TEvtGen/EvtGenModels/EvtSSDCP.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) 2001      Caltech
  10 //
  11 // Module: EvtSSDCP.cc
  12 //
  13 // Description: See EvtSSDCP.hh
  14 //
  15 // Modification history:
  16 //
  17 //    RYD       August 12, 2001        Module created
  18 //    F. Sandrelli, Fernando M-V  March 1, 2002     Debugged and added z parameter (CPT violation)
  19 //------------------------------------------------------------------------
  20 //
  21 #include "EvtGenBase/EvtPatches.hh"
  22 #include <stdlib.h>
  23 #include "EvtGenBase/EvtParticle.hh"
  24 #include "EvtGenBase/EvtRandom.hh"
  25 #include "EvtGenBase/EvtGenKine.hh"
  26 #include "EvtGenBase/EvtCPUtil.hh"
  27 #include "EvtGenBase/EvtPDL.hh"
  28 #include "EvtGenBase/EvtReport.hh"
  29 #include "EvtGenBase/EvtVector4C.hh"
  30 #include "EvtGenBase/EvtTensor4C.hh"
  31 #include "EvtGenModels/EvtSSDCP.hh"
  32 #include <string>
  33 #include "EvtGenBase/EvtConst.hh"
  34 using std::endl;
  35
  36 EvtSSDCP::~EvtSSDCP() {}
  37
  38 std::string EvtSSDCP::getName(){
  39
  40   return "SSD_CP";
  41
  42 }
  43
  44
  45 EvtDecayBase* EvtSSDCP::clone(){
  46
  47   return new EvtSSDCP;
  48
  49 }
  50
  51 void EvtSSDCP::init(){
  52
  53   // check that there are 8 or 12 or 14 arguments
  54
  55   checkNArg(14,12,8);
  56   checkNDaug(2);
  57
  58   EvtSpinType::spintype d1type=EvtPDL::getSpinType(getDaug(0));
  59   EvtSpinType::spintype d2type=EvtPDL::getSpinType(getDaug(1));
  60
  61   // Check it is a B0 or B0s
  62   if ( ( getParentId() != EvtPDL::getId( "B0" ) )
  63        && ( getParentId() != EvtPDL::getId( "anti-B0" ) )
  64        && ( getParentId() != EvtPDL::getId( "B_s0" ) )
  65        && ( getParentId() != EvtPDL::getId( "anti-B_s0" ) ) ) {
  66     report( ERROR , "EvtGen" ) << "EvtSSDCP only decays B0 and B0s"
  67                                << std::endl ;
  68     ::abort() ;
  69   }
  70
  71
  72   if ( (!(d1type == EvtSpinType::SCALAR || d2type == EvtSpinType::SCALAR))||
  73        (!((d2type==EvtSpinType::SCALAR)||(d2type==EvtSpinType::VECTOR)||(d2type==EvtSpinType::TENSOR)))||
  74        (!((d1type==EvtSpinType::SCALAR)||(d1type==EvtSpinType::VECTOR)||(d1type==EvtSpinType::TENSOR)))
  75        ) {
  76     report(ERROR,"EvtGen") << "EvtSSDCP generator expected "
  77                            << "one of the daugters to be a scalar, the other either scalar, vector, or tensor, found:"
  78                            << EvtPDL::name(getDaug(0)).c_str()<<" and "<<EvtPDL::name(getDaug(1)).c_str()<<endl;
  79     report(ERROR,"EvtGen") << "Will terminate execution!"<<endl;
  80     ::abort();
  81   }
  82
  83   _dm=getArg(0)/EvtConst::c; //units of 1/mm
  84
  85   _dgog=getArg(1);
  86
  87
  88   _qoverp=getArg(2)*EvtComplex(cos(getArg(3)),sin(getArg(3)));
  89   _poverq=1.0/_qoverp;
  90
  91   _A_f=getArg(4)*EvtComplex(cos(getArg(5)),sin(getArg(5)));
  92
  93   _Abar_f=getArg(6)*EvtComplex(cos(getArg(7)),sin(getArg(7)));
  94
  95   if (getNArg()>=12){
  96     _eigenstate=false;
  97     _A_fbar=getArg(8)*EvtComplex(cos(getArg(9)),sin(getArg(9)));
  98     _Abar_fbar=getArg(10)*EvtComplex(cos(getArg(11)),sin(getArg(11)));
  99   }
 100   else{
 101     //I'm somewhat confused about this. For a CP eigenstate set the
 102     //amplitudes to the same. For a non CP eigenstate CPT invariance
 103     //is enforced. (ryd)
 104     if (
 105         (getDaug(0)==EvtPDL::chargeConj(getDaug(0))&&
 106          getDaug(1)==EvtPDL::chargeConj(getDaug(1)))||
 107         (getDaug(0)==EvtPDL::chargeConj(getDaug(1))&&
 108          getDaug(1)==EvtPDL::chargeConj(getDaug(0)))){
 109       _eigenstate=true;
 110     }else{
 111       _eigenstate=false;
 112       _A_fbar=conj(_Abar_f);
 113       _Abar_fbar=conj(_A_f);
 114     }
 115   }
 116
 117   //FS: new check for z
 118   if (getNArg()==14){ //FS Set _z parameter if provided else set it 0
 119     _z=EvtComplex(getArg(12),getArg(13));
 120   }
 121   else{
 122     _z=EvtComplex(0.0,0.0);
 123   }
 124
 125   // FS substituted next 2 lines...
