PYTHIA8/pythia8175/examples/main26.cc

   1 // main26.cc is a part of the PYTHIA event generator.
   2 // Copyright (C) 2013 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 // This is a test program for the extra dimensions processes.
   7 // Author: Stefan Ask (Stefan DOT Ask AT cern DOT ch)
   8 // Documentation: S. Ask et al., arXiv:0809.4750 and arXiv:0912.4233
   9
  10 #include "Pythia.h"
  11
  12 using namespace Pythia8;
  13
  14 // The main program.
  15 int main() {
  16
  17   // Test cases
  18   // 1  = Jet + G       (real G emission)
  19   // 2  = Jet + U       (real U emission)
  20   // 3  = Z + G         (real G emission)
  21   // 4  = Z + U         (real U emission)
  22   // 5  = gamma gamma   (LED G* exchange)
  23   // 6  = l lbar        (LED U* exchange).
  24   //      Note: charged leptons only!
  25   // 7  = Z_KK/gamma_KK (TEV ED resonance)
  26   // 8  = G*            (RS resonance, SM on the TeV brane)
  27   // 9  = kk-gluon*     (RS resonance)
  28   int nTest = 1;
  29
  30   // Number of events to generate. Max number of errors.
  31   int nEvent     = 1000;
  32   int nAbort     = 50;
  33
  34   // Pythia generator.
  35   Pythia pythia;
  36
  37   // PYTHIA paramters:
  38   pythia.readString("PhaseSpace:showViolation = off");
  39
  40   // Test case parameters
  41   if (nTest == 1) {
  42     pythia.readString("ExtraDimensionsLED:monojet = on");
  43     pythia.readString("ExtraDimensionsLED:n = 4");
  44     pythia.readString("ExtraDimensionsLED:MD = 4000.");
  45     pythia.readString("ExtraDimensionsLED:CutOffmode = 3");
  46     pythia.readString("ExtraDimensionsLED:t = 2");
  47     pythia.readString("5000039:m0 = 2500.");
  48     pythia.readString("5000039:mWidth = 1500.");
  49     pythia.readString("5000039:mMin = 1.");
  50     pythia.readString("5000039:mMax = 13990.");
  51     pythia.readString("PhaseSpace:pTHatMin = 700.");
  52   } else if (nTest == 2){
  53     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:gg2Ug = off");
  54     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:qg2Uq = on");
  55     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:qqbar2Ug = on");
  56     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:spinU = 1");
  57     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:dU = 1.2");
  58     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:LambdaU = 1000");
  59     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:lambda = 1.0");
  60     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:CutOffmode = 0");
  61     pythia.readString("5000039:m0 = 300.");
  62     pythia.readString("5000039:mWidth = 500.");
  63     pythia.readString("5000039:mMin = 1.");
  64     pythia.readString("5000039:mMax = 13990.");
  65     pythia.readString("PhaseSpace:pTHatMin = 700.");
  66   } else if (nTest == 3){
  67     pythia.readString("ExtraDimensionsLED:ffbar2GZ = on");
  68     pythia.readString("ExtraDimensionsLED:n = 6");
  69     pythia.readString("ExtraDimensionsLED:MD = 2000.");
  70     pythia.readString("ExtraDimensionsLED:CutOffmode = 1");
  71     pythia.readString("5000039:m0 = 3000.");
  72     pythia.readString("5000039:mWidth = 1500.");
  73     pythia.readString("5000039:mMin = 1.");
  74     pythia.readString("5000039:mMax = 13990.");
  75     pythia.readString("PhaseSpace:pTHatMin = 50.");
  76   } else if (nTest == 4){
  77     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:ffbar2UZ = on");
  78     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:spinU = 1");
  79     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:dU = 2.0");
  80     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:LambdaU = 1000");
  81     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:lambda = 1.000");
  82     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:CutOffmode = 0");
  83     pythia.readString("5000039:m0 = 500.");
  84     pythia.readString("5000039:mWidth = 1000.");
  85     pythia.readString("5000039:mMin = 1.");
  86     pythia.readString("5000039:mMax = 13990.");
  87     pythia.readString("PhaseSpace:pTHatMin = 50.");
  88   } else if (nTest == 5){
  89     pythia.readString("ExtraDimensionsLED:ffbar2gammagamma = on");
  90     pythia.readString("ExtraDimensionsLED:gg2gammagamma = on");
  91     pythia.readString("ExtraDimensionsLED:LambdaT = 3300.");
  92     pythia.readString("PhaseSpace:mHatMin = 800.");
