PYTHIA8/pythia8140/include/SigmaCompositeness.h

   1 // SigmaCompositeness.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.
   5
   6 // Header file for compositiness-process differential cross sections.
   7 // Contains classes derived from SigmaProcess via Sigma(1/2)Process.
   8
   9 #ifndef Pythia8_SigmaCompositeness_H
  10 #define Pythia8_SigmaCompositeness_H
  11
  12 #include "SigmaProcess.h"
  13
  14 namespace Pythia8 {
  15
  16 //==========================================================================
  17
  18 // A derived class for q g -> q^* (excited quark state).
  19
  20 class Sigma1qg2qStar : public Sigma1Process {
  21
  22 public:
  23
  24   // Constructor.
  25   Sigma1qg2qStar(int idqIn) : idq(idqIn) {}
  26
  27   // Initialize process.
  28   virtual void initProc();
  29
  30   // Calculate flavour-independent parts of cross section.
  31   virtual void sigmaKin();
  32
  33   // Evaluate sigmaHat(sHat).
  34   virtual double sigmaHat();
  35
  36   // Select flavour, colour and anticolour.
  37   virtual void setIdColAcol();
  38
  39   // Evaluate weight for q* decay angles (else inactive).
  40   virtual double weightDecay( Event& process, int iResBeg, int iResEnd);
  41
  42   // Info on the subprocess.
  43   virtual string name()       const {return nameSave;}
  44   virtual int    code()       const {return codeSave;}
  45   virtual string inFlux()     const {return "qg";}
  46   virtual int    resonanceA() const {return idRes;}
  47
  48 private:
  49
  50   // Parameters set at initialization or for current kinematics.
  51   int    idq, idRes, codeSave;
  52   string nameSave;
  53   double mRes, GammaRes, m2Res, GamMRat, Lambda, coupFcol, widthIn, sigBW;
  54
  55   // Pointer to properties of the particle species, to access decay channels.
  56   ParticleDataEntry* qStarPtr;
  57
  58 };
  59
  60 //==========================================================================
  61
  62 // A derived class for l gamma -> q^* (excited lepton state).
  63
  64 class Sigma1lgm2lStar : public Sigma1Process {
  65
  66 public:
  67
  68   // Constructor.
  69   Sigma1lgm2lStar(int idlIn) : idl(idlIn) {}
  70
  71   // Initialize process.
  72   virtual void initProc();
  73
  74   // Calculate flavour-independent parts of cross section.
  75   virtual void sigmaKin();
  76
  77   // Evaluate sigmaHat(sHat).
  78   virtual double sigmaHat();
  79
  80   // Select flavour, colour and anticolour.
  81   virtual void setIdColAcol();
  82
  83   // Evaluate weight for l* decay angles (else inactive).
  84   virtual double weightDecay( Event& process, int iResBeg, int iResEnd);
  85
  86   // Info on the subprocess.
  87   virtual string name()       const {return nameSave;}
  88   virtual int    code()       const {return codeSave;}
  89   virtual string inFlux()     const {return "fgm";}
  90   virtual int    resonanceA() const {return idRes;}
  91
  92 private:
  93
  94   // Parameters set at initialization or for current kinematics.
  95   int    idl, idRes, codeSave;
  96   string nameSave;
  97   double mRes, GammaRes, m2Res, GamMRat, Lambda, coupChg, widthIn, sigBW;
  98
  99   // Pointer to properties of the particle species, to access decay channels.
 100   ParticleDataEntry* qStarPtr;
 101
 102 };
 103
 104 //==========================================================================
 105
 106 // A derived class for q q' -> q^* q' (excited quark state).
 107
 108 class Sigma2qq2qStarq : public Sigma2Process {
 109
 110 public:
 111
 112   // Constructor.
 113   Sigma2qq2qStarq(int idqIn) : idq(idqIn) {}
 114
 115   // Initialize process.
 116   virtual void initProc();
 117
 118   // Calculate flavour-independent parts of cross section.
 119   virtual void sigmaKin();
 120
 121   // Evaluate sigmaHat(sHat).
 122   virtual double sigmaHat();
 123
 124   // Select flavour, colour and anticolour.
 125   virtual void setIdColAcol();
 126
 127   // Info on the subprocess.
 128   virtual string name()       const {return nameSave;}
 129   virtual int    code()       const {return codeSave;}
 130   virtual string inFlux()     const {return "qq";}
 131   virtual int    id3Mass()    const {return idRes;}
 132
 133 private:
 134
 135   // Parameters set at initialization or for current kinematics.
