TEvtGen/EvtGenBase/EvtParticleDecayList.cxx

   1 //--------------------------------------------------------------------------
   2 //
   3 // Environment:
   4 //      This software is part of the EvtGen package developed jointly
   5 //      for the BaBar and CLEO collaborations.  If you use all or part
   6 //      of it, please give an appropriate acknowledgement.
   7 //
   8 // Copyright Information: See EvtGen/COPYRIGHT
   9 //      Copyright (C) 1998      Caltech, UCSB
  10 //
  11 // Module: EvtDecayParm.cc
  12 //
  13 // Description: Store decay parameters for one decay.
  14 //
  15 // Modification history:
  16 //
  17 //    RYD     April 5, 1997         Module created
  18 //
  19 //------------------------------------------------------------------------
  20 //
  21 #include "EvtGenBase/EvtPatches.hh"
  22 #include "EvtGenBase/EvtPatches.hh"
  23 #include <iostream>
  24 #include <fstream>
  25 #include <stdlib.h>
  26 #include <ctype.h>
  27 #include "EvtGenBase/EvtParticleDecayList.hh"
  28 #include "EvtGenBase/EvtParticle.hh"
  29 #include "EvtGenBase/EvtRandom.hh"
  30 #include "EvtGenBase/EvtReport.hh"
  31 #include "EvtGenBase/EvtPDL.hh"
  32 #include "EvtGenBase/EvtStatus.hh"
  33 using std::endl;
  34 using std::fstream;
  35
  36 EvtParticleDecayList::EvtParticleDecayList(const EvtParticleDecayList &o) {
  37   _nmode=o._nmode;
  38   _rawbrfrsum=o._rawbrfrsum;
  39   _decaylist=new EvtParticleDecayPtr[_nmode];
  40
  41   int i;
  42   for(i=0;i<_nmode;i++){
  43     _decaylist[i]=new EvtParticleDecay;
  44
  45     EvtDecayBase *tModel=o._decaylist[i]->getDecayModel();
  46
  47     EvtDecayBase *tModelNew=tModel->clone();
  48     if (tModel->getPHOTOS()){
  49       tModelNew->setPHOTOS();
  50     }
  51     if (tModel->verbose()){
  52       tModelNew->setVerbose();
  53     }
  54     if (tModel->summary()){
  55       tModelNew->setSummary();
  56     }
  57     std::vector<std::string> args;
  58     int j;
  59     for(j=0;j<tModel->getNArg();j++){
  60       args.push_back(tModel->getArgStr(j));
  61     }
  62     tModelNew->saveDecayInfo(tModel->getParentId(),tModel->getNDaug(),
  63                              tModel->getDaugs(),
  64                              tModel->getNArg(),
  65                              args,
  66                              tModel->getModelName(),
  67                              tModel->getBranchingFraction());
  68     _decaylist[i]->setDecayModel(tModelNew);
  69
  70     _decaylist[i]->setBrfrSum(o._decaylist[i]->getBrfrSum());
  71     _decaylist[i]->setMassMin(o._decaylist[i]->getMassMin());
  72   }
  73
  74
  75 }
  76
  77
  78 EvtParticleDecayList::~EvtParticleDecayList(){
  79
  80   int i;
  81   for(i=0;i<_nmode;i++){
  82     delete _decaylist[i];
  83   }
  84
  85   if (_decaylist!=0) delete [] _decaylist;
  86 }
  87
  88 void EvtParticleDecayList::printSummary(){
  89
  90   int i;
  91   for(i=0;i<_nmode;i++){
  92     _decaylist[i]->printSummary();
  93   }
  94
  95 }
  96
  97 void EvtParticleDecayList::removeDecay(){
  98
  99   int i;
 100   for(i=0;i<_nmode;i++){
 101     delete _decaylist[i];
 102   }
 103
 104   delete [] _decaylist;
 105   _decaylist=0;
 106   _nmode=0;
 107   _rawbrfrsum=0.0;
 108
 109 }
 110
 111
 112 EvtDecayBase* EvtParticleDecayList::getDecayModel(EvtParticle *p){
 113
 114   if (p->getNDaug()!=0) {
 115     assert(p->getChannel()>=0);
 116     return getDecay(p->getChannel()).getDecayModel();
 117   }
 118   if (p->getChannel() >(-1) ) {
