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Adding TAmpt (Constantin)
[u/mrichter/AliRoot.git] / TAmpt / AMPT / readme.txt
1 AMPT Users' Guide
2
3 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
4 8/2009 test version v1.25t3/v2.25t3:
5      * enable embedding of a given number of soft pions along each parton 
6        of the embedded back-to-back jet pair by adding three new 
7        input values in file `input.ampt': nsembd, psembd, tmaxembd. 
8        nsembd: number of soft pions to be embedded with each high-Pt parton
9         in the embedded jet pair;
10        psembd: the momentum of each embedded soft pion in GeV/c;
11        tmaxembd: maximum angle (in radian) of embedded soft pions relative to 
12         the associated high-Pt parton, then the soft pions are generated 
13         uniformly in relative polar and azimutal angle in this cone around the 
14         high-Pt parton. Note that soft pions are not generated uniformly 
15         in solid angle in this cone because that gives a valley at theta=0, 
16         unlike the primitive jet-like correlation with a peak at theta=0.
17      * enable the embedded jet pair to have random azimuthal angle (still 
18         back-to-back) and to take positions according to a user file 
19         "embed-jet-xy.txt"; enabled by additional values of iembed:
20         iembed= 
21          1: on with fixed position(xembd,pembd) and Pt(pxqembd,pyqembd);
22          2: on with fixed position(xembd,pembd) and random azimuthal angle
23           with Pt-magnitude given by sqrt(pxqembd^2+pyqembd^2); 
24          3: on with random position and fixed Pt(pxqembd,pyqembd);
25          4: on with random position and random random azimuthal angle
26           with Pt-magnitude given by sqrt(pxqembd^2+pyqembd^2); 
27           for iembed=3 or 4: need a position file "embed-jet-xy.txt";
28          Other integers: turn off embedding.
29    The above modification can be found by searching "clin-8/2009". 
30
31 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
32 7/2009 test version v1.25t2/v2.25t2:
33      * added two new input values in file `input.ampt': ishadow and dshadow.  
34        Setting ishadow=1 (when shadowing flag is on) enables users to set 
35        dshadow (between 0.d0 & 1.d0) to get an intermediate nuclear shadowing 
36        between no-shadowing (when dshadow=0.d0) 
37        and the default HIJING shadowing (when dshadow=1.d0).
38    The above modification can be found by searching "clin-7/2009". 
39
40 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
41 7/2009 test version v1.25/v2.25:
42         corrected the explanations for deuteron cross section assumptions in
43         input.ampt and art1f.f
44
45 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
46 6/2009 test version v1.25/v2.25 (==v1.25t1/v2.25t1 meaning "test version 1"):
47      * added two new input values in file `input.ampt': pttrig and maxmiss.  
48        When enabled, event selection takes place so that each event will have 
49        at least 1 minijet parton with Pt above pttrig in the initial condition 
50        (before parton & hadron cascades).
51        For this purpose, the HIJING initial condition is repeated until 
52        such an event is generated (but no more than maxmiss times); 
53      * added two new input values in file `input.ampt' so that one can turn off
54        initial and/or final state radiation as well as the Pt kick 
55        in the HIJING event initial condition; with these effects turned off, 
56        the selected events using pttrig are more likely to have 
57        back-to-back initial minijets;
58      * added five new input values in file `input.ampt': iembed, pxqembd, 
59        pyqembd, xembd, and yembd. Setting iembed=1 embeds one back-to-back 
60        q/qbar jet pair per event at the specified transverse momentum and 
61        transverse position before parton cascade starts;
62      * changed the format of zpc.dat, including the following: 
63        event number is given as the first value, and an event-iteration 
64        flag is added as the 2nd value in 1st line of each event in zpc.dat;
65        an event-iteration flag other than 0 means the event is being repeated 
66        (detailed message is given in the nohup.out file);
67      * ana/initial_parton_sm.dat is renamed as 
68        ana/parton-initial-afterPropagation.dat, 
69        which outputs the complete information of partons that enter the 
70        parton cascade; i.e., it gives the minijet gluon information 
71        for default runs, or the quark and anti-quark information 
72        after string melting (before parton cascade) for string melting runs. 
