TEvtGen/EvtGenModels/EvtbTosllBallFF.cpp

   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) 2000      Caltech, UCSB
  10 //
  11 // Module:
  12 // Description: Form factors for b->sll according to Ali, Ball et al.
  13 //              hep-ph/9910221v2
  14 //
  15 // Modification history:
  16 //
  17 //    Ryd     January 5, 2000         Module created
  18 //
  19 //    jjhollar October 7 2005         Add Ball & Zwicky '05 LCSR
  20 //    ofte     August 2006            Add some more pi l l FF models
  21 //------------------------------------------------------------------------
  22 #include "EvtGenBase/EvtPatches.hh"
  23
  24 #include "EvtGenBase/EvtPatches.hh"
  25 #include "EvtGenBase/EvtPDL.hh"
  26 #include "EvtGenModels/EvtbTosllBallFF.hh"
  27 #include <cmath>
  28
  29 EvtbTosllBallFF::EvtbTosllBallFF(int ffmodel)
  30 {
  31   _theFFModel = ffmodel;
  32 }
  33
  34
  35 void EvtbTosllBallFF::getScalarFF(EvtId parent, EvtId daught,
  36                                   double t, double /*mass*/,
  37                                   double& fp,double& f0,double& ft){
  38
  39     int model = _theFFModel;
  40
  41   double m=EvtPDL::getMeanMass(parent);
  42   double md=EvtPDL::getMeanMass(daught);
  43
  44   double shat=t/(m*m);
  45   double shat2=shat*shat;
  46   double shat3=shat2*shat;
  47
  48   if (daught == EvtPDL::getId(std::string("K+")) ||
  49       daught == EvtPDL::getId(std::string("K-")) ||
  50       daught == EvtPDL::getId(std::string("K_S0")) ||
  51       daught == EvtPDL::getId(std::string("K0")) ||
  52       daught == EvtPDL::getId(std::string("anti-K0")) ||
  53       daught == EvtPDL::getId(std::string("K_L0"))
  54      )
  55  {
  56    // B --> K form factors
  57   if (model == 1) {
  58         //this is Ali-Ball '01 (or really Ali-Ball'99 minimum allowed)
  59     fp = 0.278*exp(1.568*shat+0.470*shat2+0.885*shat3);
  60     f0 = 0.278*exp(0.740*shat+0.080*shat2+0.425*shat3);
  61     ft = 0.300*exp(1.600*shat+0.501*shat2+0.796*shat3);
  62   }
  63   if (model == 2) {
  64         //this is Ali-Ball '99 (central values)
  65     fp = 0.319*exp(1.465*shat+0.372*shat2+0.782*shat3);
  66     f0 = 0.319*exp(0.633*shat-0.095*shat2+0.591*shat3);
  67     ft = 0.355*exp(1.478*shat+0.373*shat2+0.700*shat3);
  68   }
  69   if (model == 3) {
  70         //QCD sum rules (Colangelo et al)
  71     fp = 0.25/(1.-t/(5.0*5.0));
  72     f0 = 0.25/(1.-t/(7.0*7.0));
  73     ft = - 0.14/((1.0 - t/(5.0*5.0))*(1.0 - t/(7.0*7.0)));
  74   }
  75   if (model == 4) {
  76         // Quark model  (Melikhov et al - hep-ph/9711362)
  77     fp = 0.36/(1. - 0.048*t + 0.00063*t*t);
  78     double fm = -0.30/(1. - 0.050*t + 0.00061*t*t);
  79     f0 = fp + fm*(t/(m*m - md*md));
  80     ft  = -(m+md)*0.06/(1 -0.049*t + 0.00064*t*t);
  81   }
  82   if (model == 5) {
  83     fp = 0.341/(1. - 1.41*shat + 0.406*shat*shat);
  84     f0 = 0.341/(1. - 0.41*shat -0.361*shat*shat);
  85     ft = 0.374/(1. - 1.42*shat + 0.434*shat*shat);
  86   }
  87   if (model == 6) {
  88     // Ball-Zwicky LCSR '05 "set 2" (mb = 4.8)
  89     fp = (0.1616 / (1. - (t/29.30))) +
  90       (0.1730 / (1. - (t/29.30)) / (1. - (t/29.30)));
