spdf/sfehlq2.F

   1 *
   2 * $Id$
   3 *
   4 * $Log$
   5 * Revision 1.1.1.2  1996/10/30 08:29:47  cernlib
   6 * Version 7.04
   7 *
   8 * Revision 1.1.1.1  1996/04/12 15:29:35  plothow
   9 * Version 7.01
  10 *
  11 *
  12 #include "pdf/pilot.h"
  13 C-----------------------------------------------------------------------
  14       SUBROUTINE SFEHLQ2(DX,DSCALE,DUP,DDN,DSEA,DSTR,DCHM,DBOT,DTOP,DGL)
  15 C   ::::::: EHLQ SET 2  SUPERFAST DOUBLE PRECISION :::::::
  16 C
  17 #include "pdf/expdp.inc"
  18      +       DX,DSCALE,DUP,DDN,DSEA,DSTR,DCHM,DBOT,DTOP,DGL
  19       PARAMETER (ALAM=0.29, Q02=5.0)
  20 #include "pdf/w50511.inc"
  21       DIMENSION XQ(9),TX(6),TT(6),TS(6),NEHLQ(8),CEHLQ(6,6,2,8)
  22 C
  23 C...The following data lines are coefficients needed in the
  24 C...Eichten, Hinchliffe, Lane, Quigg proton structure function
  25 C...parametrizations, see below.
  26 C...Powers of 1-x in different cases.
  27       DATA NEHLQ/3,4,7,6,7,7,7,7/
  28 C...Expansion coefficients for up valence quark distribution.
  29       DATA (((CEHLQ(IX,IT,NX,1),IX=1,6),IT=1,6),NX=1,2)/
  30      1 7.237E-01,-2.189E-01,-2.995E-01,-1.909E-02,-1.477E-02, 2.500E-04,
  31      2-5.314E-01,-2.425E-01, 3.283E-01, 1.119E-01, 2.223E-02, 7.070E-03,
  32      3 2.289E-01, 1.890E-01,-9.859E-02,-6.900E-02,-1.747E-02,-5.080E-03,
  33      4-1.041E-01,-1.084E-01, 2.108E-02, 2.975E-02, 9.830E-03, 2.830E-03,
  34      5 4.394E-02, 5.116E-02,-1.410E-03,-1.055E-02,-4.230E-03,-1.270E-03,
  35      6-1.991E-02,-2.539E-02,-2.780E-03, 3.430E-03, 1.720E-03, 5.500E-04,
  36      1 2.410E-01, 2.884E-01, 9.369E-02, 1.900E-02, 2.530E-03, 2.400E-04,
  37      2 1.765E-02,-9.220E-03,-3.037E-02,-2.085E-02,-8.440E-03,-2.810E-03,
  38      3-6.450E-03,-5.260E-03, 1.720E-03, 3.110E-03, 1.830E-03, 8.700E-04,
  39      4 2.120E-03, 2.320E-03, 2.600E-04,-4.900E-04,-3.900E-04,-2.300E-04,
  40      5-6.900E-04,-8.200E-04,-2.000E-04, 7.000E-05, 9.000E-05, 6.000E-05,
  41      6 2.400E-04, 3.100E-04, 1.100E-04, 0.000E+00,-2.000E-05,-2.000E-05/
  42 C...Expansion coefficients for down valence quark distribution.
  43       DATA (((CEHLQ(IX,IT,NX,2),IX=1,6),IT=1,6),NX=1,2)/
  44      1 3.578E-01,-8.622E-02,-1.480E-01,-1.840E-02,-7.820E-03,-4.500E-04,
  45      2-2.925E-01,-1.304E-01, 1.696E-01, 6.243E-02, 1.353E-02, 3.750E-03,
  46      3 1.318E-01, 1.041E-01,-5.486E-02,-3.872E-02,-1.038E-02,-2.850E-03,
  47      4-6.162E-02,-6.143E-02, 1.303E-02, 1.740E-02, 5.940E-03, 1.670E-03,
  48      5 2.643E-02, 2.957E-02,-1.490E-03,-6.450E-03,-2.630E-03,-7.700E-04,
