- Update to pythia8140
[u/mrichter/AliRoot.git] / PYTHIA8 / pythia8140 / xmldoc / BeamParameters.xml
1 <chapter name="Beam Parameters">
2
3 <h2>Beam Parameters</h2>
4
5 The settings on this page relate to the beam identities and energies, 
6 to a beam momentum spread and to a beam interaction spot. 
7 As always, momenta and energies are to be given in units of GeV,
8 and of space and time in mm. 
9
10 <h3>Incoming beams</h3>
11
12 There are two ways to set the identities and energies of the two incoming 
13 beam particles. One is to use the <code>init()</code> method with no 
14 arguments. Then the settings variables below will be read and used. The 
15 alternative is to call <code><aloc href="ProgramFlow">init(...)</aloc></code> 
16 with arguments that provide this information. Then you need not use the 
17 variables below (although it would still be possible). Note that, if nothing 
18 is done, you will default to LHC at 14 TeV.
19
20 <p/>
21 Currently the beam particles must be either a hadron pair or a lepton
22 pair. In the former category <ei>p p</ei> and <ei>pbar p</ei> 
23 combinations dominate, but it is also possible to combine with 
24 <ei>pi^+</ei>, <ei>pi^-</ei> and <ei>pi^0</ei>. In the latter 
25 <ei>e^+ e^-</ei> and <ei>mu^+ mu^-</ei> would be the most useful 
26 combinations, but also others should work if combined with an 
27 appropriate hard process.
28
29 <modeopen name="Beams:idA" default="2212">
30 The PDG <code>id</code> code for the first incoming particle.
31 Allowed codes include 
32 <br/><ei>2212 = p</ei>, <ei>-2212 = pbar</ei>, 
33 <br/><ei>211 = pi^+</ei>, <ei>-211 = pi^-</ei>, <ei>111 = pi^0</ei>,  
34 <br/><ei>990 = Pomeron</ei> (used in diffractive machinery;
35 here mainly for debug purposes),
36 <br/><ei>11 = e^-</ei>, <ei>-11 = e^+</ei>, 
37 <br/><ei>13 = mu^-</ei>, <ei>-13 = mu^+</ei>, 
38 <br/>and a few more leptons/neutrinos in a few combinations.
39 </modeopen>
40
41 <modeopen name="Beams:idB" default="2212">
42 The PDG <code>id</code> code for the second incoming particle.
43 </modeopen>
44  
45 <modepick name="Beams:frameType" default="1" min="1" max="4">
46 Choice of frame for the two colliding particles.
47 <option value="1">the beams are colliding in their CM frame, 
48 and therefore only the CM energy needs to be provided, see 
49 <code>Beams:eCM</code> below.
50 </option>
51 <option value="2">the beams are back-to-back, but with different energies,
52 see <code>Beams:eA</code> and <code>Beams:eB</code> below.
53 This option could also be used for fixed-target configurations.
54 </option>
55 <option value="3">the beams are not back-to-back, and therefore the
56 three-momentum of each incoming particle needs to be specified, see
57 <code>Beams:pxA</code> through <code>Beams:pzB</code> below.
58 </option> 
59 <option value="4">the beam and event information is stored in a 
60 Les Houches Event File, see <code>Beams:LHEF</code> below.
61 </option> 
62 </modepick>
63
64 <parm name="Beams:eCM" default="14000." min="10.">
65 Collision CM energy, to be set if <code>Beams:frameType</code> = 1. 
66 </parm>
67
68 <parm name="Beams:eA" default="7000." min="0.">
69 The energy of the first incoming particle, moving in the 
70 <ei>+z </ei>direction, to be set if <code>Beams:frameType</code> = 2. 
71 If the particle energy is smaller than its mass
72 it is assumed to be at rest. 
73 </parm>
74
75 <parm name="Beams:eB" default="7000." min="0."> 
76 The energy of the second incoming particle, moving in the 
77 <ei>-z</ei> direction, to be set if <code>Beams:frameType</code> = 2. 
78 If the particle energy is smaller than its mass
79 it is assumed to be at rest.