 126
 127
 128   //
 129   //  _gamma=EvtPDL::getctau(EvtPDL::getId("B0"));  //units of 1/mm
 130   //_dgamma=_gamma*0.5*_dgog;
 131   //
 132   // ...with:
 133
 134   if ( ( getParentId() == EvtPDL::getId("B0") ) ||
 135        ( getParentId() == EvtPDL::getId("anti-B0") ) ) {
 136     _gamma=1./EvtPDL::getctau(EvtPDL::getId("B0")); //gamma/c (1/mm)
 137   }
 138   else{
 139     _gamma=1./EvtPDL::getctau(EvtPDL::getId("B_s0")) ;
 140   }
 141
 142   _dgamma=_gamma*_dgog;  //dgamma/c (1/mm)
 143
 144   if (verbose()){
 145     report(INFO,"EvtGen") << "SSD_CP will generate CP/CPT violation:"
 146                           << endl << endl
 147                           << "    " << EvtPDL::name(getParentId()).c_str() << " --> "
 148                           << EvtPDL::name(getDaug(0)).c_str() << " + "
 149                           << EvtPDL::name(getDaug(1)).c_str() << endl << endl
 150                           << "using parameters:" << endl << endl
 151                           << "  delta(m)  = " << _dm << " hbar/ps" << endl
 152                           << "dGamma      = "  << _dgamma <<" ps-1" <<endl
 153                           << "       q/p  = " << _qoverp << endl
 154                           << "        z  = " << _z << endl
 155                           << "       tau  = " << 1./_gamma << " ps" << endl;
 156   }
 157
 158 }
 159
 160 void EvtSSDCP::initProbMax() {
 161   double theProbMax =
 162     abs(_A_f) * abs(_A_f) +
 163     abs(_Abar_f) * abs(_Abar_f) +
 164     abs(_A_fbar) * abs(_A_fbar) +
 165     abs(_Abar_fbar) * abs(_Abar_fbar);
 166
 167   if (_eigenstate) theProbMax*=2;
 168
 169   EvtSpinType::spintype d2type=EvtPDL::getSpinType(getDaug(1));
 170   EvtSpinType::spintype d1type=EvtPDL::getSpinType(getDaug(0));
 171   if (d1type==EvtSpinType::TENSOR||d2type==EvtSpinType::TENSOR) theProbMax*=10;
 172
 173   setProbMax(theProbMax);
 174 }
 175
 176 void EvtSSDCP::decay( EvtParticle *p){
 177
 178   static EvtId B0=EvtPDL::getId("B0");
 179   static EvtId B0B=EvtPDL::getId("anti-B0");
 180
 181   static EvtId B0s = EvtPDL::getId("B_s0");
 182   static EvtId B0Bs = EvtPDL::getId("anti-B_s0");
 183
 184   double t;
 185   EvtId other_b;
 186   EvtId daugs[2];
 187
 188   int flip=0;
 189   if (!_eigenstate){
 190     if (EvtRandom::Flat(0.0,1.0)<0.5) flip=1;
 191   }
 192
 193   if (!flip) {
 194     daugs[0]=getDaug(0);
 195     daugs[1]=getDaug(1);
 196   }
 197   else{
 198     daugs[0]=EvtPDL::chargeConj(getDaug(0));
 199     daugs[1]=EvtPDL::chargeConj(getDaug(1));
 200   }
 201
 202   EvtParticle *d;
 203   p->initializePhaseSpace(2, daugs);
 204
 205   EvtComplex amp;
 206
 207
 208   EvtCPUtil::OtherB(p,t,other_b,0.5); // t is c*Dt (mm)
 209
 210   //if (flip) t=-t;
 211
 212   //FS We assume DGamma=GammaLow-GammaHeavy and Dm=mHeavy-mLow
 213   EvtComplex expL=exp(-EvtComplex(-0.25*_dgamma*t,0.5*_dm*t));
 214   EvtComplex expH=exp(EvtComplex(-0.25*_dgamma*t,0.5*_dm*t));
 215   //FS Definition of gp and gm
 216   EvtComplex gp=0.5*(expL+expH);
 217   EvtComplex gm=0.5*(expL-expH);
 218   //FS Calculation os sqrt(1-z^2)
 219   EvtComplex sqz=sqrt(abs(1-_z*_z))*exp(EvtComplex(0,arg(1-_z*_z)/2));
 220
 221   //EvtComplex BB=0.5*(expL+expH);                  // <B0|B0(t)>
 222   //EvtComplex barBB=_qoverp*0.5*(expL-expH);       // <B0bar|B0(t)>
 223   //EvtComplex BbarB=_poverq*0.5*(expL-expH);       // <B0|B0bar(t)>
 224   //EvtComplex barBbarB=BB;                         // <B0bar|B0bar(t)>
 225   //  FS redefinition of these guys... (See BAD #188 eq.35 for ref.)