 136   int    idq, idRes, codeSave;
 137   string nameSave;
 138   double Lambda, preFac, openFracPos, openFracNeg, sigmaA, sigmaB;
 139
 140 };
 141
 142 //==========================================================================
 143
 144 // A derived class for q qbar -> l^* lbar (excited lepton state).
 145
 146 class Sigma2qqbar2lStarlbar : public Sigma2Process {
 147
 148 public:
 149
 150   // Constructor.
 151   Sigma2qqbar2lStarlbar(int idlIn) : idl(idlIn) {}
 152
 153   // Initialize process.
 154   virtual void initProc();
 155
 156   // Calculate flavour-independent parts of cross section.
 157   virtual void sigmaKin();
 158
 159   // Evaluate sigmaHat(sHat).
 160   virtual double sigmaHat() {return sigma;}
 161
 162   // Select flavour, colour and anticolour.
 163   virtual void setIdColAcol();
 164
 165   // Info on the subprocess.
 166   virtual string name()       const {return nameSave;}
 167   virtual int    code()       const {return codeSave;}
 168   virtual string inFlux()     const {return "qqbarSame";}
 169   virtual int    id3Mass()    const {return idRes;}
 170
 171 private:
 172
 173   // Parameters set at initialization or for current kinematics.
 174   int    idl, idRes, codeSave;
 175   string nameSave;
 176   double Lambda, preFac, openFracPos, openFracNeg, sigma;
 177
 178 };
 179
 180 //==========================================================================
 181
 182 // A derived class for q q -> q q (quark contact interactions).
 183 // Based on, Sigma2qq2qq (QCD).
 184
 185 class Sigma2QCqq2qq : public Sigma2Process {
 186
 187 public:
 188
 189   // Constructor.
 190   Sigma2QCqq2qq(){}
 191
 192   // Initialize process.
 193   virtual void initProc();
 194
 195   // Calculate flavour-independent parts of cross section.
 196   virtual void sigmaKin();
 197
 198   // Evaluate d(sigmaHat)/d(tHat).
 199   virtual double sigmaHat();
 200
 201   // Select flavour, colour and anticolour.
 202   virtual void setIdColAcol();
 203
 204   // Info on the subprocess.
 205   virtual string name()   const {return "q q(bar)' -> (QC) -> q q(bar)'";}
 206   virtual int    code()   const {return 4201;}
 207   virtual string inFlux() const {return "qq";}
 208
 209  private:
 210
 211   // Values stored for colour flow selection.
 212   double sigT, sigU, sigTU, sigST, sigSum, sigQCSTU, sigQCUTS;
 213
 214   // Compositeness parameters.
 215   double m_Lambda2;
 216   int    m_etaLL, m_etaRR, m_etaLR;
 217
 218 };
 219
 220 //==========================================================================
 221
 222 // A derived class for q qbar -> q' qbar' (quark contact interactions).
 223 // Based on, Sigma2qqbar2qqbarNew(QCD).
 224 // Note: This process give the same contributions for q == q' and q != q'.
 225
 226 class Sigma2QCqqbar2qqbar : public Sigma2Process {
 227
 228 public:
 229
 230   // Constructor.
 231   Sigma2QCqqbar2qqbar(){}
 232
 233   // Initialize process.
 234   virtual void initProc();
 235
 236   // Calculate flavour-independent parts of cross section.
 237   virtual void sigmaKin();
 238
 239   // Evaluate d(sigmaHat)/d(tHat).
 240   virtual double sigmaHat() {return sigma;}
 241
 242   // Select flavour, colour and anticolour.
 243   virtual void setIdColAcol();
 244
 245   // Info on the subprocess.
 246   virtual string name()   const {return "q qbar -> (QC) -> q' qbar' (uds)";}
 247   virtual int    code()   const {return 4202;}
 248   virtual string inFlux() const {return "qqbarSame";}
 249
 250  private:
 251
 252   // Number of outgoing quark flavours to be considered, given that
 253   // matrix elements are calculated in the massless approximation.
 254   int    m_nQuarkNew;
 255
 256   // Values stored for colour flow selection.
 257   int    idNew;
 258   double mNew, m2New, sigS, sigma;
 259
 260   // Compositeness parameters.
 261   double m_Lambda2;
 262   int    m_etaLL, m_etaRR, m_etaLR;
 263
 264 };
 265
 266 //==========================================================================
 267
 268 } // end namespace Pythia8
 269
 270 #endif // Pythia8_SigmaCompositeness_H