PYTHIA8/pythia8175/phpdoc/FourthGenerationProcesses.php

   1 <html>
   2 <head>
   3 <title>Fourth-Generation Processes</title>
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   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='FourthGenerationProcesses.php'>
  29
  30 <h2>Fourth-Generation Processes</h2>
  31
  32 A fourth generation can be accommodated within the Standard Model,
  33 without the introduction of any new concepts. Many experimental
  34 constraints exist, but it has not been fully excluded. Therefore
  35 we offer a simple implementation, along the lines of the top.
  36 It could also be useful as a template for studies of other
  37 new particles with similar characteristics.
  38
  39 <p/>
  40 The fourth generation are given names as in the third, but with a prime,
  41 i.e. <i>b'</i> with PDG code 7, <i>t'</i> with code 8,
  42 <i>tau'</i> with code 17, and <i>nu'_tau</i> with code 18.
  43 Most important for you is to assign a mass hierarchy, to decide which
  44 fermions can decay into which. The current implementation assumes that
  45 mass splittings are big enough that fourth-generation fermions can
  46 decay to third-generation ones by the emission of an on-shell <i>W</i>.
  47 To this end, the standard three-generation CKM mixing matrix has been
  48 extended to include a fourth generation, see below. Since no mixing has
  49 been implemented in the neutrino sector it would be assumed that the
  50 lighter of <i>tau'</i> and <i>nu'_tau</i> is stable. No decay modes
  51 have been implemented that go beyond the Standard Model, so
  52 modifications would be needed if e.g. also SUSY is included in the game.
  53
  54 <h3>Production processes</h3>
  55
  56 <h4>1) <i>b'</i> processes</h4>
  57
  58 Different ways to produce <i>b'</i> quarks, singly or in pairs.
  59 For a <i>b' t'</i> pair see section 3 below.
  60
  61 <br/><br/><strong>FourthBottom:all</strong>  <input type="radio" name="1" value="on"><strong>On</strong>
  62 <input type="radio" name="1" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
  63  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
  64 Common switch for the group of <i>b'</i> production.
  65 Also includes the process <i>f fbar' -> t' b'bar</i> in section 3 below.
  66
  67
  68 <br/><br/><strong>FourthBottom:gg2bPrimebPrimebar</strong>  <input type="radio" name="2" value="on"><strong>On</strong>
  69 <input type="radio" name="2" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
  70  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
  71 Scatterings <i>g g -> b' b'bar</i>.
  72 Code 801.
  73
  74
  75 <br/><br/><strong>FourthBottom:qqbar2bPrimebPrimebar</strong>  <input type="radio" name="3" value="on"><strong>On</strong>
  76 <input type="radio" name="3" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
  77  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
  78 Scatterings <i>q qbar -> b' b'bar</i> by gluon exchange.
  79 Code 802.
  80
  81
  82 <br/><br/><strong>FourthBottom:qq2bPrimeq(t:W)</strong>  <input type="radio" name="4" value="on"><strong>On</strong>
  83 <input type="radio" name="4" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
  84  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
  85 Scatterings <i>q q' -> b' q''</i> by <i>t</i>-channel exchange
  86 of a <i>W^+-</i> boson.
  87 Code 803.
  88
  89
  90 <br/><br/><strong>FourthBottom:ffbar2bPrimebPrimebar(s:gmZ)</strong>  <input type="radio" name="5" value="on"><strong>On</strong>
  91 <input type="radio" name="5" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
  92  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
  93 Scatterings <i>f fbar -> b' b'bar</i> by <i>s</i>-channel exchange
  94 of a <i>gamma^*/Z^0</i> boson.
  95 Code 804.
  96
  97
  98 <br/><br/><strong>FourthBottom:ffbar2bPrimeqbar(s:W)</strong>  <input type="radio" name="6" value="on"><strong>On</strong>
  99 <input type="radio" name="6" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 100  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 101 Scatterings <i>f fbar' -> b' qbar''</i> by <i>s</i>-channel exchange
 102 of a <i>W^+-</i> boson. Here <i>q''</i> is either <i>u</i> or
 103 <i>c</i>.
