PYTHIA8/pythia8175/phpdoc/CouplingsAndScales.php

   1 <html>
   2 <head>
   3 <title>Couplings and Scales</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='CouplingsAndScales.php'>
  29
  30 <h2>Couplings and Scales</h2>
  31
  32 Here is collected some possibilities to modify the scale choices
  33 of couplings and parton densities for all internally implemented
  34 hard processes. This is based on them all being derived from the
  35 <code>SigmaProcess</code> base class. The matrix-element coding is
  36 also used by the multiparton-interactions machinery, but there with a
  37 separate choice of <i>alpha_strong(M_Z^2)</i> value and running,
  38 and separate PDF scale choices. Also, in <i>2 -> 2</i> and
  39 <i>2 -> 3</i> processes where resonances are produced, their
  40 couplings and thereby their Breit-Wigner shapes are always evaluated
  41 with the resonance mass as scale, irrespective of the choices below.
  42
  43 <h3>Couplings and K factor</h3>
  44
  45 The size of QCD cross sections is mainly determined by
  46 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:alphaSvalue </td><td></td><td> <input type="text" name="1" value="0.1265" size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>0.1265</strong></code>; <code>minimum = 0.06</code>; <code>maximum = 0.25</code>)</td></tr></table>
  47 The <i>alpha_strong</i> value at scale <i>M_Z^2</i>.
  48
  49
  50 <p/>
  51 The actual value is then regulated by the running to the <i>Q^2</i>
  52 renormalization scale, at which <i>alpha_strong</i> is evaluated
  53 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:alphaSorder  </td><td>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>1</strong></code>; <code>minimum = 0</code>; <code>maximum = 2</code>)</td></tr></table>
  54 Order at which <ei>alpha_strong</ei> runs,
  55 <br/>
  56 <input type="radio" name="2" value="0"><strong>0 </strong>: zeroth order, i.e. <ei>alpha_strong</ei> is kept  fixed.<br/>
  57 <input type="radio" name="2" value="1" checked="checked"><strong>1 </strong>: first order, which is the normal value.<br/>
  58 <input type="radio" name="2" value="2"><strong>2 </strong>: second order. Since other parts of the code do  not go to second order there is no strong reason to use this option,  but there is also nothing wrong with it.<br/>
  59
  60 <p/>
  61 QED interactions are regulated by the <i>alpha_electromagnetic</i>
  62 value at the <i>Q^2</i> renormalization scale of an interaction.
  63 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:alphaEMorder  </td><td>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>1</strong></code>; <code>minimum = -1</code>; <code>maximum = 1</code>)</td></tr></table>
  64 The running of <ei>alpha_em</ei> used in hard processes.
  65 <br/>
  66 <input type="radio" name="3" value="1" checked="checked"><strong>1 </strong>: first-order running, constrained to agree with <code>StandardModel:alphaEMmZ</code> at the <ei>Z^0</ei> mass. <br/>
  67 <input type="radio" name="3" value="0"><strong>0 </strong>: zeroth order, i.e. <ei>alpha_em</ei> is kept  fixed at its value at vanishing momentum transfer.<br/>
  68 <input type="radio" name="3" value="-1"><strong>-1 </strong>: zeroth order, i.e. <ei>alpha_em</ei> is kept  fixed, but at <code>StandardModel:alphaEMmZ</code>, i.e. its value at the <ei>Z^0</ei> mass. <br/>
  69
  70 <p/>
  71 In addition there is the possibility of a global rescaling of
  72 cross sections (which could not easily be accommodated by a
  73 changed <i>alpha_strong</i>, since <i>alpha_strong</i> runs)
  74 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:Kfactor </td><td></td><td> <input type="text" name="4" value="1.0" size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>1.0</strong></code>; <code>minimum = 0.5</code>; <code>maximum = 4.0</code>)</td></tr></table>
  75 Multiply almost all cross sections by this common fix factor. Excluded
  76 are only unresolved processes, where cross sections are better
  77 <?php $filepath = $_GET["filepath"];
  78 echo "<a href='TotalCrossSections.php?filepath=".$filepath."' target='page'>";?>set directly</a>, and
  79 multiparton interactions, which have a separate <i>K</i> factor
  80 <?php $filepath = $_GET["filepath"];
  81 echo "<a href='MultipartonInteractions.php?filepath=".$filepath."' target='page'>";?>of their own</a>.
  82 This degree of freedom is primarily intended for hadron colliders, and
  83 should not normally be used for <i>e^+e^-</i> annihilation processes.
