ISAJET/doc/input.doc

   1 \newpage
   2 \section{Input\label{INPUT}}
   3
   4 \subsection{Input Format}
   5
   6       ISAJET is controlled by commands read from the specified input
   7 file by subroutine READIN. (In the interactive version, this file is
   8 first created by subroutine DIALOG.) Syntax errors will generate a
   9 message and stop execution. Based on these commands, subroutine LOGIC
  10 will setup limits for all variables and check for inconsistencies.
  11 Several runs with different parameters can be combined into one job.
  12 The required input format is:
  13 \begin{verbatim}
  14 Title
  15 Ecm,Nevent,Nprint,Njump/
  16 Reaction
  17 (Optional parameters)
  18 END
  19 (Optional additional runs)
  20 STOP
  21 \end{verbatim}
  22 with all lines starting in column 1 and typed in {\it upper} case. These
  23 lines are explained below.
  24
  25       Title line: Up to 80 characters long. If the first four letters
  26 are STOP, control is returned to main program. If the first four letters
  27 are SAME, the parameters from previous run are used excepting those
  28 which are explicitly changed.
  29
  30       Ecm line: This line must always be given even if the title is
  31 SAME. It must give the center of mass energy (Ecm) and the number of
  32 events (Nevent) to be generated. One may also specify the number of
  33 events to be printed (Nprint) and the increment (Njump) for printing.
  34 The first event is always printed if Nprint $>$ 0. For example:
  35 \begin{verbatim}
  36 800.,1000,10,100/
  37 \end{verbatim}
  38 generates 1000 events at $E_{\rm cm} = 800\,\GeV$ and prints 10
  39 events. The events printed are: 1,100,200,\dots. Note that an event
  40 typically takes several pages of output. This line is read with a list
  41 directed format (READ*).
  42
  43      After Nprint events have been printed, a single line containing the
  44 run number, the event number, and the random number seed is printed
  45 every Njump events (if Njump is nonzero). This seed can be used to start
  46 a new job with the given event if in the new run NSIGMA is set equal to
  47 zero:
  48 \begin{verbatim}
  49 SEED
  50 value/
  51 NSIGMA
  52 0/
  53 \end{verbatim}
  54 In general the same events will only be generated on the same type of
  55 computer.
  56
  57       Reaction line: This line must be given unless title is SAME, when
  58 it must be omitted. It selects the type of events to be generated. The
  59 present version can generate TWOJET, E+E-, DRELLYAN, MINBIAS, WPAIR,
  60 SUPERSYM, HIGGS, PHOTON, TCOLOR, or WHIGGS events. This line is read
  61 with an A8 format.
  62
  63 \subsection{Optional Parameters}
  64
  65       Each optional parameter requires two lines.
  66 The first line is a keyword specifying the parameter and the second
  67 line gives the values for the parameter. The parameters can be given in
  68 any order. Numerical values are read with a list directed format
  69 (READ*), jet and particle types are read with a character format and
  70 must be enclosed in quotes, and logical flags with an L1 format. All
  71 momenta are in GeV and all angles are in radians.
  72
  73       The parameters can be classified in several groups:
  74 \begin{center}
  75 \begin{tabular}{lllll}
  76 \hline\hline
  77 Jet Limits: & W/H Limits: & Decays:     & Constants:  & Other: \\
  78 \hline
  79 JETTYPE1    & HTYPE       & FORCE       & AMSB        & BEAMS \\
  80 JETTYPE2    & PHIW        & FORCE1      & CUTJET      & EPOL \\
  81 JETTYPE3    & QMH         & NODECAY     & CUTOFF      & EEBEAM \\
  82 MIJLIM      & QMW         & NOETA       & EXTRAD      & EEBREM \\
  83 MTOT        & QTW         & NOEVOLVE    & FRAGMENT    & NPOMERON \\
  84 P           & THW         & NOFRGMNT    & GAUGINO     & NSIGMA \\
  85 PHI         & WTYPE       & NOGRAV      & GMSB        & NTRIES \\
  86 PT          & XW          & NOPI0       & GMSB2       & PDFLIB \\
  87 TH          & YW          &             & HMASS       & SEED \\
  88 X           &             &             & HMASSES     & STRUC \\
  89 Y           &             &             & LAMBDA      & WFUDGE \\
  90 WMODE1      &             &             & MGVTNO      & WMMODE \\
  91 WMODE2      &             &             & MSSMA       & WPMODE \\
  92             &             &             & MSSMB       & Z0MODE \\
  93             &             &             & MSSMC       & \\
  94             &             &             & MSSMD       & \\
  95             &             &             & MSSME       & \\
  96             &             &             & NUSUG1      & \\
  97             &             &             & NUSUG2      & \\
  98             &             &             & NUSUG3      & \\
  99             &             &             & NUSUG4      & \\
 100             &             &             & NUSUG5      & \\
 101             &             &             & SIGQT       & \\
 102             &             &             & SIN2W       & \\
 103             &             &             & SLEPTON     & \\
 104             &             &             & SQUARK      & \\
 105             &             &             & SSBCSC      & \\
 106             &             &             & SUGRA       & \\
 107             &             &             & SUGRHN      & \\
 108             &             &             & TCMASS      & \\
 109             &             &             & TMASS       & \\
 110             &             &             & WMASS       & \\
 111 \hline\hline
 112 \end{tabular}
 113 \end{center}
 114
 115       It may be helpful to know that the TWOJET, WPAIR, PHOTON,
 116 SUPERSYM, and WHIGGS processes use the same controlling routines and
 117 so share many of the same variables.  In particular, PT limits should
 118 normally be set for these processes, and JETTYPE1 and JETTYPE2 are
 119 used to select the reactions. Similarly, the DRELLYAN, HIGGS, and
 120 TCOLOR processes use the same controlling routines since they all
 121 generate s-channel resonances. The mass limits for these processes are
 122 set by QMW.  Normally the QMW limits will surround the $W^\pm$, $Z^0$,
 123 or Higgs mass, but this is not required.  (QMH acts like QMW for the
 124 Higgs process.) For historical reasons, JETTYPE1 and JETTYPE2 are used
 125 to select the W decay modes in DRELLYAN, while WMODE1 and WMODE2 select
 126 the W decay modes for WPAIR, HIGGS, and WHIGGS. Also, QTW can be used
 127 to generate DRELLYAN events with non-zero transverse momentum, whereas
 128 HIGGS automatically fixes QTW to be zero. (Of course, non-zero
 129 transverse momentum will be generated by gluon radiation.)