 119     return getDecay(p->getChannel()).getDecayModel();
 120   }
 121
 122
 123   if (getNMode()==0 ) {
 124     return 0;
 125   }
 126   if (getRawBrfrSum()<0.00000001 ) {
 127     return 0;
 128   }
 129
 130   if (getNMode()==1) {
 131     p->setChannel(0);
 132     return getDecay(0).getDecayModel();
 133   }
 134
 135   if (p->getChannel() >(-1)) {
 136     report(ERROR,"EvtGen") << "Internal error!!!"<<endl;
 137     ::abort();
 138   }
 139
 140   int j;
 141
 142   for (j=0;j<10000000;j++){
 143
 144     double u=EvtRandom::Flat();
 145
 146     int i;
 147     bool breakL=false;
 148     for (i=0;i<getNMode();i++) {
 149
 150       if ( breakL ) continue;
 151       if (u<getDecay(i).getBrfrSum()) {
 152         breakL=true;
 153         //special case for decay of on particel to another
 154         // e.g. K0->K0S
 155
 156         if (getDecay(i).getDecayModel()->getNDaug()==1 ) {
 157           p->setChannel(i);
 158           return getDecay(i).getDecayModel();
 159         }
 160
 161         if ( p->hasValidP4() ) {
 162           if (getDecay(i).getMassMin() < p->mass() ) {
 163             p->setChannel(i);
 164             return getDecay(i).getDecayModel();
 165           }
 166         }
 167         else{
 168             //Lange apr29-2002 - dont know the mass yet
 169             p->setChannel(i);
 170             return getDecay(i).getDecayModel();
 171         }
 172       }
 173     }
 174   }
 175
 176   //Ok, we tried 10000000 times above to pick a decay channel that is
 177   //kinematically allowed! Now we give up and search all channels!
 178   //if that fails, the particle will not be decayed!
 179
 180   report(ERROR,"EvtGen") << "Tried 10000000 times to generate decay of "
 181                          << EvtPDL::name(p->getId())<< " with mass="<<p->mass()<<endl;
 182   report(ERROR,"EvtGen") << "Will take first kinematically allowed decay in the decay table"
 183                          <<endl;
 184
 185   int i;
 186
 187   //Need to check that we don't use modes with 0 branching fractions.
 188   double previousBrSum=0.0;
 189   for (i=0;i<getNMode();i++) {
 190       if(getDecay(i).getBrfrSum()!=previousBrSum){
 191           if ( getDecay(i).getMassMin() < p->mass() ) {
 192               p->setChannel(i);
 193               return getDecay(i).getDecayModel();
 194           }
 195       }
 196       previousBrSum=getDecay(i).getBrfrSum();
 197   }
 198
 199   report(ERROR,"EvtGen") << "Could not decay:"
 200                          <<EvtPDL::name(p->getId()).c_str()
 201                          <<" with mass:"<<p->mass()
 202                          <<" will throw event away! "<<endl;
 203
 204   EvtStatus::setRejectFlag();
 205   return 0;
 206
 207 }
 208
 209
 210 void EvtParticleDecayList::setNMode(int nmode){
 211
 212   EvtParticleDecayPtr* _decaylist_new= new EvtParticleDecayPtr[nmode];
 213
 214   if (_nmode!=0){
 215     report(ERROR,"EvtGen") << "Error _nmode not equal to zero!!!"<<endl;
 216     ::abort();
 217   }
 218   if (_decaylist!=0) {
 219     delete [] _decaylist;
 220   }
 221   _decaylist=_decaylist_new;
 222   _nmode=nmode;
 223
 224 }
 225
 226
 227 EvtParticleDecay& EvtParticleDecayList::getDecay(int nchannel) {
 228   if (nchannel>=_nmode) {
 229     report(ERROR,"EvtGen") <<"Error getting channel:"
 230                            <<nchannel<<" with only "<<_nmode
 231                            <<" stored!"<<endl;
 232     ::abort();
 233   }
 234   return *(_decaylist[nchannel]);
 235 }
 236
 237 void EvtParticleDecayList::makeChargeConj(EvtParticleDecayList* conjDecayList){