  84
  85
  86 <h3>Renormalization scales</h3>
  87
  88 The <i>Q^2</i> renormalization scale can be chosen among a few different
  89 alternatives, separately for <i>2 -> 1</i>, <i>2 -> 2</i> and two
  90 different kinds of <i>2 -> 3</i> processes. In addition a common
  91 multiplicative factor may be imposed.
  92
  93 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:renormScale1  </td><td>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>1</strong></code>; <code>minimum = 1</code>; <code>maximum = 2</code>)</td></tr></table>
  94 The <ei>Q^2</ei> renormalization scale for <ei>2 -> 1</ei> processes.
  95 The same options also apply for those <ei>2 -> 2</ei> and <ei>2 -> 3</ei>
  96 processes that have been specially marked as proceeding only through
  97 an <ei>s</ei>-channel resonance, by the <code>isSChannel()</code> virtual
  98 method of <code>SigmaProcess</code>.
  99 <br/>
 100 <input type="radio" name="5" value="1" checked="checked"><strong>1 </strong>: the squared invariant mass, i.e. <ei>sHat</ei>. <br/>
 101 <input type="radio" name="5" value="2"><strong>2 </strong>: fix scale set in <code>SigmaProcess:renormFixScale</code>  below. <br/>
 102
 103 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:renormScale2  </td><td>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>2</strong></code>; <code>minimum = 1</code>; <code>maximum = 5</code>)</td></tr></table>
 104 The <ei>Q^2</ei> renormalization scale for <ei>2 -> 2</ei> processes.
 105 <br/>
 106 <input type="radio" name="6" value="1"><strong>1 </strong>: the smaller of the squared transverse masses of the two outgoing particles, i.e. <ei>min(mT_3^2, mT_4^2) =  pT^2 + min(m_3^2, m_4^2)</ei>. <br/>
 107 <input type="radio" name="6" value="2" checked="checked"><strong>2 </strong>: the geometric mean of the squared transverse masses of  the two outgoing particles, i.e. <ei>mT_3 * mT_4 =  sqrt((pT^2 + m_3^2) * (pT^2 + m_4^2))</ei>. <br/>
 108 <input type="radio" name="6" value="3"><strong>3 </strong>: the arithmetic mean of the squared transverse masses of  the two outgoing particles, i.e. <ei>(mT_3^2 + mT_4^2) / 2 =  pT^2 + 0.5 * (m_3^2 + m_4^2)</ei>. Useful for comparisons  with PYTHIA 6, where this is the default. <br/>
 109 <input type="radio" name="6" value="4"><strong>4 </strong>: squared invariant mass of the system,  i.e. <ei>sHat</ei>. Useful for processes dominated by  <ei>s</ei>-channel exchange.  <br/>
 110 <input type="radio" name="6" value="5"><strong>5 </strong>: fix scale set in <code>SigmaProcess:renormFixScale</code>  below. <br/>
 111
 112 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:renormScale3  </td><td>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>3</strong></code>; <code>minimum = 1</code>; <code>maximum = 6</code>)</td></tr></table>
 113 The <ei>Q^2</ei> renormalization scale for "normal" <ei>2 -> 3</ei>
 114 processes, i.e excepting the vector-boson-fusion processes below.
 115 Here it is assumed that particle masses in the final state either match
 116 or are heavier than that of any <ei>t</ei>-channel propagator particle.
 117 (Currently only <ei>g g / q qbar -> H^0 Q Qbar</ei> processes are
 118 implemented, where the "match" criterion holds.)
 119 <br/>
 120 <input type="radio" name="7" value="1"><strong>1 </strong>: the smaller of the squared transverse masses of the three outgoing particles, i.e. min(mT_3^2, mT_4^2, mT_5^2). <br/>
 121 <input type="radio" name="7" value="2"><strong>2 </strong>: the geometric mean of the two smallest squared transverse  masses of the three outgoing particles, i.e.  <ei>sqrt( mT_3^2 * mT_4^2 * mT_5^2 / max(mT_3^2, mT_4^2, mT_5^2) )</ei>. <br/>
 122 <input type="radio" name="7" value="3" checked="checked"><strong>3 </strong>: the geometric mean of the squared transverse masses of the  three outgoing particles, i.e. <ei>(mT_3^2 * mT_4^2 * mT_5^2)^(1/3)</ei>. <br/>
 123 <input type="radio" name="7" value="4"><strong>4 </strong>: the arithmetic mean of the squared transverse masses of  the three outgoing particles, i.e. <ei>(mT_3^2 + mT_4^2 + mT_5^2)/3</ei>. <br/>
 124 <input type="radio" name="7" value="5"><strong>5 </strong>: squared invariant mass of the system,  i.e. <ei>sHat</ei>. <br/>
 125 <input type="radio" name="7" value="6"><strong>6 </strong>: fix scale set in <code>SigmaProcess:renormFixScale</code>  below. <br/>
 126
 127 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:renormScale3VV  </td><td>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>3</strong></code>; <code>minimum = 1</code>; <code>maximum = 6</code>)</td></tr></table>
 128 The <ei>Q^2</ei> renormalization scale for <ei>2 -> 3</ei>
 129 vector-boson-fusion processes, i.e. <ei>f_1 f_2 -> H^0 f_3 f_4</ei>
 130 with <ei>Z^0</ei> or <ei>W^+-</ei>  <ei>t</ei>-channel propagators.
