TEvtGen/EvtGenBase/EvtDalitzReso.hh

   1 /*****************************************************************************
   2  * Project: BaBar detector at the SLAC PEP-II B-factory
   3  * Package: EvtGenBase
   4  *    File: $Id: EvtDalitzReso.hh,v 1.1 2009-03-16 16:50:49 robbep Exp $
   5  *
   6  * Description:
   7  *   Class to compute Dalitz amplitudes based on many models that cannot be
   8  *     handled with EvtResonance.
   9  *
  10  * Modification history:
  11  *   Jordi Garra Ticó     2008/07/03         File created
  12  *****************************************************************************/
  13
  14 #ifndef __EVTDALITZRESO_HH__
  15 #define __EVTDALITZRESO_HH__
  16
  17 #include <string>
  18 #include <vector>
  19 #include <map>
  20
  21 #include "EvtGenBase/EvtComplex.hh"
  22 #include "EvtGenBase/EvtCyclic3.hh"
  23 #include "EvtGenBase/EvtSpinType.hh"
  24 #include "EvtGenBase/EvtTwoBodyVertex.hh"
  25 #include "EvtGenBase/EvtDalitzPoint.hh"
  26 #include "EvtGenBase/EvtDecayAmp.hh"
  27 #include "EvtGenBase/EvtBlattWeisskopf.hh"
  28 #include "EvtGenBase/EvtFlatte.hh"
  29
  30 using std::vector;
  31 using std::map;
  32
  33 class EvtBlattWeisskopf;
  34
  35 class EvtDalitzReso
  36 {
  37 public:
  38   // Numerator type
  39   enum NumType { NBW            = 0 , RBW_ZEMACH        = 1 , RBW_KUEHN  = 2 , RBW_CLEO        = 3 ,
  40                  RBW_ZEMACH2    = 4 , GS_CLEO           = 5 , K_MATRIX   = 6 , RBW_CLEO_ZEMACH = 7 ,
  41                  GS_CLEO_ZEMACH = 8 , LASS              = 9 , K_MATRIX_I = 10, K_MATRIX_II     = 11,
  42                  GAUSS_CLEO     = 12, GAUSS_CLEO_ZEMACH = 13, FLATTE = 14, NON_RES = 15,
  43      NON_RES_LIN    = 16, NON_RES_EXP       = 17 };
  44
  45   // Coupling type
  46   //  ChgPion : pi+ pi-
  47   //  NeuPion : pi0 pi0
  48   //  Pion    : 0.5*[(pi+ pi-) + (pi0 pi0)]
  49   //  ChgKaon : K+ K-
  50   //  NeuKaon : K0 K0
  51   //  Kaon    : 0.5*[(K+ K-) + (K0 K0)]
  52   //  EtaPion : eta pi0
  53   enum CouplingType {Undefined=0,PicPic=1,PizPiz,PiPi,KcKc,KzKz,KK,EtaPic,EtaPiz,PicPicKK,WA76};
  54
  55   EvtDalitzReso() : _typeN(NON_RES) {};
  56
  57   EvtDalitzReso(const EvtDalitzPlot& dp, EvtCyclic3::Pair pairRes, NumType typeN, double alpha=0.0) : _dp(dp), _pairRes(pairRes), _typeN(typeN), _alpha(alpha) {};
  58
  59   EvtDalitzReso(const EvtDalitzPlot& dp, EvtCyclic3::Pair pairAng, EvtCyclic3::Pair pairRes,
  60                 EvtSpinType::spintype spin, double m0, double g0, NumType typeN, double f_b=0.0, double f_d=1.5);
  61
  62   EvtDalitzReso(const EvtDalitzPlot& dp, EvtCyclic3::Pair pairAng, EvtCyclic3::Pair pairRes,
  63                 EvtSpinType::spintype spin, double m0, double g0, NumType typeN,
  64                 double m0_mix, double g0_mix, double delta_mix, EvtComplex amp_mix);
  65
  66   EvtDalitzReso(const EvtDalitzPlot& dp, EvtCyclic3::Pair pairAng, EvtCyclic3::Pair pairRes,
  67                 EvtSpinType::spintype spin, double m0, NumType typeN, double g1, double g2, CouplingType coupling2);
  68
  69   // K-matrix
  70   EvtDalitzReso(const EvtDalitzPlot& dp, EvtCyclic3::Pair pairRes, std::string nameIndex, NumType typeN,
  71                 EvtComplex fr12prod, EvtComplex fr13prod, EvtComplex fr14prod, EvtComplex fr15prod, double s0prod);
  72
  73   // LASS
  74   EvtDalitzReso(const EvtDalitzPlot& dp, EvtCyclic3::Pair pairRes, double m0, double g0,
  75                 double a, double r, double B, double phiB, double R, double phiR, double cutoff=-1, bool scaleByMOverQ=false);