 130
 131       For example the lines
 132 \begin{verbatim}
 133 P
 134 40.,50.,10.,100./
 135 \end{verbatim}
 136 would set limits for the momentum of jet 1 between 40 and 50 GeV, and
 137 for jet 2 between 10 and 100 GeV. As another example the lines
 138 \begin{verbatim}
 139 WTYPE
 140 'W+'/
 141 \end{verbatim}
 142 would specify that for DRELLYAN events only W+ events will be generated.
 143 If for a kinematic variable only the lower limit is specified then that
 144 parameter is fixed to the given value. Thus the lines
 145 \begin{verbatim}
 146 P
 147 40.,,10./
 148 \end{verbatim}
 149 will fix the momentum for jet 1 to be 40 GeV and for jet 2 to be 10
 150 GeV. If only the upper limit is specified then the default value is used
 151 for the lower limit. Jet 1 or jet 2 parameters for DRELLYAN events refer
 152 to the W decay products and cannot be fixed. If QTW is fixed to 0, then
 153 standard Drell-Yan events are generated.
 154
 155       A complete list of keywords and their default values follows.
 156
 157 \newpage
 158 \begin{center}
 159 \begin{tabular}{lll}
 160 \hline\hline
 161 Keyword                &                   & Explanation                    \\
 162 Values                 & Default values    &                                \\
 163 \hline
 164 AMSB                   &                   & Anomaly-mediated SUSY breaking \\
 165 $m_0$,$m_{3/2}$,$\tan\beta$,$\sgn\mu$ & none & scalar mass, gravitino mass, \\
 166                        &                   & VEV ratio, sign                \\
 167                        &                   &                                \\
 168 BEAMS                  &                   & Initial beams. Allowed are     \\
 169 type$_1$,type$_2$      & 'P','P'           & 'P','AP','N','AN'.             \\
 170                        &                   &                                \\
 171 CUTJET                 &                   & Cutoff mass for QCD jet        \\
 172 $\mu_c$                & 6.                & evolution.                     \\
 173                        &                   &                                \\
 174 CUTOFF                 &                   & Cutoff $qt^2=\mu^2Q^\nu$ for   \\
 175 $\mu^2$, $\nu$         & .200,1.0          & DRELLYAN events.               \\
 176                        &                   &                                \\
 177 EEBEAM                 &                   & impose brem/beamstrahlung      \\
 178 $\sqrt{\hat{s}}_{min}$, $\sqrt{\hat{s}}_{max}$, $\Upsilon$, $\sigma_z$ &
 179 none & min and max subprocess energy, \\
 180                        & & beamstrahlung parameter $\Upsilon$ \\
 181                        & & longitudinal beam size $\sigma_z$ in mm \\
 182                        &                   &                                \\
 183 EEBREM                 &                 & impose bremsstrahlung for $e^+e^-$ \\
 184 $\sqrt{\hat{s}}_{min}$, $\sqrt{\hat{s}}_{max}$ & none & min and max subprocess
 185 energy \\
 186                        &                   &                                \\
 187 EPOL                   &              & Polarization of $e^-$ ($e^+$) beam, \\
 188 $P_L(e^-),P_L(e^+)$    & 0,0               & $P_L(e)=(n_L-n_R)/(n_L-n_R)$,  \\
 189                        &                   & so that $-1 \le P_L \le 1$     \\
 190                        &                   &                                \\
 191 EXTRAD                 &                   & Parameters for EXTRADIM process\\
 192 $\delta$,$M_D$,UVCUT   & None              & UVCUT is logical flag          \\
 193                        &                   &                                \\
 194 FORCE                  &                   & Force decay of particles,      \\
 195 $i,i_1,...,i_5$/       & None              & $\pm i \to \pm(i1+...+i5)$.    \\
 196                        &                   & Can call 20 times.             \\
 197                        &                   & See note for $i$ = quark.      \\
 198                        &                   &                                \\
 199 FORCE1                 &                   & Force decay $i \to i1+...+i5$. \\
 200 $i,i_1,...,i_5$/       & None              & Can call 40 times.             \\
 201                        &                   & See note for $i$ = quark.      \\
 202                        &                   &                                \\
 203 FRAGMENT               &                   & Fragmentation parameters.      \\
 204 $P_{ud}$,\dots         & .4,\dots          & See also SIGQT, etc.           \\
 205                        &                   &                                \\
 206 GAUGINO                &                   & Masses for $\tilde g$,
 207 $\tilde\gamma$,                                                             \\
 208 $m_1$,$m_2$,$m_3,m_4$  & 50,0,100,100      & $\tilde W^+$, and $\tilde Z^0$ \\
 209 \hline\hline
 210 \end{tabular}
 211 \end{center}
 212
 213 \newpage
 214 \begin{center}
 215 \begin{tabular}{lll}
 216 \hline\hline
 217 GMSB                   &                   & GMSB messenger SUSY breaking,  \\
 218 $\Lambda_m$,$M_m$,$N_5$ & none             & mass, number of $5+\bar5$, VEV \\
 219 $\tan\beta$,$\sgn\mu$,$C_{\rm gr}$ &       & ratio, sign, gravitino scale   \\
 220                        &                   &                                \\
 221 GMSB2                  &                   & non-minimal GMSB parameters    \\
 222 $\slashchar{R}$,$\delta M_{H_d}^2$,$\delta M_{H_u}^2$,$D_Y(M)$ & 1,0,0,0 &
 223 gaugino mass multiplier \\
 224 $N_{5_1}$,$N_{5_2}$,$N_{5_3}$ & $N_5$     & Higgs mass shifts, D-term mass$^2$\\
 225                        &                   & indep. gauge group messengers  \\
 226                        &                   &                                \\
 227 HMASS                  & 0                 & Mass for standard Higgs.       \\
 228 $m$                    &                   &                                \\
 229                        &                   &                                \\
