PYTHIA/pythia/pyinpr.F

   1
   2 C*********************************************************************
   3
   4       SUBROUTINE PYINPR
   5
   6 C...Selects partonic subprocesses to be included in the simulation.
   7       COMMON/LUDAT1/MSTU(200),PARU(200),MSTJ(200),PARJ(200)
   8       COMMON/LUDAT3/MDCY(500,3),MDME(2000,2),BRAT(2000),KFDP(2000,5)
   9       COMMON/PYSUBS/MSEL,MSUB(200),KFIN(2,-40:40),CKIN(200)
  10       COMMON/PYPARS/MSTP(200),PARP(200),MSTI(200),PARI(200)
  11       COMMON/PYINT1/MINT(400),VINT(400)
  12       COMMON/PYINT2/ISET(200),KFPR(200,2),COEF(200,20),ICOL(40,4,2)
  13       SAVE /LUDAT1/,/LUDAT3/
  14       SAVE /PYSUBS/,/PYPARS/,/PYINT1/,/PYINT2/
  15
  16 C...Reset processes to be included.
  17       IF(MSEL.NE.0) THEN
  18         DO 100 I=1,200
  19         MSUB(I)=0
  20   100   CONTINUE
  21       ENDIF
  22
  23 C...For e-gamma witn MSTP(14)=10 allow mixture of VMD and anomalous.
  24       IF(MINT(121).EQ.2) THEN
  25         MSUB(10)=1
  26         MINT(123)=MINT(122)+1
  27
  28 C...For gamma-p or gamma-gamma with MSTP(14)=10 allow mixture.
  29 C...Here also set a few parameters otherwise normally not touched.
  30       ELSEIF(MINT(121).GT.1) THEN
  31
  32 C...Structure functions dampened at small Q2; go to low energies,
  33 C...alpha_s <1; no minimum pT cut-off a priori.
  34         MSTP(57)=3
  35         MSTP(85)=0
  36         PARP(2)=2.
  37         PARU(115)=1.
  38         CKIN(5)=0.2
  39         CKIN(6)=0.2
  40
  41 C...Define pT cut-off parameters and whether run involves low-pT.
  42         IF(MSTP(82).LE.1) THEN
  43           PTMVMD=1.30+0.15*LOG(VINT(1)/200.)/LOG(900./200.)
  44         ELSE
  45           PTMVMD=1.25+0.15*LOG(VINT(1)/200.)/LOG(900./200.)
  46         ENDIF
  47         PTMDIR=PARP(15)
  48         PTMANO=PTMVMD
  49         IF(MSTP(15).EQ.5) PTMANO=0.70+0.17*LOG(1.+0.05*VINT(1))**2
  50         IPTL=1
  51         IF(VINT(285).GT.MAX(PTMVMD,PTMDIR,PTMANO)) IPTL=0
  52         IF(MSEL.EQ.2) IPTL=1
  53
  54 C...Set up for p/VMD * VMD.
  55         IF(MINT(122).EQ.1) THEN
  56           MINT(123)=2
  57           MSUB(11)=1
  58           MSUB(12)=1
  59           MSUB(13)=1
  60           MSUB(28)=1
  61           MSUB(53)=1
  62           MSUB(68)=1
  63           IF(IPTL.EQ.1) MSUB(95)=1
  64           IF(MSEL.EQ.2) THEN
  65             MSUB(91)=1
  66             MSUB(92)=1
  67             MSUB(93)=1
  68             MSUB(94)=1
  69           ENDIF
  70           PARP(81)=PTMVMD
  71           PARP(82)=PTMVMD
  72           IF(IPTL.EQ.1) CKIN(3)=0.
  73
  74 C...Set up for p/VMD * direct gamma.
  75         ELSEIF(MINT(122).EQ.2) THEN
  76           MINT(123)=0
  77           IF(MINT(121).EQ.6) MINT(123)=5
  78           MSUB(33)=1
  79           MSUB(54)=1
  80           IF(IPTL.EQ.1) CKIN(3)=PTMDIR
  81
  82 C...Set up for p/VMD * anomalous gamma.
  83         ELSEIF(MINT(122).EQ.3) THEN
  84           MINT(123)=3
  85           IF(MINT(121).EQ.6) MINT(123)=7
  86           MSUB(11)=1
  87           MSUB(12)=1
  88           MSUB(13)=1
  89           MSUB(28)=1
  90           MSUB(53)=1
  91           MSUB(68)=1
  92           IF(MSTP(82).GE.2) MSTP(85)=1
  93           IF(IPTL.EQ.1) CKIN(3)=PTMANO
  94
  95 C...Set up for direct * direct gamma (switch off leptons).
  96         ELSEIF(MINT(122).EQ.4) THEN
  97           MINT(123)=0
  98           MSUB(58)=1
  99           DO 110 II=MDCY(22,2),MDCY(22,2)+MDCY(22,3)-1
 100           IF(IABS(KFDP(II,1)).GE.10) MDME(II,1)=MIN(0,MDME(II,1))
 101   110     CONTINUE
 102           IF(IPTL.EQ.1) CKIN(3)=PTMDIR
 103
 104 C...Set up for direct * anomalous gamma.
 105         ELSEIF(MINT(122).EQ.5) THEN
 106           MINT(123)=6
 107           MSUB(33)=1
 108           MSUB(54)=1
 109           IF(IPTL.EQ.1) CKIN(3)=PTMANO
 110
 111 C...Set up for anomalous * anomalous gamma.
 112         ELSEIF(MINT(122).EQ.6) THEN
 113           MINT(123)=3
 114           MSUB(11)=1
 115           MSUB(12)=1
 116           MSUB(13)=1
 117           MSUB(28)=1
 118           MSUB(53)=1
 119           MSUB(68)=1
 120           IF(MSTP(82).GE.2) MSTP(85)=1
 121           IF(IPTL.EQ.1) CKIN(3)=PTMANO
 122         ENDIF
 123
 124 C...End of special set up for gamma-p and gamma-gamma.
 125         CKIN(1)=2.*CKIN(3)
 126       ENDIF
 127
 128 C...Flavour information for individual beams.
 129       DO 120 I=1,2
 130       MINT(40+I)=1
 131       IF(MINT(123).GE.1.AND.MINT(10+I).EQ.22) MINT(40+I)=2
 132       IF(IABS(MINT(10+I)).GT.100) MINT(40+I)=2
 133       IF(MINT(10+I).EQ.28.OR.MINT(10+I).EQ.29) MINT(40+I)=2
 134       MINT(44+I)=MINT(40+I)
 135       IF(MSTP(11).GE.1.AND.IABS(MINT(10+I)).EQ.11) MINT(44+I)=3
 136   120 CONTINUE
 137
 138 C...If two gammas, whereof one direct, pick the first.
 139       IF(MINT(11).EQ.22.AND.MINT(12).EQ.22) THEN
 140         IF(MINT(123).GE.4.AND.MINT(123).LE.6) THEN
 141           MINT(41)=1
 142           MINT(45)=1
 143         ENDIF
 144       ELSEIF(MINT(11).EQ.22.OR.MINT(12).EQ.22) THEN
 145         IF(MINT(123).GE.4) CALL LUERRM(26,
 146      &  '(PYINPR:) unallowed MSTP(14) code for single photon')
