PYTHIA8/pythia8170/phpdoc/ElectroweakProcesses.php

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   3 <title>Electroweak Processes</title>
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   8
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  10 function stopRKey(evt) {
  11 var evt = (evt) ? evt : ((event) ? event : null);
  12 var node = (evt.target) ? evt.target :((evt.srcElement) ? evt.srcElement : null);
  13 if ((evt.keyCode == 13) && (node.type=="text"))
  14 {return false;}
  15 }
  16
  17 document.onkeypress = stopRKey;
  18 </script>
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  20 if($_POST['saved'] == 1) {
  21 if($_POST['filepath'] != "files/") {
  22 echo "<font color='red'>SETTINGS SAVED TO FILE</font><br/><br/>"; }
  23 else {
  24 echo "<font color='red'>NO FILE SELECTED YET.. PLEASE DO SO </font><a href='SaveSettings.php'>HERE</a><br/><br/>"; }
  25 }
  26 ?>
  27
  28 <form method='post' action='ElectroweakProcesses.php'>
  29
  30 <h2>Electroweak Processes</h2>
  31
  32 This page contains processes involving Prompt-photon, <i>gamma^*/Z^0</i>
  33 and <i>W^+-</i> production, plus a few with <i>t</i>-channel boson
  34 exchange.
  35
  36 <h3>Prompt photon processes</h3>
  37
  38 This group collects the processes where one or two photons are
  39 produced by the hard process. Additional sources of photons
  40 include parton showers and hadron decays. A <i>pT</i> cut
  41 is required to stay away from the unphysical low-<i>pT</i> region.
  42 An eikonalized description, intended to be valid at all <i>pT</i>,
  43 is included as part of the multiparton-interactions framework.
  44
  45 <br/><br/><strong>PromptPhoton:all</strong>  <input type="radio" name="1" value="on"><strong>On</strong>
  46 <input type="radio" name="1" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
  47  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
  48 Common switch for the group of all prompt photon processes,
  49 as listed separately in the following.
  50
  51
  52 <br/><br/><strong>PromptPhoton:qg2qgamma</strong>  <input type="radio" name="2" value="on"><strong>On</strong>
  53 <input type="radio" name="2" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
  54  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
  55 Scattering <i>q g -> q gamma</i>.
  56 Code 201.
  57
  58
  59 <br/><br/><strong>PromptPhoton:qqbar2ggamma</strong>  <input type="radio" name="3" value="on"><strong>On</strong>
  60 <input type="radio" name="3" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
  61  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
  62 Scattering <i>q qbar -> g gamma</i>.
  63 Code 202.
  64
  65
  66 <br/><br/><strong>PromptPhoton:gg2ggamma</strong>  <input type="radio" name="4" value="on"><strong>On</strong>
  67 <input type="radio" name="4" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
  68  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
  69 Scattering <i>g g -> g gamma</i>.
  70 <br/><b>Note:</b> This is a box graph. The full quark-mass dependence
  71 in the loop leads to very complicated expressions. The current
  72 implementation is based on assuming five massless quarks (see below),
  73 and thus is questionable at small (<i>pT &lt; m_b</i>) or large
  74 (<i>pT > m_t</i>) transverse momenta.
  75 Code 203.
  76
  77
  78 <br/><br/><strong>PromptPhoton:ffbar2gammagamma</strong>  <input type="radio" name="5" value="on"><strong>On</strong>
  79 <input type="radio" name="5" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
  80  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
  81 Scattering <i>q qbar -> gamma gamma</i>.
  82 Code 204.
  83
  84
  85 <br/><br/><strong>PromptPhoton:gg2gammagamma</strong>  <input type="radio" name="6" value="on"><strong>On</strong>
  86 <input type="radio" name="6" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
  87  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
  88 Scattering <i>g g -> gamma gamma</i>.
  89 <br/><b>Note:</b> This is a box graph. The full quark-mass dependence
  90 in the loop leads to very complicated expressions. The current
  91 implementation is based on assuming five massless quarks (see below),
  92 and thus is questionable at small (<i>pT &lt; m_b</i>) or large
  93 (<i>pT > m_t</i>) transverse momenta.
  94 Code 205.
  95
  96
  97 <br/><br/><table><tr><td><strong>PromptPhoton:nQuarkLoop  </td><td></td><td> <input type="text" name="7" value="5" size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>5</strong></code>; <code>minimum = 3</code>; <code>maximum = 6</code>)</td></tr></table>
  98 Number of quark flavours included in the box graphs resposible for
  99 <i>g g -> g gamma</i> and <i>g g-> gamma gamma</i> processes.
