Update to pythi8.170
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1 <html>
2 <head>
3 <title>Flavour Selection</title>
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6 </head>
7 <body>
8
9 <h2>Flavour Selection</h2>
10
11 The <code>StringFlav</code> class handles the choice of a new flavour 
12 in the fragmentation process, and the production of a new hadron 
13 from a set of input flavours. It is mainly used by the string 
14 fragmentation machinery (including ministrings), but also e.g.
15 in some particle decays and for some beam-remnant cases. The basic
16 concepts are in agreement with [<a href="Bibliography.html" target="page">And83</a>]. The baryon-sector
17 implementation is based on the <code>MSTJ(12)=3</code> option of 
18 PYTHIA 6, i.e. new SU(6) weights scheme with at most one popcorn meson.
19
20 <p/>
21 The relative production rates of different particle species is 
22 influenced by the parameters below. Some have only an impact on 
23 one specific quantity, but most directly or indirectly have 
24 consequences for many observables. Therefore the values to use have 
25 to be viewed in the context of a complete <a href="Tunes.html" target="page">tune</a>.
26
27 <h3>New flavours</h3>
28
29 The main parameters of the selection of a new flavour are 
30
31 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:probStoUD &nbsp;</strong> 
32  (<code>default = <strong>0.19</strong></code>; <code>minimum = 0.0</code>; <code>maximum = 1.0</code>)<br/>
33 the suppression of <i>s</i> quark production relative to ordinary 
34 <i>u</i> or <i>d</i> one.
35    
36
37 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:probQQtoQ &nbsp;</strong> 
38  (<code>default = <strong>0.09</strong></code>; <code>minimum = 0.0</code>; <code>maximum = 1.0</code>)<br/>
39 the suppression of diquark production relative to quark production,
40 i.e. of baryon relative to meson production. 
41    
42
43 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:probSQtoQQ &nbsp;</strong> 
44  (<code>default = <strong>1.00</strong></code>; <code>minimum = 0.0</code>; <code>maximum = 1.0</code>)<br/>
45 the suppression of strange diquark production relative to light
46 diquark production, over and above the one already given by 
47 <code>probStoU</code>.
48    
49  
50 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:probQQ1toQQ0 &nbsp;</strong> 
51  (<code>default = <strong>0.027</strong></code>; <code>minimum = 0.0</code>; <code>maximum = 1.0</code>)<br/>
52 the suppression of spin 1 diquark production relative to spin 0 one,
53 apart from the factor of 3 enhancement of spin 1 from counting the
54 number of states.
55    
56
57 <h3>Standard-meson production</h3>
58
59 The bulk of the particle production corresponds to the lowest-lying
60 pseudoscalar and vector multiplets. Their production rates are 
61 determined by the parameters in this section.
62
63 <p/>
64 For a given set of flavours, produced according to the probabilities
65 outlined above, the ratio of vector-to-pseudocalar meson production
66 is described by the parameters below. 
67 The maximum allowed rate for each case has been set according to 
68 spin-counting rules, but we expect the real rates to be lower, 
69 especially for lighter mesons, owing to the vector-pseudoscalar
70 mass splitting.
71
72 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonUDvector &nbsp;</strong> 
73  (<code>default = <strong>0.62</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 3.</code>)<br/>
74 the relative production ratio vector/pseudoscalar for light 
75 (<i>u</i>, <i>d</i>) mesons. 
76    
77 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonSvector &nbsp;</strong> 
78  (<code>default = <strong>0.725</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 3.</code>)<br/>
79 the relative production ratio vector/pseudoscalar for strange mesons. 
80    
81 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonCvector &nbsp;</strong> 
82  (<code>default = <strong>1.06</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 3.</code>)<br/>
83 the relative production ratio vector/pseudoscalar for charm mesons. 
84    
85 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonBvector &nbsp;</strong> 
86  (<code>default = <strong>3.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 3.</code>)<br/>
87 the relative production ratio vector/pseudoscalar for bottom mesons. 
88    
89
90 <p/>
91 Inside each light-quark meson nonet, an octet-singlet mixing angle
92 describes the mixing of the two flavour-diagonal isoscalar = 0 states.
93 (For terminology and details see [<a href="Bibliography.html" target="page">Yao06</a>], chapter 14 on the 
94 quark model.)
95 This angle is needed to specify the probability for such a <i>q qbar</i> 
96 state to project onto a specific meson. More transparent formuale are 
97 obtained by introducing the angle <i>alpha = theta + 54.7</i> degrees:
98 <br/><i>
99    f  = (uubar + ddbar)/sqrt(2) * sin(alpha) + ssbar * cos(alpha)<br/>  
100    f' = (uubar + ddbar)/sqrt(2) * cos(alpha) - ssbar * sin(alpha)
101 </i><br/>
102
103 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:thetaPS &nbsp;</strong> 
104  (<code>default = <strong>-15.</strong></code>; <code>minimum = -90.</code>; <code>maximum = 90.</code>)<br/>
105 gives the mixing angle <i>theta_PS</i> in the pseudoscalar meson sector
106 (which is rather poorly determined), expressed in degrees.