 147       ENDIF
 148
 149 C...Flavour information on combination of incoming particles.
 150       MINT(43)=2*MINT(41)+MINT(42)-2
 151       MINT(44)=MINT(43)
 152       IF(MINT(123).LE.0) THEN
 153         IF(MINT(11).EQ.22) MINT(43)=MINT(43)+2
 154         IF(MINT(12).EQ.22) MINT(43)=MINT(43)+1
 155       ELSEIF(MINT(123).LE.3) THEN
 156         IF(MINT(11).EQ.22) MINT(44)=MINT(44)-2
 157         IF(MINT(12).EQ.22) MINT(44)=MINT(44)-1
 158       ELSEIF(MINT(11).EQ.22.AND.MINT(12).EQ.22) THEN
 159         MINT(43)=4
 160         MINT(44)=1
 161       ENDIF
 162       MINT(47)=2*MIN(2,MINT(45))+MIN(2,MINT(46))-2
 163       IF(MIN(MINT(45),MINT(46)).EQ.3) MINT(47)=5
 164       MINT(50)=0
 165       IF(MINT(41).EQ.2.AND.MINT(42).EQ.2) MINT(50)=1
 166       IF((MINT(11).EQ.22.OR.MINT(12).EQ.22).AND.MINT(123).GE.3)
 167      &MINT(50)=0
 168       MINT(107)=0
 169       IF(MINT(11).EQ.22) THEN
 170         MINT(107)=MINT(123)
 171         IF(MINT(123).GE.4) MINT(107)=0
 172         IF(MINT(123).EQ.7) MINT(107)=2
 173       ENDIF
 174       MINT(108)=0
 175       IF(MINT(12).EQ.22) THEN
 176         MINT(108)=MINT(123)
 177         IF(MINT(123).GE.4) MINT(108)=MINT(123)-3
 178         IF(MINT(123).EQ.7) MINT(108)=3
 179       ENDIF
 180
 181 C...Select default processes according to incoming beams
 182 C...(already done for gamma-p and gamma-gamma with MSTP(14)=10).
 183       IF(MINT(121).GT.1) THEN
 184       ELSEIF(MSEL.EQ.1.OR.MSEL.EQ.2) THEN
 185
 186         IF(MINT(43).EQ.1) THEN
 187 C...Lepton + lepton -> gamma/Z0 or W.
 188           IF(MINT(11)+MINT(12).EQ.0) MSUB(1)=1
 189           IF(MINT(11)+MINT(12).NE.0) MSUB(2)=1
 190
 191         ELSEIF(MINT(43).LE.3.AND.MINT(123).EQ.0.AND.
 192      &  (MINT(11).EQ.22.OR.MINT(12).EQ.22)) THEN
 193 C...Unresolved photon + lepton: Compton scattering.
 194           MSUB(34)=1
 195
 196         ELSEIF(MINT(43).LE.3) THEN
 197 C...Lepton + hadron: deep inelastic scattering.
 198           MSUB(10)=1
 199
 200         ELSEIF(MINT(123).EQ.0.AND.MINT(11).EQ.22.AND.
 201      &  MINT(12).EQ.22) THEN
 202 C...Two unresolved photons: fermion pair production.
 203           MSUB(58)=1
 204
 205         ELSEIF((MINT(123).EQ.0.AND.(MINT(11).EQ.22.OR.MINT(12).EQ.22))
 206      &  .OR.(MINT(123).GE.4.AND.MINT(123).LE.6.AND.MINT(11).EQ.22.AND.