 100 Owing to the complexity if the massive expressions, quarks are treated
 101 as massless. The default value should be applicable in the range of
 102 transverse momenta above the <i>b</i> mass but below the <i>t</i> one.
 103
 104
 105 <h3>Weak boson processes</h3>
 106
 107 Under this heading we group processes involving the production
 108 of a single electroweak gauge boson, i.e. a <i>gamma^*/Z^0</i>
 109 or a <i>W^+-</i>, or a pair of them, or one of them in
 110 combination with a parton. Since the three sets are partly
 111 conflicting, each is associated with its own group flag.
 112 In addition, <i>t</i>-channel exchange of such a boson
 113 between two fermions form a separate group.
 114
 115 <p/>
 116 There is one flag that can be used to influence the <i>gamma^*/Z^0</i>
 117 structure in all the processes below where it is produced, unless
 118 otherwise stated.
 119 <br/><br/><table><tr><td><strong>WeakZ0:gmZmode  </td><td>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>0</strong></code>; <code>minimum = 0</code>; <code>maximum = 2</code>)</td></tr></table>
 120 Choice of full <ei>gamma^*/Z^0</ei> structure or not in relevant
 121 processes.
 122 <br/>
 123 <input type="radio" name="8" value="0" checked="checked"><strong>0 </strong>: full <ei>gamma^*/Z^0</ei> structure, with interference included.<br/>
 124 <input type="radio" name="8" value="1"><strong>1 </strong>: only pure <ei>gamma^*</ei> contribution.<br/>
 125 <input type="radio" name="8" value="2"><strong>2 </strong>: only pure <ei>Z^0</ei> contribution.<br/>
 126 <br/><b>Note</b>: irrespective of the option used, the particle produced
 127 will always be assigned code 23 for <ei>Z^0</ei>, and open decay channels
 128 is purely dictated by what is set for the <ei>Z^0</ei>.
 129
 130 <h4>Boson exchange</h4>
 131
 132 The two processes in this subgroup is included as part of the
 133 multiparton-interactions framework.
 134
 135 <br/><br/><strong>WeakBosonExchange:all</strong>  <input type="radio" name="9" value="on"><strong>On</strong>
 136 <input type="radio" name="9" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 137  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 138 Common switch for the group of <i>gamma^*/Z^0</i>
 139 or <i>W^+-</i> exchange between two fermions.
 140
 141
 142 <br/><br/><strong>WeakBosonExchange:ff2ff(t:gmZ)</strong>  <input type="radio" name="10" value="on"><strong>On</strong>
 143 <input type="radio" name="10" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 144  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 145 Scattering <i>f f' -> f f'</i> via </i>gamma^*/Z^0</i>
 146 <i>t</i>-channel exchange, with full interference
 147 between the <i>gamma^*</i> and <i>Z^0</i>.
 148 Code 211.
 149
 150
 151 <br/><br/><strong>WeakBosonExchange:ff2ff(t:W)</strong>  <input type="radio" name="11" value="on"><strong>On</strong>
 152 <input type="radio" name="11" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 153  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 154 Scattering <i>f_1 f_2 -> f_3 f_4</i> via </i>W^+-</i>
 155 <i>t</i>-channel exchange.
 156 Code 212.
 157
 158
 159 <h4>Single boson</h4>
 160
 161 <br/><br/><strong>WeakSingleBoson:all</strong>  <input type="radio" name="12" value="on"><strong>On</strong>
 162 <input type="radio" name="12" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 163  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 164 Common switch for the group of a single <i>gamma^*/Z^0</i>
 165 or <i>W^+-</i> production.
 166
 167
 168 <br/><br/><strong>WeakSingleBoson:ffbar2gmZ</strong>  <input type="radio" name="13" value="on"><strong>On</strong>
 169 <input type="radio" name="13" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 170  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 171 Scattering <i>f fbar -> gamma^*/Z^0</i>, with full interference
 172 between the <i>gamma^*</i> and <i>Z^0</i>.
 173 Code 221.
 174
 175
 176 <br/><br/><strong>WeakSingleBoson:ffbar2W</strong>  <input type="radio" name="14" value="on"><strong>On</strong>
 177 <input type="radio" name="14" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 178  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 179 Scattering <i>f fbar' -> W^+-</i>.