80 </parm>
81
82 <parm name="Beams:pxA" default="0.">
83 The <ei>p_x</ei> component of the first incoming particle, 
84 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3. 
85 </parm>
86
87 <parm name="Beams:pyA" default="0.">
88 The <ei>p_y</ei> component of the first incoming particle, 
89 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3. 
90 </parm>
91
92 <parm name="Beams:pzA" default="7000.">
93 The <ei>p_z</ei> component of the first incoming particle, 
94 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3. 
95 </parm>
96
97 <parm name="Beams:pxB" default="0.">
98 The <ei>p_x</ei> component of the second incoming particle, 
99 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3. 
100 </parm>
101
102 <parm name="Beams:pyB" default="0.">
103 The <ei>p_y</ei> component of the second incoming particle, 
104 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3. 
105 </parm>
106
107 <parm name="Beams:pzB" default="-7000.">
108 The <ei>p_z</ei> component of the second incoming particle, 
109 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 3. 
110 </parm>
111
112 <word name="Beams:LHEF" default="void">
113 The name of a Les Houches Event File,
114 to be set if <code>Beams:frameType</code> = 4. 
115 </word>
116
117 <h3>Beam momentum spread</h3>
118
119 This framework currently is intended for a modest beam spread, such as
120 experienced at hadron colliders. Thus it can be safely assumed that the 
121 physics does not change over the CM energy range probed, so that the 
122 parameters of the physics initialization at the nominal energy can be
123 used as is. Currently it can <b>not</b> be used for the more extensive
124 energy spread expected at linear <ei>e^+ e^-</ei> colliders. Also,
125 any attempt to combine it with external Les Houches input of 
126 parton-level events is at own risk. 
127      
128 <p/>
129 On this page you can set the momentum spread according to a simple 
130 Gaussian distribution. If you instead want a more sophisticated 
131 parametrization, you can write and link your own 
132 <code><aloc href="BeamShape">BeamShape</aloc></code> class.
133
134 <flag name="Beams:allowMomentumSpread" default="off">
135 Allow the beam momenta to be smeared around their initialization
136 nominal values. 
137 </flag>
138
139 <parm name="Beams:sigmaPxA" default="0." min="0.">
140 The width of a Gaussian distribution of the <ei>p_x</ei> spread of the
141 first incoming particle.
142 </parm>
143
144 <parm name="Beams:sigmaPyA" default="0." min="0.">
145 The width of a Gaussian distribution of the <ei>p_y</ei> spread of the
146 first incoming particle.
147 </parm>
148
149 <parm name="Beams:sigmaPzA" default="0." min="0.">
150 The width of a Gaussian distribution of the <ei>p_z</ei> spread of the
151 first incoming particle.
152 </parm>
153
154 <parm name="Beams:maxDevA" default="5." min="0.">
155 The triply Gaussian distribution <ei>(p_x, p_y, p_z)</ei> is restricted to 
156 a maximal total deviation from the nominal values <ei>(p_x0, p_y0, p_z0)</ei>
157 for the first incoming particle, like
158 <eq>
159 (p_x - p_x0)^2/sigma_px^2 + (p_y - p_y0)^2/sigma_py^2 +
160 (p_z - p_z0)^2/sigma_pz^2 < maxDev^2
161 </eq>
162 (Note the absence of a factor 2 in the denominator, unlike the Gaussians 
163 used to pick <ei>(p_x, p_y, p_z)</ei>.) 
164 </parm>
165
166 <parm name="Beams:sigmaPxB" default="0." min="0.">
167 The width of a Gaussian distribution of the <ei>p_x</ei> spread of the
168 second incoming particle.
169 </parm>
170
171 <parm name="Beams:sigmaPyB" default="0." min="0.">
172 The width of a Gaussian distribution of the <ei>p_y</ei> spread of the
173 second incoming particle.
174 </parm>
175
176 <parm name="Beams:sigmaPzB" default="0." min="0.">
177 The width of a Gaussian distribution of the <ei>p_z</ei> spread of the
178 second incoming particle.