 131 Here the transverse masses of the outgoing fermions do not reflect the
 132 virtualities of the exchanged bosons. A better estimate is obtained
 133 by replacing the final-state fermion masses by the vector-boson ones
 134 in the definition of transverse masses. We denote these combinations
 135 <ei>mT_Vi^2 = m_V^2 + pT_i^2</ei>.
 136 <br/>
 137 <input type="radio" name="8" value="1"><strong>1 </strong>: the squared mass <ei>m_V^2</ei> of the exchanged vector boson. <br/>
 138 <input type="radio" name="8" value="2"><strong>2 </strong>: the geometric mean of the two propagator virtuality estimates, i.e. <ei>sqrt(mT_V3^2 * mT_V4^2)</ei>. <br/>
 139 <input type="radio" name="8" value="3" checked="checked"><strong>3 </strong>: the geometric mean of the three relevant squared  transverse masses, i.e. <ei>(mT_V3^2 * mT_V4^2 * mT_H^2)^(1/3)</ei>. <br/>
 140 <input type="radio" name="8" value="4"><strong>4 </strong>: the arithmetic mean of the three relevant squared  transverse masses, i.e. <ei>(mT_V3^2 + mT_V4^2 + mT_H^2)/3</ei>. <br/>
 141 <input type="radio" name="8" value="5"><strong>5 </strong>: squared invariant mass of the system,  i.e. <ei>sHat</ei>. <br/>
 142 <input type="radio" name="8" value="6"><strong>6 </strong>: fix scale set in <code>SigmaProcess:renormFixScale</code>  below. <br/>
 143
 144 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:renormMultFac </td><td></td><td> <input type="text" name="9" value="1." size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>1.</strong></code>; <code>minimum = 0.1</code>; <code>maximum = 10.</code>)</td></tr></table>
 145 The <i>Q^2</i> renormalization scale for <i>2 -> 1</i>,
 146 <i>2 -> 2</i> and <i>2 -> 3</i> processes is multiplied by
 147 this factor relative to the scale described above (except for the options
 148 with a fix scale). Should be use sparingly for <i>2 -> 1</i> processes.
 149
 150
 151 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:renormFixScale </td><td></td><td> <input type="text" name="10" value="10000." size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>10000.</strong></code>; <code>minimum = 1.</code>)</td></tr></table>
 152 A fix <i>Q^2</i> value used as renormalization scale for <i>2 -> 1</i>,
 153 <i>2 -> 2</i> and <i>2 -> 3</i> processes in some of the options above.
 154
 155
 156 <h3>Factorization scales</h3>
 157
 158 Corresponding options exist for the <i>Q^2</i> factorization scale
 159 used as argument in PDF's. Again there is a choice of form for
 160 <i>2 -> 1</i>, <i>2 -> 2</i> and <i>2 -> 3</i> processes separately.
 161 For simplicity we have let the numbering of options agree, for each event
 162 class separately, between normalization and factorization scales, and the
 163 description has therefore been slightly shortened. The default values are
 164 <b>not</b> necessarily the same, however.
 165
 166 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:factorScale1  </td><td>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>1</strong></code>; <code>minimum = 1</code>; <code>maximum = 2</code>)</td></tr></table>
 167 The <ei>Q^2</ei> factorization scale for <ei>2 -> 1</ei> processes.
 168 The same options also apply for those <ei>2 -> 2</ei> and <ei>2 -> 3</ei>
 169 processes that have been specially marked as proceeding only through
 170 an <ei>s</ei>-channel resonance.
