TEvtGen/EvtGenModels/EvtWilsonCoeficients.hh

   1 //---------------------------------------------------------------------------------
   2 //
   3 // Wilson coeficients according to A.J.Buras and M.Munz, Phys.Rev. D52, 186. (1995)
   4 // Thanks to N. Nikitine for example code for Pythia
   5 // Coeficient C8eff and C2 correction to C7eff taken from:
   6 //   A.J.Buras, M.Misiak, M.Munz, S.Pokorski, Nucl.Phys. B424, 374 (1994)
   7 //
   8 // Used constants come from PDG 2004
   9 //
  10 // P. Reznicek 18.02.2005
  11 //
  12 //  04/03/2005  PR   Added h-function
  13 //
  14 //---------------------------------------------------------------------------------
  15
  16 #ifndef EVTWILSONCOEFICIENTS_HH
  17 #define EVTWILSONCOEFICIENTS_HH
  18
  19 #include "EvtGenBase/EvtComplex.hh"
  20
  21 class EvtWilsonCoeficients {
  22
  23 public:
  24
  25   EvtWilsonCoeficients();
  26   //~EvtWilsonCoeficients() {};
  27
  28   // calculate strong coupling constant for n_f flavours and scale mu
  29   double alphaS(double mu,int n_f,double Lambda);
  30   // calculate Lambda matching alphaS using simple iterative method
  31   double Lambda(double alpha,int n_f,double mu,double epsilon,int maxstep);
  32   // eta-function: ratio of strong coupling constants
  33   double eta(double mu,int n_f,double Lambda,double M_W);
  34
  35   // Wilson coeficients C1-C6
  36   EvtComplex C1(double mu,int n_f,double Lambda,double M_W);
  37   EvtComplex C2(double mu,int n_f,double Lambda,double M_W);
  38   EvtComplex C3(double mu,int n_f,double Lambda,double M_W);
  39   EvtComplex C4(double mu,int n_f,double Lambda,double M_W);
  40   EvtComplex C5(double mu,int n_f,double Lambda,double M_W);
  41   EvtComplex C6(double mu,int n_f,double Lambda,double M_W);
  42   // Wilson coeficietns C7,C8 => C7eff
  43   EvtComplex C7(double M_t,double M_W);
  44   EvtComplex C8(double M_t,double M_W);
  45   EvtComplex C7eff0(double mu,int n_f,double Lambda,double M_t,double M_W);
  46   EvtComplex C8eff0(double mu,int n_f,double Lambda,double M_t,double M_W);
  47   // Wilson coeficient C10
  48   EvtComplex C10tilda(double sin2W,double M_t,double M_W);
  49   EvtComplex C10(double sin2W,double M_t,double M_W,double ialpha);
  50   // Wilson coeficient C9
  51   double PE(double mu,int n_f,double Lambda,double M_W);
  52   EvtComplex P0(int ksi,double mu,int n_f,double Lambda,double M_W);
  53   EvtComplex C9tilda(int ksi,double mu,int n_f,double Lambda,double sin2W,double M_t,double M_W);
  54   EvtComplex C9(int ksi,double mu,int n_f,double Lambda,double sin2W,double M_t,double M_W,double ialpha);
  55
  56   // Intermediate functions A-F,Y,Z
  57   double A(double x);
  58   double B(double x);
  59   double C(double x);
  60   double D(double x);
  61   double E(double x);
  62   double F(double x);
  63   double Y(double x);
  64   double Z(double x);
  65
  66   // Mode decay specific functions
  67   EvtComplex hzs(double z,double shat,double mu,double M_b);
  68   double     fz(double z);
  69   double     kappa(double z,double alpha_S);
  70   double     etatilda(double shat,double alpha_S);
  71   double     omega(double shat);