 104 Code 805.
 105
 106
 107 <br/><br/><strong>FourthBottom:ffbar2bPrimetbar(s:W)</strong>  <input type="radio" name="7" value="on"><strong>On</strong>
 108 <input type="radio" name="7" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 109  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 110 Scatterings <i>f fbar' -> b' tbar</i> by <i>s</i>-channel exchange
 111 of a <i>W^+-</i> boson.
 112 Code 806.
 113
 114
 115 <h4>2) <i>t'</i> processes</h4>
 116
 117 Different ways to produce <i>t'</i> quarks, singly or in pairs.
 118 For a <i>b' t'</i> pair see section 3 below.
 119
 120 <br/><br/><strong>FourthTop:all</strong>  <input type="radio" name="8" value="on"><strong>On</strong>
 121 <input type="radio" name="8" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 122  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 123 Common switch for the group of <i>t'</i> production.
 124 Also includes the process <i>f fbar' -> t' b'bar</i> in section 3 below.
 125
 126
 127 <br/><br/><strong>FourthTop:gg2tPrimetPrimebar</strong>  <input type="radio" name="9" value="on"><strong>On</strong>
 128 <input type="radio" name="9" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 129  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 130 Scatterings <i>g g -> t' t'bar</i>.
 131 Code 821.
 132
 133
 134 <br/><br/><strong>FourthTop:qqbar2tPrimetPrimebar</strong>  <input type="radio" name="10" value="on"><strong>On</strong>
 135 <input type="radio" name="10" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 136  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 137 Scatterings <i>q qbar -> t' t'bar</i> by gluon exchange.
 138 Code 822.
 139
 140
 141 <br/><br/><strong>FourthTop:qq2tPrimeq(t:W)</strong>  <input type="radio" name="11" value="on"><strong>On</strong>
 142 <input type="radio" name="11" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 143  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 144 Scatterings <i>q q' -> t' q''</i> by <i>t</i>-channel exchange
 145 of a <i>W^+-</i> boson.
 146 Code 823.
 147
 148
 149 <br/><br/><strong>FourthTop:ffbar2tPrimetPrimebar(s:gmZ)</strong>  <input type="radio" name="12" value="on"><strong>On</strong>
 150 <input type="radio" name="12" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 151  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 152 Scatterings <i>f fbar -> t' t'bar</i> by <i>s</i>-channel exchange
 153 of a <i>gamma^*/Z^0</i> boson.
 154 Code 824.
 155
 156
 157 <br/><br/><strong>FourthTop:ffbar2tPrimeqbar(s:W)</strong>  <input type="radio" name="13" value="on"><strong>On</strong>
 158 <input type="radio" name="13" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 159  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 160 Scatterings <i>f fbar' -> t' qbar''</i> by <i>s</i>-channel exchange
 161 of a <i>W^+-</i> boson.
 162 Code 825.
 163
 164
 165 <h4>3) Pair-processes with different flavours</h4>
 166
 167 Different ways to produce two different fourth-generation fermions.
 168
 169 <br/><br/><strong>FourthPair:ffbar2tPrimebPrimebar(s:W)</strong>  <input type="radio" name="14" value="on"><strong>On</strong>
 170 <input type="radio" name="14" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 171  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 172 Scatterings <i>f fbar' -> t' b'bar</i> by <i>s</i>-channel exchange
 173 of a <i>W^+-</i> boson.
 174 Code 841.
 175
 176
 177 <br/><br/><strong>FourthPair:ffbar2tauPrimenuPrimebar(s:W)</strong>  <input type="radio" name="15" value="on"><strong>On</strong>
 178 <input type="radio" name="15" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
 179  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
 180 Scatterings <i>f fbar' -> tau' nu'_taubar</i> by <i>s</i>-channel
 181 exchange of a <i>W^+-</i> boson.
 182 Code 842.
 183
 184
 185 <p/>
 186 Missing in this list is scatterings <i>q q' -> t' b'</i> by
 187 <i>t</i>-channel exchange of a <i>W^+-</i> boson, since currently
 188 the matrix element for such processes have not been implemented for
 189 two massive particles in the final state. Since this process would
 190 involve two CKM-suppressed vertices it ought to be small.