 238
 239   _rawbrfrsum=conjDecayList->_rawbrfrsum;
 240
 241   setNMode(conjDecayList->_nmode);
 242
 243   int i;
 244
 245   for(i=0;i<_nmode;i++){
 246     _decaylist[i]=new EvtParticleDecay;
 247     _decaylist[i]->chargeConj(conjDecayList->_decaylist[i]);
 248   }
 249
 250 }
 251
 252 void EvtParticleDecayList::addMode(EvtDecayBase* decay, double brfrsum,
 253                                    double massmin){
 254
 255   EvtParticleDecayPtr* newlist=new EvtParticleDecayPtr[_nmode+1];
 256
 257   int i;
 258   for(i=0;i<_nmode;i++){
 259     newlist[i]=_decaylist[i];
 260   }
 261
 262   _rawbrfrsum=brfrsum;
 263
 264   newlist[_nmode]=new EvtParticleDecay;
 265
 266   newlist[_nmode]->setDecayModel(decay);
 267   newlist[_nmode]->setBrfrSum(brfrsum);
 268   newlist[_nmode]->setMassMin(massmin);
 269
 270   EvtDecayBase *newDec=newlist[_nmode]->getDecayModel();
 271   for(i=0;i<_nmode;i++){
 272     if ( newDec->matchingDecay(*(newlist[i]->getDecayModel())) ) {
 273
 274       //sometimes its ok..
 275       if ( newDec->getModelName() == "JETSET" || newDec->getModelName() == "PYTHIA" ) continue;
 276       if ( newDec->getModelName() == "JSCONT" || newDec->getModelName() == "PYCONT" ) continue;
 277       if ( newDec->getModelName() == "PYGAGA"  ) continue;
 278       if ( newDec->getModelName() == "LUNDAREALAW" ) continue;
 279       report(ERROR,"EvtGen") << "Two matching decays with same parent in decay table\n";
 280       report(ERROR,"EvtGen") << "Please fix that\n";
 281       report(ERROR,"EvtGen") << "Parent " << EvtPDL::name(newDec->getParentId()).c_str() << endl;
 282       for (int j=0; j<newDec->getNDaug(); j++)
 283         report(ERROR,"EvtGen") << "Daughter " << EvtPDL::name(newDec->getDaug(j)).c_str() << endl;
 284       assert(0);
 285     }
 286   }
 287
 288   if (_nmode!=0){
 289     delete [] _decaylist;
 290   }
 291
 292   if ( ( _nmode == 0 ) && ( _decaylist != 0 ) ) delete [] _decaylist ;
 293
 294   _nmode++;
 295
 296   _decaylist=newlist;
 297
 298 }
 299
 300
 301 void EvtParticleDecayList::finalize(){
 302
 303   if (_nmode>0) {
 304     if ( _rawbrfrsum< 0.000001 ) {
 305       report(ERROR,"EvtGen") << "Please give me a "
 306                              <<    "branching fraction sum greater than 0\n";
 307       assert(0);
 308     }
 309     if (fabs(_rawbrfrsum-1.0)>0.0001) {
 310       report(INFO,"EvtGen") <<"Warning, sum of branching fractions for "
 311                             <<EvtPDL::name(_decaylist[0]->getDecayModel()->getParentId()).c_str()
 312                             <<" is "<<_rawbrfrsum<<endl;
 313       report(INFO,"EvtGen") << "rescaled to one! "<<endl;
 314
 315     }
 316
 317     int i;
 318
 319     for(i=0;i<_nmode;i++){
 320       double brfrsum=_decaylist[i]->getBrfrSum()/_rawbrfrsum;
 321       _decaylist[i]->setBrfrSum(brfrsum);
 322     }
 323
 324   }
 325
 326 }
 327
 328
 329 EvtParticleDecayList& EvtParticleDecayList::operator=(const EvtParticleDecayList &o) {
 330    if (this != &o) {
 331       removeDecay();
 332       _nmode=o._nmode;
 333       _rawbrfrsum=o._rawbrfrsum;
 334       _decaylist=new EvtParticleDecayPtr[_nmode];
 335
 336       int i;
 337       for(i=0;i<_nmode;i++){
 338        _decaylist[i]=new EvtParticleDecay;
 339
 340        EvtDecayBase *tModel=o._decaylist[i]->getDecayModel();
 341
 342        EvtDecayBase *tModelNew=tModel->clone();
 343        if (tModel->getPHOTOS()){
 344           tModelNew->setPHOTOS();
 345        }