 171 <br/>
 172 <input type="radio" name="11" value="1" checked="checked"><strong>1 </strong>: the squared invariant mass, i.e. <ei>sHat</ei>. <br/>
 173 <input type="radio" name="11" value="2"><strong>2 </strong>: fix scale set in <code>SigmaProcess:factorFixScale</code>  below. <br/>
 174
 175 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:factorScale2  </td><td>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>1</strong></code>; <code>minimum = 1</code>; <code>maximum = 5</code>)</td></tr></table>
 176 The <ei>Q^2</ei> factorization scale for <ei>2 -> 2</ei> processes.
 177 <br/>
 178 <input type="radio" name="12" value="1" checked="checked"><strong>1 </strong>: the smaller of the squared transverse masses of the two outgoing particles. <br/>
 179 <input type="radio" name="12" value="2"><strong>2 </strong>: the geometric mean of the squared transverse masses of  the two outgoing particles. <br/>
 180 <input type="radio" name="12" value="3"><strong>3 </strong>: the arithmetic mean of the squared transverse masses of  the two outgoing particles. Useful for comparisons with PYTHIA 6, where  this is the default. <br/>
 181 <input type="radio" name="12" value="4"><strong>4 </strong>: squared invariant mass of the system,  i.e. <ei>sHat</ei>. Useful for processes dominated by  <ei>s</ei>-channel exchange.  <br/>
 182 <input type="radio" name="12" value="5"><strong>5 </strong>: fix scale set in <code>SigmaProcess:factorFixScale</code>  below. <br/>
 183
 184 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:factorScale3  </td><td>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>2</strong></code>; <code>minimum = 1</code>; <code>maximum = 6</code>)</td></tr></table>
 185 The <ei>Q^2</ei> factorization scale for "normal" <ei>2 -> 3</ei>
 186 processes, i.e excepting the vector-boson-fusion processes below.
 187 <br/>
 188 <input type="radio" name="13" value="1"><strong>1 </strong>: the smaller of the squared transverse masses of the three outgoing particles. <br/>
 189 <input type="radio" name="13" value="2" checked="checked"><strong>2 </strong>: the geometric mean of the two smallest squared transverse  masses of the three outgoing particles. <br/>
 190 <input type="radio" name="13" value="3"><strong>3 </strong>: the geometric mean of the squared transverse masses of the  three outgoing particles. <br/>
 191 <input type="radio" name="13" value="4"><strong>4 </strong>: the arithmetic mean of the squared transverse masses of  the three outgoing particles. <br/>
 192 <input type="radio" name="13" value="5"><strong>5 </strong>: squared invariant mass of the system,  i.e. <ei>sHat</ei>. <br/>
 193 <input type="radio" name="13" value="6"><strong>6 </strong>: fix scale set in <code>SigmaProcess:factorFixScale</code>  below. <br/>
 194
 195 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:factorScale3VV  </td><td>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>2</strong></code>; <code>minimum = 1</code>; <code>maximum = 6</code>)</td></tr></table>
 196 The <ei>Q^2</ei> factorization scale for <ei>2 -> 3</ei>
 197 vector-boson-fusion processes, i.e. <ei>f_1 f_2 -> H^0 f_3 f_4</ei>
 198 with <ei>Z^0</ei> or <ei>W^+-</ei>  <ei>t</ei>-channel propagators.
 199 Here we again introduce the combinations <ei>mT_Vi^2 = m_V^2 + pT_i^2</ei>
 200 as replacements for the normal squared transverse masses of the two
 201 outgoing quarks.
 202 <br/>
 203 <input type="radio" name="14" value="1"><strong>1 </strong>: the squared mass <ei>m_V^2</ei> of the exchanged vector boson. <br/>
 204 <input type="radio" name="14" value="2" checked="checked"><strong>2 </strong>: the geometric mean of the two propagator virtuality estimates. <br/>
 205 <input type="radio" name="14" value="3"><strong>3 </strong>: the geometric mean of the three relevant squared  transverse masses. <br/>
 206 <input type="radio" name="14" value="4"><strong>4 </strong>: the arithmetic mean of the three relevant squared  transverse masses. <br/>
 207 <input type="radio" name="14" value="5"><strong>5 </strong>: squared invariant mass of the system,  i.e. <ei>sHat</ei>. <br/>
 208 <input type="radio" name="14" value="6"><strong>6 </strong>: fix scale set in <code>SigmaProcess:factorFixScale</code>  below. <br/>
 209
 210 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:factorMultFac </td><td></td><td> <input type="text" name="15" value="1." size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>1.</strong></code>; <code>minimum = 0.1</code>; <code>maximum = 10.</code>)</td></tr></table>
 211 The <i>Q^2</i> factorization scale for <i>2 -> 1</i>,
 212 <i>2 -> 2</i> and <i>2 -> 3</i> processes is multiplied by
 213 this factor relative to the scale described above (except for the options
 214 with a fix scale). Should be use sparingly for <i>2 -> 1</i> processes.
