PYTHIA8/pythia8170/phpdoc/MadGraph5Processes.php

   1 <html>
   2 <head>
   3 <title>MadGraph 5 Processes</title>
   4 <link rel="stylesheet" type="text/css" href="pythia.css"/>
   5 <link rel="shortcut icon" href="pythia32.gif"/>
   6 </head>
   7 <body>
   8
   9 <script language=javascript type=text/javascript>
  10 function stopRKey(evt) {
  11 var evt = (evt) ? evt : ((event) ? event : null);
  12 var node = (evt.target) ? evt.target :((evt.srcElement) ? evt.srcElement : null);
  13 if ((evt.keyCode == 13) && (node.type=="text"))
  14 {return false;}
  15 }
  16
  17 document.onkeypress = stopRKey;
  18 </script>
  19 <?php
  20 if($_POST['saved'] == 1) {
  21 if($_POST['filepath'] != "files/") {
  22 echo "<font color='red'>SETTINGS SAVED TO FILE</font><br/><br/>"; }
  23 else {
  24 echo "<font color='red'>NO FILE SELECTED YET.. PLEASE DO SO </font><a href='SaveSettings.php'>HERE</a><br/><br/>"; }
  25 }
  26 ?>
  27
  28 <form method='post' action='MadGraph5Processes.php'>
  29
  30 <h2>MadGraph 5 Processes</h2>
  31
  32 By far the easiest way to implement new processes into PYTHIA 8 is
  33 by using the matrix-element generator MadGraph 5. This program has
  34 an option to output the results of a matrix-element calculation
  35 as a set of PYTHIA 8 C++ classes (plus further auxiliary code),
  36 that can then be linked and used as
  37 <?php $filepath = $_GET["filepath"];
  38 echo "<a href='SemiInternalProcesses.php?filepath=".$filepath."' target='page'>";?>semi-internal</a> processes,
  39 meaning they are handled identically with normal internal ones.
  40 This way, MadGraph 5 can be used to implement processes from
  41 any model that can be written in  terms of a Lagrangian. Any
  42 <i>2 -> 1</i>, <i>2 -> 2</i> and <i>2 -> 3</i> processes
  43 can be implemented, the limit being set by the absence of efficient
  44 phase space generator algorithms for higher multiplicities in
  45 PYTHIA. Features such as <i>s</i>-channel resonances are
  46 automatically implemented in the process classes.  Besides the process
  47 library and necessary model files, also an example main program is
  48 generated for each set of processes, which can be easily modified to
  49 perform the desired analyses.
  50
  51 <p/>
  52 In order to create a PYTHIA 8 process library with MadGraph 5, first
  53 download the MadGraph 5 package from
  54 <a href="https://launchpad.net/madgraph5" target="page">
  55 https://launchpad.net/madgraph5</a>, and untar the package. You can
  56 then specify the location of your <code>pythia81xx</code> directory
  57 in the file <code>input/mg5_configuration.txt</code>:
  58 <br/><code>pythia8_path = ./pythia81xx</code>
  59 <br/>The location can be either relative (to the directory
  60 <code>MadGraph5_v_x_x_x/.</code>) or absolute.
  61
  62 <p/>
  63 For any model that is already implemented in the MadGraph 5 package,
  64 you can directly use the model. Start the MadGraph 5 interface
  65 <code>bin/mg5</code>, and do:
  66 <pre>
  67 import model model_name
  68 generate your_process_in_mg5_syntax
  69 add process your_next_process_in_mg5_syntax
  70 ...
  71 output pythia8 [path_to_pythia81xx_directory]
  72 </pre>
  73
  74 <p/>
  75 For examples of MG5 process syntax, please see
  76 <a href="http://madgraph.phys.ucl.ac.be/EXAMPLES/example_mg5.html"
  77 target="page">http://madgraph.phys.ucl.ac.be/EXAMPLES/example_mg5.html</a>
  78 or type <code>help generate</code>. If you specified the path to the
  79 <code>pythia81xx</code> directory in the <code>mg5_configuration</code>
  80 file, you do not need to enter it in the <code>output</code> command.