  91     f0 = (0.3302 / (1. - (t/37.46/37.46)));
  92     ft = (0.1614 / (1. - (t/29.30))) +
  93       (0.1981 / (1. - (t/29.30)) / (1. - (t/29.30)));
  94   }
  95   if (model == 7){
  96     // Ball-Zwicky LCSR '05 "set 4" (mb = 4.6)
  97     fp = (0.1903 / (1. - (t/29.30))) +
  98       (0.1478 / (1. - (t/29.30)) / (1. - (t/29.30)));
  99     f0 = (0.3338 / (1. - (t/38.98/38.98)));
 100     ft = (0.1851 / (1. - (t/29.30))) +
 101       (0.1905 / (1. - (t/29.30)) / (1. - (t/29.30)));
 102   }
 103  }
 104  else if (daught == EvtPDL::getId(std::string("pi+")) ||
 105           daught == EvtPDL::getId(std::string("pi-")) ||
 106           daught == EvtPDL::getId(std::string("pi0"))
 107           )
 108   {
 109     if(model == 1){
 110       // B --> pi form factors from Ball-Zwicky'01 (tabulated in hep-ph/0306251)
 111       fp = 0.261/(1. - 2.03*shat + 1.293*shat*shat);
 112       f0 = 0.261/(1. - 0.27*shat  -0.752*shat*shat);
 113       ft = 0.296/(1. - 1.28*shat + 0.193*shat*shat);
 114     }
 115
 116     // The following two (2) and (3) should preferably be replaced with
 117     // something better. ft not provided by the papers, and the ft formula
 118     // (from Colangelo'96 (hep-ph/9510403v2) equation (5.1)) seem to be no good.
 119     //  if (model == 2) {
 120     //    // LatticeQCD: Okamoto'04
 121     //    // ... with f_T from eq. (5.1) of Colangelo'95
 122     //    fp = 0.23/((1.-shat)*(1.-0.63*shat));
 123     //    f0 = 0.23/((1.-shat)/1.18);
 124     //    ft = ( -(m+md)/(2*m) )/ (fp - (m*m-md*md) * ((f0-fp)/t) );
 125     //  }
 126     //  if (model == 3) {
 127     //    // LatticeQCD: Shigemitsu'04
 128     //    // ... with f_T from eq. (5.1) of Colangelo'95
 129     //    fp = 0.42*(1.0-0.41)/((1.-shat)*(1.-0.63*shat));
 130     //    f0 = 0.42*(1.0-0.41)/((1.-shat)/1.18);
 131     //    ft = ( -(m+md)/(2*m) )/ (fp - (m*m-md*md) * ((f0-fp)/t) );
 132     //   }
 133
 134     if (model == 4) {
 135       // Quark model - B -> pi set 1 (Melikhov-Nikitin'96)
 136       fp =  0.29/pow((1.-t/(6.48*6.48)),2.54);
 137       double fm = -0.26/pow((1.-t/(6.34*6.34)),2.49);
 138       f0 = fp + fm*(t/(m*m - md*md));
 139       ft  = -(m+md)*0.05/pow((1.-t/(6.47*6.47)),2.50);
 140     }
 141     if (model == 5) {
 142       // Melikhov-Stech '00. (hep-ph/0001113)
 143       // relativistic dispersion approach based on constituent quark picture
 144       fp = 0.29/((1.-shat)*(1.-0.48*shat));
 145       f0 = 0.29/(1.-0.76*shat +0.28*shat*shat);
 146       ft = 0.28/((1.-shat)*(1.-0.48*shat));
 147     }
 148     if(model == 6){
 149       // Ball-Zwicky LCSR '05 "set 2" (mb = 4.8)
 150       fp = (0.744 / (1. - (t/(5.32*5.32)))) + (-0.486 / (1. - (t/40.73)));
 151       f0 = (0.258 / (1. - (t/33.81)));
 152       ft = (1.387 / (1. - (t/(5.32*5.32)))) + (-1.134 / (1. - (t/32.22)));
 153     }
 154     if(model == 7){
 155       // Ball-Zwicky LCSR '05 "set 4" (mb = 4.6)
 156       fp = (0.944 / (1. - (t/(5.32*5.32)))) + (-0.669 / (1. - (t/34.27)));
 157       f0 = (0.270 / (1. - (t/33.63)));
 158       ft = (0.152 / (1. - (t/(5.32*5.32)))) +
 159         (0.122 / (1. - (t/28.40)) / (1. - (t/28.40)));
 160     }