73        This option is activated by setting ioscar to 2.
74        It has the same format as ana/ampt.dat except for the 1st line 
75        for each event, which gives the following:
76        For isoft=1 (default AMPT):
77          event number, event-iteration flag, number of partons;
78        For isoft=4 (String Melting):
79          event number, event-iteration flag, number of partons, 
80          number of formed baryons, number of formed mesons, 
81          total number of initial particles, 
82          total number of initial particles that cannot enter ZPC.
83      * added ana/npart-xy.dat, which gives the transverse positions
84        of all initial nucleons and their status; format is:
85        For each event, the first line gives: 
86          event #, event-iteration flag, atomic masses of projectile and target.
87        Each of the following four lines gives:
88          x,y, sequence number in nucleus (positive for projectile, negative 
89          for target), status (0: spectator, 1 or 2: wounded due to 
90          elastic collisions, 3: wounded due to inelastic collisions).
91      * ioscar=3 now enables the following output files in addition to 
92        ana/parton-initial-afterPropagation.dat:
93        all parton collision history in ana/parton-collisionsHistory.dat, 
94        minijet initial condition in ana/minijet-initial-beforePropagation.dat,
95        ana/parton-after-coalescence.dat for String Melting.
96      * format of ana/parton-collisionsHistory.dat:
97        For each collision, the first line gives: 
98          event #, event-iteration flag, sequence numbers of the two partons;
99        Each of the following four lines gives:
100          PYTHIA particle ID number, three-momentum(Px,Py,Pz), mass, and 
101          space-time coordinates(x,y,z,t)
102          for parton1&2 before the collision parton1&2 after the collision.
103      * format of ana/minijet-initial-beforePropagation.dat:
104        For each event, the first line gives: 
105          event #, event-iteration flag, atomic masses of projectile and target.
106        Each of the following lines gives:
107          PYTHIA particle ID number, three-momentum(Px,Py,Pz), mass, and 
108          space-time coordinates(x,y,z,t) of one minijet parton at production,
109          ID of origin (from 1: projectile, 2: target; 3: independent string).
110      * format of ana/parton-after-coalescence.dat:
111        For each event, the first line gives: 
112          event number, number of partons, number of formed baryons, 
113          number of formed mesons, impact-parameter, 
114          number of participant nucleons in projectile due to elastic 
115          collisions, number of participant nucleons in projectile due to 
116          inelastic collisions, and corresponding numbers in target. 
117        Each of the following lines gives:
118          PYTHIA parton ID number, three-momentum(Px,Py,Pz), mass, 
119          sequence number of formed hadron, PYTHIA ID number of formed hadron;
120      * `common /para7/ ioscar' is changed to include string melting info;
121      * info under "in HJANA1" in file nohup.out is corrected.
122
123    The above modifications can be found by searching "clin-6/2009". 
124
125 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
126 5/2009 test version v1.24/v2.24:
127 *  Changes made:
128      * corrected a bug on freezeout time (values in `ampt.dat') of particles 
129        whose formation time is larger than the hadron cascade termination time;
130      * freezeout time of spectator projectile and target nucleons should be ~0
131        but it was not correctly updated for string melting runs; now corrected.
132
133    The above modifications can be found by searching "clin-5/2009". 
134
135 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
136 4/2009 update
137      corrected the explanation on the structure of zpc.dat.
138
139 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
140 3/2009 test version v1.23/v2.23:
141 *  Changes made:
142
143      * included a subroutine addhad() in amptsub.f to insert 
144        user-defined hadrons before the start of the hadron cascade, 
145        user must set IDPERT to either 1 or 2, user can set NPERTD to 0 
146        if perturbative deuteron productions are not needed;
147      * add a comment in input.dat saying that setting NPERTD to 0 
148        turns off perturbative deuteron productions;
149      * moved the location of the subroutine hbtout() in art1f.f, 
150        and as a result there are small changes in hadron freezeout 
151        space-time values, e.g., the freezeout space values may change 
152        by v*DT with v being the particle momentum, and the freezeout time 
153        of spectator projectile or target nucleons change by DT;
154      * increased the output accuracy of momentum Pz by 1 more digit
155        in ampt.dat and ampt_pert.dat.