 346        if (tModel->verbose()){
 347           tModelNew->setVerbose();
 348        }
 349        if (tModel->summary()){
 350           tModelNew->setSummary();
 351        }
 352        std::vector<std::string> args;
 353        int j;
 354        for(j=0;j<tModel->getNArg();j++){
 355           args.push_back(tModel->getArgStr(j));
 356        }
 357        tModelNew->saveDecayInfo(tModel->getParentId(),tModel->getNDaug(),
 358                                 tModel->getDaugs(),
 359                                 tModel->getNArg(),
 360                                 args,
 361                                 tModel->getModelName(),
 362                                 tModel->getBranchingFraction());
 363        _decaylist[i]->setDecayModel(tModelNew);
 364
 365        //_decaylist[i]->setDecayModel(tModel);
 366        _decaylist[i]->setBrfrSum(o._decaylist[i]->getBrfrSum());
 367        _decaylist[i]->setMassMin(o._decaylist[i]->getMassMin());
 368       }
 369    }
 370    return *this;
 371
 372
 373 }
 374
 375
 376 void EvtParticleDecayList::removeMode(EvtDecayBase* decay) {
 377    // here we will delete a decay with the same final state particles
 378    // and recalculate the branching fractions for the remaining modes
 379    int match = -1;
 380    int i;
 381    double match_bf;
 382
 383    for(i=0;i<_nmode;i++){
 384       if ( decay->matchingDecay(*(_decaylist[i]->getDecayModel())) ) {
 385        match = i;
 386       }
 387    }
 388
 389    if (match < 0) {
 390       report(ERROR,"EvtGen") << " Attempt to remove undefined mode for" << endl
 391                            << "Parent " << EvtPDL::name(decay->getParentId()).c_str() << endl
 392                            << "Daughters: ";
 393       for (int j=0; j<decay->getNDaug(); j++)
 394       report(ERROR,"") << EvtPDL::name(decay->getDaug(j)).c_str() << " ";
 395       report(ERROR,"") << endl;
 396       ::abort();
 397    }
 398
 399    if (match == 0) {
 400       match_bf = _decaylist[match]->getBrfrSum();
 401    } else {
 402       match_bf = (_decaylist[match]->getBrfrSum()
 403                 -_decaylist[match-1]->getBrfrSum());
 404    }
 405
 406    double divisor = 1-match_bf;
 407    if (divisor < 0.000001 && _nmode > 1) {
 408       report(ERROR,"EvtGen") << "Removing requested mode leaves "
 409                            <<  EvtPDL::name(decay->getParentId()).c_str()
 410                            << " with zero sum branching fraction," << endl
 411                            << "but more than one decay mode remains. Aborting."
 412                            << endl;
 413       ::abort();
 414    }
 415
 416    EvtParticleDecayPtr* newlist=new EvtParticleDecayPtr[_nmode-1];
 417
 418    for(i=0;i<match;i++){
 419       newlist[i]=_decaylist[i];
 420       newlist[i]->setBrfrSum(newlist[i]->getBrfrSum()/divisor);
 421    }
 422    for(i=match+1; i<_nmode; i++) {
 423       newlist[i-1]=_decaylist[i];
 424       newlist[i-1]->setBrfrSum((newlist[i-1]->getBrfrSum()-match_bf)/divisor);
 425    }
 426
 427
 428    delete [] _decaylist;
 429
 430   _nmode--;
 431
 432   _decaylist=newlist;
 433
 434   if (_nmode == 0) {
 435      delete [] _decaylist;
 436   }
 437
 438 }
 439
 440
 441 bool EvtParticleDecayList::isJetSet() {
 442   int i ;
 443   EvtDecayBase * decayer ;
 444
 445   for ( i = 0 ;
 446         i < getNMode() ;
 447         i++ ) {
 448     decayer = getDecay( i ).getDecayModel ( ) ;
 449     if ( decayer -> getModelName() == "PYTHIA" ) return true ;
 450   }
 451
 452   return false ;
 453 }