PYTHIA8/pythia8170/phpdoc/PartonDistributions.php

   1 <html>
   2 <head>
   3 <title>Parton Distributions</title>
   4 <link rel="stylesheet" type="text/css" href="pythia.css"/>
   5 <link rel="shortcut icon" href="pythia32.gif"/>
   6 </head>
   7 <body>
   8
   9 <script language=javascript type=text/javascript>
  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>
  19 <?php
  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='PartonDistributions.php'>
  29
  30 <h2>Parton Distributions</h2>
  31
  32 The parton distributions file contains the <code>PDF</code> class.
  33 <code>PDF</code> is the base class, from which specific <code>PDF</code>
  34 classes are derived.
  35
  36 <p/>
  37 The choice of which PDF to use is made by settings in the
  38 <code>Pythia</code> class, see <?php $filepath = $_GET["filepath"];
  39 echo "<a href='PDFSelection.php?filepath=".$filepath."' target='page'>";?>here</a>.
  40 These settings also allow to access all the proton PDF's available in the
  41 LHAPDF library [<a href="Bibliography.php" target="page">Wha05</a>]. Thus there is no need for a normal user
  42 to study the <code>PDF</code> class. The structure must only be understood
  43 when interfacing new PDF's, e.g. ones not yet found in LHAPDF.
  44
  45 <h3>The PDF base class</h3>
  46
  47 <code>PDF</code> defines the interface that all PDF classes should respect.
  48 The constructor requires the incoming beam species to be given:
  49 even if used for a proton PDF, one needs to know whether the beam
  50 is actually an antiproton. This is one of the reasons why <code>Pythia</code>
  51 always defines two PDF objects in an event, one for each beam.
  52
  53 <p/>
  54 Once a <code>PDF</code> object has been constructed, call it <code>pdf</code>,
  55 the main method is <code>pdf.xf( id, x, Q2)</code>, which returns
  56 <i>x*f_id(x, Q2)</i>, properly taking into account whether the beam
  57 is an antiparticle or not.
  58
  59 <p/>
  60 Whenever the <code>xf</code> member is called with a new flavour, <i>x</i>
  61 or <i>Q^2</i>, the <code>xfUpdate</code> member is called to do the actual
  62 updating. This routine may either update that particular flavour or all
  63 flavours at this <i>(x, Q^2)</i> point. (In the latter case the saved
  64 <code>id</code> value <code>idSav</code> should be set to 9.) The choice is
  65 to be made by the producer of a given set, based on what he/she deems most
  66 effective, given that sometimes only one flavour need be evaluated, and
  67 about equally often all flavours are needed at the same <i>x</i> and
  68 <i>Q^2</i>. Anyway, the latest value is always kept in memory. This is
  69 the other reason why <code>Pythia</code> has one separate <code>PDF</code>
  70 object for each beam, so that values at different <i>x</i> can be kept
  71 in memory.
  72
  73 <p/>
  74 Two further public methods are <code>xfVal( id, x, Q2)</code> and
  75 <code>xfSea( id, x, Q2)</code>. These are simple variants whereby
  76 the quark distributions can be subdivided into a valence and a sea part.
  77 If these are not directly accessible in the parametrization, onc can
  78 make the simplified choices <i>u_sea = ubar_sea, u_val = u_tot - u_sea</i>,
  79 and correspondingly for <i>d</i>. (Positivity will always be guaranteed
  80 at output.) The <code>xfUpdate</code> method should also take care of
  81 updating this information.
  82
  83 <p/>
  84 A method <code>setExtrapolate(bool)</code> allows you to switch between
  85 freezing parametrizations  at the <i>x</i> and <i>Q^2</i> boundaries
  86 (<code>false</code>) or extrapolating them outside the boundaries
  87 (<code>true</code>). This method is only implemented for the LHAPDF class
  88 below. If you implement a new PDF you are free to use this method, but it
  89 would be smarter to hardcode the desired limiting behaviour.
