PYTHIA8/pythia8170/htmldoc/BeamParameters.html

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   3 <title>Beam Parameters</title>
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   6 </head>
   7 <body>
   8
   9 <h2>Beam Parameters</h2>
  10
  11 The settings on this page relate to the beam identities and energies,
  12 to a beam momentum spread and to a beam interaction spot.
  13 As always, momenta and energies are to be given in units of GeV,
  14 and of space and time in mm.
  15
  16 <h3>Incoming beams</h3>
  17
  18 There are two ways to set the identities and energies of the two incoming
  19 beam particles. One is to use the <code>init()</code> method with no
  20 arguments. Then the settings variables below will be read and used. The
  21 alternative is to call <code><a href="ProgramFlow.html" target="page">init(...)</a></code>
  22 with arguments that provide this information. Then you need not use the
  23 variables below (although it would still be possible). Note that, if nothing
  24 is done, you will default to LHC at 14 TeV.
  25
  26 <p/>
  27 Currently the beam particles must be either a hadron pair or a lepton
  28 pair. In the former category <i>p p</i> and <i>pbar p</i>
  29 combinations dominate, but it is also possible to combine with
  30 <i>pi^+</i>, <i>pi^-</i> and <i>pi^0</i>. In the latter
  31 <i>e^+ e^-</i> and <i>mu^+ mu^-</i> would be the most useful
  32 combinations, but also others should work if combined with an
  33 appropriate hard process.
  34
  35 <p/><code>mode&nbsp; </code><strong> Beams:idA &nbsp;</strong>
  36  (<code>default = <strong>2212</strong></code>)<br/>
  37 The PDG <code>id</code> code for the first incoming particle.
  38 Allowed codes include
  39 <br/><i>2212 = p</i>, <i>-2212 = pbar</i>,
  40 <br/><i>211 = pi^+</i>, <i>-211 = pi^-</i>, <i>111 = pi^0</i>,
  41 <br/><i>990 = Pomeron</i> (used in diffractive machinery;
  42 here mainly for debug purposes),
  43 <br/><i>11 = e^-</i>, <i>-11 = e^+</i>,
  44 <br/><i>13 = mu^-</i>, <i>-13 = mu^+</i>,
  45 <br/>and a few more leptons/neutrinos in a few combinations.
  46
  47
  48 <p/><code>mode&nbsp; </code><strong> Beams:idB &nbsp;</strong>
  49  (<code>default = <strong>2212</strong></code>)<br/>
  50 The PDG <code>id</code> code for the second incoming particle.
  51
  52
  53 <p/><code>mode&nbsp; </code><strong> Beams:frameType &nbsp;</strong>
  54  (<code>default = <strong>1</strong></code>; <code>minimum = 1</code>; <code>maximum = 5</code>)<br/>
  55 Choice of frame for the two colliding particles. For options
  56 1 - 3 the beam identities are specified above, while they are
  57 obtained by the Les Houches information for options 4 and 5.
  58 <br/><code>option </code><strong> 1</strong> : the beams are colliding in their CM frame,
  59 and therefore only the CM energy needs to be provided, see
  60 <code>Beams:eCM</code> below.
  61
  62 <br/><code>option </code><strong> 2</strong> : the beams are back-to-back, but with different energies,
  63 see <code>Beams:eA</code> and <code>Beams:eB</code> below.
  64 This option could also be used for fixed-target configurations.
  65
  66 <br/><code>option </code><strong> 3</strong> : the beams are not back-to-back, and therefore the
  67 three-momentum of each incoming particle needs to be specified, see
  68 <code>Beams:pxA</code> through <code>Beams:pzB</code> below.
  69
  70 <br/><code>option </code><strong> 4</strong> : the beam and event information is stored in a
  71 <a href="LesHouchesAccord.html" target="page">Les Houches Event File</a>,
  72 see <code>Beams:LHEF</code> below.