107 Here <i>f</i> is associated with <i>eta'</i> and <i>f'</i> with 
108 <i>eta</i>. (This standard but counterintuitive choice is fixed up 
109 in the code by replacing <i>alpha -> 90^0 - alpha</i> so that 
110 <i>eta &lt;-> eta'</i>; relative signs do not matter since we are 
111 interested in probabilities only.)
112    
113
114 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:thetaV &nbsp;</strong> 
115  (<code>default = <strong>36.</strong></code>; <code>minimum = -90.</code>; <code>maximum = 90.</code>)<br/>
116 gives the mixing angle <i>theta_V</i> in the vector meson sector
117 (which is somewhat better determined), expressed in degrees.
118 Here <i>f</i> is associated with <i>omega</i> and <i>f'</i> 
119 with <i>phi</i>.
120    
121
122 <p/>
123 Further, the simple model overestimates the production of <i>eta</i> 
124 and, in particular, <i>eta'</i> mesons, which can be rectified by 
125
126 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:etaSup &nbsp;</strong> 
127  (<code>default = <strong>0.63</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 1.</code>)<br/>
128 the additional suppression of <i>eta</i> production, multiplying the 
129 normal production probability. Thus 0 means no <i>eta</i> at all 
130 are produced, while 1 means full rate.
131    
132
133 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:etaPrimeSup &nbsp;</strong> 
134  (<code>default = <strong>0.12</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 1.</code>)<br/>
135 the additional suppression of <i>eta'</i> production, multiplying the 
136 normal production probability. Thus 0 means no <i>eta'</i> at all 
137 are produced, while 1 means full rate.
138    
139
140 <h3>Excited-meson production</h3>
141
142 Several excited mesons, ie. with radial or orbital excitations, have been 
143 observed at non-negligible production rates. Extrapolated to all states
144 a fair fraction of all particle production might proceed through such 
145 states. There are big uncertainties, however, since these excited 
146 mesons in many cases are extremely poorly known. This also means that 
147 the modelling of their production and decay is very primitive, and 
148 even that the inclusion of the production of such states may lead to a
149 degraded agreement with data. Currently the default is that all such 
150 production is switched off.  
151
152 <p/>
153 Parameters are provided to switch them on. By demand, this machinery
154 has been made more flexible than in the past. Therefore one parameter is
155 provided for each combination of heaviest flavour 
156 (<i>u/d</i>, <i>s</i>, <i>c</i> or <i>b</i>) and
157 multiplet produced. In each case the production rate is normalized to 
158 that of the lowest-lying pseudoscalar of the same flavour content, as for
159 the vector-meson rates introduced above. The multiplets available are the 
160 four obtained for one unit of orbital angular momentum, in the 
161 nonrelativistic classification. Using <i>J</i> to denote the sum of 
162 quark spin <i>S</i> and orbital angular momentum <i>L</i>, i.e. what 
163 would normally be called the spin of the meson, one has:
164 <ul>
165 <li>a pseudovector multiplet with <i>L=1, S=0, J=1</i>;</li>
166 <li>a scalar multiplet with <i>L=1, S=1, J=0</i>;</li>
167 <li>a pseudovector multiplet with <i>L=1, S=1, J=1</i>;</li>
168 <li>a tensor multiplet with <i>L=1, S=1, J=2</i>.</li>
169 </ul> 
170
171 The maximum allowed rate for each case has been set according to 
172 spin-counting rules, but we expect the real rates to be significantly 
173 lower, owing to mass suppression.
174
175 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonUDL1S0J1 &nbsp;</strong> 
176  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 3.</code>)<br/>
177 the relative pseudovector production ratio 
178 <i>(L=1,S=0,J=1)</i>/pseudoscalar 
179 for light (<i>u</i>, <i>d</i>) mesons. 
180    
181
182 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonUDL1S1J0 &nbsp;</strong> 
183  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 1.</code>)<br/>
184 the relative scalar production ratio 
185 <i>(L=1,S=1,J=0)</i>/pseudoscalar 
186 for light (<i>u</i>, <i>d</i>) mesons. 
187    
188
189 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonUDL1S1J1 &nbsp;</strong> 
190  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 3.</code>)<br/>
191 the relative pseudovector production ratio 
192 <i>(L=1,S=1,J=1)</i>/pseudoscalar 
193 for light (<i>u</i>, <i>d</i>) mesons. 
