson
   7 exchange.
   8
   9 <h3>Prompt photon processes</h3>
  10
  11 This group collects the processes where one or two photons are
  12 produced by the hard process. Additional sources of photons
  13 include parton showers and hadron decays. A <ei>pT</ei> cut
  14 is required to stay away from the unphysical low-<ei>pT</ei> region.
  15 An eikonalized description, intended to be valid at all <ei>pT</ei>,
  16 is included as part of the multiple-interactions framework.
  17
  18 <flag name="PromptPhoton:all" default="off">
  19 Common switch for the group of all prompt photon processes,
  20 as listed separately in the following.
  21 </flag>
  22
  23 <flag name="PromptPhoton:qg2qgamma" default="off">
  24 Scattering <ei>q g -> q gamma</ei>.
  25 Code 201.
  26 </flag>
  27
  28 <flag name="PromptPhoton:qqbar2ggamma" default="off">
  29 Scattering <ei>q qbar -> g gamma</ei>.
  30 Code 202.
  31 </flag>
  32
  33 <flag name="PromptPhoton:gg2ggamma" default="off">
  34 Scattering <ei>g g -> g gamma</ei>.
  35 <note>Note:</note> This is a box graph. The full quark-mass dependence
  36 in the loop leads to very complicated expressions. The current
  37 implementation is based on assuming five massless quarks (see below),
  38 and thus is questionable at small (<ei>pT &lt; m_b</ei>) or large
  39 (<ei>pT > m_t</ei>) transverse momenta.
  40 Code 203.
  41 </flag>
  42
  43 <flag name="PromptPhoton:ffbar2gammagamma" default="off">
  44 Scattering <ei>q qbar -> gamma gamma</ei>.
  45 Code 204.
  46 </flag>
  47
  48 <flag name="PromptPhoton:gg2gammagamma" default="off">
  49 Scattering <ei>g g -> gamma gamma</ei>.
  50 <note>Note:</note> This is a box graph. The full quark-mass dependence
  51 in the loop leads to very complicated expressions. The current
  52 implementation is based on assuming five massless quarks (see below),
  53 and thus is questionable at small (<ei>pT &lt; m_b</ei>) or large
  54 (<ei>pT > m_t</ei>) transverse momenta.
  55 Code 205.
  56 </flag>
  57
  58 <modeopen name="PromptPhoton:nQuarkLoop" default="5" min="3" max="6">
  59 Number of quark flavours included in the box graphs resposible for
  60 <ei>g g -> g gamma</ei> and <ei>g g-> gamma gamma</ei> processes.
  61 Owing to the complexity if the massive expressions, quarks are treated
  62 as massless. The default value should be applicable in the range of
  63 transverse momenta above the <ei>b</ei> mass but below the <ei>t</ei> one.
  64 </modeopen>
  65
  66 <h3>Weak boson processes</h3>
  67
  68 Under this heading we group processes involving the production
  69 of a single electroweak gauge boson, i.e. a <ei>gamma^*/Z^0</ei>
  70 or a <ei>W^+-</ei>, or a pair of them, or one of them in
  71 combination with a parton. Since the three sets are partly
  72 conflicting, each is associated with its own group flag.
  73 In addition, <ei>t</ei>-channel exchange of such a boson
  74 between two fermions form a separate group.
  75
  76 <p/>
  77 There is one flag that can be used to influence the <ei>gamma^*/Z^0</ei>
  78 structure in all the processes below where it is produced, unless
  79 otherwise stated.
  80 <modepick name="WeakZ0:gmZmode" default="0" min="0" max="2">
  81 Choice of full <ei>gamma^*/Z^0</ei> structure or not in relevant
  82 processes.
  83 <option value="0">full <ei>gamma^*/Z^0</ei> structure,
  84 with interference included.</option>
  85 <option value="1">only pure <ei>gamma^*</ei> contribution.</option>
  86 <option value="2">only pure <ei>Z^0</ei> contribution.</option>
  87 <note>Note</note>: irrespective of the option used, the particle produced
  88 will always be assigned code 23 for <ei>Z^0</ei>, and open decay channels
  89 is purely dictated by what is set for the <ei>Z^0</ei>.
  90 </modepick>
  91
  92 <h4>Boson exchange</h4>
  93
  94 The two processes in this subgroup is included as part of the
  95 multiple-interactions framework.
  96
  97 <flag name="WeakBosonExchange:all" default="off">
  98 Common switch for the group of <ei>gamma^*/Z^0</ei>
  99 or <ei>W^+-</ei> exchange between two fermions.
 100 </flag>
 101
 102 <flag name="WeakBosonExchange:ff2ff(t:gmZ)" default="off">
 103 Scattering <ei>f f' -> f f'</ei> via </ei>gamma^*/Z^0</ei>
 104 <ei>t</ei>-channel exchange, with full interference
 105 between the <ei>gamma^*</ei> and <ei>Z^0</ei>.
 106 Code 211.
 107 </flag>
 108
 109 <flag name="WeakBosonExchange:ff2ff(t:W)" default="off">
 110 Scattering <ei>f_1 f_2 -> f_3 f_4</ei> via </ei>W^+-</ei>
 111 <ei>t</ei>-channel exchange.