  72   EvtComplex C9efftilda(double z,double shat,double alpha_S,EvtComplex c1,EvtComplex c2,EvtComplex c3,EvtComplex c4,EvtComplex c5,EvtComplex c6,EvtComplex c9tilda,int ksi);
  73   EvtComplex C7b2sg(double alpha_S,double et,EvtComplex c2,double M_t,double M_W);
  74   EvtComplex Yld(double q2,double ki[],double Gi[],double Mi[],int ni,EvtComplex c1,EvtComplex c2,EvtComplex c3,EvtComplex c4,EvtComplex c5,EvtComplex c6,double ialpha);
  75
  76   // User function
  77   void CalculateAllCoeficients();
  78   // Set parameters
  79   void SetLambda(double lambda) { m_Lambda=lambda; }
  80   void CalculateLambda(double epsilon,int maxstep) { m_Lambda=Lambda(m_alphaMZ,m_n_f,m_mu,epsilon,maxstep); }
  81   void SetStrongCouplingAtZMass(double alphaMZ) { m_alphaMZ=alphaMZ; }
  82   void SetScale(double mu) { m_mu=mu; }
  83   void SetNumberOfFlavours(int n_f) { m_n_f=n_f; }
  84   void SetZMass(double M_Z) { m_M_Z=M_Z; }
  85   void SetWMass(double M_W) { m_M_W=M_W; }
  86   void SetTopMass(double M_t) { m_M_t=M_t; }
  87   void SetSin2WeinbergAngle(double sin2W) { m_sin2W=sin2W;}
  88   void SetInvElMagCoupling(double ialpha) { m_ialpha=ialpha; }
  89   void SetRenormalizationScheme(std::string scheme);
  90   // Get parameters
  91   double GetLambda() { return m_Lambda; }
  92   double GetStrongCouplingAtZMass() { return m_alphaMZ; }
  93   double GetStrongCouplingConst() { return m_alphaS; }
  94   double GetScale() { return m_mu; }
  95   int GetNumberOfFlavours() { return m_n_f; }
  96   int GetRenormSchemePar() { return m_ksi; }
  97   double GetZMass() { return m_M_Z; }
  98   double GetWMass() { return m_M_W; }
  99   double GetTopMass() { return m_M_t; }
 100   double GetSin2WeinbergAngle() { return m_sin2W;}
 101   double GetInvElMagCoupling() { return m_ialpha; }
 102   double GetEta() { return m_eta; }
 103   // Get results
 104   double GetA() { return m_A; }
 105   double GetB() { return m_B; }
 106   double GetC() { return m_C; }
 107   double GetD() { return m_D; }
 108   double GetE() { return m_E; }
 109   double GetF() { return m_F; }
 110   double GetY() { return m_Y; }
 111   double GetZ() { return m_Z; }
 112   EvtComplex GetC1() { return m_C1; }
 113   EvtComplex GetC2() { return m_C2; }
 114   EvtComplex GetC3() { return m_C3; }
 115   EvtComplex GetC4() { return m_C4; }
 116   EvtComplex GetC5() { return m_C5; }
 117   EvtComplex GetC6() { return m_C6; }
 118   EvtComplex GetC7() { return m_C7; }
 119   EvtComplex GetC8() { return m_C8; }
 120   EvtComplex GetC9() { return m_C9; }
 121   EvtComplex GetC10() { return m_C10; }
 122   EvtComplex GetC7eff0() { return m_C7eff0; }
 123   EvtComplex GetC8eff0() { return m_C8eff0; }
 124   EvtComplex GetC9tilda() { return m_C9tilda; }
 125   EvtComplex GetC10tilda() { return m_C10tilda; }
 126   EvtComplex GetP0() { return m_P0; }
 127   double GetPE() { return m_PE; }
 128
 129 private:
 130
 131   int m_n_f,m_ksi;
 132   double m_Lambda,m_alphaMZ,m_mu,m_M_Z,m_M_t,m_M_W,m_alphaS,m_eta,m_sin2W,m_ialpha;
 133   EvtComplex m_C1,m_C2,m_C3,m_C4,m_C5,m_C6,m_C7,m_C7eff0,m_C8,m_C8eff0,m_C9,m_C9tilda,m_C10,m_C10tilda,m_P0;
 134   double m_A,m_B,m_C,m_D,m_E,m_F,m_Y,m_Z,m_PE;
 135
 136   double k[6][8],a[8],h[8],p[8],r[2][8],s[8],q[8],g[8];
 137
 138 };
 139
 140 #endif