 226   //  q/p is taken as in the BaBar Phys. Book (opposite sign wrt ref.)
 227   EvtComplex BB=gp+_z*gm;                 // <B0|B0(t)>
 228   EvtComplex barBB=sqz*_qoverp*gm;       // <B0bar|B0(t)>
 229   EvtComplex BbarB=sqz*_poverq*gm;       // <B0|B0bar(t)>
 230   EvtComplex barBbarB=gp-_z*gm;           // <B0bar|B0bar(t)>
 231
 232   if (!flip){
 233     if (other_b==B0B||other_b==B0Bs){
 234       //at t=0 we have a B0
 235       //report(INFO,"EvtGen") << "B0B"<<endl;
 236       amp=BB*_A_f+BbarB*_Abar_f;
 237       //std::cout << "noflip B0B tag:"<<amp<<std::endl;
 238       //amp=0.0;
 239     }
 240     if (other_b==B0||other_b==B0s){
 241       //report(INFO,"EvtGen") << "B0"<<endl;
 242       amp=barBB*_A_f+barBbarB*_Abar_f;
 243     }
 244   }else{
 245     if (other_b==B0||other_b==B0s){
 246       amp=barBB*_A_fbar+barBbarB*_Abar_fbar;
 247       //std::cout << "flip B0 tag:"<<amp<<std::endl;
 248       //amp=0.0;
 249     }
 250     if (other_b==B0B||other_b==B0Bs){
 251       amp=BB*_A_fbar+BbarB*_Abar_fbar;
 252     }
 253   }
 254
 255
 256   EvtVector4R p4_parent=p->getP4Restframe();
 257   double m_parent=p4_parent.mass();
 258
 259   EvtSpinType::spintype d2type=EvtPDL::getSpinType(getDaug(1));
 260
 261   EvtVector4R momv;
 262   EvtVector4R moms;
 263
 264   if (d2type==EvtSpinType::SCALAR){
 265     d2type=EvtPDL::getSpinType(getDaug(0));
 266     d= p->getDaug(0);
 267     momv = d->getP4();
 268     moms = p->getDaug(1)->getP4();
 269   }
 270   else{
 271     d= p->getDaug(1);
 272     momv = d->getP4();
 273     moms = p->getDaug(0)->getP4();
 274   }
 275
 276
 277
 278   if (d2type==EvtSpinType::SCALAR) {
 279     vertex(amp);
 280   }
 281
 282   if (d2type==EvtSpinType::VECTOR) {
 283
 284     double norm=momv.mass()/(momv.d3mag()*p->mass());
 285
 286     //std::cout << amp << " " << norm << " " << p4_parent << d->getP4()<< std::endl;
 287     //    std::cout << EvtPDL::name(d->getId()) << " " << EvtPDL::name(p->getDaug(0)->getId()) <<
 288     //  " 1and2 " << EvtPDL::name(p->getDaug(1)->getId()) << std::endl;
 289     //std::cout << d->eps(0) << std::endl;
 290     //std::cout << d->epsParent(0) << std::endl;
 291     vertex(0,amp*norm*p4_parent*(d->epsParent(0)));
 292     vertex(1,amp*norm*p4_parent*(d->epsParent(1)));
 293     vertex(2,amp*norm*p4_parent*(d->epsParent(2)));
 294
 295   }
 296
 297   if (d2type==EvtSpinType::TENSOR) {
 298
 299     double norm=d->mass()*d->mass()/(m_parent*d->getP4().d3mag()*d->getP4().d3mag());
 300
 301
 302    vertex(0,amp*norm*d->epsTensorParent(0).cont1(p4_parent)*p4_parent);
 303    vertex(1,amp*norm*d->epsTensorParent(1).cont1(p4_parent)*p4_parent);
 304    vertex(2,amp*norm*d->epsTensorParent(2).cont1(p4_parent)*p4_parent);
 305    vertex(3,amp*norm*d->epsTensorParent(3).cont1(p4_parent)*p4_parent);
 306    vertex(4,amp*norm*d->epsTensorParent(4).cont1(p4_parent)*p4_parent);
 307
 308   }
 309
 310
 311   return ;
 312 }
 313