194    
195
196 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonUDL1S1J2 &nbsp;</strong> 
197  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 5.</code>)<br/>
198 the relative tensor production ratio 
199 <i>(L=1,S=1,J=2)</i>/pseudoscalar 
200 for light (<i>u</i>, <i>d</i>) mesons. 
201    
202
203 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonSL1S0J1 &nbsp;</strong> 
204  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 3.</code>)<br/>
205 the relative pseudovector production ratio 
206 <i>(L=1,S=0,J=1)</i>/pseudoscalar 
207 for strange mesons. 
208    
209
210 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonSL1S1J0 &nbsp;</strong> 
211  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 1.</code>)<br/>
212 the relative scalar production ratio 
213 <i>(L=1,S=1,J=0)</i>/pseudoscalar 
214 for strange mesons. 
215    
216
217 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonSL1S1J1 &nbsp;</strong> 
218  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 3.</code>)<br/>
219 the relative pseudovector production ratio 
220 <i>(L=1,S=1,J=1)</i>/pseudoscalar 
221 for strange mesons. 
222    
223
224 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonSL1S1J2 &nbsp;</strong> 
225  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 5.</code>)<br/>
226 the relative tensor production ratio 
227 <i>(L=1,S=1,J=2)</i>/pseudoscalar 
228 for strange mesons. 
229    
230
231 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonCL1S0J1 &nbsp;</strong> 
232  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 3.</code>)<br/>
233 the relative pseudovector production ratio 
234 <i>(L=1,S=0,J=1)</i>/pseudoscalar 
235 for charm mesons. 
236    
237
238 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonCL1S1J0 &nbsp;</strong> 
239  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 1.</code>)<br/>
240 the relative scalar production ratio 
241 <i>(L=1,S=1,J=0)</i>/pseudoscalar 
242 for charm mesons. 
243    
244
245 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonCL1S1J1 &nbsp;</strong> 
246  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 3.</code>)<br/>
247 the relative pseudovector production ratio 
248 <i>(L=1,S=1,J=1)</i>/pseudoscalar 
249 for charm mesons. 
250    
251
252 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonCL1S1J2 &nbsp;</strong> 
253  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 5.</code>)<br/>
254 the relative tensor production ratio 
255 <i>(L=1,S=1,J=2)</i>/pseudoscalar 
256 for charm mesons. 
257    
258
259 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonBL1S0J1 &nbsp;</strong> 
260  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 3.</code>)<br/>
261 the relative pseudovector production ratio 
262 <i>(L=1,S=0,J=1)</i>/pseudoscalar 
263 for bottom mesons. 
264    
265
266 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonBL1S1J0 &nbsp;</strong> 
267  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 1.</code>)<br/>
268 the relative scalar production ratio 
269 <i>(L=1,S=1,J=0)</i>/pseudoscalar 
270 for bottom mesons. 
271    
272
273 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonBL1S1J1 &nbsp;</strong> 
274  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 3.</code>)<br/>
275 the relative pseudovector production ratio 
276 <i>(L=1,S=1,J=1)</i>/pseudoscalar 
277 for bottom mesons. 
278    
279
280 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:mesonBL1S1J2 &nbsp;</strong> 
281  (<code>default = <strong>0.0</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 5.</code>)<br/>
282 the relative tensor production ratio 
283 <i>(L=1,S=1,J=2)</i>/pseudoscalar 
284 for bottom mesons. 
285    
286
287 <p/>
288 In addition, an octet-singlet mixing angle is needed for each multiplet,
289 as for the pseudoscalar and vector multiplets above. Only for the 
290 tensor multiplet does any determination exist; for the other multiplets
291 default has been chose so that <i>ssbar</i> does not mix with the light
292 quarks, and so that the <i>ssbar</i> state is the heavier of the two. 
293
294 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:thetaL1S0J1 &nbsp;</strong> 
295  (<code>default = <strong>35.3</strong></code>; <code>minimum = -90.</code>; <code>maximum = 90.</code>)<br/>
296 gives the mixing angle <i>theta</i> in the <i>(L=1,S=0,J=1)</i> 
297 pseudovector meson sector, expressed in degrees.
298    
299
300 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:thetaL1S1J0 &nbsp;</strong> 
301  (<code>default = <strong>35.3</strong></code>; <code>minimum = -90.</code>; <code>maximum = 90.</code>)<br/>
302 gives the mixing angle <i>theta</i> in the <i>(L=1,S=1,J=0)</i> 
303 scalar meson sector, expressed in degrees.
