PDF/spdf/ctq2ppf.F

   1 *
   2 * $Id$
   3 *
   4 * $Log$
   5 * Revision 1.1.1.2  1996/10/30 08:27:48  cernlib
   6 * Version 7.04
   7 *
   8 * Revision 1.1.1.1  1996/04/12 15:29:10  plothow
   9 * Version 7.01
  10 *
  11 *
  12 #include "pdf/pilot.h"
  13 C     Version 2 CTEQ distribution function in a parametrized form.
  14
  15 C By: J. Botts, H.L. Lai, J.G. Morfin, J.F. Owens, J. Qiu, W.K. Tung
  16 C     & H. Weerts
  17
  18 C  To avoid the proliferation of parton distribution functions, we recommend
  19 C  that these distributions should replace Version 1 CTEQ distributions for
  20 C  general usage. The differences between the two sets of distributions, as
  21 C  briefly described below, do not significantly affect most applications for
  22 C  fixed-target and hadron-collider applications.
  23
  24 C  Both CTEQ1 and CTEQ2 distributions fit existing DIS, Drell-Yan and Direct
  25 C  phton data with excellent chi-squares. They represent two distinct ways to
  26 C  resolve the inconsistency between CCFR and NMC measurements on F2 at small-x
  27 C  and the neutrino dimuon measurements of s(x), as discovered by the CTEQ1
  28 C  analysis: in the CTEQ1 analysis, the F2 measurements of CCFR and NMC are
  29 C  taken seriously, leaving out the dimuon information on s(x); whereas in the
  30 C  CTEQ2 analysis, thelatest CCFR NLO dimuon analysis of s(x) is used (within
  31 C  errors) as input butleaving out the small-x F2 data which conflict with this
  32 C  input. The small-xbehavior of the parton distributions are contrained in the
  33 C  latter case by thenewly released HERA data.  For details, see our
  34 C  forthcoming paper.
  35
  36 C     This file contains three versions of the same CTEQ2 parton distributions:
  37 C
  38 C Two "front-end" subprograms:
  39 C     FUNCTION Ctq2pPf (Iset, Iparton, X, Q, Irt)
  40 C         returns the PROBABILITY density for a GIVEN flavor;
  41 C     SUBROUTINE Ctq2pPs(Iset, Pdf, XX, QQ, Irt)
  42 C         returns an array of MOMENTUM densities for ALL flavors;
  43 C One lower-level subprogram:
  44 C     FUNCTION Ctq2pPd (Iset, Iprtn, XX, QQ, Irt)
  45 C         returns the MOMENTUM density of a GIVEN valence or sea distribution.
  46 C Supplementary functions to return the relevant QCD parameters and other
  47 C information concerning these distributions are also included (see below).
  48
  49 C     Since this is an initial distribution of version 2, it is
  50 C     useful for the authors to maintain a record of the distribution list in
  51 C     case there are revisions or corrections.
  52 C     In the interest of maintaining the integrity of this package,
  53 C     please do not freely distribute this program package; instead, refer any
  54 C     interested colleagues to direct their request for a copy to:
  55 C     Botts@hades.ifh.de or Lai@cteq11.pa.msu.edu
  56
  57 C If you have detailed questions concerning these CTEQ2 distributions, direct
  58 C inquires to Botts, Lai (see above) or Wu-Ki Tung (Tung@msupa.pa.msu.edu).
  59
  60 C     -------------------------------------------
  61 C     Detailed instructions follow.
  62
  63 C     Name convention for CTEQ distributions:  CTEQnSx  where
  64 C           n : version number                      (currently n = 2)
  65 C           S : factorization scheme label: = [M D L] for [MS-bar DIS LO]
  66 C               resp.
  67 C           x : special characteristics, if any
  68 C            (e.g. S(F) for singular (flat) small-x, L for "LEP lambda value")
  69
  70 C    Explanation of functional arguments:
  71
  72 C    Iset is the set label; in this version, Iset = 1, 2, 3, 4, 5, 6
  73 C                           correspond to the following CTEQ global fits:
