Update to pythi8.170
[u/mrichter/AliRoot.git] / PYTHIA8 / pythia8170 / phpdoc / TotalCrossSections.php
1 <html>
2 <head>
3 <title>Total Cross Sections</title>
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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='TotalCrossSections.php'>
29
30 <h2>Total Cross Sections</h2>
31
32 The <code>SigmaTotal</code> class returns the total, elastic, diffractive 
33 and nondiffractive cross sections in hadronic collisions, and also the
34 slopes of the <i>d(sigma)/dt</i> distributions. Most of the parametrizations 
35 used are from [<a href="Bibliography.php" target="page">Sch94, Sch97</a>] which borrows some of the total cross 
36 sections from [<a href="Bibliography.php" target="page">Don92</a>]. If you use the MBR (Minimum Bias Rockefeller) 
37 model [<a href="Bibliography.php" target="page">Cie12</a>], <code>Diffraction:PomFlux = 5</code>, this model 
38 contains its own parametrizations of all cross sections in <i>p p</i> 
39 and <i>pbar p</i> collisions.
40
41 <p/>
42 There are strong indications that the currently implemented diffractive 
43 cross section parametrizations, which should be in reasonable agreement 
44 with data at lower energies, overestimate the diffractive rate at larger 
45 values. If you wish to explore this (or other) aspect, it is possible to 
46 override the cross section values in two different ways. The first offers 
47 (almost) complete freedom, but needs to be defined separately for each 
48 CM energy, while the second introduces a simpler parametrized damping. 
49 The two cannot be combined. Furthermore the Coulomb term for elastic
50 scattering, which by default is off, can be switched on.
51
52 <p/>
53 The allowed combinations of incoming particles are <i>p + p</i>, 
54 <i>pbar + p</i>, <i>pi+ + p</i>, <i>pi- + p</i>, 
55 <i>pi0/rho0 + p</i>, <i>phi + p</i>, <i>J/psi + p</i>, 
56 <i>rho + rho</i>, <i>rho + phi</i>, <i>rho + J/psi</i>, 
57 <i>phi + phi</i>, <i>phi + J/psi</i>, <i>J/psi + J/psi</i>.   
58 The strong emphasis on vector mesons is related to the description
59 of <i>gamma + p</i> and <i>gamma + gamma</i> interactions in a 
60 Vector Dominance Model framework (which will not be available for some 
61 time to come, so this is a bit of overkill). Nevertheless, the sections
62 below, with allowed variations, are mainly intended to make sense for
63 <i>p + p</i>.
64
65 <h3>Central diffraction</h3>
66
67 Central diffraction (CD), a.k.a. double Pomeron exchange (DPE), was not 
68 part of the framework in [<a href="Bibliography.php" target="page">Sch94</a>]. It has now been added for 
69 multiparticle states, i.e. excluding the resonance region below 1 GeV 
70 mass, as well as other exclusive states, but only for <i>p p</i> or 
71 <i>pbar p</i>. It uses the same proton-Pomeron vertex as in single 
72 diffraction, twice, to describe <i>x_Pomeron</i> and <i>t</i> spectra. 
73 This fixes the energy dependence, which has been integrated and 
74 parametrized. The absolute normalization has been left open, however.
75 Furthermore, since CD has not been included in previous tunes to data,
76 a special flag is available to reproduce the old behaviour (with due
77 complications when one does not want to do this).
78
79 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaTotal:sigmaAXB2TeV </td><td></td><td> <input type="text" name="1" value="1.5" size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>1.5</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)</td></tr></table>
80 The CD cross section for <i>p p</i> and <i>pbar p</i> collisions, 
81 normalized to its value at 2 TeV CM energy, expressed in mb. The energy 
82 dependence is then parametrized, and behaves roughly like 
83 <i>ln^1.5(s)</i>. Is used for the options
84 <code>Diffraction:PomFlux = 1 - 4</code>, while the MBR model 
85 (<code>= 5</code>) has its own parametrization.
86   
87
88 <br/><br/><strong>SigmaTotal:zeroAXB</strong>  <input type="radio" name="2" value="on"><strong>On</strong>
89 <input type="radio" name="2" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
90  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
91 several existing <?php $filepath = $_GET["filepath"];
92 echo "<a href='Tunes.php?filepath=".$filepath."' target='page'>";?>tunes</a> do not include CD. 