 230 HMASSES                &                   & Higgs meson masses for         \\
 231 $m_1$,\dots,$m_9$      & 0,...,0           & charges 0,0,0,0,0,1,1,2,2.     \\
 232 HTYPE                  &                   & One MSSM Higgs type ('HL0',    \\
 233 'HL0'/ or...           & none              & 'HH0', or 'HA0')               \\
 234                        &                   &                                \\
 235 JETTYPE1               &                   & )Select types for jets:        \\
 236 'GL','UP',...          & 'ALL'             & )'ALL'; 'GL'; 'QUARKS'='UP',   \\
 237                        &                   & )'UB','DN','DB','ST','SB',     \\
 238 JETTYPE2               &                   & )'CH','CB','BT','BB','TP',     \\
 239 'GL','UP',...          & 'ALL'             & )'TB','X','XB','Y','YB';       \\
 240                        &                   & )'LEPTONS'='E-','E+','MU-',    \\
 241 JETTYPE3               &                   & )'MU+','TAU-','TAU+'; 'NUS';   \\
 242 'GL','UP',...          & 'ALL'             & )'GM','W+','W-','Z0'           \\
 243                        &                   & ) See note for SUSY types.     \\
 244                        &                   &                                \\
 245 LAMBDA                 &                   & QCD scale                      \\
 246 $\Lambda$              & .2                &                                \\
 247                        &                   &                                \\
 248 MGVTNO                 &                   & Gravitino mass -- ignored for  \\
 249 $M_{\rm gravitino}$    & $10^{20}$~GeV     & GMSB model                     \\
 250                        &                   &                                \\
 251 MIJLIM                 &                   & Multimet mass limits           \\
 252 $i$,$j$,$M_{\rm min}$,$M_{\rm max}$ & 0,0,$1\,\GeV$,$1\,\GeV$ &             \\
 253                        &                   &                                \\
 254 MSSMA                  &                   & MSSM parameters --             \\
 255 $m(\tilde g)$,$\mu$,   & Required          & Gluino mass, $\mu$, $A$ mass,  \\
 256 $m(A)$,$\tan\beta$     &                   & $\tan\beta$                    \\
 257                        &                   &                                \\
 258 MSSMB                  &                   & MSSM 1st generation --         \\
 259 $m(q_1)$,$m(d_r)$,$m(u_r)$, & Required     & Left and right soft squark and \\
 260 $m(l_1)$,$m(e_r)$      &                   & slepton masses                 \\
 261 \hline\hline
 262 \end{tabular}
 263 \end{center}
 264
 265 \newpage
 266 \begin{center}
 267 \begin{tabular}{lll}
 268 \hline\hline
 269 MSSMC                  &                   & MSSM 3rd generation --         \\
 270 $m(q_3)$,$m(b_r)$,$m(t_r)$,  & Required    & Soft squark masses, slepton    \\
 271 $m(l_3)$,$m(\tau_r)$,  &                   & masses, and squark and slepton \\
 272 $A_t$,$A_b$,$A_\tau$   &                   & mixings                        \\
 273                        &                   &                                \\
 274 MSSMD                  &                   & MSSM 2nd generation --         \\
 275 $m(q_2)$,$m(s_r)$,$m(c_r)$,  & from MSSMB  & Left and right soft squark and \\
 276 $m(l_2)$,$m(mu_r)$     &                   & slepton masses                 \\
 277                        &                   &                                \\
 278 MSSME                  &                   & MSSM gaugino masses --         \\
 279 $M_1$,$M_2$            & MSSMA + GUT       & Default is to scale from gluino\\
 280                        &                   &                                \\
 281 MTOT                   &                   & Mass range for multiparton     \\
 282 $M_{\rm min}$,$M_{\rm max}$ & None         & processes                      \\
 283                        &                   &                                \\
 284 NODECAY                &                   & Suppress all decays.           \\
 285 TRUE or FALSE          & FALSE             &                                \\
 286                        &                   &                                \\
 287 NOETA                  &                   & Suppress eta decays.           \\
 288 TRUE or FALSE          & FALSE             &                                \\
 289
 290 NOEVOLVE               &                   & Suppress QCD evolution and     \\
 291 TRUE or FALSE          & FALSE             & hadronization.                 \\
 292                        &                   &                                \\
 293 NOGRAV                 &                   & Suppress gravitino decays in   \\
 294 TRUE or FALSE          & FALSE             & GMSB model                     \\
 295                        &                   &                                \\
 296 NOHADRON               &                   & Suppress hadronization of      \\
 297 TRUE or FALSE          & FALSE             & jets and beam jets.            \\
 298                        &                   &                                \\
 299 NONUNU                 &                   & Suppress $Z^0$ neutrino decays.\\
 300 TRUE or FALSE          & FALSE             &                                \\
 301                        &                   &                                \\
 302 NOPI0                  &                   &Suppress $\pi^0$ decays.        \\
 303 TRUE or FALSE          & FALSE             &                                \\
 304                        &                   &                                \\
 305 NPOMERON               &                   & Allow $n_1<n<n_2$ cut pomerons.\\
 306 $n_1$,$n_2$            & 1,20              & Controls beam jet mult.        \\
 307                        &                   &                                \\
 308 NSIGMA                 &                   & Generate n unevolved events    \\
 309 $n$                    & 20                & for SIGF calculation.          \\
 310                        &                   &                                \\