156
157    The above modifications can be found by searching "clin-3/2009". 
158
159 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
160 10/2008 test version v1.22/v2.22:
161 *  Changes made in the default AMPT model (version 1.22) 
162    and the AMPT model with string melting (version 2.22):
163
164      We have included deuteron(d) production and destruction
165      in the hadronic cascade via d+M <-> B+B, where M represents a meson 
166      including pi, rho, omega and eta; and B represents a baryon 
167      including proton, neutron, Delta, N*(1440) and N*(1535), 
168      Anti-deuteron processes are included similarly. 
169      Elastic collisions of d+M and d+B are also included. 
170      The cross sections for d+pi <-> N+N are based on experimental data; 
171      for other reactions, 4 different assumptions on their cross sections 
172      are available by choosing the value of idxsec in the file `input.ampt'.
173      Perturbative production/destruction of deuterons can be
174      turned on by using idpert=1 (or 2) and 1<=NPERTD<=10000 in input.ampt,
175      and perturbative deuteron results are stored in ana/ampt_pert.dat, 
176      which has the same data format as ana/ampt.dat
177      (except that ampt_pert.dat does not have the column for deuteron mass
178      but has the perturbative probability in the last column).
179      Regular (i.e. non-perturbative) results can be found in `ana/ampt.dat'.
180      Note that you can use either the regular or perturbative results for
181      deuterons; you can not use both (that would be double-counting);
182      regular or perturbative results are close but not exactly the same
183      due to the biase from triggering perturbative productions.
184      A deuteron (anti-deuteron) has the particle ID of 42 (-42) in
185      ana/ampt.dat and ana/ampt_pert.dat.
186
187    The above modifications can be found by searching "clin-5/2008", 
188      "clin-6/2008", "clin-8/2008" and "clin-9/2008".
189
190 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
191 10/01/2008 v1.21/v2.21:
192 *  Changes made in the default AMPT model (version 1.21) 
193    and the AMPT model with string melting (version 2.21):
194
195      We have added an option to write out the complete parton information 
196        right after string melting (before parton cascade). 
197        Results are stored in ana/initial_parton_sm.dat in the same format 
198        as ana/ampt.dat except for the first few lines that provide 
199        information for each event. This option is only available for 
200        string melting and can be activated by setting ioscar to 2.
201
202      We have added an option to turn off phi meson decays at the end 
203        of hadron cascade, i.e., at NT=NTMAX. 
204        This option can be activated by setting iphidcy to 0.
205        Note that phi decays during hadron cascade are always enabled.
206
207    The above two modifications can be found by searching "clin-5b/2008". 
208         
209    Note: the following physics extensions are preliminary and under test, 
210      therefore they have been disabled in v1.21/v2.21:
211      We have included deuteron(d) production and destruction
212      in the hadronic cascade via d+M <-> B+B, where M represents a meson 
213      including pi, rho, omega and eta; and B represents a baryon 
214      including proton, neutron, Delta, N*(1440) and N*(1535), 
215      Anti-deuteron processes are included similarly. 
216      Elastic collisions of d+M and d+B are also included. 
217
218    The above modifications can be found by searching "clin-5/2008", 
219      "clin-6/2008", "clin-8/2008" and "clin-9/2008".
220
221 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
222 04/29/2008 v1.13/v2.13:
223 *  Changes made in the default AMPT model (version 1.13) 
224    and the AMPT model with string melting (version 2.13):
225
226      multiple array arguments are checked against out-of-bound in amptsub.f;
227      commented out the unused "CALL HJAN1A" in zpc.f;
228      a pause statement in ran1() in zpc.f is modified;
229      array sizes of ekaon() and sekaon() are increased from 200 to 2000;
230      array sizes in /HJJET2/ and /xydr/ are increased from 900 to 150001;
231      multiple compound IF statements are broken up in hipyset1.35.f;
232      DARWIN added to the list of operating system in `exec';
233      added a check on the range of IX, IY, IZ in art1f.f and modified 
234        other such checks;
235      added a check on the range of npion in art1f.f;
236      RAN() renamed to RANART() to avoid conflict with system functions;
237      bugs on initializations of xlast() and plast() are fixed;
238      the variable ISS is modified to avoid out-of-bound error in EKAON();
239      "IF(K(I,3).EQ.0 .OR. K(K(I,3),2).EQ.IDSTR)" is modified 
240        to avoid out-of-bound error in K();
241      "DATA NSEED/74769375/" in hijing1.383_ampt.f is commented out;
242      PYWIDT() subroutine is modified according to pythia-6115.f to avoid 
243        undefined values for variables GGF,GZF,GZPF,ZZF,ZZPF,ZPZPF,API;
244      "MDCY(KFPR(ISUB,1),1)" is changed to "MDCY(LUCOMP(KFPR(ISUB,1)),1)"
245        to avoid invalid values for the 1st argument of MDCY();
246      "if (jscat .ne. 0 .and. next(jscat) .ne. iscat)" is modified 
247        to avoid out-of-bound error in next().