  81
  82 <p/>
  83 If your preferred model is found on the FeynRules model wiki page,
  84 <a href="http://feynrules.irmp.ucl.ac.be/wiki/ModelDatabaseMainPage"
  85 target="page">http://feynrules.irmp.ucl.ac.be/wiki/ModelDatabaseMainPage</a>,
  86 download the UFO (Universal FeynRules Output) tar file for the model,
  87 untar in the <code>models/</code> directory, and use as above.
  88
  89 <p/>
  90 If you want to implement a new model which has not yet been implemented,
  91 you can do this either using the Mathematica package FeynRules (see
  92 <a href="http://feynrules.irmp.ucl.ac.be/" target="page">
  93 http://feynrules.irmp.ucl.ac.be/</a>) or directly edit the UFO model
  94 files of the most similar model in the <code>models/</code> directory.
  95
  96 <p/>
  97 The resulting output from the <code>output pythia8</code> command is:
  98 <ul>
  99 <li>A process directory <code>Processes_modelname</code> with the
 100 model information and the files needed for all processes defined for
 101 this model, placed in the <code>pythia81xx</code> main directory.
 102 The model files are <code>Parameters_modelname.h/cc</code> and
 103 <code>HelAmps_modelname.h/cc</code>, and the process files for each
 104 process class (with the same mass, spin and color of the initial/final
 105 state particles) are called <code>Sigma_modelname_processname.h/cc</code>.
 106 The directory also contains a <code>makefile</code> and a model parameter
 107 file <code>param_card_modelname.dat</code>.</li>
 108 <li>An example main program in the directory <code>examples/</code>
 109 (in the <code>pythia81xx</code> main directory) called
 110 <code>main_modelname_N.cc</code> and a corresponding makefile
 111 <code>Makefile_modelname_N</code>. This main program links in the
 112 process classes in the process directory described above. To run the
 113 example main program, just go to the <code>examples/</code>
 114 directory and run
 115 <br/><code>make -f Makefile_modelname_N</code>
 116 <br/>or run <code>launch</code> directly inside the MadGraph 5
 117 command line interface.</li>
 118 </ul>
 119
 120 <p/>
 121 Note that in order for PYTHIA 8 to be able to automatically decay any
 122 new particles, it is necessary to specify the branching ratios of the
 123 particles in the <code>param_card</code> file, see
 124 [<a href="Bibliography.php" target="page">Ska04,Alw07</a>] for details.
 125
 126 <p/>
 127 For further technical details, please see the MadGraph 5 release paper
 128 [<a href="Bibliography.php" target="page">Alw11</a>] and the
 129 <?php $filepath = $_GET["filepath"];
 130 echo "<a href='SemiInternalProcesses.php?filepath=".$filepath."' target='page'>";?>semi-internal</a> processes page.
 131
 132 <p/>
 133 Of course, as with MadGraph 4, MadGraph 5 can also output
 134 files of parton-level events according to the
 135 <?php $filepath = $_GET["filepath"];
 136 echo "<a href='LesHouchesAccord.php?filepath=".$filepath."' target='page'>";?>LHEF</a> standard,
 137 that can be read in and processed further by PYTHIA 8.
 138 The advantage is that then the MadGraph 5 phase space generator
 139 can be used, which opens up for processes with more than three
 140 particles in the final state. The disadvantages are that it is less
 141 easy to mix and match with existing PYTHIA processes, and that one
 142 needs to regenerate and store large LHEF files for different
 143 kinematics cuts or parameter values.
 144
 145 <p/>
 146 Please cite the MadGraph 5 release paper [<a href="Bibliography.php" target="page">Alw11</a>] if you use
 147 MadGraph 5 to generate process libraries for PYTHIA 8.
 148
 149 </body>
 150 </html>
 151
 152 <!-- Copyright (C) 2012 Torbjorn Sjostrand -->