 311 NTRIES                 &                   & Stop if after n tries          \\
 312 $n$                    & 1000              & cannot find a good event.      \\
 313 \hline\hline
 314 \end{tabular}
 315 \end{center}
 316
 317 \newpage
 318 \begin{center}
 319 \begin{tabular}{lll}
 320 \hline\hline
 321 NUSUG1                 &                   & Optional non-universal SUGRA   \\
 322 $M_1$,$M_2$,$M_3$      & none              & gaugino masses                 \\
 323                        &                   &                                \\
 324 NUSUG2                 &                   & Optional non-universal SUGRA   \\
 325 $A_t$,$A_b$,$A_\tau$   & none              & $A$ terms                      \\
 326                        &                   &                                \\
 327 NUSUG3                 &                   & Optional non-universal SUGRA   \\
 328 $M_{H_d}$,$M_{H_u}$    & none              & Higgs masses                   \\
 329                        &                   &                                \\
 330 NUSUG4                 &                   & Optional non-universal SUGRA   \\
 331 $M_{u_L}$,$M_{d_R}$,$M_{u_R}$, & none      & 1st/2nd generation masses      \\
 332 $M_{e_L}$,$M_{e_R}$    &                   &                                \\
 333                        &                   &                                \\
 334 NUSUG5                 &                   & Optional non-universal SUGRA   \\
 335 $M_{t_L}$,$M_{b_R}$,$M_{t_R}$, & none      & 3rd generation masses          \\
 336 $M_{\tau_L}$,$M_{\tau_R}$ &                &                                \\
 337                        &                   &                                \\
 338 P                      &                   & Momentum limits for jets.      \\
 339 $p_{\rm min}(1)$,\dots,$p_{\rm max}(3)$ &
 340 1.,$0.5E_{\rm cm}$                         &                                \\
 341                        &                   &                                \\
 342 PDFLIB                 &                   & CERN PDFLIB parton distribution\\
 343 'name$_1$',val$_1$,\dots & None            & parameters. See PDFLIB manual. \\
 344                        &                   &                                \\
 345 PHI                    &                   & Phi limits for jets.           \\
 346 $\phi_{\rm min}(1)$,\dots,$\phi_{\rm max}(3)$ & 0,$2\pi$ &                  \\
 347                        &                   &                                \\
 348 PHIW                   &                   & Phi limits for W.              \\
 349 $\phi_{\rm min}$,$\phi_{\rm max}$ &
 350 0,$2\pi$                                   &                                \\
 351                        &                   &                                \\
 352 PT or PPERP            &                   & $p_t$ limits for jets.         \\
 353 $p_{t,{\rm min}}(1)$,\dots,$p_{t,{\rm max}}(3)$  &
 354 $.05E_{\rm cm}$,$.2E_{\rm cm}$             & Default for TWOJET only.       \\
 355                        &                   &                                \\
 356 QMH                    &                   & Mass limits for Higgs.         \\
 357 $q_{\rm min}$,$q_{\rm max}$ &
 358 $.05E_{\rm cm}$,$.2E_{\rm cm}$             & Equivalent to QMW.             \\
 359                        &                   &                                \\
 360 QMW                    &                   & Mass limits for $W$.           \\
 361 $q_{\rm min}$,$q_{\rm max}$ &
 362 $.05E_{\rm cm}$,$.2E_{\rm cm}$             &                                \\
 363                        &                   &                                \\
 364 QTW                    &                   & $q_t$ limits for $W$. Fix
 365 $q_t=0$                                                                     \\
 366 $q_{t,{\rm min}}$,$q_{t,{\rm max}}$ &
 367 .1,$.025E_{\rm cm}$                        & for standard Drell-Yan.        \\
 368                        &                   &                                \\
 369 SEED                   &                   & Random number seed (double     \\
 370 real                   & 0                 & precision if 32 bit).          \\
 371 \hline\hline
 372 \end{tabular}
 373 \end{center}
 374
 375 \newpage
 376 \begin{center}
 377 \begin{tabular}{lll}
 378 \hline\hline
 379 SIGQT                  &                   & Internal $k_t$ parameter for   \\
 380 $\sigma$               & .35               & jet fragmentation.             \\
 381                        &                   &                                \\
 382 SIN2W                  &                   & Weinberg angle. See WMASS.     \\
 383 $\sin^2(\theta_W)$     & .232              &                                \\
 384                        &                   &                                \\
 385 SLEPTON                &                   & Masses for $\tilde \nu_e$,
 386 $\tilde e$, $\tilde\nu_\mu$, $\tilde\mu$, $\tilde\nu_\tau$, $\tilde\tau$    \\
 387 $m_1$,\dots,$m_6$      & 100,\dots,101.8   &                                \\
 388                        &                   &                                \\
 389 SQUARK                 &                   & Masses for $\tilde u$,
 390 $\tilde d$, $\tilde s$, $\tilde c$, $\tilde b$, $\tilde t$                  \\
 391 $m_1$,\dots,$m_6$      & 100.3,...,240.    &                                \\
 392                        &                   &                                \\
 393 SSBCSC                 &                   & Alternate mass scale for RGE   \\
 394 $M$                    & $M_{GUT}$         & boundary conditions.           \\
 395                        &                   &                                \\
 396 STRUC                  &                   & Structure functions. CTEQ3L,   \\
 397 name                   & 'CTEQ3L'          & CTEQ2L, EHLQ, OR DO            \\
 398                        &                   &                                \\
 399 SUGRA                  &                   & Minimal supergravity parameters\\