  76
  77   //Flatte
  78   EvtDalitzReso(const EvtDalitzPlot& dp, EvtCyclic3::Pair pairRes, double m0);
  79
  80   EvtDalitzReso(const EvtDalitzReso& other);
  81
  82   ~EvtDalitzReso();
  83
  84   EvtDalitzReso* clone() const { return new EvtDalitzReso(*this); }
  85
  86   EvtComplex evaluate(const EvtDalitzPoint& p);
  87
  88   void set_fd( double R ) { _vd.set_f( R ); }
  89   void set_fb( double R ) { _vb.set_f( R ); }
  90
  91   void addFlatteParam(const EvtFlatteParam& param) { _flatteParams.push_back(param); }
  92
  93 private:
  94   EvtComplex psFactor(double& ma, double& mb, double& m);
  95   EvtComplex psFactor(double& ma1, double& mb1, double& ma2, double& mb2, double& m);
  96   EvtComplex propGauss(const double& m0, const double& s0, const double& m);
  97   EvtComplex propBreitWigner(const double& m0, const double& g0, const double& m);
  98   EvtComplex propBreitWignerRel(const double& m0, const double& g0, const double& m);
  99   EvtComplex propBreitWignerRel(const double& m0, const EvtComplex& g0, const double& m);
 100   EvtComplex propBreitWignerRelCoupled(const double& m0, const EvtComplex& g1, const EvtComplex& g2, const double& m);
 101   EvtComplex propGounarisSakurai(const double& m0, const double& g0, const double& k0,
 102                                  const double& m, const double& g, const double& k);
 103   inline double GS_f(const double& m0, const double& g0, const double& k0, const double& m, const double& k);
 104   inline double GS_h(const double& m, const double& k);
 105   inline double GS_dhods(const double& m0, const double& k0);
 106   inline double GS_d(const double& m0, const double& k0);
 107
 108   EvtComplex numerator(const EvtDalitzPoint& p, const EvtTwoBodyKine& vb, const EvtTwoBodyKine& vd);
 109   double angDep(const EvtDalitzPoint& p);
 110   EvtComplex mixFactor(EvtComplex prop, EvtComplex prop_mix);
 111   EvtComplex Fvector( double s, int index );
 112   EvtComplex lass(double s);
 113   EvtComplex flatte(const double& m);
 114
 115   inline EvtComplex sqrtCplx(double in) { return (in > 0) ? EvtComplex(sqrt(in), 0) : EvtComplex(0, sqrt(-in)); }
 116
 117   // Dalitz plot
 118   EvtDalitzPlot _dp;
 119
 120   // Pairing indices:
 121   EvtCyclic3::Pair _pairAng;    // angular
 122   EvtCyclic3::Pair _pairRes;    // resonance
 123
 124   // Spin
 125   EvtSpinType::spintype _spin;
 126
 127   // Numerator type
 128   NumType _typeN;
 129
 130   // Nominal mass and width
 131   double _m0,_g0;
 132
 133   // Vertices
 134   EvtTwoBodyVertex _vb;
 135   EvtTwoBodyVertex _vd;
 136
 137   // Daughter masses
 138   double _massFirst,_massSecond;
 139
 140   // variables for electromagnetic mass mixing
 141   double _m0_mix,_g0_mix,_delta_mix;
 142   EvtComplex _amp_mix;
 143
 144   // variables for coupled Breit-Wigner
 145   double _g1,_g2;
 146   CouplingType _coupling2;
 147
 148   // variables for Blatt-Weisskopf form factors
 149   double _f_b, _f_d;
 150
 151   // K-matrix
 152   int _kmatrix_index;
 153   EvtComplex _fr12prod,_fr13prod,_fr14prod,_fr15prod;
 154   double _s0prod;
 155
 156   // LASS
 157   double _a;
 158   double _r;
 159   double _Blass;
 160   double _phiB;
 161   double _R;
 162   double _phiR;
 163   double _cutoff;
 164   bool _scaleByMOverQ;
 165
 166   //Nonresonant
 167   double _alpha;
 168
 169   // Flatte
 170   std::vector<EvtFlatteParam> _flatteParams;
 171
 172 };
 173
 174 #endif
 175