248
249    The above modifications can be found by searching "clin-4/2008". 
250    They are not found to change ampt.dat from a few tests on a Linux OS.
251    We thanks A. Vander Molen and G. Westfall for pointing out these issues. 
252
253 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
254 2005 v1.12/v2.12:
255 *  Changes made in the default AMPT model (version 1.12) 
256    and the AMPT model with string melting (version 2.12):
257
258      Freezeout time of spectator projectile and target nucleons should be ~0
259        but it was not correctly updated in `ampt.dat'; now corrected.
260
261    The above modifications can be found by searching "clin-12/14/03". 
262
263    We have corrected a typo in `input.ampt':
264      "IZT (target A number)" is changed to "IZT (target Z number)".
265
266 %%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
267 11/30/2004 v1.11/v2.11:
268 *  The default AMPT model (version 1.11) and the AMPT model with
269    string melting (version 2.11) both use an initialization file 
270    `input.ampt'. The analysis directory `ana/' contains the resulting
271    data files. The final particle record file is `ana/ampt.dat'.
272    The version number of AMPT is written to both the file `ana/version'
273    and `nohup.out'.  The AMPT source code has been tested for both the
274    f77 and the pgf77 compilers on the Unix, Linux, and OSF1 operating systems.
275
276 *  To run the AMPT program, one needs to:
277    1. set the initial parameters in `input.ampt'. If one prefers to
278       use run-time random number seed, set `ihjsed=11', In this way, every
279       run is different even with the same `input.ampt' file.
280    2. type `sh exec &' to compile and run the executable `ampt'
281       with some general information written in `nohup.out'.
282
283 *  Key initial parameters in `input.ampt' are:
284    EFRM: sqrt(s_NN) in GeV, e.g. 200 for the maximum RHIC energy.
285    NEVNT: the total number of events.
286    BMIN, BMAX: the minimum and maximum impact parameter (in fm) 
287       for all events with BMAX having an upper limit of HIPR1(34)+HIPR1(35)
288       (=19.87 fm for d+Au collisions and 25.60 fm for Au+Au collisions). 
289    ISOFT: choice of parton-hadron conversion scenario.
290       =1: default AMPT model (version 1.x);
291       =4: the AMPT model with string melting (version 2.y).
292          Note that values of 2, 3, and 5 have never been used for 
293          publications. They are tests of other string melting scenarios:
294          =2: a string is decomposed into q+dq+minijet partons instead of 
295             using the Lund fragmentation;
296          =3: a baryon is decomposed into q+qq instead of 3 quarks;
297          =5: same as 4 but partons freeze out according to
298             local energy density.
299    NTMAX: the number of time-steps for hadron cascade, default(D)=150.
300       Note that NTMAX=3 effectively turns off hadron cascade, 
301       and a larger value than default is usually necessary 
302       for observables at large rapidity or large pseudorapidity.
303       We use NTMAX=1000 for HBT studies in central Au+Au
304       collisions due to the need for the last interaction points 
305       and for LHC calculations due to the longer lifetime of the formed matter.
306    DT: value of the time-step (in fm/c) for hadron cascade, D=0.2.
307       Note that t_cut=NTMAX*DT is the termination time of hadron cascade. 
308    PARJ(41): parameter a in the Lund symmetric splitting function. 
309    PARJ(42): parameter b in the Lund symmetric splitting function 
310       (in GeV**(-2)). Note that we use default value in HIJING 
311       (a=0.5 and b=0.9) for d+Au collisions, 
312       and a=2.2 and b=0.5 for collisions of heavy nuclei.
313    flag for popcorn mechanism: D=1(Yes) turns on the popcorn mechanism. 
314       In general, it increases baryon stopping.
315    PARJ(5): controls BMBbar vs. BBbar in the popcorn mechanism, D=1.0. 
316    shadowing flag: D=1(Yes) turns on nuclear shadowing. 