 400 $m_0$,$m_{1/2}$,$A_0$, & none              & scalar M, gaugino M, trilinear \\
 401 $\tan\beta$,$\sgn\mu$  &                   & breaking term, vev ratio, +-1  \\
 402 TH or THETA            &                   & Theta limits for jets. Do not  \\
 403 $\theta_{\rm min}(1)$,\dots,$\theta_{\rm max}(3)$ & 0,$\pi$ & also set Y.   \\
 404                        &                   &                                \\
 405 SUGRHN                 &                   & SUGRA see-saw $\nu$-effect     \\
 406 $m_{\nu_\tau}$,$M_N$,$A_n$,$m_{\tilde\nu_R}$ & $0,1E20,0,0$ & nu-mass,
 407 int. scale, \\
 408                        &                   & GUT scale nu SSB terms         \\
 409                        &                   &                                \\
 410 THW                    &                   & Theta limits for W. Do not     \\
 411 $\theta_{\rm min}$,$\theta_{\rm max}$ & 0,$\pi$ & also set YW.              \\
 412                        &                   &                                \\
 413 TCMASS                 &                   & Technicolor mass and width.    \\
 414 $m$,$\Gamma$           & 1000,100          &                                \\
 415                        &                   &                                \\
 416 TMASS                  &                   & t, y, and x quark masses.      \\
 417 $m_t$,$m_y$,$m_x$      & 180.,-1.,-1.      &                                \\
 418                        &                   &                                \\
 419 WFUDGE                 &                   & Fudge factor for DRELLYAN      \\
 420 factor                 & 1.85              & evolution scale.               \\
 421                        &                   &                                \\
 422 WMASS                  &                   & W and Z masses. See SIN2W.     \\
 423 $M_W$,$M_Z$            & 80.2, 91.19       &                                \\
 424 \hline\hline
 425 \end{tabular}
 426 \end{center}
 427
 428 \newpage
 429 \begin{center}
 430 \begin{tabular}{lll}
 431 \hline\hline
 432 WMMODE                 &                   & Decay modes for $W^-$ in parton\\
 433 'UP',\dots,'TAU+'      & 'ALL'             & cascade. See JETTYPE.          \\
 434                        &                   &                                \\
 435 WMODE1                 &                   & )                              \\
 436 'UP','UB',\dots        & 'ALL'             & )Decay modes for WPAIR.        \\
 437                        &                   & )Same code for quarks and      \\
 438 WMODE2                 &                   & )leptons as JETTYPE.           \\
 439 'UP','UB',\dots        & 'ALL'             & )                              \\
 440                        &                   &                                \\
 441 WPMODE                 &                   & Decay modes for $W^+$ in parton\\
 442 'UP',\dots,'TAU+'      & 'ALL'             & cascade. See JETTYPE.          \\
 443                        &                   &                                \\
 444 WTYPE                  &                   & Select W type: W+,W-,GM,Z0.    \\
 445 type$_1$,type$_2$      & 'GM','Z0'         & Do not mix W+,W- and GM,Z0.    \\
 446                        &                   &                                \\
 447 X                      &                   & Feynman x limits for jets.     \\
 448 $x_{\rm min}(1)$,\dots,$x_{\rm max}(3)$ &
 449 $-1$,1                                     &                                \\
 450                        &                   &                                \\
 451 XGEN                   &                   & Jet fragmentation, Peterson    \\
 452 a(1),\dots,a(8)        & .96,3,0,.8,.5,... & with $\epsilon=a(n)/m^2$,
 453 $n=4$-8.                                                                    \\
 454                        &                   &                                \\
 455 XGENSS                 &                   & Fragmentation of GLSS, UPSS,   \\
 456 a(1),\dots,a(7)        & .5,.5,...         & etc. with $\epsilon=a(n)/m**2$ \\
 457                        &                   &                                \\
 458 XW                     &                   & Feynman x limits for W.        \\
 459 $x_{\rm min}$,$x_{\rm max}$ &
 460 $-1$,1                                     &                                \\
 461                        &                   &                                \\
 462 Y                      &                   & Y limits for each jet.         \\
 463 $y_{\rm min}(1)$,\dots,$y_{\rm max}(3)$ & from PT & Do not also set TH.     \\
 464                        &                   &                                \\
 465 YW                     &                   & Y limits for W.                \\
 466 $y_{\rm min}$,$y_{\rm max}$ & from QTW,QMW & Do not set both YW and THW.    \\
 467                        &                   &                                \\
 468 Z0MODE                 &                   & Decay modes for $Z^0$ in parton\\
 469 'UP',\dots,'TAU+'      & 'ALL'             & cascade. See JETTYPE.          \\
 470 \hline\hline
 471 \end{tabular}
 472 \end{center}
 473
 474 \newpage
 475 \subsection{Kinematic and Parton-type Parameters}
 476
 477       While the TWOJET PT limits and the DRELLYAN QMW limits are
 478 formally optional parameters, they are set by default to be fractions of
 479 $\sqrt{s}$. Thus, for example, the parameter file
 480 \begin{verbatim}
 481 DEFAULT TWOJET JOB
 482 14000,100,1,100/
 483 TWOJET
 484 END
 485 STOP
 486 \end{verbatim}
 487 will execute, but it will generate jets between 5\% and 20\% of
 488 $\sqrt{s}$, which is probably not what is wanted. Similarly, the
 489 parameter file
 490 \begin{verbatim}
 491 DEFAULT DRELLYAN JOB
 492 14000,100,1,100/
 493 DRELLYAN
 494 END
 495 STOP
 496 \end{verbatim}
 497 will generate $\gamma + Z$ events with masses between 5\% and 20\% of
 498 $\sqrt{s}$, not masses around the $Z$ mass, and transverse momenta
 499 between $1\,{\rm GeV}$ and 2.5\% of $\sqrt{s}$.
