PYTHIA8/pythia8170/include/ProcessContainer.h

   1 // ProcessContainer.h is a part of the PYTHIA event generator.
   2 // Copyright (C) 2012 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 the collected machinery of a process.
   7 // ProcessContainer: contains information on a particular process.
   8 // SetupContainers: administrates the selection/creation of processes.
   9
  10 #ifndef Pythia8_ProcessContainer_H
  11 #define Pythia8_ProcessContainer_H
  12
  13 #include "Basics.h"
  14 #include "BeamParticle.h"
  15 #include "Event.h"
  16 #include "Info.h"
  17 #include "ParticleData.h"
  18 #include "PartonDistributions.h"
  19 #include "PhaseSpace.h"
  20 #include "PythiaStdlib.h"
  21 #include "ResonanceDecays.h"
  22 #include "Settings.h"
  23 #include "SigmaProcess.h"
  24 #include "SigmaTotal.h"
  25 #include "StandardModel.h"
  26 #include "SusyCouplings.h"
  27 #include "SusyLesHouches.h"
  28 #include "UserHooks.h"
  29
  30 namespace Pythia8 {
  31
  32 //==========================================================================
  33
  34 // The ProcessContainer class combines pointers to matrix element and
  35 // phase space generator with general generation info.
  36
  37 class ProcessContainer {
  38
  39 public:
  40
  41   // Constructor.
  42   ProcessContainer(SigmaProcess* sigmaProcessPtrIn = 0,
  43     bool externalPtrIn = false) : sigmaProcessPtr(sigmaProcessPtrIn),
  44     externalPtr(externalPtrIn), phaseSpacePtr(0) {}
  45
  46   // Destructor. Do not destroy external sigmaProcessPtr.
  47   ~ProcessContainer() {delete phaseSpacePtr;
  48     if (!externalPtr) delete sigmaProcessPtr;}
  49
  50   // Initialize phase space and counters.
  51   bool init(bool isFirst, Info* infoPtrIn, Settings& settings,
  52     ParticleData* particleDataPtrIn, Rndm* rndmPtrIn, BeamParticle* beamAPtr,
  53     BeamParticle* beamBPtr, Couplings* couplings, SigmaTotal* sigmaTotPtr,
  54     ResonanceDecays* resDecaysPtrIn, SusyLesHouches* slhaPtr,
  55     UserHooks* userHooksPtr);
  56
  57   // Store or replace Les Houches pointer.
  58   void setLHAPtr( LHAup* lhaUpPtrIn,  ParticleData* particleDataPtrIn = 0)
  59     {lhaUpPtr = lhaUpPtrIn;
  60     if (particleDataPtrIn != 0) particleDataPtr = particleDataPtrIn;
  61     if (sigmaProcessPtr != 0) sigmaProcessPtr->setLHAPtr(lhaUpPtr);
  62     if (phaseSpacePtr != 0) phaseSpacePtr->setLHAPtr(lhaUpPtr);}
  63
  64   // Update the CM energy of the event.
  65   void newECM(double eCM) {phaseSpacePtr->newECM(eCM);}
  66
  67   // Generate a trial event; accepted or not.
  68   bool trialProcess();
  69
  70   // Pick flavours and colour flow of process.
  71   bool constructState();
  72
  73   // Give the hard subprocess (with option for a second hard subprocess).
  74   bool constructProcess( Event& process, bool isHardest = true);
  75
  76   // Give the Les Houches decay chain for external resonance.
  77   bool constructDecays( Event& process);
  78
  79   // Do resonance decays.
  80   bool decayResonances( Event& process);
  81
  82   // Accumulate statistics after user veto.
  83   void accumulate() {++nAcc; wtAccSum += weightNow;}
  84
  85   // Reset statistics on events generated so far.
  86   void reset();
  87
  88   // Process name and code, and the number of final-state particles.
  89   string name()        const {return sigmaProcessPtr->name();}
  90   int    code()        const {return sigmaProcessPtr->code();}
  91   int    nFinal()      const {return sigmaProcessPtr->nFinal();}
  92   bool   isSUSY()      const {return sigmaProcessPtr->isSUSY();}
  93
  94   // Member functions for info on generation process.