93 An inclusion of a nonvanishing CD cross section directly affects 
94 the minbias phenomenology (even if not dramatically), and so
95 this flag is used to switch off the CD cross section in such tunes.
96 You can switch it back on <i>after</i> the selection of a tune, if you
97 so wish. This option has no effect for the MBR model 
98 (<code>Diffraction:PomFlux = 5</code>), where the CD cross section 
99 has been included from the onset.  
100   
101
102 <h3>Set cross sections</h3>
103
104 <br/><br/><strong>SigmaTotal:setOwn</strong>  <input type="radio" name="3" value="on"><strong>On</strong>
105 <input type="radio" name="3" value="off" checked="checked"><strong>Off</strong>
106  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>off</strong></code>)<br/>
107 Allow a user to set own cross sections by hand; on/off = true/false.
108   
109
110 <p/>
111 When <code>SigmaTotal:setOwn = on</code>, the user is expected to set 
112 values for the corresponding cross sections:
113
114 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaTotal:sigmaTot </td><td></td><td> <input type="text" name="4" value="80." size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>80.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)</td></tr></table>
115 Total cross section in mb.
116   
117
118 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaTotal:sigmaEl </td><td></td><td> <input type="text" name="5" value="20." size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>20.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)</td></tr></table>
119 Elastic cross section in mb.
120   
121
122 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaTotal:sigmaXB </td><td></td><td> <input type="text" name="6" value="8." size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>8.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)</td></tr></table>
123 Single Diffractive cross section <i>A + B -> X + B</i> in mb.
124   
125
126 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaTotal:sigmaAX </td><td></td><td> <input type="text" name="7" value="8." size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>8.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)</td></tr></table>
127 Single Diffractive cross section <i>A + B -> A + X</i> in mb.
128   
129
130 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaTotal:sigmaXX </td><td></td><td> <input type="text" name="8" value="4." size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>4.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)</td></tr></table>
131 Double Diffractive cross section <i>A + B -> X_1 + X_2</i> in mb.
132   
133
134 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaTotal:sigmaAXB </td><td></td><td> <input type="text" name="9" value="1." size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>1.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)</td></tr></table>
135 Central Diffractive cross section <i>A + B -> A + X + B</i> in mb.
136   
137
138 <p/>
139 Note that the total cross section subtracted by the elastic and various 
140 diffractive ones gives the inelastic nondiffractive cross section, 
141 which therefore is not set separately. If this cross section evaluates 
142 to be negative the internal parametrizations are used instead of the 
143 ones here. However, since the nondiffractive inelastic cross section 
144 is what makes up the minimum-bias event class, and plays a major role 
145 in the description of multiparton interactions, it is important that a 
146 consistent set is used. 
147
148 <h3>Dampen diffractive cross sections</h3>
149
150 As already noted, unitarization effects may dampen the rise of diffractive
151 cross sections relative to the default parametrizations. The settings
152 here allows one way to introduce a dampening, which is used in some 
153 of the existing <?php $filepath = $_GET["filepath"];
154 echo "<a href='Tunes.php?filepath=".$filepath."' target='page'>";?>tunes</a>.
155
156 <br/><br/><strong>SigmaDiffractive:dampen</strong>  <input type="radio" name="10" value="on"><strong>On</strong>
157 <input type="radio" name="10" value="off"><strong>Off</strong>
158  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>no</strong></code>)<br/>
159 Allow a user to dampen diffractive cross sections; on/off = true/false.
160   
161
162 <p/>
163 When <code>SigmaDiffractive:dampen = on</code>, the three diffractive 
164 cross sections are damped so that they never can exceed the respective 
165 values below. Specifically, if the standard parametrization gives 
166 the cross section <i>sigma_old(s)</i> and a fixed <i>sigma_max</i> 
167 is set, the actual cross section becomes <i>sigma_new(s) 
168 = sigma_old(s) * sigma_max / (sigma_old(s) + sigma_max)</i>. 
169 This reduces to <i>sigma_old(s)</i> at low energies and to 
170 <i>sigma_max</i> at high ones. Note that the asymptotic value 
171 is approached quite slowly, however.
