PYTHIA8/pythia8170/include/StringFragmentation.h

   1 // StringFragmentation.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.
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   6 // This file contains the classes for string fragmentation.
   7 // StringEnd: keeps track of the fragmentation step.
   8 // StringFragmentation: is the top-level class.
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  10 #ifndef Pythia8_StringFragmentation_H
  11 #define Pythia8_StringFragmentation_H
  12
  13 #include "Basics.h"
  14 #include "Event.h"
  15 #include "Info.h"
  16 #include "FragmentationFlavZpT.h"
  17 #include "FragmentationSystems.h"
  18 #include "ParticleData.h"
  19 #include "PythiaStdlib.h"
  20 #include "Settings.h"
  21
  22 namespace Pythia8 {
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  24 //==========================================================================
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  26 // The StringEnd class contains the information related to
  27 // one of the current endpoints of the string system.
  28 // Only to be used inside StringFragmentation, so no private members.
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  30 class StringEnd {
  31
  32 public:
  33
  34   // Constructor.
  35   StringEnd() {}
  36
  37   // Save pointers.
  38   void init( ParticleData* particleDataPtrIn, StringFlav* flavSelPtrIn,
  39     StringPT* pTSelPtrIn, StringZ* zSelPtrIn) {
  40     particleDataPtr = particleDataPtrIn; flavSelPtr = flavSelPtrIn;
  41     pTSelPtr = pTSelPtrIn; zSelPtr = zSelPtrIn;}
  42
  43   // Set up initial endpoint values from input.
  44   void setUp(bool fromPosIn, int iEndIn, int idOldIn, int iMaxIn,
  45     double pxIn, double pyIn, double GammaIn, double xPosIn, double xNegIn);
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  47   // Fragment off one hadron from the string system, in flavour and pT.
  48   void newHadron();
  49
  50   // Fragment off one hadron from the string system, in momentum space,
  51   // by taking steps either from positive or from negative end.
  52   Vec4 kinematicsHadron(StringSystem& system);
  53
  54   // Update string end information after a hadron has been removed.
  55   void update();
  56
  57   // Constants: could only be changed in the code itself.
  58   static const double TINY, PT2SAME;
  59
  60   // Pointer to the particle data table.
  61   ParticleData* particleDataPtr;
  62
  63   // Pointers to classes for flavour, pT and z generation.
  64   StringFlav*   flavSelPtr;
  65   StringPT*     pTSelPtr;
  66   StringZ*      zSelPtr;
  67
  68   // Data members.
  69   bool   fromPos;
  70   int    iEnd, iMax, idHad, iPosOld, iNegOld, iPosNew, iNegNew;
  71   double pxOld, pyOld, pxNew, pyNew, pxHad, pyHad, mHad, mT2Had, zHad,
  72          GammaOld, GammaNew, xPosOld, xPosNew, xPosHad, xNegOld, xNegNew,
  73          xNegHad;
  74   FlavContainer flavOld, flavNew;
  75   Vec4   pHad, pSoFar;
  76
  77 };
  78
  79 //==========================================================================
  80
  81 // The StringFragmentation class contains the top-level routines
  82 // to fragment a colour singlet partonic system.
  83
  84 class StringFragmentation {
  85
  86 public:
  87
  88   // Constructor.
  89   StringFragmentation() {}
  90
  91   // Initialize and save pointers.
  92   void init(Info* infoPtrIn, Settings& settings,
  93     ParticleData* particleDataPtrIn, Rndm* rndmPtrIn,
  94     StringFlav* flavSelPtrIn, StringPT* pTSelPtrIn, StringZ* zSelPtrIn);
  95
  96   // Do the fragmentation: driver routine.
  97   bool fragment( int iSub, ColConfig& colConfig, Event& event);
  98
  99   // Find the boost matrix to the rest frame of a junction.
 100   RotBstMatrix junctionRestFrame(Vec4& p0, Vec4& p1, Vec4& p2);
 101
 102 private:
 103
 104   // Constants: could only be changed in the code itself.
 105   static const int    NTRYFLAV, NTRYJOIN, NSTOPMASS, NTRYJNREST,
 106                       NTRYJNMATCH, NTRYJRFEQ;
 107   static const double FACSTOPMASS, CLOSEDM2MAX, CLOSEDM2FRAC, EXPMAX,
 108                       MATCHPOSNEG, EJNWEIGHTMAX, CONVJNREST, M2MAXJRF,
 109                       EEXTRAJNMATCH, MDIQUARKMIN, CONVJRFEQ;
 110
 111   // Pointer to various information on the generation.
 112   Info*         infoPtr;
 113
 114   // Pointer to the particle data table.
 115   ParticleData* particleDataPtr;
 116
 117   // Pointer to the random number generator.
 118   Rndm*         rndmPtr;
 119
 120   // Pointers to classes for flavour, pT and z generation.
 121   StringFlav*   flavSelPtr;
 122   StringPT*     pTSelPtr;
 123   StringZ*      zSelPtr;
 124
 125   // Initialization data, read from Settings.
 126   double stopMass, stopNewFlav, stopSmear, eNormJunction,
 127          eBothLeftJunction, eMaxLeftJunction, eMinLeftJunction,
 128          mJoin, bLund;
 129
 130   // Data members.
 131   bool   hasJunction, isClosed;
 132   int    iPos, iNeg;
 133   double w2Rem, stopMassNow;
 134   Vec4   pSum, pRem, pJunctionHadrons;
 135
 136   // List of partons in string system.
 137   vector<int> iParton;
 138
 139   // Temporary event record for the produced particles.
 140   Event hadrons;
 141
 142   // Information on the system of string regions.
 143   StringSystem system, systemMin, systemMid;
 144
 145   // Information on the two current endpoints of the fragmenting system.
 146   StringEnd posEnd, negEnd;
 147
 148   // Find region where to put first string break for closed gluon loop.
 149   vector<int> findFirstRegion(vector<int>& iPartonIn, Event& event);
 150
 151   // Set flavours and momentum position for initial string endpoints.
 152   void setStartEnds(int idPos, int idNeg, StringSystem systemNow);
 153
 154   // Check remaining energy-momentum whether it is OK to continue.
 155   bool energyUsedUp(bool fromPos);
 156
 157   // Produce the final two partons to complete the system.
 158   bool finalTwo(bool fromPos);
 159
 160   // Construct a special joining region for the final two hadrons.
 161   StringRegion finalRegion();
 162
 163   // Store the hadrons in the normal event record, ordered from one end.
 164   void store(Event& event);
 165
 166   // Fragment off two of the string legs in to a junction.
 167   bool fragmentToJunction(Event& event);
 168
 169   // Join extra nearby partons when stuck.
 170   int extraJoin(double facExtra, Event& event);
 171
 172 };
 173
 174 //==========================================================================
 175
 176 } // end namespace Pythia8
 177
 178 #endif // Pythia8_StringFragmentation_H