 180 Code 222.
 181
 182
 183 <br/><br/><strong>WeakSingleBoson:ffbar2ffbar(s:gm)</strong>  <input type="radio" name="15" value="on"><strong>On</strong>
 184 <input type="radio" name="15" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 185  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 186 Scattering <i>f fbar -> gamma^* -> f' fbar'</i>. Subset of
 187 process 221, but written as a <i>2 -> 2</i> process, so that
 188 <i>pT</i> can be used as ordering variable, e.g. in multiparton
 189 interactions. Hardcoded for the final state being either of the
 190 five quark flavours or three lepton ones. Not included in the
 191 <code>WeakSingleBoson:all</code> set, but included in the
 192 multiparton-interactions framework.
 193 Code 223.
 194
 195
 196 <h4>Boson pair</h4>
 197
 198 Note that, in the decay of the two vector bosons produced by an
 199 <i>f fbar -> V V</i> process, the full four-fermion correlations
 200 from the leading-order <i>f fbar -> V V -> 4f</i> matrix elements
 201 are included [<a href="Bibliography.php" target="page">Gun86</a>] (with some extensions by the authors).
 202 The matrix elements are provided in the double-resonant approach, i.e.
 203 excludes graph like <i>f fbar -> V -> f fbar -> f fbar V -> 4f</i>.
 204
 205 <br/><br/><strong>WeakDoubleBoson:all</strong>  <input type="radio" name="16" value="on"><strong>On</strong>
 206 <input type="radio" name="16" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 207  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 208 Common switch for the group of pair production of <i>gamma^*/Z^0</i>
 209 and <i>W^+-</i>.
 210
 211
 212 <br/><br/><strong>WeakDoubleBoson:ffbar2gmZgmZ</strong>  <input type="radio" name="17" value="on"><strong>On</strong>
 213 <input type="radio" name="17" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 214  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 215 Scattering <i>f fbar' -> gamma^*/Z^0 gamma^*/Z^0</i>.
 216 Code 231.
 217
 218
 219 <br/><br/><strong>WeakDoubleBoson:ffbar2ZW</strong>  <input type="radio" name="18" value="on"><strong>On</strong>
 220 <input type="radio" name="18" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 221  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 222 Scattering <i>f fbar' -> Z^0 W^+-</i>. Note that here the
 223 <i>gamma^*</i> contribution is not (currently) included.
 224 Code 232.
 225
 226
 227 <br/><br/><strong>WeakDoubleBoson:ffbar2WW</strong>  <input type="radio" name="19" value="on"><strong>On</strong>
 228 <input type="radio" name="19" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 229  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 230 Scattering <i>f fbar -> W^+ W^-</i>.
 231 Code 233.
 232
 233
 234 <h4>Boson and parton</h4>
 235
 236 <br/><br/><strong>WeakBosonAndParton:all</strong>  <input type="radio" name="20" value="on"><strong>On</strong>
 237 <input type="radio" name="20" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 238  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 239 Common switch for the group of production of a single electroweak
 240 gauge boson, i.e. a <i>gamma^*/Z^0</i> or a <i>W^+-</i>, in
 241 association with a parton, i.e. a quark, gluon, photon or lepton.
 242 These processes give first-order corrections to the ones in the
 243 <code>WeakSingleBoson</code> class, and both sets cannot be used
 244 simultaneously without unphysical doublecounting. The current class
 245 should only be used to study the high-<i>pT</i> tail of the
 246 gauge-boson production processes (for LHC applications at least
 247 <i>pT</i> > 20 GeV), while the ones in <code>WeakSingleBoson</code>
 248 should be used for inclusive production.
 249
 250
 251 <br/><br/><strong>WeakBosonAndParton:qqbar2gmZg</strong>  <input type="radio" name="21" value="on"><strong>On</strong>
 252 <input type="radio" name="21" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 253  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 254 Scattering <i>q qbar -> gamma^*/Z^0 g</i>.
 255 Code 241.
 256
 257
 258 <br/><br/><strong>WeakBosonAndParton:qg2gmZq</strong>  <input type="radio" name="22" value="on"><strong>On</strong>
 259 <input type="radio" name="22" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 260  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 261 Scattering <i>q g -> gamma^*/Z^0 q </i>.
 262 Code 242.
 263
 264
 265 <br/><br/><strong>WeakBosonAndParton:ffbar2gmZgm</strong>  <input type="radio" name="23" value="on"><strong>On</strong>
 266 <input type="radio" name="23" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 267  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 268 Scattering <i>f fbar -> gamma^*/Z^0 gamma</i>.