  73
  74 <br/><code>option </code><strong> 5</strong> : the beam and event information is obtained by a
  75 pointer to an <code><a href="LesHouchesAccord.html" target="page">LHAup</a></code>
  76 class instance.
  77
  78
  79
  80 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:eCM &nbsp;</strong>
  81  (<code>default = <strong>14000.</strong></code>; <code>minimum = 10.</code>)<br/>
  82 Collision CM energy, to be set if <code>Beams:frameType</code> = 1.
  83
  84
  85 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:eA &nbsp;</strong>
  86  (<code>default = <strong>7000.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
  87 The energy of the first incoming particle, moving in the
  88 <i>+z </i>direction, to be set if <code>Beams:frameType</code> = 2.
  89 If the particle energy is smaller than its mass
  90 it is assumed to be at rest.
  91
  92
  93 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:eB &nbsp;</strong>
  94  (<code>default = <strong>7000.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
  95 The energy of the second incoming particle, moving in the
  96 <i>-z</i> direction, to be set if <code>Beams:frameType</code> = 2.
  97 If the particle energy is smaller than its mass
  98 it is assumed to be at rest.
  99
 100
 101 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:pxA &nbsp;</strong>
 102  (<code>default = <strong>0.</strong></code>)<br/>
 103 The <i>p_x</i> component of the first incoming particle,
 104 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3.
 105
 106
 107 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:pyA &nbsp;</strong>
 108  (<code>default = <strong>0.</strong></code>)<br/>
 109 The <i>p_y</i> component of the first incoming particle,
 110 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3.
 111
 112
 113 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:pzA &nbsp;</strong>
 114  (<code>default = <strong>7000.</strong></code>)<br/>
 115 The <i>p_z</i> component of the first incoming particle,
 116 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3.
 117
 118
 119 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:pxB &nbsp;</strong>
 120  (<code>default = <strong>0.</strong></code>)<br/>
 121 The <i>p_x</i> component of the second incoming particle,
 122 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3.
 123
 124
 125 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:pyB &nbsp;</strong>
 126  (<code>default = <strong>0.</strong></code>)<br/>
 127 The <i>p_y</i> component of the second incoming particle,
 128 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3.
 129
 130
 131 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:pzB &nbsp;</strong>
 132  (<code>default = <strong>-7000.</strong></code>)<br/>
 133 The <i>p_z</i> component of the second incoming particle,
 134 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3.
 135
 136
 137 <p/><code>word&nbsp; </code><strong> Beams:LHEF &nbsp;</strong>
 138  (<code>default = <strong>void</strong></code>)<br/>
 139 The name of a Les Houches Event File,
 140 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 4.
 141
 142
 143 <p/><code>word&nbsp; </code><strong> Beams:LHEFheader &nbsp;</strong>
 144  (<code>default = <strong>void</strong></code>)<br/>
 145 As some information in a Les Houches Event File init block is only known
 146 at the end of generation, some programs choose to output this as a
 147 separate file. If <code>Beams:LHEFheader</code> is given, information up
 148 till the end of the init block is read from this file, with
 149 the events themselves read as usual from the file given in
 150 <code>Beams:LHEF</code>.
 151
 152
 153 <p/><code>flag&nbsp; </code><strong> Beams:newLHEFsameInit &nbsp;</strong>
 154  (<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 155 Allow to begin reading events from a new LHEF or or a new
 156 <code>LHAup</code> instance without a completely new initialization.
 157 Only useful when <code>Beams:frameType</code> = 4 or 5.
 158
 159
 160 <p/><code>flag&nbsp; </code><strong> Beams:readLHEFheaders &nbsp;</strong>
 161  (<code>default = <strong>on</strong></code>)<br/>
 162 Read in LHEF header blocks and store them in the
 163 <a href="EventInformation.html" target="page">Info</a> class. See also
 164 <a href="LesHouchesAccord.html" target="page">LHAupLHEF</a> for more information.