172
173 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaDiffractive:maxXB </td><td></td><td> <input type="text" name="11" value="15." size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>15.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)</td></tr></table>
174 The above <i>sigma_max</i> for <i>A + B -> X + B</i> in mb.
175   
176
177 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaDiffractive:maxAX </td><td></td><td> <input type="text" name="12" value="15." size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>15.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)</td></tr></table>
178 The above <i>sigma_max</i> for <i>A + B -> A + X</i> in mb.
179   
180
181 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaDiffractive:maxXX </td><td></td><td> <input type="text" name="13" value="15." size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>15.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)</td></tr></table>
182 The above <i>sigma_max</i> for <i>A + B -> X_1 + X_2</i> in mb.
183   
184
185 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaDiffractive:maxAXB </td><td></td><td> <input type="text" name="14" value="3." size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>3.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)</td></tr></table>
186 The above <i>sigma_max</i> for <i>A + B -> A + X + B</i> in mb.
187   
188
189 <p/>
190 As above, a reduced diffractive cross section automatically translates
191 into an increased nondiffractive one, such that the total (and elastic)
192 cross section remains fixed. 
193
194  
195 <h3>Set elastic cross section</h3>
196
197 <p/>
198 In the above option the <i>t</i> slopes are based on the internal
199 parametrizations. In addition there is no Coulomb-term contribution
200 to the elastic (or total) cross section, which of course becomes 
201 infinite if this contribution is included. If you have switched on
202 <code>SigmaTotal:setOwn</code> you can further switch on a machinery 
203 to include the Coulomb term, including interference with the conventional
204 strong-interaction Pomeron one [<a href="Bibliography.php" target="page">Ber87</a>]. Then the elastic cross 
205 section is no longer taken from <code>SigmaTotal:sigmaEl</code> but 
206 derived from the parameters below and <code>SigmaTotal:sigmaTot</code>, 
207 using the optical theorem. The machinery is only intended to be used for
208 <i>p p</i> and <i>pbar p</i> collisions. The description of 
209 diffractive events, and especially their slopes, remains unchanged. 
210
211 <br/><br/><strong>SigmaElastic:setOwn</strong>  <input type="radio" name="15" value="on"><strong>On</strong>
212 <input type="radio" name="15" value="off"><strong>Off</strong>
213  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>no</strong></code>)<br/>
214 Allow a user to set parameters for the normalization and shape of the
215 elastic cross section the by hand; yes/no = true/false.
216   
217
218 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaElastic:bSlope </td><td></td><td> <input type="text" name="16" value="18." size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>18.</strong></code>; <code>minimum = 0.</code>)</td></tr></table>
219 the slope <i>b</i> of the strong-interaction term <i>exp(bt)</i>,
220 in units of GeV^-2. 
221   
222
223 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaElastic:rho </td><td></td><td> <input type="text" name="17" value="0.13" size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>0.13</strong></code>; <code>minimum = -1.</code>; <code>maximum = 1.</code>)</td></tr></table>
224 the ratio of the real to the imaginary parts of the nuclear scattering
225 amplitude.
226   
227
228 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaElastic:lambda </td><td></td><td> <input type="text" name="18" value="0.71" size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>0.71</strong></code>; <code>minimum = 0.1</code>; <code>maximum = 2.</code>)</td></tr></table>
229 the main parameter of the electric form factor
230 <i>G(t) = lambda^2 / (lambda + |t|)^2</i>, in units of GeV^2.
231   
232
233 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaElastic:tAbsMin </td><td></td><td> <input type="text" name="19" value="5e-5" size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>5e-5</strong></code>; <code>minimum = 1e-10</code>)</td></tr></table>
234 since the Coulomb contribution is infinite a lower limit on 
235 <i>|t|</i> must be set to regularize the divergence, 
236 in units of GeV^2.
237   
238
239 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaElastic:phaseConst </td><td></td><td> <input type="text" name="20" value="0.577" size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>0.577</strong></code>)</td></tr></table>
240 The Coulomb term is taken to contain a phase factor 
241 <i>exp(+- i alpha phi(t))</i>, with + for <i>p p</i> and - for 
242 <i>pbar p</i>, where <i>phi(t) = - phaseConst - ln(-B t/2)</i>.