304    
305
306 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:thetaL1S1J1 &nbsp;</strong> 
307  (<code>default = <strong>35.3</strong></code>; <code>minimum = -90.</code>; <code>maximum = 90.</code>)<br/>
308 gives the mixing angle <i>theta</i> in the <i>(L=1,S=1,J=1)</i> 
309 pseudovector meson sector, expressed in degrees.
310    
311
312 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:thetaL1S1J2 &nbsp;</strong> 
313  (<code>default = <strong>28.0</strong></code>; <code>minimum = -90.</code>; <code>maximum = 90.</code>)<br/>
314 gives the mixing angle <i>theta</i> in the <i>(L=1,S=1,J=2)</i> 
315 tensor meson sector, expressed in degrees.
316    
317
318 <h3>Baryon production</h3>
319
320 The relative rate of baryon production is mainly given by the quark
321 and diquark production parameters above, plus SU(6) Clebsch-Gordans.
322 The one modifiable parameter related to these coefficients is
323
324 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:decupletSup &nbsp;</strong> 
325  (<code>default = <strong>1.0</strong></code>; <code>minimum = 0.0</code>; <code>maximum = 1.0</code>)<br/>
326 the suppression, relative to default SU(6) factors, of decuplet 
327 baryon production. Default corresponds to no suppression, while 0
328 corresponds to no decuplet production at all.
329    
330
331 <p/>
332 In addition, if popcorn production is allowed, wherein a set of mesons
333 (<i>M</i>) may be producted in between the baryon (<i>B</i>) and 
334 the antibaryon (<i>Bbar</i>), a set of further parameters is introduced. 
335 Currently only the simplest scenario is implemented, wherein at most 
336 one intermediate meson may be produced. 
337
338 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:popcornRate &nbsp;</strong> 
339  (<code>default = <strong>0.5</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 2.0</code>)<br/>
340 gives the relative rates of <i>B Bbar</i> and <i>B M Bbar</i> 
341 production, roughly as 
342 <br/><i>
343 Prob(B M Bbar) / (Prob(B Bbar) + Prob(B M Bbar)) = 
344 popcornRate / (0.5 + popcornRate) 
345 </i><br/> 
346 (the complete expression depends on all the quark and diquark production
347 parameters and is therefore not so useful).
348    
349
350 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:popcornSpair &nbsp;</strong> 
351  (<code>default = <strong>0.5</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 1.0</code>)<br/>
352 extra suppression for having an <i>s sbar</i> pair shared between 
353 the <i>B</i> and <i>Bbar</i> in a <i>B M Bbar</i> configuration.
354    
355
356 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:popcornSmeson &nbsp;</strong> 
357  (<code>default = <strong>0.5</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 1.0</code>)<br/>
358 extra suppression for having a strange meson <i>M</i> in a 
359 <i>B M Bbar</i> configuration.
360    
361
362 <p/>
363 Finally, there are some indications that leading-baryon production
364 may be further suppressed. A proper description should probably be 
365 based on a suppression of early production times [<a href="Bibliography.html" target="page">Ede97</a>],
366 but we here only implement a simpler version where production near 
367 the end of a string, as defined by rank, is suppressed. The more 
368 detailed studies suggest that leading <i>c</i> and <i>b</i> baryon 
369 production will be less suppressed, so we leave it open to set 
370 light- and heavy-baryon suppression separately. 
371
372 <p/><code>flag&nbsp; </code><strong> StringFlav:suppressLeadingB &nbsp;</strong> 
373  (<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
374 Suppress leading-baryon production.
375 <br/><code>option </code><strong> off</strong> : No suppression.    
376 <br/><code>option </code><strong> on</strong> : Suppress the production of a diquark in the string
377 breaking closest to a quark end of a string, by either of the factors 
378 below. This suppresses the production of first-rank baryons by the same
379 amount. Indirectly also the second-rank and, if popcorn production is 
380 switched on, third-rank (anti)baryon production is affected.   
381    
382  
383 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:lightLeadingBSup &nbsp;</strong> 
384  (<code>default = <strong>0.5</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 1.0</code>)<br/>
385 extra suppression of leading-baryon production for a light-quark
386 jet, i.e. <i>d</i>, <i>u</i> or <i>s</i>, when 
387 <code>suppressLeadingB = on</code>. Thus 0 means no leading-baryon 
388 production at all, while 1 means full rate.
389    
390  
391 <p/><code>parm&nbsp; </code><strong> StringFlav:heavyLeadingBSup &nbsp;</strong> 
392  (<code>default = <strong>0.9</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>; <code>maximum = 1.0</code>)<br/>
393 extra suppression of leading-baryon production for a heavy-quark
394 jet, i.e. <i>c</i> or <i>b</i>, when 
395 <code>suppressLeadingB = on</code>. Thus 0 means no leading-baryon 
396 production at all, while 1 means full rate.
397    
398   
399 </body>
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