PYTHIA8/pythia8140/include/FragmentationFlavZpT.h

   1 // FragmentationFlavZpT.h is a part of the PYTHIA event generator.
   2 // Copyright (C) 2010 Torbjorn Sjostrand.
   3 // PYTHIA is licenced under the GNU GPL version 2, see COPYING for details.
   4 // Please respect the MCnet Guidelines, see GUIDELINES for details.
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   6 // This file contains helper classes for fragmentation.
   7 // StringFlav is used to select quark and hadron flavours.
   8 // StringPT is used to select transverse momenta.
   9 // StringZ is used to sample the fragmentation function f(z).
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  11 #ifndef Pythia8_FragmentationFlavZpT_H
  12 #define Pythia8_FragmentationFlavZpT_H
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  14 #include "Basics.h"
  15 #include "ParticleData.h"
  16 #include "PythiaStdlib.h"
  17 #include "Settings.h"
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  19 namespace Pythia8 {
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  22 //==========================================================================
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  24 // The FlavContainer class is a simple container for flavour,
  25 // including the extra properties needed for popcorn baryon handling.
  26 // id = current flavour.
  27 // rank = current rank; 0 for endpoint flavour and then increase by 1.
  28 // nPop = number of popcorn mesons yet to be produced (1 or 0).
  29 // idPop = (absolute sign of) popcorn quark, shared between B and Bbar.
  30 // idVtx = (absolute sign of) vertex (= non-shared) quark in diquark.
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  32 class FlavContainer {
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  34 public:
  35
  36   // Constructor.
  37   FlavContainer(int idIn = 0, int rankIn = 0, int nPopIn = 0,
  38     int idPopIn = 0, int idVtxIn = 0) : id(idIn), rank(rankIn),
  39     nPop(nPopIn), idPop(idPopIn), idVtx(idVtxIn) {}
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  41   // Overloaded equal operator.
  42   FlavContainer& operator=(const FlavContainer& flav) { if (this != &flav) {
  43     id = flav.id; rank = flav.rank; nPop = flav.nPop; idPop = flav.idPop;
  44     idVtx = flav.idVtx; } return *this; }
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  46   // Invert flavour.
  47   FlavContainer& anti() {id = -id; return *this;}
  48
  49   // Read in a container into another, without/with id sign flip.
  50   FlavContainer& copy(const FlavContainer& flav) { if (this != &flav) {
  51     id = flav.id; rank = flav.rank; nPop = flav.nPop; idPop = flav.idPop;
  52     idVtx = flav.idVtx; } return *this; }
  53   FlavContainer& anti(const FlavContainer& flav) { if (this != &flav) {
  54     id = -flav.id; rank = flav.rank; nPop = flav.nPop; idPop = flav.idPop;
  55     idVtx = flav.idVtx; } return *this; }
  56
  57   // Stored properties.
  58   int id, rank, nPop, idPop, idVtx;
  59
  60 };
  61
  62 //==========================================================================
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  64 // The StringFlav class is used to select quark and hadron flavours.
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  66 class StringFlav {
  67
  68 public:
  69
  70   // Constructor.
  71   StringFlav() {}
  72
  73   // Initialize data members.
  74   void init(Settings& settings, Rndm* rndmPtrIn);
  75
  76   // Pick a light d, u or s quark according to fixed ratios.
  77   int pickLightQ() { double rndmFlav = probQandS * rndmPtr->flat();
  78     if (rndmFlav < 1.) return 1; if (rndmFlav < 2.) return 2; return 3; }
  79
  80   // Pick a new flavour (including diquarks) given an incoming one.
  81   FlavContainer pick(FlavContainer& flavOld);
  82
  83   // Combine two flavours (including diquarks) to produce a hadron.
  84   int combine(FlavContainer& flav1, FlavContainer& flav2);
  85
  86   // Assign popcorn quark inside an original (= rank 0) diquark.
  87   void assignPopQ(FlavContainer& flav);
  88
  89   // Combine two quarks to produce a diquark.
  90   int makeDiquark(int id1, int id2, int idHad = 0);
  91
  92 private:
  93
  94   // Constants: could only be changed in the code itself.
  95   static const int    mesonMultipletCode[6];
  96   static const double baryonCGOct[6], baryonCGDec[6];
  97
  98   // Initialization data, to be read from Settings.
  99   bool   suppressLeadingB;
 100   double probQQtoQ, probStoUD, probSQtoQQ, probQQ1toQQ0, probQandQQ,
 101          probQandS, probQandSinQQ, probQQ1corr, probQQ1corrInv, probQQ1norm,
 102          mesonRate[4][6], mesonRateSum[4], mesonMix1[2][6], mesonMix2[2][6],
 103          etaSup, etaPrimeSup, decupletSup, baryonCGSum[6], baryonCGMax[6],
 104          popcornRate, popcornSpair, popcornSmeson, scbBM[3], popFrac,
 105          popS[3], dWT[3][7], lightLeadingBSup, heavyLeadingBSup;
 106
 107   // Pointer to the random number generator.
 108   Rndm*  rndmPtr;
 109
 110 };
 111
 112 //==========================================================================
 113
 114 // The StringZ class is used to sample the fragmentation function f(z).
 115
 116 class StringZ {
 117
 118 public:
 119
 120   // Constructor.
 121   StringZ() {}
 122
 123   // Initialize data members.
 124   void init(Settings& settings, ParticleData& particleData, Rndm* rndmPtrIn);
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 126   // Fragmentation function: top-level to determine parameters.
 127   double zFrag( int idOld, int idNew = 0, double mT2 = 1.);
 128
 129 private:
 130
 131   // Constants: could only be changed in the code itself.
 132   static const double CFROMUNITY, AFROMZERO, AFROMC, EXPMAX;
 133
 134   // Initialization data, to be read from Settings.
 135   bool   usePetersonC, usePetersonB, usePetersonH;
 136   double mc2, mb2, aLund, bLund, aExtraDiquark, rFactC, rFactB, rFactH,
 137          epsilonC, epsilonB, epsilonH;
 138
 139   // Fragmentation function: select z according to provided parameters.
 140   double zLund( double a, double b, double c = 1.);
 141   double zPeterson( double epsilon);
 142
 143   // Pointer to the random number generator.
 144   Rndm*  rndmPtr;
 145
 146 };
 147
 148 //==========================================================================
 149
 150 // The StringPT class is used to select select transverse momenta.
 151
 152 class StringPT {
 153
 154 public:
 155
 156   // Constructor.
 157   StringPT() {}
 158
 159   // Initialize data members.
 160   void init(Settings& settings, Rndm* rndmPtrIn);
 161
 162   // Return px and py as a pair in the same call.
 163   pair<double, double>  pxy();
 164
 165 private:
 166
 167   // Initialization data, to be read from Settings.
 168   double sigmaQ, enhancedFraction, enhancedWidth;
 169
 170   // Pointer to the random number generator.
 171   Rndm*  rndmPtr;
 172
 173 };
 174
 175 //==========================================================================
 176
 177 } // end namespace Pythia8
 178
 179 #endif // Pythia8_FragmentationFlavZpT_H