PYTHIA8/pythia8145/include/FragmentationSystems.h

   1 // FragmentationSystems.h is a part of the PYTHIA event generator.
   2 // Copyright (C) 2010 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 contains auxiliary classes in the fragmentation process.
   7 // ColSinglet contains info on an individual singlet.
   8 // ColConfig describes the colour configuration of the whole event.
   9 // StringRegion keeps track on string momenta and directions.
  10 // StringSystem contains all the StringRegions of the colour singlet.
  11
  12 #ifndef Pythia8_FragmentationSystems_H
  13 #define Pythia8_FragmentationSystems_H
  14
  15 #include "Basics.h"
  16 #include "Event.h"
  17 #include "FragmentationFlavZpT.h"
  18 #include "Info.h"
  19 #include "ParticleData.h"
  20 #include "PythiaStdlib.h"
  21 #include "Settings.h"
  22
  23 namespace Pythia8 {
  24
  25 //==========================================================================
  26
  27 // The ColSinglet class contains info on an individual singlet.
  28 // Only to be used inside ColConfig, so no private members.
  29
  30 class ColSinglet {
  31
  32 public:
  33
  34   // Constructors.
  35   ColSinglet() : pSum(0., 0., 0., 0.), mass(0.), massExcess(0.),
  36     hasJunction(false), isClosed(false), isCollected(false) {}
  37   ColSinglet(vector<int>& iPartonIn, Vec4 pSumIn, double massIn,
  38     double massExcessIn, bool hasJunctionIn = false,
  39     bool isClosedIn = false, bool isCollectedIn = false)
  40     : iParton(iPartonIn), pSum(pSumIn), mass(massIn),
  41     massExcess(massExcessIn), hasJunction(hasJunctionIn),
  42     isClosed(isClosedIn), isCollected(isCollectedIn) {}
  43
  44   // Size of iParton array.
  45   int size() const { return iParton.size();}
  46
  47   // Stored quantities.
  48   vector<int> iParton;
  49   Vec4   pSum;
  50   double mass, massExcess;
  51   bool   hasJunction, isClosed, isCollected;
  52
  53 };
  54
  55 //==========================================================================
  56
  57 // The ColConfig class describes the colour configuration of the whole event.
  58
  59 class ColConfig {
  60
  61 public:
  62
  63   // Constructor.
  64   ColConfig() {singlets.resize(0);}
  65
  66   // Initialize and save pointers.
  67   void init(Info* infoPtrIn, Settings& settings, StringFlav* flavSelPtrIn);
  68
  69   // Number of colour singlets.
  70   int size() const {return singlets.size();}
  71
  72   // Overload index operator to access separate colour singlets.
  73   ColSinglet& operator[](int iSub) {return singlets[iSub];}
  74
  75   // Clear contents.
  76   void clear() {singlets.resize(0);}
  77
  78   // Insert a new colour singlet system in ascending mass order.
  79   // Calculate its properties. Join nearby partons.
  80   bool insert( vector<int>& iPartonIn, Event& event);
  81
  82   // Collect all partons of singlet to be consecutively ordered.
  83   void collect(int iSub, Event& event);
  84
  85   // List all currently identified singlets.
  86   void list(ostream& os = cout) const;
  87
  88 private:
  89
  90   // Constants: could only be changed in the code itself.
  91   static const double CONSTITUENTMASS;
  92
  93   // Pointer to various information on the generation.
  94   Info* infoPtr;
  95
  96   // Pointer to class for flavour generation.
  97   StringFlav* flavSelPtr;
  98
  99   // Initialization data, to be read from Settings.
 100   double mJoin, mJoinJunction, mStringMin;
 101
 102   // List of all separate colour singlets.
 103   vector<ColSinglet> singlets;
 104
 105   // Join two legs of junction to a diquark for small invariant masses.
 106   bool joinJunction( vector<int>& iPartonIn, Event& event,
 107     double massExcessIn);
 108
 109 };
 110
 111 //==========================================================================
 112
 113 // The StringRegion class contains the information related to
 114 // one string section in the evolution of a multiparton system.
 115 // Only to be used inside StringFragmentation and MiniStringFragmentation,
 116 // so no private members.
 117
 118 class StringRegion {
 119
 120 public:
 121
 122   // Constructor.
 123   StringRegion() : isSetUp(false), isEmpty(true) {}
 124
 125   // Constants: could only be changed in the code itself.
 126   static const double MJOIN, TINY;
 127
 128   // Data members.
 129   bool   isSetUp, isEmpty;
 130   Vec4   pPos, pNeg, eX, eY;
 131   double w2, xPosProj, xNegProj, pxProj, pyProj;
 132
 133   // Set up four-vectors for longitudinal and transverse directions.
 134   void setUp(Vec4 p1, Vec4 p2, bool isMassless = false);
 135
 136   // Construct a four-momentum from (x+, x-, px, py).
 137   Vec4 pHad( double xPosIn, double xNegIn, double pxIn, double pyIn)
 138     { return xPosIn * pPos + xNegIn * pNeg + pxIn * eX + pyIn * eY; }
 139
 140   // Project a four-momentum onto (x+, x-, px, py). Read out projection.
 141   void project(Vec4 pIn);
 142   void project( double pxIn, double pyIn, double pzIn, double eIn)
 143     { project( Vec4( pxIn, pyIn, pzIn, eIn) ); }
 144   double xPos() const {return xPosProj;}
 145   double xNeg() const {return xNegProj;}
 146   double px() const {return pxProj;}
 147   double py() const {return pyProj;}
 148
 149 };
 150
 151 //==========================================================================
 152
 153 // The StringSystem class contains the complete set of all string regions.
 154 // Only to be used inside StringFragmentation, so no private members.
 155
 156 class StringSystem {
 157
 158 public:
 159
 160   // Constructor.
 161   StringSystem() {}
 162
 163   // Set up system from parton list.
 164   void setUp(vector<int>& iSys, Event& event);
 165
 166   // Calculate string region from (iPos, iNeg) pair.
 167   int iReg( int iPos, int iNeg) const
 168     {return (iPos * (indxReg - iPos)) / 2 + iNeg;}
 169
 170   // Reference to string region specified by (iPos, iNeg) pair.
 171   StringRegion& region(int iPos, int iNeg) {return system[iReg(iPos, iNeg)];}
 172
 173   // Reference to low string region specified either by iPos or iNeg.
 174   StringRegion& regionLowPos(int iPos) {return system[iReg(iPos, iMax - iPos)];}
 175   StringRegion& regionLowNeg(int iNeg) {return system[iReg(iMax - iNeg, iNeg)];}
 176
 177   // Main content: a vector with all the string regions of the system.
 178   vector<StringRegion> system;
 179
 180   // Other data members.
 181   int    sizePartons, sizeStrings, sizeRegions, indxReg, iMax;
 182   double mJoin, m2Join;
 183
 184 };
 185
 186 //==========================================================================
 187
 188 } // end namespace Pythia8
 189
 190 #endif // Pythia8_FragmentationSystems_H