  93   } else if (nTest == 6){
  94     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:ffbar2llbar = on");
  95     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:gg2llbar = off");
  96     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:spinU = 1");
  97     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:dU = 1.3");
  98     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:LambdaU = 1000");
  99     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:lambda = 1.0");
 100     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:gXX = 0");
 101     pythia.readString("ExtraDimensionsUnpart:gXY = 0");
 102     pythia.readString("PhaseSpace:mHatMin = 300.");
 103   } else if (nTest == 7){
 104     pythia.readString("ExtraDimensionsTEV:ffbar2mu+mu- = on");
 105     pythia.readString("ExtraDimensionsTEV:gmZmode = 3");
 106     pythia.readString("ExtraDimensionsTEV:nMax = 100");
 107     pythia.readString("ExtraDimensionsTEV:mStar = 4000");
 108     pythia.readString("PhaseSpace:mHatMin = 1000");
 109     pythia.readString("PhaseSpace:mHatMax = 6000");
 110     pythia.readString("5000023:isResonance = false");
 111   } else if (nTest == 8){
 112     pythia.readString("ExtraDimensionsG*:all = on");
 113   } else if (nTest == 9){
 114     pythia.readString("ExtraDimensionsG*:qqbar2KKgluon* = on");
 115     pythia.readString("ExtraDimensionsG*:KKintMode = 2");
 116     pythia.readString("ExtraDimensionsG*:KKgqR = -0.2");
 117     pythia.readString("ExtraDimensionsG*:KKgqL = -0.2");
 118     pythia.readString("ExtraDimensionsG*:KKgbR = -0.2");
 119     pythia.readString("ExtraDimensionsG*:KKgbL = 1.0");
 120     pythia.readString("ExtraDimensionsG*:KKgtR = 5.0");
 121     pythia.readString("ExtraDimensionsG*:KKgtL = 1.0");
 122     pythia.readString("5100021:m0 = 2000");
 123   }
 124
 125   // Switch off sophisticated tau treatment: not yet matched to SUSY.
 126   pythia.readString("ParticleDecays:sophisticatedTau = 0");
 127
 128   // Initialization for LHC.
 129   pythia.readString("Beams:eCM = 14000.");
 130   pythia.init();
 131
 132   // Validation histograms
 133   Hist hEtjet("dN/dETjet: monojet check", 100, 0., 7000.);
 134   Hist hMass("dN/m: graviton mass spectrum", 100, 0., 7000.);
 135
 136   // Begin event loop.
 137   int iAbort = 0;
 138   for (int iEvent = 0; iEvent < nEvent; ++iEvent) {
 139
 140     // Generate events. Quit if many failures.
 141     if (!pythia.next()) {
 142       if (++iAbort < nAbort) continue;
 143       std::cout << " Event generation aborted prematurely, owing to error!\n";
 144       break;
 145     }
 146
 147     // Checked particle index
 148     int tmp_monojet = -1;
 149
 150     // Particle loop
 151     for (int iPart = 0; iPart < pythia.event.size(); ++iPart) {
 152
 153       // From hard process (inital = 21, interm.=22, final=23 state)
 154       if (pythia.event[iPart].statusAbs()  == 22) {
 155
 156         // Find Z_KK/gamma_KK or kk-gluon
 157         if( pythia.event[iPart].idAbs() == 5000023
 158          || pythia.event[iPart].idAbs() == 5100021
 159          || pythia.event[iPart].idAbs() == 5100039){
 160           hMass.fill( pythia.event[iPart].m() );
 161         }
 162
 163       } else if ( pythia.event[iPart].statusAbs()  == 23 ) {
 164
 165         // Find graviton/unparticle
 166         if( pythia.event[iPart].idAbs() == 5000039){
 167           hMass.fill( pythia.event[iPart].m() );
 168         }
 169
 170         // Find mono-jets
 171         if (nTest == 1 || nTest == 2) {
 172           if ( pythia.event[iPart].idAbs() <= 6
 173             || pythia.event[iPart].idAbs() == 21 ){
 174             if (tmp_monojet >= 0) {
 175               std::cout << "More than one (hard process) mono-jet ! \n";
 176             } else {
 177               tmp_monojet  = iPart;
 178             }
 179           }
 180         }
 181
 182       }
 183     }
 184
 185     // Validation mono-jet wrt G.Giudice et al. paper [hep-ph/9811291v2]
 186     if (tmp_monojet >= 0) {
 187       double tmp_eta = pythia.event[tmp_monojet].eta();
 188       double tmp_et = pythia.event[tmp_monojet].eT();
 189       double tmp_et_cut = 1000;
 190       if ( tmp_et >=  tmp_et_cut && abs(tmp_eta) < 3 ) {
 191         hEtjet.fill( fabs(tmp_et) );
 192       }
 193     }
 194
 195   }
 196
 197   // Final statistics.
 198   pythia.stat();
 199   cout << hMass << hEtjet;
 200
 201   return 0;
 202 }