243 This constant is model dependent [<a href="Bibliography.php" target="page">Cah82</a>].
244   
245
246 <input type="hidden" name="saved" value="1"/>
247
248 <?php
249 echo "<input type='hidden' name='filepath' value='".$_GET["filepath"]."'/>"?>
250
251 <table width="100%"><tr><td align="right"><input type="submit" value="Save Settings" /></td></tr></table>
252 </form>
253
254 <?php
255
256 if($_POST["saved"] == 1)
257 {
258 $filepath = $_POST["filepath"];
259 $handle = fopen($filepath, 'a');
260
261 if($_POST["1"] != "1.5")
262 {
263 $data = "SigmaTotal:sigmaAXB2TeV = ".$_POST["1"]."\n";
264 fwrite($handle,$data);
265 }
266 if($_POST["2"] != "off")
267 {
268 $data = "SigmaTotal:zeroAXB = ".$_POST["2"]."\n";
269 fwrite($handle,$data);
270 }
271 if($_POST["3"] != "off")
272 {
273 $data = "SigmaTotal:setOwn = ".$_POST["3"]."\n";
274 fwrite($handle,$data);
275 }
276 if($_POST["4"] != "80.")
277 {
278 $data = "SigmaTotal:sigmaTot = ".$_POST["4"]."\n";
279 fwrite($handle,$data);
280 }
281 if($_POST["5"] != "20.")
282 {
283 $data = "SigmaTotal:sigmaEl = ".$_POST["5"]."\n";
284 fwrite($handle,$data);
285 }
286 if($_POST["6"] != "8.")
287 {
288 $data = "SigmaTotal:sigmaXB = ".$_POST["6"]."\n";
289 fwrite($handle,$data);
290 }
291 if($_POST["7"] != "8.")
292 {
293 $data = "SigmaTotal:sigmaAX = ".$_POST["7"]."\n";
294 fwrite($handle,$data);
295 }
296 if($_POST["8"] != "4.")
297 {
298 $data = "SigmaTotal:sigmaXX = ".$_POST["8"]."\n";
299 fwrite($handle,$data);
300 }
301 if($_POST["9"] != "1.")
302 {
303 $data = "SigmaTotal:sigmaAXB = ".$_POST["9"]."\n";
304 fwrite($handle,$data);
305 }
306 if($_POST["10"] != "no")
307 {
308 $data = "SigmaDiffractive:dampen = ".$_POST["10"]."\n";
309 fwrite($handle,$data);
310 }
311 if($_POST["11"] != "15.")
312 {
313 $data = "SigmaDiffractive:maxXB = ".$_POST["11"]."\n";
314 fwrite($handle,$data);
315 }
316 if($_POST["12"] != "15.")
317 {
318 $data = "SigmaDiffractive:maxAX = ".$_POST["12"]."\n";
319 fwrite($handle,$data);
320 }
321 if($_POST["13"] != "15.")
322 {
323 $data = "SigmaDiffractive:maxXX = ".$_POST["13"]."\n";
324 fwrite($handle,$data);
325 }
326 if($_POST["14"] != "3.")
327 {
328 $data = "SigmaDiffractive:maxAXB = ".$_POST["14"]."\n";
329 fwrite($handle,$data);
330 }
331 if($_POST["15"] != "no")
332 {
333 $data = "SigmaElastic:setOwn = ".$_POST["15"]."\n";
334 fwrite($handle,$data);
335 }
336 if($_POST["16"] != "18.")
337 {
338 $data = "SigmaElastic:bSlope = ".$_POST["16"]."\n";
339 fwrite($handle,$data);
340 }
341 if($_POST["17"] != "0.13")
342 {
343 $data = "SigmaElastic:rho = ".$_POST["17"]."\n";
344 fwrite($handle,$data);
345 }
346 if($_POST["18"] != "0.71")
347 {
348 $data = "SigmaElastic:lambda = ".$_POST["18"]."\n";
349 fwrite($handle,$data);
350 }
351 if($_POST["19"] != "5e-5")
352 {
353 $data = "SigmaElastic:tAbsMin = ".$_POST["19"]."\n";
354 fwrite($handle,$data);
355 }
356 if($_POST["20"] != "0.577")
357 {
358 $data = "SigmaElastic:phaseConst = ".$_POST["20"]."\n";
359 fwrite($handle,$data);
360 }
361 fclose($handle);
362 }
363
364 ?>
365 </body>
366 </html>
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