TEvtGen/EvtGenModels/EvtLambdaP_BarGamma.cxx

   1 //--------------------------------------------------------------------------
   2 //
   3 // Environment:
   4 //      This software is part of the EvtGen package developed jointly
   5 //      for the BaBar and CLEO collaborations.  If you use all or part
   6 //      of it, please give an appropriate acknowledgement.
   7 //
   8 // Copyright Information: See EvtGen/COPYRIGHT
   9 //      Copyright (C) 2003      Caltech
  10 //
  11 // Module: EvtGen/EvtRadiativeBaryonicPenguins.hh
  12 //
  13 // Description:Implementation of the decay B- -> lambda p_bar gamma according to
  14 // Cheng, Yang; hep-ph/0201015
  15 //
  16 // Modification history:
  17 //
  18 //    JFS     December 16th, 2003         Module created
  19 //
  20 //------------------------------------------------------------------------
  21 #include "EvtGenBase/EvtPatches.hh"
  22
  23 #include "EvtGenModels/EvtLambdaP_BarGamma.hh"
  24 #include "EvtGenBase/EvtGammaMatrix.hh"
  25 #include "EvtGenBase/EvtDiracSpinor.hh"
  26 #include "EvtGenBase/EvtSpinType.hh"
  27 #include "EvtGenBase/EvtDiracParticle.hh"
  28 #include "EvtGenBase/EvtPhotonParticle.hh"
  29 #include <stdlib.h>
  30 using std::cout;
  31 using std::endl;
  32
  33 EvtLambdaP_BarGamma::EvtLambdaP_BarGamma() :
  34   _mLambdab   ( 5.624),            // Lambda_b mass
  35   _mLambda0    ( 1.115684),         // Lambda0 mass
  36   _c7Eff       ( -0.31),            // Wilson coefficient
  37   _mb          (  4.4),             // running b mass
  38   _mV          (  5.42),            // pole mass vector current
  39   _mA          (  5.86),            // pole mass axial current
  40   _GF          (  1.166E-5),        // Fermi constant
  41   _gLambdab   (  16),               // coupling constant Lambda_b -> B- p
  42   _e0          (  1),               // electromagnetic coupling (+1)
  43   _g1          (  0.64),            // heavy-light form factors at q_mSqare
  44   _g2          ( -0.10),
  45   _f1          (  0.64),
  46   _f2          ( -0.31),
  47   _VtbVtsStar ( 0.038)            // |V_tb V_ts^*|
  48 {
  49 }
  50
  51
  52
  53 std::string EvtLambdaP_BarGamma::getName(){
  54     return "B_TO_LAMBDA_PBAR_GAMMA";
  55 }
  56
  57 EvtDecayBase* EvtLambdaP_BarGamma::clone(){
  58     return new EvtLambdaP_BarGamma;
  59 }
  60
  61 void EvtLambdaP_BarGamma::init() {
  62     // no arguments, daughter lambda p_bar gamma
  63     checkNArg(0);
  64     checkNDaug(3);
  65
  66     checkSpinParent(EvtSpinType::SCALAR);
  67     checkSpinDaughter(0, EvtSpinType::DIRAC);
  68     checkSpinDaughter(1, EvtSpinType::DIRAC);
  69     checkSpinDaughter(2, EvtSpinType::PHOTON);
  70 }
  71
  72
  73 // initialize phasespace and calculate the amplitude
  74 void EvtLambdaP_BarGamma::decay(EvtParticle* p) {
  75     EvtComplex I(0, 1);
  76
  77     p->initializePhaseSpace(getNDaug(), getDaugs());
  78
  79     EvtDiracParticle* theLambda = static_cast<EvtDiracParticle*>(p->getDaug(0));
  80     EvtVector4R lambdaMomentum = theLambda->getP4Lab();
  81
  82     EvtDiracParticle* theAntiP = static_cast<EvtDiracParticle*>(p->getDaug(1));
  83
  84     EvtPhotonParticle* thePhoton = static_cast<EvtPhotonParticle*>(p->getDaug(2));
  85     EvtVector4R photonMomentum = thePhoton->getP4Lab();     // get momentum in the same frame
  86
  87     // loop over all possible spin states
  88     for (int i=0; i<2; ++i) {
  89       EvtDiracSpinor lambdaPol = theLambda->spParent(i);
  90       for (int j=0; j<2; ++j)  {
  91         EvtDiracSpinor antiP_Pol = theAntiP->spParent(j);
  92         for (int k=0; k<2; ++k) {
  93           EvtVector4C photonPol = thePhoton->epsParentPhoton(k); // one of two possible polarization states
  94           EvtGammaMatrix photonGamma; // sigma[mu][nu] * epsilon[mu] * k[nu] (watch lower indices)
  95           for (int mu=0; mu<4; ++mu)
  96             for (int nu=0; nu<4; ++nu)
  97               photonGamma += EvtGammaMatrix::sigmaLower(mu, nu) * photonPol.get(mu) * photonMomentum.get(nu);
  98
  99           EvtComplex amp =
 100             -I*_gLambdab * lambdaPol.adjoint() * ((constA()*EvtGammaMatrix::id() + constB()*EvtGammaMatrix::g5())
 101                                                    * photonGamma * (slash(lambdaMomentum) + slash(photonMomentum) + _mLambdab*EvtGammaMatrix::id())
 102                                                    / ((lambdaMomentum + photonMomentum)*(lambdaMomentum + photonMomentum) - _mLambdab*_mLambdab)
 103                                                    * EvtGammaMatrix::g5() * antiP_Pol);
 104           // use of parentheses so I do not have to define EvtDiracSpinor*EvtGammaMatrix, which shouldn't be defined to prevent errors in indexing
 105
 106           vertex(i, j, k, amp);
 107         }
 108       }
 109     }
 110 }
 111
 112 void EvtLambdaP_BarGamma::initProbMax()
 113 {
 114     // setProbMax(1);
 115     setProbMax(9.0000E-13); // found by trial and error
 116 }
 117
 118 // form factors at 0
 119 double EvtLambdaP_BarGamma::f0(double fqm, int n){
 120     return fqm * pow(1 - pow(_mLambdab - _mLambda0, 2) / (_mV * _mV), n);
 121 }
 122
 123 double EvtLambdaP_BarGamma::g0(double gqm, int n){
 124     return gqm * pow(1 - pow(_mLambdab - _mLambda0, 2) / (_mA * _mA), n);
 125 }
 126
 127
 128 double EvtLambdaP_BarGamma::constA(){
 129     return _GF/sqrt(2.) * _e0 / (8 * EvtConst::pi*EvtConst::pi) * 2 * _c7Eff * _mb * _VtbVtsStar
 130         * (f0(_f1) - f0(_f2));
 131 }
 132
 133 double EvtLambdaP_BarGamma::constB(){
 134     return _GF/sqrt(2.) * _e0 / (8 * EvtConst::pi*EvtConst::pi) * 2 * _c7Eff * _mb * _VtbVtsStar
 135         * (g0(_g1) - (_mLambdab - _mLambda0) / (_mLambdab + _mLambda0) * g0(_g2));
 136 }