 500
 501       Normally the user should set PT limits for TWOJET, PHOTON, WPAIR,
 502 SUPERSYM, and WHIGGS events and QMW and QTW limits for DRELLYAN,
 503 HIGGS, and TCOLOR events. If these limits are not set, they will be
 504 selected as fractions of $E_{\rm cm}$. This can give nonsense. For
 505 TWOJET the $p_t$ range should usually be less than about a factor of
 506 two except for $b$ and $t$ jets at low $p_t$ to produce uniform
 507 statistics. For $W^+$, $W^-$, or $Z^0$ events or for Higgs events the
 508 QMW (QMH) range should usually include the mass. But one can select
 509 different limits to study, e.g., virtual $W$ production or the effect
 510 of a lighter or heavier Higgs on WW scattering. If only $t$ decays are
 511 selected, then the lower QMW limit must be above the $t$ threshold.
 512 For standard Drell-Yan events QTW should be fixed to zero,
 513 \begin{verbatim}
 514 QTW
 515 0/
 516 \end{verbatim}
 517 Transverse momenta will then be generated by initial state gluon
 518 radiation. A range of QTW can also be given. For SUPERSYM either the
 519 masses and decay modes should be specified, or the MSSM, SUGRA, GMSB, or
 520 AMSB parameters should be given. For fourth generation quarks it is
 521 necessary to specify the quark masses.
 522
 523       Note that if the limits given cover too large a kinematic range,
 524 the program can become very inefficient, since it makes a fit to the
 525 cross section over the specified range. NTRIES has to be increased if
 526 narrow limits are set for X, XW or for jet 1 and jet 2 parameters in
 527 DRELLYAN events. For larger ranges several runs can be combined together
 528 using the integrated cross section per event SIGF/NEVENT as the weight.
 529 This cross section is calculated for each run by Monte Carlo integration
 530 over the specified kinematic limits and is printed at the end of the
 531 run. It is corrected for JETTYPEi, WTYPE, and WMODEi selections; it
 532 cannot be corrected for branching ratios of forced decays or for WPMODE,
 533 WMMODE, or Z0MODE selections, since these can affect an arbitrary number
 534 of particles.
 535
 536       To generate events over a large range, it is much more efficient
 537 to combine several runs. This is facilitated by using the special job
 538 title SAME as described above. Note that SAME cannot be used to combine
 539 standard DRELLYAN events (QTW fixed equal to 0) and DRELLYAN events with
 540 nonzero QTW.
 541
 542       The cross sections for multiparton final states in general have
 543 infrared and collinear singularities. To obtain sensible results, it
 544 is in general essential to set limits both on the $p_T$ of each final
 545 parton using PT and on the mass of each pair of partons using MIJLIM.
 546 The default lower limits are all $1\,{\rm GeV}$. Using these default
 547 limits without thought will likely give absurd results.
 548
 549       For TWOJET, DRELLYAN, and most other processes, the JETTYPEi and
 550 WTYPEi keywords should be used to select the subprocesses to be
 551 included. For $e^+ e^- \to W^+ W^-$, $Z^0 Z^0$, use FORCE and FORCE1
 552 instead of WMODEi to select the $W$ decay modes. Note that these {\it
 553 do not} change the calculated cross section. (In the E+E- process, the
 554 $W$ and $Z$ decays are currently treated as particle decays, whereas in
 555 the WPAIR and HIGGS processes they are treated as $2 \to 4$ parton
 556 processes.)
 557
 558       For HIGGS with $W^+W^-$ or $Z^0Z^0$ decays allowed it is
 559 generally necessary to set PT limits for the W's, e.g.
 560 \begin{verbatim}
 561 PT
 562 50,20000,50,20000/
 563 \end{verbatim}
 564 If this is not done, then the default lower limit of 1 GeV is used,
 565 and the $t$-channel exchanges will dominate, as they should in the
 566 effective $W$ approximation. Depending on the other parameters, the
 567 program may fail to generate an event in NTRIES tries.