317    quenching flag: D=0(No) turns off jet quenching 
318       since the parton cascade ZPC simulates final-state effects. 
319    p0 cutoff: D=2.0 (in GeV/c) for p0 in HIJING for minijet production. 
320    parton screening mass: controls the parton cross section, 
321       D=3.2264 (in fm**(-1)). Its square is inversely proportional to 
322       the parton cross section. Use D=3.2264d0 for 3mb, and 2.2814d0 for 6mb.
323    ihjsed: choice of the random number seed, D=0.
324       =0: take the `Ran Seed for HIJING' in `input.ampt'
325          and disregard the random value generated in the file `exec'.
326       =11: take the HIJING random seed at runtime from the file `exec', 
327          with the seed written in `nohup.out' and `ana/version'.
328    Ran Seed for HIJING: random number seed for HIJING when ihjsed=0.
329    Kshort decay flag: depends on the experimental correction procedure, 
330       D=0 turns off Kshort decays after the hadron cascade.
331       Note that decays of the following resonances and their
332       antiparticles are always included: 
333       rho, omega, eta, K*, phi, Delta, N*(1440), N*(1535),
334       Sigma0 (in order to include its feed down to Lambda). 
335    optional OSCAR output: if set to 1, outputs in OSCAR1997A format
336       are written in `ana/parton.oscar' and `ana/hadron.oscar'. 
337    dpcoal: parton coalescence distance in momentum space (in GeV/c).
338    drcoal: parton coalescence distance in coordinate space (in fm).
339       dpcoal, drcoal both have D=10**6 for nearest-neighbor coalescence 
340       in the AMPT model with string melting. 
341
342 *  Key output file are:
343    ana/ampt.dat: It contains particle records at hadron kinetic freeze-out, 
344       i.e., at the last interaction point. 
345       For each event, the first line gives: 
346          event number, test number(=1), number of particles in the event, 
347          impact parameter, total number of participant nucleons in projectile,
348          total number of participant nucleons in target, number of participant 
349          nucleons in projectile due to elastic collisions, number of 
350          participant nucleons in projectile due to inelastic collisions, 
351          and corresponding numbers in target. 
352          Note that participant nucleon numbers include nucleons participating 
353          in both elastic and inelastic collisions.
354       Each of the following lines gives: 
355          PYTHIA particle ID number, three-momentum(Px,Py,Pz), mass, and 
356          space-time coordinates(x,y,z,t) of one final particle at freeze-out.
357
358    ana/zpc.dat:    similar to `ana/ampt.dat' but for partons at freeze-out.
359       The first line of each event gives:
360          event number, (event-iteration flag, added in 6/2009),
361          number of partons in the event, impact-parameter,
362          number of participant nucleons in projectile due to elastic 
363          collisions, number of participant nucleons in projectile due to 
364          inelastic collisions, and corresponding numbers in target. 
365       Each of the following lines gives:
366         For isoft=1 (default AMPT):
367           PYTHIA particle ID number, three-momentum(Px,Py,Pz), mass, and 
368           space-time coordinates(x,y,z,t) of one final parton at freeze-out.
369         For isoft=4 (String Melting, format changed in 6/2009):
370           PYTHIA particle ID number, three-momentum(Px,Py,Pz), mass, 
371           the parent hadron sequence number that the parton comes from,
372           the parton sequence number of this parton in the parent hadron
373           (1-2 for a meson, 1-3 for a baryon), and freeze-out time (t).
374
375    Note that momenta are in units of GeV/c, mass in GeV/c**2, 
376       space in fm, and time in fm/c. 
377       If a particle comes from the decay of a resonance which still exists 
378       at the termination time of hadron cascade, then its space-time 
379       corresponds to the decay point of the parent resonance.
380       Also note that the x-axis in AMPT is defined as the direction along 
381       the impact parameter, and the z-axis is defined as the beam direction. 
382
383
384 Please do not hesitate to contact us if needed. Have fun!
385  
386 Zi-Wei Lin (linz@ecu.edu)
387 Che-Ming Ko (ko@comp.tamu.edu)
388 Bao-An Li (Bao-An_Li@tamu-commerce.edu)
389 Subrata Pal (spal@tifr.res.in)
390 Bin Zhang (bzhang@astate.edu)
391  
392 6/25/2009