179 </parm>
180
181 <parm name="Beams:maxDevB" default="5." min="0.">
182 The triply Gaussian distribution <ei>(p_x, p_y, p_z)</ei> is restricted to 
183 a maximal total deviation from the nominal values <ei>(p_x0, p_y0, p_z0)</ei>, 
184 for the second incoming particle, like
185 <eq>
186 (p_x - p_x0)^2/sigma_px^2 + (p_y - p_y0)^2/sigma_py^2 +
187 (p_z - p_z0)^2/sigma_pz^2 < maxDev^2
188 </eq>
189 (Note the absence of a factor 2 in the denominator, unlike the Gaussians 
190 used to pick <ei>(p_x, p_y, p_z)</ei>.) 
191 </parm>
192
193 <h3>Beam interaction vertex</h3>
194
195 On this page you can set the spread of the interaction vertex according to 
196 a simple Gaussian distribution. If you instead want a more sophisticated 
197 parametrization, you can write and link your own 
198 <code><aloc href="BeamShape">BeamShape</aloc></code> class.
199
200 <flag name="Beams:allowVertexSpread" default="off">
201 Allow the interaction vertex of the two colliding beams to be smeared.
202 If off, then the vertex is set to be the origin.
203 </flag>
204
205 <parm name="Beams:sigmaVertexX" default="0." min="0.">
206 The width of a Gaussian distribution of the <ei>x</ei> location of the
207 interaction vertex. 
208 </parm>
209
210 <parm name="Beams:sigmaVertexY" default="0." min="0.">
211 The width of a Gaussian distribution of the <ei>y</ei> location of the
212 interaction vertex. 
213 </parm>
214
215 <parm name="Beams:sigmaVertexZ" default="0." min="0.">
216 The width of a Gaussian distribution of the <ei>z</ei> location of the
217 interaction vertex. 
218 </parm>
219
220 <parm name="Beams:maxDevVertex" default="5." min="0.">
221 The triply Gaussian distribution of interaction vertex position 
222 <ei>(x, y, z)</ei> is restricted to a maximal total deviation from the 
223 origin, like
224 <eq>
225 x^2/sigma_x^2 + y^2/sigma_y^2 + z^2/sigma_z^2 < maxDevVertex^2
226 </eq>
227 (Note the absence of a factor 2 in the denominator, unlike the Gaussians 
228 used to pick <ei>(x, y, z)</ei>.) 
229 </parm>
230
231 <parm name="Beams:sigmaTime" default="0." min="0.">
232 The width of a Gaussian distribution of the collision time (in units of
233 mm/c). Note that, if the above space parametrization is viewed as the
234 effect of two incoming beams along the <ei>+-z</ei> axis, with each beam
235 having a Gaussian spread, then the spread of the time would also become 
236 a Gaussian with the same width as the <ei>z</ei> one (times the 
237 velocity of the beams, which we expect is close to unity). For flexibility
238 we have not enforced any such relation, however. 
239 </parm>
240
241 <parm name="Beams:maxDevTime" default="5." min="0.">
242 The collision time is restricted to be in the range 
243 <ei>|t| &lt; sigma_t * maxDevTime</ei>. 
244 </parm>
245
246 <p/>
247 The distributions above are all centered at the origin. It is also 
248 possible to shift the above distributions to be centered around another
249 nominal position. You must have <code>Beams:allowVertexSpread = on</code>
250 to use this possibility.
251
252 <parm name="Beams:offsetVertexX" default="0.">
253 The <ei>x</ei> location of the interaction vertex is centered at this value. 
254 </parm>
255
256 <parm name="Beams:offsetVertexY" default="0.">
257 The <ei>y</ei> location of the interaction vertex is centered at this value. 
258 </parm>
259
260 <parm name="Beams:offsetVertexZ" default="0.">
261 The <ei>z</ei> location of the interaction vertex is centered at this value. 
262 </parm>
263
264 <parm name="Beams:offsetTime" default="0.">
265 The time <ei>t</ei> of the interaction vertex is centered at this value. 
266 </parm>
267
268 </chapter>
269
270 <!-- Copyright (C) 2010 Torbjorn Sjostrand -->