  95   bool   newSigmaMax() const {return newSigmaMx;}
  96   double sigmaMax()    const {return sigmaMx;}
  97   long   nTried()      const {return nTry;}
  98   long   nSelected()   const {return nSel;}
  99   long   nAccepted()   const {return nAcc;}
 100   double weightSum()   const {return wtAccSum;}
 101   double sigmaSelMC()  {if (nTry > nTryStat) sigmaDelta(); return sigmaAvg;}
 102   double sigmaMC()     {if (nTry > nTryStat) sigmaDelta(); return sigmaFin;}
 103   double deltaMC()     {if (nTry > nTryStat) sigmaDelta(); return deltaFin;}
 104
 105   // Some kinematics quantities.
 106   int    id1()         const {return sigmaProcessPtr->id(1);}
 107   int    id2()         const {return sigmaProcessPtr->id(2);}
 108   double x1()          const {return phaseSpacePtr->x1();}
 109   double x2()          const {return phaseSpacePtr->x2();}
 110   double Q2Fac()       const {return sigmaProcessPtr->Q2Fac();}
 111   double mHat()        const {return sqrtpos(phaseSpacePtr->sHat());}
 112   double pTHat()       const {return phaseSpacePtr->pTHat();}
 113
 114   // Tell whether container is for Les Houches events.
 115   bool   isLHAContainer() const {return isLHA;}
 116   int    lhaStrategy()    const {return lhaStrat;}
 117
 118   // When two hard processes set or get info whether process is matched.
 119   void   isSame( bool isSameIn) { isSameSave = isSameIn;}
 120   bool   isSame()      const {return isSameSave;}
 121
 122 private:
 123
 124   // Constants: could only be changed in the code itself.
 125   static const int N12SAMPLE, N3SAMPLE;
 126
 127   // Pointer to the subprocess matrix element. Mark if external.
 128   SigmaProcess*    sigmaProcessPtr;
 129   bool             externalPtr;
 130
 131   // Pointer to the phase space generator.
 132   PhaseSpace*      phaseSpacePtr;
 133
 134   // Pointer to various information on the generation.
 135   Info*            infoPtr;
 136
 137   // Pointer to the particle data table.
 138   ParticleData*    particleDataPtr;
 139
 140   // Pointer to the random number generator.
 141   Rndm*            rndmPtr;
 142
 143   // Pointer to ResonanceDecays object for sequential resonance decays.
 144   ResonanceDecays* resDecaysPtr;
 145
 146   // Pointer to userHooks object for user interaction with program.
 147   UserHooks*       userHooksPtr;
 148
 149   // Pointer to LHAup for generating external events.
 150   LHAup*           lhaUpPtr;
 151
 152   // Info on process.
 153   bool   isLHA, isMinBias, isResolved, isDiffA, isDiffB, isDiffC, isQCD3body,
 154          allowNegSig, hasOctetOnium, isSameSave, increaseMaximum,
 155          canVetoResDecay;
 156   int    lhaStrat, lhaStratAbs;
 157
 158   // Statistics on generation process. (Long integers just in case.)
 159   bool   newSigmaMx;
 160   long   nTry, nSel, nAcc, nTryStat;
 161   double sigmaMx, sigmaSgn, sigmaSum, sigma2Sum, sigmaNeg, sigmaAvg,
 162          sigmaFin, deltaFin, weightNow, wtAccSum;
 163
 164   // Estimate integrated cross section and its uncertainty.
 165   void sigmaDelta();
 166
 167 };
 168
 169 //==========================================================================
 170
 171 // The SetupContainers class turns the list of user-requested processes
 172 // into a vector of ProcessContainer objects, each with a process.
 173
 174 class SetupContainers {
 175
 176 public:
 177
 178   // Constructor.
 179   SetupContainers() {}
 180
 181   // Initialization assuming all necessary data already read.
 182   bool init(vector<ProcessContainer*>& containerPtrs, Settings& settings,
 183     ParticleData* particleDataPtr, Couplings* couplings);
 184
 185   // Initialization of a second hard process.
 186   bool init2(vector<ProcessContainer*>& container2Ptrs, Settings& settings);
 187
 188 };
 189
 190 //==========================================================================
 191
 192 } // end namespace Pythia8
 193
 194 #endif // Pythia8_ProcessContainer_H