 165
 166
 167 <p/><code>mode&nbsp; </code><strong> Beams:nSkipLHEFatInit &nbsp;</strong>
 168  (<code>default = <strong>0</strong></code>)<br/>
 169 Skip the first <i>nSkip</i> events of the input stream
 170 (cf. the <code>LHAup::skipEvent(nSkip)</code> method).
 171 Only used when <code>Beams:frameType</code> = 4 or 5.
 172
 173
 174 <h3>Beam momentum spread</h3>
 175
 176 This framework currently is intended for a modest beam spread, such as
 177 experienced at hadron colliders. Thus it can be safely assumed that the
 178 physics does not change over the CM energy range probed, so that the
 179 parameters of the physics initialization at the nominal energy can be
 180 used as is. Currently it can <b>not</b> be used for the more extensive
 181 energy spread expected at linear <i>e^+ e^-</i> colliders. Also,
 182 any attempt to combine it with external Les Houches input of
 183 parton-level events is at own risk.
 184
 185 <p/>
 186 On this page you can set the momentum spread according to a simple
 187 Gaussian distribution. If you instead want a more sophisticated
 188 parametrization, you can write and link your own
 189 <code><a href="BeamShape.html" target="page">BeamShape</a></code> class.
 190
 191 <p/><code>flag&nbsp; </code><strong> Beams:allowMomentumSpread &nbsp;</strong>
 192  (<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 193 Allow the beam momenta to be smeared around their initialization
 194 nominal values.
 195
 196
 197 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:sigmaPxA &nbsp;</strong>
 198  (<code>default = <strong>0.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
 199 The width of a Gaussian distribution of the <i>p_x</i> spread of the
 200 first incoming particle.
 201
 202
 203 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:sigmaPyA &nbsp;</strong>
 204  (<code>default = <strong>0.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
 205 The width of a Gaussian distribution of the <i>p_y</i> spread of the
 206 first incoming particle.
 207
 208
 209 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:sigmaPzA &nbsp;</strong>
 210  (<code>default = <strong>0.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
 211 The width of a Gaussian distribution of the <i>p_z</i> spread of the
 212 first incoming particle.
 213
 214
 215 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:maxDevA &nbsp;</strong>
 216  (<code>default = <strong>5.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
 217 The triply Gaussian distribution <i>(p_x, p_y, p_z)</i> is restricted to
 218 a maximal total deviation from the nominal values <i>(p_x0, p_y0, p_z0)</i>
 219 for the first incoming particle, like
 220 <br/><i>
 221 (p_x - p_x0)^2/sigma_px^2 + (p_y - p_y0)^2/sigma_py^2 +
 222 (p_z - p_z0)^2/sigma_pz^2 < maxDev^2
 223 </i><br/>
 224 (Note the absence of a factor 2 in the denominator, unlike the Gaussians
 225 used to pick <i>(p_x, p_y, p_z)</i>.)
 226
 227
 228 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:sigmaPxB &nbsp;</strong>
 229  (<code>default = <strong>0.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
 230 The width of a Gaussian distribution of the <i>p_x</i> spread of the
 231 second incoming particle.
 232
 233
 234 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:sigmaPyB &nbsp;</strong>
 235  (<code>default = <strong>0.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
 236 The width of a Gaussian distribution of the <i>p_y</i> spread of the
 237 second incoming particle.
 238
 239
 240 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:sigmaPzB &nbsp;</strong>
 241  (<code>default = <strong>0.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
 242 The width of a Gaussian distribution of the <i>p_z</i> spread of the
 243 second incoming particle.
 244
 245
 246 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:maxDevB &nbsp;</strong>
 247  (<code>default = <strong>5.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
 248 The triply Gaussian distribution <i>(p_x, p_y, p_z)</i> is restricted to
 249 a maximal total deviation from the nominal values <i>(p_x0, p_y0, p_z0)</i>,
 250 for the second incoming particle, like
 251 <br/><i>
 252 (p_x - p_x0)^2/sigma_px^2 + (p_y - p_y0)^2/sigma_py^2 +
 253 (p_z - p_z0)^2/sigma_pz^2 < maxDev^2
 254 </i><br/>
 255 (Note the absence of a factor 2 in the denominator, unlike the Gaussians
 256 used to pick <i>(p_x, p_y, p_z)</i>.)
