PDF/spdf/ctq2opf.F

   1 *
   2 * $Id$
   3 *
   4 * $Log$
   5 * Revision 1.1.1.2  1996/10/30 08:27:44  cernlib
   6 * Version 7.04
   7 *
   8 * Revision 1.1.1.1  1996/04/12 15:29:09  plothow
   9 * Version 7.01
  10 *
  11 *
  12 #include "pdf/pilot.h"
  13 C     Version 2 CTEQ distribution function in a parametrized form.
  14 C By: J. Botts, H.L. Lai, J.G. Morfin, J.F. Owens, J. Qiu, W.K. Tung & H. Weerts
  15 C
  16 C  To avoid the proliferation of parton distribution functions, we recommend
  17 C  that
  18 C  these distributions should replace Version 1 CTEQ distributions for all
  19 C  general
  20 C  usage. The differences between the two sets of distributions, as briefly
  21 C  described below, do not significantly affect most applications for
  22 C  fixed-target
  23 C  and hadron-collider applications.
  24 C
  25 C  Both CTEQ1 and CTEQ2 distributions fit existing DIS, Drell-Yan and Direct
  26 C  photon
  27 C  data with excellent chi-squares. They represent two distinct ways to resolve
  28 C  the inconsistency between CCFR and NMC measurements on F2 at small-x and the
  29 C  neutrino dimuon measurements of s(x), as discovered by the CTEQ1 analysis:
  30 C  in the CTEQ1 analysis, the F2 measurements of CCFR and NMC are taken
  31 C   seriously,
  32 C  leaving out the dimuon information on s(x); whereas in the CTEQ2 analysis,
  33 C   the
  34 C  latest CCFR NLO dimuon analysis of s(x) is used (within errors) as input
  35 C   while
  36 C  leaving out the small-x F2 data which conflict with this input. The small-x
  37 C  behavior of the parton distributions are contrained in the latter case by the
  38 C  newly released HERA data.  For details, see our forthcoming paper.
  39 C
  40 C     This file contains three versions of the same CTEQ2 parton distributions:
  41 C
  42 C Two "front-end" subprograms:
  43 C     FUNCTION   Ctq2OPf  (Iset, Iparton, X, Q, Irt)
  44 C                           returns the PROBABILITY density for a GIVEN flavor;
  45 C     SUBROUTINE Ctq2OPs (Iset, Pdf, XX, QQ, Irt)
  46 C                       returns an array of MOMENTUM densities for ALL flavors;
  47 C One lower-level subprogram:
  48 C     FUNCTION Ctq2OPd (Iset, Iprtn, XX, QQ, Irt)
  49 C           returns the MOMENTUM density of a GIVEN valence or sea distribution.
  50 C Supplementary functions to return the relevant QCD parameters and other
  51 C information concerning these distributions are also included (see below).
  52 C
  53 C     Since this is an initial distribution of version 2, it is
  54 C     useful for the authors to maintain a record of the distribution list in
  55 C     case there are revisions or corrections.
  56 C     In the interest of maintaining the integrity of this package,
  57 C     please do not freely distribute this program package; instead, refer any
  58 C     interested colleagues to direct their request for a copy to:
  59 C     Botts@hades.ifh.de or Lai@cteq11.pa.msu.edu
  60
  61 C If you have detailed questions concerning these CTEQ2 distributions, direct
  62 C inquires to Botts, Lai (see above) or Wu-Ki Tung (Tung@msupa.pa.msu.edu).
  63
  64 C     -------------------------------------------
  65 C     Detailed instructions follow.
  66
  67 C     Name convention for CTEQ distributions:  CTEQnSx  where
  68 C           n : version number                      (currently n = 2)
  69 C           S : factorization scheme label: = [M D L] for [MS-bar DIS LO]
  70 C               resp.
  71 C           x : special characteristics, if any
  72 C            (e.g. S(F) for singular (flat) small-x, L for "LEP lambda value")
  73
  74 C    Explanation of functional arguments:
  75
  76 C    Iset is the set label; in this version, Iset = 1, 2, 3, 4, 5, 6