  74
  75 C          cteq2M  : best fit in the MS-bar scheme
  76 C          cteq2MS : singular small-x
  77 C          cteq2MF : flat small-x
  78 C          cteq2ML : large lambda (Lambda(5) = 220 MeV)
  79
  80 C          cteq2L  : best fit in Leading order QCD
  81
  82 C          cteq2D  : best fit in the DIS scheme
  83
  84 C   Iprtn  is the parton label (6, 5, 4, 3, 2, 1, 0, -1, ......, -6)
  85 C                          for (t, b, c, s, d, u, g, u_bar, ..., t_bar)
  86
  87 C   X, Q are the usual x, Q;
  88 C   Irt is a return error code (see individual modules for explanation).
  89 C
  90 C     ---------------------------------------------
  91 C --> QCD parameters for parton distribution set Iset can be obtained inside
  92 C         the user's program by:
  93 C     Dum = PrCtq2p
  94 C    >        (Iset, Iord, Ischeme, MxFlv,
  95 C    >         Alam4, Alam5, Alam6, Amas4, Amas5, Amas6,
  96 C    >         Xmin, Qini, Qmax, ExpNor)
  97 C     where all but the first argument are output parameters.
  98 C     They should be self-explanatory -- see details under ENTRY PrCtq2p.
  99
 100 C  Since the QCD Lambda value for the various sets are needed more often than
 101 C  the other parameters in most applications, a special function
 102 C     Wlamd2p (Iset, Iorder, Neff)                    is provided
 103 C  which returns the lambda value for Neff = 4,5,6 effective flavors as well as
 104 C  the order these values pertain to.
 105
 106 C     ----------------------------------------------
 107 C     The range of (x, Q) used in this round of global analysis is, approxi-
 108 C     mately,  0.01 < x < 0.75 ; and 4 GeV^2 < Q^2 < 400 GeV^2 for fixed target
 109 C     experiments and 0.0001 < x < 0.01 from first official data of HERA.
 110
 111 C    The range of (x, Q) used in the reparametrization of the QCD evolved
 112 C    parton distributions is 10E-5 < x < 1 ; 1.6 GeV < Q < 1 TeV.  The
 113 C    functional form of this parametrization is:
 114
 115 C      A0 * x^A1 * (1-x)^A2 * (1 + A3 * x^A4) * [log(1+1/x)]^A5
 116
 117 C   with the A'coefficients being smooth functions of Q.  For heavy quarks,
 118 C   a threshold factor is applied to A0 which simulates the proper Q-dependence
 119 C   of the QCD evolution in that region according to the renormalization
 120 C   scheme defined in Collins-Tung, Nucl. Phys. B278, 934 (1986).
 121
 122 C   Since this function is positive definite and smooth, it provides sensible
 123 C   extrapolations of the parton distributions if they are called beyond
 124 C   the original range in an application. There is no artificial boundaries
 125 C   or sharp cutoff's.
 126 C    ------------------------------------------------
 127
 128       FUNCTION Ctq2pPf (Iset, Iparton, X, Q, Irt)
 129
 130 C   This function returns the CTEQ parton distributions f^Iset_Iprtn/proton
 131 C   --- the PROBABILITY density
 132
 133 C   (Iset, Iparton, X, Q): explained above;
 134
 135 C    Irt : return error code: see module Ctq2pPd for explanation.
 136
 137 C     IMPLICIT DOUBLE PRECISION (A-H, O-Z)
 138 C+SEQ, IMPDP.
 139
 140       Ifl = Iparton
 141       JFL = ABS(Ifl)
 142 C                                                             Valence
 143       IF (Ifl.Eq.1 .or. Ifl.Eq.2) THEN
 144         VL = Ctq2pPd (Iset, Ifl, X, Q, Irt)
 145       ELSE
 146         VL = 0.
 147       ENDIF
 148 C                                                             Sea
 149       SEA = Ctq2pPd (Iset, -JFL, X, Q, Irt)
 150 C                                              Full (probability) Distribution
 151       Ctq2pPf = (VL + SEA) / X
 152
 153       Return
 154 C                         *************************
 155       END