  49      6-1.218E-02,-1.497E-02,-1.260E-03, 2.240E-03, 1.120E-03, 3.500E-04,
  50      1 1.263E-01, 1.334E-01, 3.732E-02, 7.070E-03, 1.260E-03, 3.400E-04,
  51      2 3.660E-03,-1.357E-02,-1.795E-02,-1.031E-02,-3.880E-03,-1.280E-03,
  52      3-2.100E-03,-3.600E-04, 2.050E-03, 1.920E-03, 9.800E-04, 4.400E-04,
  53      4 7.700E-04, 5.400E-04,-2.400E-04,-3.900E-04,-2.400E-04,-1.300E-04,
  54      5-2.600E-04,-2.300E-04, 2.000E-05, 9.000E-05, 6.000E-05, 4.000E-05,
  55      6 9.000E-05, 1.000E-04, 2.000E-05,-2.000E-05,-2.000E-05,-1.000E-05/
  56 C...Expansion coefficients for up and down sea quark distributions.
  57       DATA (((CEHLQ(IX,IT,NX,3),IX=1,6),IT=1,6),NX=1,2)/
  58      1 1.008E-01,-7.100E-02, 1.973E-02,-5.710E-03, 2.930E-03,-9.900E-04,
  59      2-5.271E-02,-1.823E-02, 1.792E-02,-6.580E-03, 1.750E-03,-1.550E-03,
  60      3 1.220E-02, 1.763E-02,-8.690E-03,-8.800E-04,-1.160E-03,-2.100E-04,
  61      4-1.190E-03,-7.180E-03, 2.360E-03, 1.890E-03, 7.700E-04, 4.100E-04,
  62      5-9.100E-04, 2.040E-03,-3.100E-04,-1.050E-03,-4.000E-04,-2.400E-04,
  63      6 1.190E-03,-1.700E-04,-2.000E-04, 4.200E-04, 1.700E-04, 1.000E-04,
  64      1 1.081E+00,-1.189E+00, 3.868E-01,-8.617E-02, 1.115E-02,-1.180E-03,
  65      2 9.917E-01,-1.396E+00, 4.998E-01,-1.159E-01, 1.674E-02,-1.720E-03,
  66      3 5.099E-02,-1.338E-01, 9.173E-02,-2.885E-02, 5.890E-03,-6.500E-04,
  67      4-3.178E-02, 5.703E-02,-2.070E-02, 2.440E-03, 1.100E-04,-9.000E-05,
  68      5 8.970E-03,-1.392E-02, 2.050E-03, 6.500E-04,-2.300E-04, 2.000E-05,
  69      6-2.340E-03, 3.010E-03, 5.000E-04,-3.900E-04, 6.000E-05, 1.000E-05/
  70 C...Expansion coefficients for gluon distribution.
  71       DATA (((CEHLQ(IX,IT,NX,4),IX=1,6),IT=1,6),NX=1,2)/
  72      1 2.367E+00, 4.453E-01, 3.660E-01, 9.467E-02, 1.341E-01, 1.661E-02,
  73      2-3.170E+00,-1.795E+00, 3.313E-02,-2.874E-01,-9.827E-02,-7.119E-02,
  74      3 1.823E+00, 1.457E+00,-2.465E-01, 3.739E-02, 6.090E-03, 1.814E-02,
  75      4-1.033E+00,-9.827E-01, 2.136E-01, 1.169E-01, 5.001E-02, 1.684E-02,
  76      5 5.133E-01, 5.259E-01,-1.173E-01,-1.139E-01,-4.988E-02,-2.021E-02,
  77      6-2.881E-01,-3.145E-01, 5.667E-02, 9.161E-02, 4.568E-02, 1.951E-02,
  78      1 3.036E+01,-4.062E+01, 1.578E+01,-3.699E+00, 6.020E-01,-7.031E-02,
  79      2 2.700E+01,-4.167E+01, 1.770E+01,-4.804E+00, 7.862E-01,-1.060E-01,
  80      3-1.909E+00, 1.357E+00, 1.127E+00,-7.181E-01, 2.232E-01,-2.481E-02,
  81      4-2.488E-01, 9.781E-01,-8.127E-01, 2.094E-01,-2.997E-02,-4.710E-03,