 568
 569 \subsection{SUSY Parameters}
 570
 571       SUPERSYM (SUSY) by default generates just gluinos and squarks in
 572 pairs. There are no default masses or decay modes. Masses can be set
 573 using GAUGINO, SQUARK, SLEPTON, and HMASSES. Decay modes can be
 574 specified with FORCE or by modifying the decay table. Left and right
 575 squarks are distinguished but assumed to be degenerate, except for
 576 stops. Since version 7.11, types must be selected with JETTYPEi using
 577 the supersymmetric names, e.g.
 578 \begin{verbatim}
 579 JETTYPE1
 580 'GLSS','UPSSL','UPSSR'/
 581 \end{verbatim}
 582 Use of the corresponding standard model names, e.g.
 583 \begin{verbatim}
 584 JETTYPE1
 585 'GL','UP'/
 586 \end{verbatim}
 587 and generation of pure photinos, winos, and zinos are no longer
 588 supported.
 589
 590       If MSSMA, MSSMB and MSSMC are given, then the specified parameters
 591 are used to calculate all the masses and decay modes with the ISASUSY
 592 package assuming the minimal supersymmetric extension of the standard
 593 model (MSSM). There are no default values, so you must specify values
 594 for each MSSMi, i=A-C. MSSMD can optionally be used to set the second
 595 generation squark and slepton parameters; if it is omitted, then the
 596 first generation ones are used. MSSME can optionally be used to set the
 597 U(1) and SU(2) gaugino masses; if it is omitted, then the grand
 598 unification values are used. The parameters and the use of the MSSM is
 599 preserved if the title is SAME. FORCE can be used to override the
 600 calculated branching ratios.
 601
 602       The MSSM option also generates charginos and neutralinos with
 603 cross sections based on the MSSM mixing angles in addition to squarks
 604 and sleptons. These can be selected with JETTYPEi; the complete list of
 605 supersymmetric options is:
 606 \begin{verbatim}
 607 'GLSS',
 608 'UPSSL','UBSSL','DNSSL','DBSSL','STSSL','SBSSL','CHSSL','CBSSL',
 609 'BTSS1','BBSS1','TPSS1','TBSS1',
 610 'UPSSR','UBSSR','DNSSR','DBSSR','STSSR','SBSSR','CHSSR','CBSSR',
 611 'BTSS2','BBSS2','TPSS2','TBSS2',
 612 'W1SS+','W1SS-','W2SS+','W2SS-','Z1SS','Z2SS','Z3SS','Z4SS',
 613 'NUEL','ANUEL','EL-','EL+','NUML','ANUML',MUL-','MUL+','NUTL',
 614 'ANUTL','TAU1-','TAU1+','ER-','ER+','MUR-','MUR+','TAU2-','TAU2+',
 615 'Z0','HL0','HH0','HA0','H+','H-',
 616 'SQUARKS','GAUGINOS','SLEPTONS','ALL'.
 617 \end{verbatim}
 618 Note that mixing between $L$ and $R$ stop states results in 1 (light)
 619 and 2 (heavy) stop, sbottom and stau eigenstates, which depend on the
 620 input parameters of left- and right- scalar masses, plus $A$ terms,
 621 $\mu$ and $\tan\beta$. The last four JETTYPE's generate respectively
 622 all allowed combinations of squarks and antisquarks, all combinations
 623 of charginos and neutralinos, all combinations of sleptons and
 624 sneutrinos, and all SUSY particles.
 625
 626       For SUSY Higgs pair production or associated production in E+E-,
 627 select the appropriate JETTYPE's, e.g.
 628 \begin{verbatim}
 629 JETTYPE1
 630 'Z0'/
 631 JETTYPE2
 632 'HL0'/
 633 \end{verbatim}
 634
 635 As usual, this gives only half the cross section. For single production
 636 of neutral SUSY Higgs in $pp$ and $\bar pp$ reactions, use the HIGGS
 637 process together with the MSSMi, SUGRA, GMSB, or AMSB keywords. You must
 638 specify one and only one Higgs type using
 639 \begin{verbatim}
 640 HTYPE
 641 'HL0' or 'HH0' or 'HA0'/     <<<<< One only!
 642 \end{verbatim}
 643 If no QMH range is given, one is calculated using $M \pm 5 \Gamma$ for
 644 the selected Higgs. Decays into quarks, leptons, gauge bosons, lighter
 645 Higgs bosons, and SUSY particles are generated using the on-shell
 646 branching ratios from ISASUSY. You can use JETTYPEi to select the
 647 allowed Higgs modes and WMODEi to select the allowed decays of W and Z
 648 bosons. Since heavy SUSY Higgs bosons couple weakly to W pairs, WW
 649 fusion and WW scattering are not included.
 650
 651       SUGRA can be used instead of MSSMi to generate MSSM decays with
 652 parameters determined from $m_0$, $m_{1/2}$, $A_0$, $\tan\beta$, and
 653 $\sgn\mu=\pm1$ in the minimal supergravity framework. The NUSUGi
 654 keywords can optionally be used to specify additional parameters for
 655 non-universal SUGRA models, while SUGRHN is used to specify the
 656 parameterf of an optional right-handed neutrino. Similarly, the GMSB
 657 keyword is used to specify the $\Lambda$, $M_m$, $N_5$, $\tan\beta$,
 658 $\sgn\mu=\pm1$, and $C_{\rm grav}$ parameters of the minimal Gauge
 659 Mediated SUSY Breaking model. GMSB2 can optionally be used to specify
 660 additional parameters of non-minimal GMSB models. The AMSB keyword is
 661 used to specify $m_0$, $m_{3/2}$, $\tan\beta$, and $\sgn\mu$ for the
 662 minimal Anomaly Mediated SUSY Breaking model. Note that $m_{3/2}$ is
 663 much larger than the weak scale, typically 50~TeV.