 257
 258
 259 <h3>Beam interaction vertex</h3>
 260
 261 On this page you can set the spread of the interaction vertex according to
 262 a simple Gaussian distribution. If you instead want a more sophisticated
 263 parametrization, you can write and link your own
 264 <code><a href="BeamShape.html" target="page">BeamShape</a></code> class.
 265
 266 <p/><code>flag&nbsp; </code><strong> Beams:allowVertexSpread &nbsp;</strong>
 267  (<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 268 Allow the interaction vertex of the two colliding beams to be smeared.
 269 If off, then the vertex is set to be the origin.
 270
 271
 272 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:sigmaVertexX &nbsp;</strong>
 273  (<code>default = <strong>0.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
 274 The width of a Gaussian distribution of the <i>x</i> location of the
 275 interaction vertex.
 276
 277
 278 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:sigmaVertexY &nbsp;</strong>
 279  (<code>default = <strong>0.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
 280 The width of a Gaussian distribution of the <i>y</i> location of the
 281 interaction vertex.
 282
 283
 284 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:sigmaVertexZ &nbsp;</strong>
 285  (<code>default = <strong>0.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
 286 The width of a Gaussian distribution of the <i>z</i> location of the
 287 interaction vertex.
 288
 289
 290 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:maxDevVertex &nbsp;</strong>
 291  (<code>default = <strong>5.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
 292 The triply Gaussian distribution of interaction vertex position
 293 <i>(x, y, z)</i> is restricted to a maximal total deviation from the
 294 origin, like
 295 <br/><i>
 296 x^2/sigma_x^2 + y^2/sigma_y^2 + z^2/sigma_z^2 < maxDevVertex^2
 297 </i><br/>
 298 (Note the absence of a factor 2 in the denominator, unlike the Gaussians
 299 used to pick <i>(x, y, z)</i>.)
 300
 301
 302 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:sigmaTime &nbsp;</strong>
 303  (<code>default = <strong>0.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
 304 The width of a Gaussian distribution of the collision time (in units of
 305 mm/c). Note that, if the above space parametrization is viewed as the
 306 effect of two incoming beams along the <i>+-z</i> axis, with each beam
 307 having a Gaussian spread, then the spread of the time would also become
 308 a Gaussian with the same width as the <i>z</i> one (times the
 309 velocity of the beams, which we expect is close to unity). For flexibility
 310 we have not enforced any such relation, however.
 311
 312
 313 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:maxDevTime &nbsp;</strong>
 314  (<code>default = <strong>5.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)<br/>
 315 The collision time is restricted to be in the range
 316 <i>|t| &lt; sigma_t * maxDevTime</i>.
 317
 318
 319 <p/>
 320 The distributions above are all centered at the origin. It is also
 321 possible to shift the above distributions to be centered around another
 322 nominal position. You must have <code>Beams:allowVertexSpread = on</code>
 323 to use this possibility.
 324
 325 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:offsetVertexX &nbsp;</strong>
 326  (<code>default = <strong>0.</strong></code>)<br/>
 327 The <i>x</i> location of the interaction vertex is centered at this value.
 328
 329
 330 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:offsetVertexY &nbsp;</strong>
 331  (<code>default = <strong>0.</strong></code>)<br/>
 332 The <i>y</i> location of the interaction vertex is centered at this value.
 333
 334
 335 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:offsetVertexZ &nbsp;</strong>
 336  (<code>default = <strong>0.</strong></code>)<br/>
 337 The <i>z</i> location of the interaction vertex is centered at this value.
 338
 339
 340 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> Beams:offsetTime &nbsp;</strong>
 341  (<code>default = <strong>0.</strong></code>)<br/>
 342 The time <i>t</i> of the interaction vertex is centered at this value.
 343
 344
 345 </body>
 346 </html>
 347
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