  77 C                           correspond to the following CTEQ global fits:
  78
  79 C          cteq2M  : best fit in the MS-bar scheme
  80 C          cteq2MS : singular small-x
  81 C          cteq2MF : flat small-x
  82 C          cteq2ML : large lambda (Lambda(5) = 220 MeV)
  83
  84 C          cteq2L  : best fit in Leading order QCD
  85
  86 C          cteq2D  : best fit in the DIS scheme
  87
  88 C   Iprtn  is the parton label (6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, ......, -6)
  89 C                          for (t, b, c, s, d, u, g, u_bar, ..., t_bar)
  90
  91 C   X, Q are the usual x, Q;
  92 C   Irt is a return error code (see individual modules for explanation).
  93 C
  94 C     ---------------------------------------------
  95 C --> QCD parameters for parton distribution set Iset can be obtained inside
  96 C         the user's program by:
  97 C     Dum = PrCtq2O
  98 C    >        (Iset, Iord, Ischeme, MxFlv,
  99 C    >         Alam4, Alam5, Alam6, Amas4, Amas5, Amas6,
 100 C    >         Xmin, Qini, Qmax, ExpNor)
 101 C     where all but the first argument are output parameters.
 102 C     They should be self-explanatory -- see details under ENTRY PrCtq2O.
 103
 104 C  Since the QCD Lambda value for the various sets are needed more often than
 105 C  the other parameters in most applications, a special function
 106 C     Wlamd2O (Iset, Iorder, Neff)                    is provided
 107 C  which returns the lambda value for Neff = 4,5,6 effective flavors as well as
 108 C  the order these values pertain to.
 109
 110 C     ----------------------------------------------
 111 C     The range of (x, Q) used in this round of global analysis is, approxi-
 112 C     mately,  0.01 < x < 0.75 ; and 4 GeV^2 < Q^2 < 400 GeV^2 for fixed target
 113 C     experiments and 0.0001 < x < 0.01 from first official data of HERA.
 114
 115 C    The range of (x, Q) used in the reparametrization of the QCD evolved
 116 C    parton distributions is 10E-5 < x < 1 ; 1.6 GeV < Q < 1 TeV.  The
 117 C    functional form of this parametrization is:
 118
 119 C      A0 * x^A1 * (1-x)^A2 * (1 + A3 * x^A4) * [log(1+1/x)]^A5
 120
 121 C   with the A'coefficients being smooth functions of Q.  For heavy quarks,
 122 C   a threshold factor is applied to A0 which simulates the proper Q-dependence
 123 C   of the QCD evolution in that region according to the renormalization
 124 C   scheme defined in Collins-Tung, Nucl. Phys. B278, 934 (1986).
 125
 126 C   Since this function is positive definite and smooth, it provides sensible
 127 C   extrapolations of the parton distributions if they are called beyond
 128 C   the original range in an application. There is no artificial boundaries
 129 C   or sharp cutoff's.
 130 C    ------------------------------------------------
 131
 132       FUNCTION Ctq2OPf  (Iset, Iparton, X, Q, Irt)
 133
 134 C   This function returns the CTEQ parton distributions f^Iset_Iprtn/proton
 135 C   --- the PROBABILITY density
 136
 137 C   (Iset, Iparton, X, Q): explained above;
 138
 139 C    Irt : return error code: see module Ctq2OPd for explanation.
 140
 141 C     IMPLICIT DOUBLE PRECISION (A-H, O-Z)
 142 C+SEQ, IMPDP.
 143
 144       Ifl = Iparton
 145       JFL = ABS(Ifl)
 146 C                                                             Valence
 147       IF (Ifl.Eq.1 .or. Ifl.Eq.2) THEN
 148         VL = Ctq2OPd (Iset, Ifl, X, Q, Irt)
 149       ELSE
 150         VL = 0.
 151       ENDIF
 152 C                                                             Sea
 153       SEA = Ctq2OPd (Iset, -JFL, X, Q, Irt)
 154 C                                              Full (probability) Distribution
 155       Ctq2OPf  = (VL + SEA) / X
 156
 157       Return
 158 C                         *************************
 159       END