 664
 665       WHIGGS is used to generate $W$ plus neutral Higgs events. For the
 666 Standard Model the JETTYPE is \verb|HIGGS|. If any of the SUSY models
 667 is specified, then the appropriate SUSY Higgs type should be used,
 668 most likely \verb|HL0|. In either case WMODEi is used to specify the
 669 $W$ decay modes. The Higgs is treated as a particle; its decay modes
 670 can be set using FORCE.
 671
 672 \subsection{Forced Decay Modes}
 673
 674       The FORCE keyword requires special care. Its list must contain the
 675 numerical particle IDENT codes, e.g.
 676 \begin{verbatim}
 677 FORCE
 678 140,130,-120/
 679 \end{verbatim}
 680 The charge-conjugate mode is also forced for its antiparticle. Thus the
 681 above example forces both $\bar D^0 \to K^+ \pi^-$ and $D^0 \to K^-
 682 \pi^+$. If only a specific decay is wanted one should use the FORCE1
 683 command; e.g.
 684 \begin{verbatim}
 685 FORCE1
 686 140,130,-120/
 687 \end{verbatim}
 688 only forces $\bar D^0 \to K^+ \pi^-$.
 689
 690       To force a heavy quark decay one must generally separately force
 691 each hadron containing it. If the decay is into three leptons or quarks,
 692 then the real or virtual W propagator is inserted automatically. Since
 693 Version 7.30, top and fourth generation quarks are treated as
 694 particles and decayed directly rather than first being made into
 695 hadrons. Thus for example
 696 \begin{verbatim}
 697 FORCE1
 698 6,-12,11,5/
 699 \end{verbatim}
 700 forces all top quarks to decay into an positron, neutrino and a
 701 b-quark (which will be hadronized). For the physical top mass, the
 702 positron and neutrino will come from a real W. Note that forcing $t
 703 \to W^+ b$ and $W^+ \to e^+ \nu_e$ does {\it not} give the same
 704 result; the first uses the correct $V-A$ matrix element, while the
 705 second decays the $W$ according to phase space.
 706
 707       Forced modes included in the decay table or generated by ISASUSY
 708 will automatically be put into the correct order and will use the
 709 correct matrix element. Modes not listed in the decay table are
 710 allowed, but caution is advised because a wrong decay mode can cause
 711 an infinite loop or other unexpected effects.
 712
 713       FORCE (FORCE1) can be called at most 20 (40) times in any run plus
 714 all subsequent 'SAME' runs. If it is called more than once for a given
 715 parent, all calls are listed, and the last call is used. Note that FORCE
 716 applies to particles only, but that for gamma, W+, W-, Z0 and
 717 supersymmetric particles the same IDENT codes are used both as jet types
 718 and as particles.
 719
 720 \subsection{Parton Distributions}
 721
 722       The default parton distributions are fit CTEQ3L from the CTEQ
 723 Collaboration using lowest order QCD. The CTEQ and the older EHLQ and
 724 Duke-Owens distributions can be selected using the STRUC keyword.
 725
 726       If PDFLIB support is enabled (see Section 4), then any of the
 727 distributions in the PDFLIB compilation by H. Plothow-Besch can be
 728 selected using the PDFLIB keyword and giving the proper parameters,
 729 which are identical to those described in the PDFLIB manual and are
 730 simply passed to the routine PDFSET. For example, to select fit 29
 731 (CTEQ3L) by the CTEQ group, leaving all other parameters with their
 732 default values, use
 733 \begin{verbatim}
 734 PDFLIB
 735 'CTEQ',29D0/
 736 \end{verbatim}
 737 Note that the fit-number and the other parameters are of type DOUBLE
 738 PRECISION (REAL on 64-bit machines). There is no internal passing of
 739 parameters except for those which control the printing of messages.
 740
 741 \subsection{Multiparton Processes}
 742
 743       For multiparton final states one should in general set limits
 744 on the total mass \verb|MTOT| of the final state, on the minimum
 745 \verb|PT| of each light parton, and on the minimum mass \verb|MIMLIM|
 746 of each pair of light partons. Limits for \verb|PT| are set in the
 747 ususal way. Limits for the mass $M_{ij}$ of partons $i,j$ are set using
 748 \begin{verbatim}
 749 MIJLIM
 750 i,j,Mmin,Mmax
 751 \end{verbatim}
 752 If $i=j=0$, the limit is applied to all jet pairs. For example the
 753 following parameter file generates \verb|ZJJ| events at the LHC with a
 754 mimimum $p_T$ of $20\,\GeV$ and a minimum mass of $20\,\GeV$ for all
 755 jet pairs:
 756 \begin{verbatim}
 757 GENERATE ZJJ with PTMIN = 20 GEV AND MMIN = 20 GEV
 758 14000,100,1,100/
 759 ZJJ
 760 PT
 761 20,7000,20,7000,20,7000/
 762 MIJLIM
 763 0,0,20,7000/
 764 MTOT
 765 100,500/
 766 NSIGMA
 767 200/
 768 NTRIES
 769 10000/
 770 END
 771 STOP
 772 \end{verbatim}
 773 The default lower limits for \verb|PT| and \verb|MIJLIM| are
 774 $1\,\GeV$. While these limits are sufficient to make the cross
 775 sections finite, they will in general not give physically sensible
 776 results. Thus, {\it the user must think carefully about what limits
 777 should be set.}