 207      &   MINT(12).EQ.22)) THEN
 208 C...Unresolved photon + hadron: photon-parton scattering.
 209           MSUB(33)=1
 210           MSUB(34)=1
 211           MSUB(54)=1
 212
 213         ELSEIF(MSEL.EQ.1) THEN
 214 C...High-pT QCD processes:
 215           MSUB(11)=1
 216           MSUB(12)=1
 217           MSUB(13)=1
 218           MSUB(28)=1
 219           MSUB(53)=1
 220           MSUB(68)=1
 221           IF(MSTP(82).LE.1.AND.CKIN(3).LT.PARP(81)) MSUB(95)=1
 222           IF(MSTP(82).GE.2.AND.CKIN(3).LT.PARP(82)) MSUB(95)=1
 223           IF(MSUB(95).EQ.1.AND.MINT(50).EQ.0) MSUB(95)=0
 224
 225         ELSE
 226 C...All QCD processes:
 227           MSUB(11)=1
 228           MSUB(12)=1
 229           MSUB(13)=1
 230           MSUB(28)=1
 231           MSUB(53)=1
 232           MSUB(68)=1
 233           MSUB(91)=1
 234           MSUB(92)=1
 235           MSUB(93)=1
 236           MSUB(94)=1
 237           MSUB(95)=1
 238         ENDIF
 239
 240       ELSEIF(MSEL.GE.4.AND.MSEL.LE.8) THEN
 241 C...Heavy quark production.
 242         MSUB(81)=1
 243         MSUB(82)=1
 244         MSUB(84)=1
 245         DO 130 J=1,MIN(8,MDCY(21,3))
 246         MDME(MDCY(21,2)+J-1,1)=0
 247   130   CONTINUE
 248         MDME(MDCY(21,2)+MSEL-1,1)=1
 249         MSUB(85)=1
 250         DO 140 J=1,MIN(12,MDCY(22,3))
 251         MDME(MDCY(22,2)+J-1,1)=0
 252   140   CONTINUE
 253         MDME(MDCY(22,2)+MSEL-1,1)=1
 254
 255       ELSEIF(MSEL.EQ.10) THEN
 256 C...Prompt photon production:
 257         MSUB(14)=1
 258         MSUB(18)=1
 259         MSUB(29)=1
 260
 261       ELSEIF(MSEL.EQ.11) THEN
 262 C...Z0/gamma* production:
 263         MSUB(1)=1
 264
 265       ELSEIF(MSEL.EQ.12) THEN
 266 C...W+/- production:
 267         MSUB(2)=1
 268
 269       ELSEIF(MSEL.EQ.13) THEN
 270 C...Z0 + jet:
 271         MSUB(15)=1
 272         MSUB(30)=1
 273
 274       ELSEIF(MSEL.EQ.14) THEN
 275 C...W+/- + jet:
 276         MSUB(16)=1
 277         MSUB(31)=1
 278
 279       ELSEIF(MSEL.EQ.15) THEN
 280 C...Z0 & W+/- pair production:
 281         MSUB(19)=1
 282         MSUB(20)=1
 283         MSUB(22)=1
 284         MSUB(23)=1
 285         MSUB(25)=1
 286
 287       ELSEIF(MSEL.EQ.16) THEN
 288 C...H0 production:
 289         MSUB(3)=1
 290         MSUB(102)=1
 291         MSUB(103)=1
 292         MSUB(123)=1
 293         MSUB(124)=1
 294
 295       ELSEIF(MSEL.EQ.17) THEN
 296 C...H0 & Z0 or W+/- pair production:
 297         MSUB(24)=1
 298         MSUB(26)=1
 299