 191
 192 <h3>Parameters</h3>
 193
 194 The Cabibbo-Kobayashi-Maskawa matrix is extended by seven further values.
 195 So as not to mess up the Standard Model, the normal 3 * 3 matrix is
 196 kept unitary, and so the new off-diagonal elements lead to a slight
 197 breaking of this. For exploratory studies this should be good enough;
 198 more detailed 4 * 4 tunes to data would only make sense the day there
 199 are evidence for the existence of a fourth generation.
 200
 201 <br/><br/><table><tr><td><strong>FourthGeneration:VubPrime </td><td></td><td> <input type="text" name="16" value="0.001" size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>0.001</strong></code>; <code>minimum = 0.0</code>; <code>maximum = 1.0</code>)</td></tr></table>
 202 The <i>V_ub'</i> matrix element in the 4 * 4 CKM matrix.
 203
 204
 205 <br/><br/><table><tr><td><strong>FourthGeneration:VcbPrime </td><td></td><td> <input type="text" name="17" value="0.01" size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>0.01</strong></code>; <code>minimum = 0.0</code>; <code>maximum = 1.0</code>)</td></tr></table>
 206 The <i>V_cb'</i> matrix element in the 4 * 4 CKM matrix.
 207
 208
 209 <br/><br/><table><tr><td><strong>FourthGeneration:VtbPrime </td><td></td><td> <input type="text" name="18" value="0.1" size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>0.1</strong></code>; <code>minimum = 0.0</code>; <code>maximum = 1.0</code>)</td></tr></table>
 210 The <i>V_tb'</i> matrix element in the 4 * 4 CKM matrix.
 211
 212
 213 <br/><br/><table><tr><td><strong>FourthGeneration:VtPrimed </td><td></td><td> <input type="text" name="19" value="0.001" size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>0.001</strong></code>; <code>minimum = 0.0</code>; <code>maximum = 1.0</code>)</td></tr></table>
 214 The <i>V_t'd</i> matrix element in the 4 * 4 CKM matrix.
 215
 216
 217 <br/><br/><table><tr><td><strong>FourthGeneration:VtPrimes </td><td></td><td> <input type="text" name="20" value="0.01" size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>0.01</strong></code>; <code>minimum = 0.0</code>; <code>maximum = 1.0</code>)</td></tr></table>
 218 The <i>V_t's</i> matrix element in the 4 * 4 CKM matrix.
 219
 220
 221 <br/><br/><table><tr><td><strong>FourthGeneration:VtPrimeb </td><td></td><td> <input type="text" name="21" value="0.1" size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>0.1</strong></code>; <code>minimum = 0.0</code>; <code>maximum = 1.0</code>)</td></tr></table>
 222 The <i>V_t'b</i> matrix element in the 4 * 4 CKM matrix.
 223
 224
 225 <br/><br/><table><tr><td><strong>FourthGeneration:VtPrimebPrime </td><td></td><td> <input type="text" name="22" value="0.99" size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>0.99</strong></code>; <code>minimum = 0.0</code>; <code>maximum = 1.0</code>)</td></tr></table>