 112 Code 212.
 113 </flag>
 114
 115 <h4>Single boson</h4>
 116
 117 <flag name="WeakSingleBoson:all" default="off">
 118 Common switch for the group of a single <ei>gamma^*/Z^0</ei>
 119 or <ei>W^+-</ei> production.
 120 </flag>
 121
 122 <flag name="WeakSingleBoson:ffbar2gmZ" default="off">
 123 Scattering <ei>f fbar -> gamma^*/Z^0</ei>, with full interference
 124 between the <ei>gamma^*</ei> and <ei>Z^0</ei>.
 125 Code 221.
 126 </flag>
 127
 128 <flag name="WeakSingleBoson:ffbar2W" default="off">
 129 Scattering <ei>f fbar' -> W^+-</ei>.
 130 Code 222.
 131 </flag>
 132
 133 <flag name="WeakSingleBoson:ffbar2ffbar(s:gm)" default="off">
 134 Scattering <ei>f fbar -> gamma^* -> f' fbar'</ei>. Subset of
 135 process 221, but written as a <ei>2 -> 2</ei> process, so that
 136 <ei>pT</ei> can be used as ordering variable, e.g. in multiple
 137 interactions. Hardcoded for the final state being either of the
 138 five quark flavours or three lepton ones. Not included in the
 139 <code>WeakSingleBoson:all</code> set, but included in the
 140 multiple-interactions framework.
 141 Code 223.
 142 </flag>
 143
 144 <h4>Boson pair</h4>
 145
 146 <flag name="WeakDoubleBoson:all" default="off">
 147 Common switch for the group of pair production of <ei>gamma^*/Z^0</ei>
 148 and <ei>W^+-</ei>.
 149 </flag>
 150
 151 <flag name="WeakDoubleBoson:ffbar2gmZgmZ" default="off">
 152 Scattering <ei>f fbar' -> gamma^*/Z^0 gamma^*/Z^0</ei>.
 153 Code 231.
 154 </flag>
 155
 156 <flag name="WeakDoubleBoson:ffbar2ZW" default="off">
 157 Scattering <ei>f fbar' -> Z^0 W^+-</ei>. Note that here the
 158 <ei>gamma^*</ei> contribution is not (currently) included.
 159 Code 232.
 160 </flag>
 161
 162 <flag name="WeakDoubleBoson:ffbar2WW" default="off">
 163 Scattering <ei>f fbar -> W^+ W^-</ei>.
 164 Code 233.
 165 </flag>
 166
 167 <h4>Boson and parton</h4>
 168
 169 <flag name="WeakBosonAndParton:all" default="off">
 170 Common switch for the group of production of a single electroweak
 171 gauge boson, i.e. a <ei>gamma^*/Z^0</ei> or a <ei>W^+-</ei>, in
 172 association with a parton, i.e. a quark, gluon, photon or lepton.
 173 These processes give first-order corrections to the ones in the
 174 <code>WeakSingleBoson</code> class, and both sets cannot be used
 175 simultaneously without unphysical doublecounting. The current class
 176 should only be used to study the high-<ei>pT</ei> tail of the
 177 gauge-boson production processes (for LHC applications at least
 178 <ei>pT</ei> > 20 GeV), while the ones in <code>WeakSingleBoson</code>
 179 should be used for inclusive production.
 180 </flag>
 181
 182 <flag name="WeakBosonAndParton:qqbar2gmZg" default="off">
 183 Scattering <ei>q qbar -> gamma^*/Z^0 g</ei>.
 184 Code 241.
 185 </flag>
 186
 187 <flag name="WeakBosonAndParton:qg2gmZq" default="off">
 188 Scattering <ei>q g -> gamma^*/Z^0 q </ei>.
 189 Code 242.
 190 </flag>
 191
 192 <flag name="WeakBosonAndParton:ffbar2gmZgm" default="off">
 193 Scattering <ei>f fbar -> gamma^*/Z^0 gamma</ei>.
 194 Code 243.
 195 </flag>
 196
 197 <flag name="WeakBosonAndParton:fgm2gmZf" default="off">
 198 Scattering <ei>f gamma ->  gamma^*/Z^0 f</ei>.
 199 Code 244.
 200 </flag>
 201
 202 <flag name="WeakBosonAndParton:qqbar2Wg" default="off">
 203 Scattering <ei>q qbar -> W^+- g</ei>.
 204 Code 251.
 205 </flag>
 206
 207 <flag name="WeakBosonAndParton:qg2Wq" default="off">
 208 Scattering <ei>q g -> W^+- q</ei>.
 209 Code 252.
 210 </flag>
 211
 212 <flag name="WeakBosonAndParton:ffbar2Wgm" default="off">
 213 Scattering <ei>f fbar -> W^+- gamma</ei>.
 214 Code 253.
 215 </flag>
 216
 217 <flag name="WeakBosonAndParton:fgm2Wf" default="off">
 218 Scattering <ei>f gamma -> W^+- f</ei>.
 219 Code 254.
 220 </flag>
 221
 222 </chapter>
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 224 <!-- Copyright (C) 2008 Torbjorn Sjostrand -->
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