 300       ELSEIF(MSEL.EQ.18) THEN
 301 C...H0 production; interesting processes in e+e-.
 302         MSUB(24)=1
 303         MSUB(103)=1
 304         MSUB(123)=1
 305         MSUB(124)=1
 306
 307       ELSEIF(MSEL.EQ.19) THEN
 308 C...H0, H'0 and A0 production; interesting processes in e+e-.
 309         MSUB(24)=1
 310         MSUB(103)=1
 311         MSUB(123)=1
 312         MSUB(124)=1
 313         MSUB(153)=1
 314         MSUB(171)=1
 315         MSUB(173)=1
 316         MSUB(174)=1
 317         MSUB(158)=1
 318         MSUB(176)=1
 319         MSUB(178)=1
 320         MSUB(179)=1
 321
 322       ELSEIF(MSEL.EQ.21) THEN
 323 C...Z'0 production:
 324         MSUB(141)=1
 325
 326       ELSEIF(MSEL.EQ.22) THEN
 327 C...W'+/- production:
 328         MSUB(142)=1
 329
 330       ELSEIF(MSEL.EQ.23) THEN
 331 C...H+/- production:
 332         MSUB(143)=1
 333
 334       ELSEIF(MSEL.EQ.24) THEN
 335 C...R production:
 336         MSUB(144)=1
 337
 338       ELSEIF(MSEL.EQ.25) THEN
 339 C...LQ (leptoquark) production.
 340         MSUB(145)=1
 341         MSUB(162)=1
 342         MSUB(163)=1
 343         MSUB(164)=1
 344
 345       ELSEIF(MSEL.GE.35.AND.MSEL.LE.38) THEN
 346 C...Production of one heavy quark (W exchange):
 347         MSUB(83)=1
 348         DO 150 J=1,MIN(8,MDCY(21,3))
 349         MDME(MDCY(21,2)+J-1,1)=0
 350   150   CONTINUE
 351         MDME(MDCY(21,2)+MSEL-31,1)=1
 352       ENDIF
 353
 354 C...Find heaviest new quark flavour allowed in processes 81-84.
 355       KFLQM=1
 356       DO 160 I=1,MIN(8,MDCY(21,3))
 357       IDC=I+MDCY(21,2)-1
 358       IF(MDME(IDC,1).LE.0) GOTO 160
 359       KFLQM=I
 360   160 CONTINUE
 361       IF(MSTP(7).GE.1.AND.MSTP(7).LE.8.AND.(MSEL.LE.3.OR.MSEL.GE.9))
 362      &KFLQM=MSTP(7)
 363       MINT(55)=KFLQM
 364       KFPR(81,1)=KFLQM
 365       KFPR(81,2)=KFLQM
 366       KFPR(82,1)=KFLQM
 367       KFPR(82,2)=KFLQM
 368       KFPR(83,1)=KFLQM
 369       KFPR(84,1)=KFLQM
 370       KFPR(84,2)=KFLQM
 371
 372 C...Find heaviest new fermion flavour allowed in process 85.
 373       KFLFM=1
 374       DO 170 I=1,MIN(12,MDCY(22,3))
 375       IDC=I+MDCY(22,2)-1
 376       IF(MDME(IDC,1).LE.0) GOTO 170
 377       KFLFM=KFDP(IDC,1)
 378   170 CONTINUE
 379       IF(((MSTP(7).GE.1.AND.MSTP(7).LE.8).OR.(MSTP(7).GE.11.AND.
 380      &MSTP(7).LE.18)).AND.(MSEL.LE.3.OR.MSEL.GE.9)) KFLFM=MSTP(7)
 381       MINT(56)=KFLFM
 382       KFPR(85,1)=KFLFM
 383       KFPR(85,2)=KFLFM
 384
 385       RETURN
 386       END