  82      5 2.506E-01,-5.427E-01, 2.672E-01,-3.103E-02,-1.800E-03, 2.870E-03,
  83      6-1.128E-01, 2.087E-01,-6.972E-02,-2.480E-03, 2.630E-03,-8.400E-04/
  84 C...Expansion coefficients for strange sea quark distribution.
  85       DATA (((CEHLQ(IX,IT,NX,5),IX=1,6),IT=1,6),NX=1,2)/
  86      1 6.478E-02,-4.537E-02, 1.643E-02,-3.490E-03, 2.710E-03,-6.700E-04,
  87      2-2.223E-02,-2.126E-02, 1.247E-02,-6.290E-03, 1.120E-03,-1.440E-03,
  88      3-1.340E-03, 1.362E-02,-6.130E-03,-7.900E-04,-9.000E-04,-2.000E-04,
  89      4 5.080E-03,-3.610E-03, 1.700E-03, 1.830E-03, 6.800E-04, 4.000E-04,
  90      5-3.580E-03, 6.000E-05,-2.600E-04,-1.050E-03,-3.800E-04,-2.300E-04,
  91      6 2.420E-03, 9.300E-04,-1.000E-04, 4.500E-04, 1.700E-04, 1.100E-04,
  92      1 9.868E-01,-1.171E+00, 3.940E-01,-8.459E-02, 1.124E-02,-1.250E-03,
  93      2 1.001E+00,-1.383E+00, 5.044E-01,-1.152E-01, 1.658E-02,-1.830E-03,
  94      3 4.928E-02,-1.368E-01, 9.021E-02,-2.935E-02, 5.800E-03,-6.600E-04,
  95      4-3.133E-02, 5.785E-02,-2.023E-02, 2.630E-03, 1.600E-04,-8.000E-05,
  96      5 8.840E-03,-1.416E-02, 1.900E-03, 5.800E-04,-2.500E-04, 1.000E-05,
  97      6-2.300E-03, 3.080E-03, 5.500E-04,-3.700E-04, 7.000E-05, 1.000E-05/
  98 C...Expansion coefficients for charm sea quark distribution.
  99       DATA (((CEHLQ(IX,IT,NX,6),IX=1,6),IT=1,6),NX=1,2)/
 100      1 9.980E-03,-1.945E-02, 1.055E-02,-6.870E-03, 1.860E-03,-1.560E-03,
 101      2 5.700E-03,-1.203E-02, 6.250E-03,-4.860E-03, 1.310E-03,-1.370E-03,
 102      3-4.490E-03, 7.990E-03,-4.170E-03, 2.050E-03,-4.400E-04, 3.300E-04,
 103      4 1.470E-03,-2.480E-03, 1.460E-03,-5.700E-04, 1.200E-04,-1.000E-05,
 104      5-9.000E-05, 1.500E-04,-3.200E-04, 1.200E-04,-6.000E-05,-4.000E-05,
 105      6-4.200E-04, 7.600E-04,-1.400E-04, 4.000E-05, 7.000E-05, 5.000E-05,
 106      1 8.698E-01,-1.131E+00, 3.836E-01,-8.111E-02, 1.048E-02,-1.300E-03,
 107      2 9.626E-01,-1.321E+00, 4.854E-01,-1.091E-01, 1.583E-02,-1.700E-03,
 108      3 3.057E-02,-1.088E-01, 8.022E-02,-2.676E-02, 5.590E-03,-5.600E-04,
 109      4-2.845E-02, 5.164E-02,-1.918E-02, 2.210E-03,-4.000E-05,-1.500E-04,
 110      5 1.311E-02,-1.751E-02, 3.310E-03, 5.100E-04,-1.200E-04, 5.000E-05,
 111      6-8.590E-03, 8.380E-03,-9.200E-04,-2.600E-04, 1.000E-05,-1.000E-05/
 112 C...Expansion coefficients for bottom sea quark distribution.
 113       DATA (((CEHLQ(IX,IT,NX,7),IX=1,6),IT=1,6),NX=1,2)/
 114      1 8.980E-03,-1.459E-02, 7.510E-03,-4.410E-03, 1.310E-03,-1.070E-03,