 269 Code 243.
 270
 271
 272 <br/><br/><strong>WeakBosonAndParton:fgm2gmZf</strong>  <input type="radio" name="24" value="on"><strong>On</strong>
 273 <input type="radio" name="24" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 274  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 275 Scattering <i>f gamma ->  gamma^*/Z^0 f</i>.
 276 Code 244.
 277
 278
 279 <br/><br/><strong>WeakBosonAndParton:qqbar2Wg</strong>  <input type="radio" name="25" value="on"><strong>On</strong>
 280 <input type="radio" name="25" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 281  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 282 Scattering <i>q qbar -> W^+- g</i>.
 283 Code 251.
 284
 285
 286 <br/><br/><strong>WeakBosonAndParton:qg2Wq</strong>  <input type="radio" name="26" value="on"><strong>On</strong>
 287 <input type="radio" name="26" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 288  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 289 Scattering <i>q g -> W^+- q</i>.
 290 Code 252.
 291
 292
 293 <br/><br/><strong>WeakBosonAndParton:ffbar2Wgm</strong>  <input type="radio" name="27" value="on"><strong>On</strong>
 294 <input type="radio" name="27" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 295  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 296 Scattering <i>f fbar -> W^+- gamma</i>.
 297 Code 253.
 298
 299
 300 <br/><br/><strong>WeakBosonAndParton:fgm2Wf</strong>  <input type="radio" name="28" value="on"><strong>On</strong>
 301 <input type="radio" name="28" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 302  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 303 Scattering <i>f gamma -> W^+- f</i>.
 304 Code 254.
 305
 306
 307 <h3> Photon Collision Processes</h3>
 308
 309 A few electroweak two-photon production processes are available.
 310 To use them, photon PDFs have to be defined for the incoming
 311 beam particles. For proton beams an appropriate set would be
 312 MRST QED 2004 [<a href="Bibliography.php" target="page">Mar05</a>], available in the LHAPDF library.
 313
 314 <br/><br/><strong>PhotonCollision:all</strong>  <input type="radio" name="29" value="on"><strong>On</strong>
 315 <input type="radio" name="29" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 316  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 317 Common switch for the group of six processes presented below.
 318
 319
 320 <br/><br/><strong>PhotonCollision:gmgm2qqbar</strong>  <input type="radio" name="30" value="on"><strong>On</strong>
 321 <input type="radio" name="30" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 322  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 323 Scatterings <i>gamma gamma -> q qbar</i>, where <i>q</i>
 324 is a light quark (<i>u, d, s</i>) .
 325 Code 261.
 326
 327
 328 <br/><br/><strong>PhotonCollision:gmgm2ccbar</strong>  <input type="radio" name="31" value="on"><strong>On</strong>
 329 <input type="radio" name="31" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 330  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 331 Scattering <i>gamma gamma -> c cbar</i>.
 332 Code 262.
 333
 334
 335 <br/><br/><strong>PhotonCollision:gmgm2bbbar</strong>  <input type="radio" name="32" value="on"><strong>On</strong>
 336 <input type="radio" name="32" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 337  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 338 Scattering <i>gamma gamma -> b bbar</i>.
 339 Code 263.
 340
 341
 342 <br/><br/><strong>PhotonCollision:gmgm2ee</strong>  <input type="radio" name="33" value="on"><strong>On</strong>
 343 <input type="radio" name="33" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 344  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 345 Scattering <i>gamma gamma -> e+ e-</i>.
 346 Code 264.
 347
 348
 349 <br/><br/><strong>PhotonCollision:gmgm2mumu</strong>  <input type="radio" name="34" value="on"><strong>On</strong>
 350 <input type="radio" name="34" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 351  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 352 Scattering <i>gamma gamma -> mu+ mu-</i>.
 353 Code 265.
 354
 355
 356 <br/><br/><strong>PhotonCollision:gmgm2tautau</strong>  <input type="radio" name="35" value="on"><strong>On</strong>
 357 <input type="radio" name="35" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 358  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 359 Scattering <i>gamma gamma -> tau+ tau-</i>.
 360 Code 266.
 361
 362
 363 <input type="hidden" name="saved" value="1"/>
 364
 365 <?php
 366 echo "<input type='hidden' name='filepath' value='".$_GET["filepath"]."'/>"?>
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 368 <table width="100%"><tr><td align="right"><input type="submit" value="Save Settings" /></td></tr></table>
 369 </form>
 370
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 373 if($_POST["saved"] == 1)
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 377
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 386 fwrite($handle,$data);
 387 }
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 391 fwrite($handle,$data);
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 396 fwrite($handle,$data);
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