  90
  91 <h3>Derived classes</h3>
  92
  93 There is only one pure virtual method, <code>xfUpdate</code>, that
  94 therefore must be implemented in any derived class. A reasonable
  95 number of such classes come with the program:
  96
  97 <p/>
  98 For protons:
  99 <ul>
 100 <li><code>LHAPDFinterface</code> provides an interface to the
 101 LHAPDF library[<a href="Bibliography.php" target="page">Wha05</a>].</li>
 102 <li><code>GRV94L</code> gives the GRV 94 L parametrization
 103 [<a href="Bibliography.php" target="page">Glu95</a>].</li>
 104 <li><code>CTEQ5L</code> gives the CTEQ 5 L parametrization
 105 [<a href="Bibliography.php" target="page">Lai00</a>].</li>
 106 <li><code>MSTWpdf</code> gives the four distributions of the
 107 MRST/MSTW group that have been implemented.</li>
 108 <li><code>CTEQ6pdf</code> gives the six distributions of the
 109 CTEQ/CT group that have been implemented.</li>
 110 </ul>
 111 The current default is CTEQ 5L, which has been used in most studies
 112 to date.
 113
 114 <p/>
 115 For charged pions:
 116 <ul>
 117 <li><code>GRVpiL</code> gives the GRV 1992 pi+ parametrization.</li>
 118 </ul>
 119
 120 <p/>
 121 For Pomerons (used to describe diffraction):
 122 <ul>
 123 <li><code>PomFix</code> gives a simple but flexible
 124 <i>Q2</i>-independent parametrization.</li>
 125 <li><code>PomH1FitAB</code> gives the H1 2006 Fit A and Fit B
 126 parametrizations.</li>
 127 <li><code>PomH1Jets</code> gives the H1 2007 Jets parametrization.</li>
 128 </ul>
 129
 130 <p/>
 131 For charged leptons (e, mu, tau):
 132 <ul>
 133 <li><code>Lepton</code> gives a QED parametrization [<a href="Bibliography.php" target="page">Kle89</a>].
 134 In QED there are not so many ambiguities, so here one set should be
 135 enough. On the other hand, there is the problem that the
 136 lepton-inside-lepton pdf is integrably divergent for <i>x -> 1</i>,
 137 which gives numerical problems. Like in PYTHIA 6, the pdf is therefore
 138 made to vanish for <i>x > 1 - 10^{-10}</i>, and scaled up in the range
 139 <i>1 - 10^{-7} &lt; x &lt; 1 - 10^{-10}</i> in such a way that the
 140 total area under the pdf is preserved.</li>
 141 <li><code>LeptonPoint</code> gives the trivial distribution of a
 142 pointlike (i.e. unresolved) charged lepton.</li>
 143 </ul>
 144
 145 <p/>
 146 For neutrinos:
 147 <ul>
 148 <li><code>NeutrinoPoint</code> is the only method, so there is no choice.
 149 Analogously to <code>LeptonPoint</code> it gives the distribution of a
 150 pointlike (i.e. unresolved) neutrino. A difference, however, is that
 151 neutrinos always are lefthanded, so there is no need to average over
 152 incoming spin states. Since the PYTHIA formalism assumes unpolarized
 153 beams, and thus implicitly includes a 1/2 for incoming fermions, the
 154 <code>NeutrinoPoint</code> PDF is normalized to 2 rather than 1
 155 to compensate for this.</li>
 156 </ul>
 157
 158 <p/>
 159 There is another method, <code>isSetup()</code>, that returns the
 160 base-class boolean variable <code>isSet</code>. This variable is
 161 initially <code>true</code>, but could be set <code>false</code> if the
 162 setup procedure of a PDF failed, e.g. if the user has chosen an unknown
 163 PDF set.
 164
 165 <p/>
 166 The MRST/MSTW, CTEQ/CT and H1 PDF routines are based on the interpolation
 167 in <i>(x, Q)</i> grids. The grid files are stored in the
 168 <code>xmldoc</code> subdirectory, like settings and particle data.
 169 Only PDF sets that will be used are read in during the initialization
 170 stage.
 171
 172 </body>
 173 </html>
 174
 175 <!-- Copyright (C) 2012 Torbjorn Sjostrand -->