 115      2 5.970E-03,-9.440E-03, 4.800E-03,-3.020E-03, 9.100E-04,-8.500E-04,
 116      3-3.050E-03, 4.440E-03,-2.100E-03, 8.500E-04,-2.400E-04, 1.400E-04,
 117      4 5.300E-04,-1.300E-03, 5.600E-04,-2.700E-04, 3.000E-05,-2.000E-05,
 118      5 2.000E-04, 1.400E-04,-1.100E-04, 1.000E-04, 0.000E+00, 0.000E+00,
 119      6-2.600E-04, 3.200E-04, 0.000E+00,-3.000E-05, 1.000E-05,-1.000E-05,
 120      1 8.672E-01,-1.174E+00, 4.265E-01,-9.252E-02, 1.244E-02,-1.460E-03,
 121      2 8.500E-01,-1.194E+00, 4.630E-01,-1.083E-01, 1.614E-02,-1.830E-03,
 122      3-2.241E-02,-5.630E-03, 2.815E-02,-1.425E-02, 3.520E-03,-4.300E-04,
 123      4-7.300E-04, 8.030E-03,-5.780E-03, 1.380E-03,-1.300E-04,-4.000E-05,
 124      5 3.460E-03,-5.380E-03, 1.960E-03,-2.100E-04, 1.000E-05, 1.000E-05,
 125      6-4.850E-03, 5.950E-03,-1.890E-03, 2.600E-04,-3.000E-05, 0.000E+00/
 126 C...Expansion coefficients for top sea quark distribution.
 127       DATA (((CEHLQ(IX,IT,NX,8),IX=1,6),IT=1,6),NX=1,2)/
 128      1 4.260E-03,-7.530E-03, 3.830E-03,-2.680E-03, 7.600E-04,-7.300E-04,
 129      2 3.640E-03,-6.050E-03, 3.030E-03,-2.090E-03, 5.900E-04,-6.000E-04,
 130      3-9.200E-04, 1.710E-03,-8.200E-04, 5.000E-04,-1.200E-04, 1.000E-04,
 131      4-5.000E-05,-1.600E-04, 1.300E-04,-9.000E-05, 3.000E-05, 0.000E+00,
 132      5 1.300E-04,-2.100E-04,-1.000E-05,-2.000E-05,-2.000E-05,-1.000E-05,
 133      6-8.000E-05, 1.800E-04,-5.000E-05, 2.000E-05, 0.000E+00, 0.000E+00,
 134      1 7.146E-01,-1.007E+00, 3.932E-01,-9.246E-02, 1.366E-02,-1.540E-03,
 135      2 6.856E-01,-9.828E-01, 3.977E-01,-9.795E-02, 1.540E-02,-1.790E-03,
 136      3-3.053E-02, 2.758E-02, 2.150E-03,-4.880E-03, 1.640E-03,-2.500E-04,
 137      4 9.200E-04, 4.200E-04,-1.340E-03, 4.600E-04,-8.000E-05,-1.000E-05,
 138      5 4.230E-03,-5.660E-03, 2.140E-03,-4.300E-04, 6.000E-05, 0.000E+00,
 139      6-3.890E-03, 5.000E-03,-1.740E-03, 3.300E-04,-4.000E-05, 0.000E+00/
 140 C
 141 C
 142 C...Proton structure functions from Eichten, Hinchliffe, Lane, Quigg.
 143 C...Allowed variable range: 5 GeV^2 < Q^2 < 1E8 GeV^2; 1E-4 < x < 1
 144 C
 145 C...Determine Lamdba and x and t expansion variables.
 146         X = DX
 147         SCALE = DSCALE
 148         KF = ABS(NFL)
 149         Q2  =SCALE*SCALE
 150         TMIN=LOG(Q02/ALAM**2)
 151         TMAX=LOG(1E8/ALAM**2)
 152           T=LOG(MAX(1.,Q2/ALAM**2))
 153         VT=MAX(-1.,MIN(1.,(2.*T-TMAX-TMIN)/(TMAX-TMIN)))
 154         NX=1
 155         IF(X.LE.0.1) NX=2
 156         IF(NX.EQ.1) VX=(2.*X-1.1)/0.9
 157         IF(NX.EQ.2) VX=MAX(-1.,(2.*LOG(X)+11.51293)/6.90776)