 215
 216
 217 <br/><br/><table><tr><td><strong>SigmaProcess:factorFixScale </td><td></td><td> <input type="text" name="16" value="10000." size="20"/>  &nbsp;&nbsp;(<code>default = <strong>10000.</strong></code>; <code>minimum = 1.</code>)</td></tr></table>
 218 A fix <i>Q^2</i> value used as factorization scale for <i>2 -> 1</i>,
 219 <i>2 -> 2</i> and <i>2 -> 3</i> processes in some of the options above.
 220
 221
 222 <input type="hidden" name="saved" value="1"/>
 223
 224 <?php
 225 echo "<input type='hidden' name='filepath' value='".$_GET["filepath"]."'/>"?>
 226
 227 <table width="100%"><tr><td align="right"><input type="submit" value="Save Settings" /></td></tr></table>
 228 </form>
 229
 230 <?php
 231
 232 if($_POST["saved"] == 1)
 233 {
 234 $filepath = $_POST["filepath"];
 235 $handle = fopen($filepath, 'a');
 236
 237 if($_POST["1"] != "0.1265")
 238 {
 239 $data = "SigmaProcess:alphaSvalue = ".$_POST["1"]."\n";
 240 fwrite($handle,$data);
 241 }
 242 if($_POST["2"] != "1")
 243 {
 244 $data = "SigmaProcess:alphaSorder = ".$_POST["2"]."\n";
 245 fwrite($handle,$data);
 246 }
 247 if($_POST["3"] != "1")
 248 {
 249 $data = "SigmaProcess:alphaEMorder = ".$_POST["3"]."\n";
 250 fwrite($handle,$data);
 251 }
 252 if($_POST["4"] != "1.0")
 253 {
 254 $data = "SigmaProcess:Kfactor = ".$_POST["4"]."\n";
 255 fwrite($handle,$data);
 256 }
 257 if($_POST["5"] != "1")
 258 {
 259 $data = "SigmaProcess:renormScale1 = ".$_POST["5"]."\n";
 260 fwrite($handle,$data);
 261 }
 262 if($_POST["6"] != "2")
 263 {
 264 $data = "SigmaProcess:renormScale2 = ".$_POST["6"]."\n";
 265 fwrite($handle,$data);
 266 }
 267 if($_POST["7"] != "3")
 268 {
 269 $data = "SigmaProcess:renormScale3 = ".$_POST["7"]."\n";
 270 fwrite($handle,$data);
 271 }
 272 if($_POST["8"] != "3")
 273 {
 274 $data = "SigmaProcess:renormScale3VV = ".$_POST["8"]."\n";
 275 fwrite($handle,$data);
 276 }
 277 if($_POST["9"] != "1.")
 278 {
 279 $data = "SigmaProcess:renormMultFac = ".$_POST["9"]."\n";
 280 fwrite($handle,$data);
 281 }
 282 if($_POST["10"] != "10000.")
 283 {
 284 $data = "SigmaProcess:renormFixScale = ".$_POST["10"]."\n";
 285 fwrite($handle,$data);
 286 }
 287 if($_POST["11"] != "1")
 288 {
 289 $data = "SigmaProcess:factorScale1 = ".$_POST["11"]."\n";
 290 fwrite($handle,$data);
 291 }
 292 if($_POST["12"] != "1")
 293 {
 294 $data = "SigmaProcess:factorScale2 = ".$_POST["12"]."\n";
 295 fwrite($handle,$data);
 296 }
 297 if($_POST["13"] != "2")
 298 {
 299 $data = "SigmaProcess:factorScale3 = ".$_POST["13"]."\n";
 300 fwrite($handle,$data);
 301 }
 302 if($_POST["14"] != "2")
 303 {
 304 $data = "SigmaProcess:factorScale3VV = ".$_POST["14"]."\n";
 305 fwrite($handle,$data);
 306 }
 307 if($_POST["15"] != "1.")
 308 {
 309 $data = "SigmaProcess:factorMultFac = ".$_POST["15"]."\n";
 310 fwrite($handle,$data);
 311 }
 312 if($_POST["16"] != "10000.")
 313 {
 314 $data = "SigmaProcess:factorFixScale = ".$_POST["16"]."\n";
 315 fwrite($handle,$data);
 316 }
 317 fclose($handle);
 318 }
 319
 320 ?>
 321 </body>
 322 </html>
 323
 324 <!-- Copyright (C) 2013 Torbjorn Sjostrand -->