 226 The <i>V_t'b'</i> matrix element in the 4 * 4 CKM matrix.
 227
 228
 229 <input type="hidden" name="saved" value="1"/>
 230
 231 <?php
 232 echo "<input type='hidden' name='filepath' value='".$_GET["filepath"]."'/>"?>
 233
 234 <table width="100%"><tr><td align="right"><input type="submit" value="Save Settings" /></td></tr></table>
 235 </form>
 236
 237 <?php
 238
 239 if($_POST["saved"] == 1)
 240 {
 241 $filepath = $_POST["filepath"];
 242 $handle = fopen($filepath, 'a');
 243
 244 if($_POST["1"] != "off")
 245 {
 246 $data = "FourthBottom:all = ".$_POST["1"]."\n";
 247 fwrite($handle,$data);
 248 }
 249 if($_POST["2"] != "off")
 250 {
 251 $data = "FourthBottom:gg2bPrimebPrimebar = ".$_POST["2"]."\n";
 252 fwrite($handle,$data);
 253 }
 254 if($_POST["3"] != "off")
 255 {
 256 $data = "FourthBottom:qqbar2bPrimebPrimebar = ".$_POST["3"]."\n";
 257 fwrite($handle,$data);
 258 }
 259 if($_POST["4"] != "off")
 260 {
 261 $data = "FourthBottom:qq2bPrimeq(t:W) = ".$_POST["4"]."\n";
 262 fwrite($handle,$data);
 263 }
 264 if($_POST["5"] != "off")
 265 {
 266 $data = "FourthBottom:ffbar2bPrimebPrimebar(s:gmZ) = ".$_POST["5"]."\n";
 267 fwrite($handle,$data);
 268 }
 269 if($_POST["6"] != "off")
 270 {
 271 $data = "FourthBottom:ffbar2bPrimeqbar(s:W) = ".$_POST["6"]."\n";
 272 fwrite($handle,$data);
 273 }
 274 if($_POST["7"] != "off")
 275 {
 276 $data = "FourthBottom:ffbar2bPrimetbar(s:W) = ".$_POST["7"]."\n";
 277 fwrite($handle,$data);
 278 }
 279 if($_POST["8"] != "off")
 280 {
 281 $data = "FourthTop:all = ".$_POST["8"]."\n";
 282 fwrite($handle,$data);
 283 }
 284 if($_POST["9"] != "off")
 285 {
 286 $data = "FourthTop:gg2tPrimetPrimebar = ".$_POST["9"]."\n";
 287 fwrite($handle,$data);
 288 }
 289 if($_POST["10"] != "off")
 290 {
 291 $data = "FourthTop:qqbar2tPrimetPrimebar = ".$_POST["10"]."\n";
 292 fwrite($handle,$data);
 293 }
 294 if($_POST["11"] != "off")
 295 {
 296 $data = "FourthTop:qq2tPrimeq(t:W) = ".$_POST["11"]."\n";
 297 fwrite($handle,$data);
 298 }
 299 if($_POST["12"] != "off")
 300 {
 301 $data = "FourthTop:ffbar2tPrimetPrimebar(s:gmZ) = ".$_POST["12"]."\n";
 302 fwrite($handle,$data);
 303 }
 304 if($_POST["13"] != "off")
 305 {
 306 $data = "FourthTop:ffbar2tPrimeqbar(s:W) = ".$_POST["13"]."\n";
 307 fwrite($handle,$data);
 308 }
 309 if($_POST["14"] != "off")
 310 {
 311 $data = "FourthPair:ffbar2tPrimebPrimebar(s:W) = ".$_POST["14"]."\n";
 312 fwrite($handle,$data);
 313 }
 314 if($_POST["15"] != "off")
 315 {
 316 $data = "FourthPair:ffbar2tauPrimenuPrimebar(s:W) = ".$_POST["15"]."\n";
 317 fwrite($handle,$data);
 318 }
 319 if($_POST["16"] != "0.001")
 320 {
 321 $data = "FourthGeneration:VubPrime = ".$_POST["16"]."\n";
 322 fwrite($handle,$data);
 323 }
 324 if($_POST["17"] != "0.01")
 325 {
 326 $data = "FourthGeneration:VcbPrime = ".$_POST["17"]."\n";
 327 fwrite($handle,$data);
 328 }
 329 if($_POST["18"] != "0.1")
 330 {
 331 $data = "FourthGeneration:VtbPrime = ".$_POST["18"]."\n";
 332 fwrite($handle,$data);
 333 }
 334 if($_POST["19"] != "0.001")
 335 {
 336 $data = "FourthGeneration:VtPrimed = ".$_POST["19"]."\n";
 337 fwrite($handle,$data);
 338 }
 339 if($_POST["20"] != "0.01")
 340 {
 341 $data = "FourthGeneration:VtPrimes = ".$_POST["20"]."\n";
 342 fwrite($handle,$data);
 343 }
 344 if($_POST["21"] != "0.1")
 345 {
 346 $data = "FourthGeneration:VtPrimeb = ".$_POST["21"]."\n";
 347 fwrite($handle,$data);
 348 }
 349 if($_POST["22"] != "0.99")
 350 {
 351 $data = "FourthGeneration:VtPrimebPrime = ".$_POST["22"]."\n";
 352 fwrite($handle,$data);
 353 }
 354 fclose($handle);
 355 }
 356
 357 ?>
 358 </body>
 359 </html>
 360
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