 158         CXS=1.
 159
 160 C...Chebyshev polynomials for x and t expansion.
 161         TX(1)=1.
 162         TX(2)=VX
 163         TX(3)=2.*VX**2-1.
 164         TX(4)=4.*VX**3-3.*VX
 165         TX(5)=8.*VX**4-8.*VX**2+1.
 166         TX(6)=16.*VX**5-20.*VX**3+5.*VX
 167         TT(1)=1.
 168         TT(2)=VT
 169         TT(3)=2.*VT**2-1.
 170         TT(4)=4.*VT**3-3.*VT
 171         TT(5)=8.*VT**4-8.*VT**2+1.
 172         TT(6)=16.*VT**5-20.*VT**3+5.*VT
 173
 174 C...Calculate structure functions.
 175         DO 120 KFL=1,6
 176         XQSUM=0.
 177         DO 110 IT=1,6
 178         DO 110 IX=1,6
 179   110   XQSUM=XQSUM+CEHLQ(IX,IT,NX,KFL)*TX(IX)*TT(IT)
 180   120   XQ(KFL)=XQSUM*(1.-X)**NEHLQ(KFL)*CXS
 181 C
 182 C...Put into output variables
 183       DUP = XQ(1)
 184       DDN = XQ(2)
 185       DSEA = XQ(3)
 186       DGL  = XQ(4)
 187       DSTR = XQ(5)
 188       DCHM = XQ(6)
 189       DBOT = 0.D0
 190       DTOP = 0.D0
 191 C
 192         IF (KF.GE.5) THEN
 193 C
 194 C...Special expansion for bottom (threshold effects).
 195           BOT = 0.
 196           TMIN=7.4474
 197           IF(T.LE.TMIN) GOTO 140
 198           VT=MAX(-1.,MIN(1.,(2.*T-TMAX-TMIN)/(TMAX-TMIN)))
 199           TT(1)=1.
 200           TT(2)=VT
 201           TT(3)=2.*VT**2-1.
 202           TT(4)=4.*VT**3-3.*VT
 203           TT(5)=8.*VT**4-8.*VT**2+1.
 204           TT(6)=16.*VT**5-20.*VT**3+5.*VT
 205           XQSUM=0.
 206           DO 130 IT=1,6
 207           DO 130 IX=1,6
 208   130     XQSUM=XQSUM+CEHLQ(IX,IT,NX,7)*TX(IX)*TT(IT)
 209           BOT=XQSUM*(1.-X)**NEHLQ(7)*CXS
 210   140     CONTINUE
 211         ENDIF
 212         DBOT = BOT
 213 C--
 214       IF (KF.GE.6) THEN
 215 C
 216 C...Special expansion for top (threshold effects).
 217           TOP = 0.
 218           TMIN=10.8097
 219           TMIN=TMIN+2.*LOG(TMAS/30.)
 220           TMAX=TMAX+2.*LOG(TMAS/30.)
 221           IF(T.LE.TMIN) GOTO 160
 222           VT=MAX(-1.,MIN(1.,(2.*T-TMAX-TMIN)/(TMAX-TMIN)))
 223           TT(1)=1.
 224           TT(2)=VT
 225           TT(3)=2.*VT**2-1.
 226           TT(4)=4.*VT**3-3.*VT
 227           TT(5)=8.*VT**4-8.*VT**2+1.
 228           TT(6)=16.*VT**5-20.*VT**3+5.*VT
 229           XQSUM=0.
 230           DO 150 IT=1,6
 231           DO 150 IX=1,6
 232   150     XQSUM=XQSUM+CEHLQ(IX,IT,NX,8)*TX(IX)*TT(IT)
 233           TOP=XQSUM*(1.-X)**NEHLQ(8)*CXS
 234   160     CONTINUE
 235         ENDIF
 236         DTOP = TOP
 237 C
 238       RETURN
 239       END