 161   }
 162  else if (daught == EvtPDL::getId(std::string("eta")) ||
 163           daught == EvtPDL::getId(std::string("eta'"))
 164           )
 165  {
 166    if(model == 1){
 167      // B --> eta form factors
 168      fp = 0.261/(1. - 2.03*shat + 1.293*shat*shat);
 169      f0 = 0.261/(1. - 0.27*shat  -0.752*shat*shat);
 170      ft = 0.296/(1. - 1.28*shat + 0.193*shat*shat);
 171    }
 172    if(model == 6){
 173     // Ball-Zwicky LCSR '05 "set 2" (mb = 4.8)
 174     fp = (0.1220 / (1. - (t/28.40))) +
 175       (0.1553 / (1. - (t/28.40)) / (1. - (t/28.40)));
 176     f0 = (0.2734 / (1. - (t/31.03/31.03)));
 177     ft = (0.1108 / (1. - (t/28.40))) +
 178       (0.1752 / (1. - (t/28.40)) / (1. - (t/28.40)));
 179    }
 180    if(model == 7){
 181     // Ball-Zwicky LCSR '05 "set 2" (mb = 4.8)
 182     fp = (0.1380 / (1. - (t/28.40))) +
 183       (0.1462 / (1. - (t/28.40)) / (1. - (t/28.40)));
 184     f0 = (0.2799 / (1. - (t/30.46/30.46)));
 185     ft = (0.1160 / (1. - (t/28.40))) +
 186       (0.1841 / (1. - (t/28.40)) / (1. - (t/28.40)));
 187    }
 188  }
 189
 190   // cout << "shat "<<shat<<"\t"<<"fp "<<fp<<"\t"<<"f0 "<<f0<<"\t"
 191   //    <<"ft "<<ft<<endl;
 192
 193 }
 194
 195
 196 void EvtbTosllBallFF::getVectorFF(EvtId parent, EvtId daught,
 197                                   double t, double /*mass*/,
 198                                   double& a1,double& a2,double& a0, double& v,
 199                                   double& t1, double& t2, double& t3 ){
 200
 201   int model = _theFFModel;
 202
 203   double m=EvtPDL::getMeanMass(parent);
 204   double md=EvtPDL::getMeanMass(daught);
 205
 206   double shat=t/(m*m);
 207   double shat2=shat*shat;
 208
 209   if (
 210       daught == EvtPDL::getId(std::string("K*+")) ||
 211       daught == EvtPDL::getId(std::string("K*-")) ||
 212       daught == EvtPDL::getId(std::string("K*0")) ||
 213       daught == EvtPDL::getId(std::string("anti-K*0")) ||
 214       daught == EvtPDL::getId(std::string("K_1+")) ||
 215       daught == EvtPDL::getId(std::string("K_1-"))
 216
 217      )
 218  {
 219   if (model == 1) {
 220         //this is Ali-Ball '01
 221     a1 = 0.294*exp(0.656*shat+0.456*shat2);
 222     a2 = 0.246*exp(1.237*shat+0.822*shat2);
 223     a0 = 0.412*exp(1.543*shat+0.954*shat2);
 224     v  = 0.399*exp(1.537*shat+1.123*shat2);
 225
 226     t1 = 0.334*exp(1.575*shat+1.140*shat2);
 227     t2 = 0.334*exp(0.562*shat+0.481*shat2);
 228     t3 = 0.234*exp(1.230*shat+1.089*shat2);
 229   }
 230   if (model == 2) {
 231         //this is Ali-Ball '99
 232     a1=0.337*exp(0.602*shat+0.258*shat2);
 233     a2=0.282*exp(1.172*shat+0.567*shat2);
 234     a0=0.471*exp(1.505*shat+0.710*shat2);
 235     v=0.457*exp(1.482*shat+1.015*shat2);
 236
 237     t1=0.379*exp(1.519*shat+1.030*shat2);
 238     t2=0.379*exp(0.517*shat+0.426*shat2);
 239     t3=0.260*exp(1.129*shat+1.128*shat2);
 240   }
 241   if (model == 3) {
 242     //QCD sum rules (Colangelo et al)
 243     // JJH - Changed in accordance with erratum (Phys. Rev. D 57, 3186 (1998))
 244     a1 = 0.37*(1 - 0.023*t);
 245     a2 = 0.40*(1 + 0.034*t);
 246     a0 = 0.3/(1.- t/(4.8*4.8));
 247     v = 0.47/(1.- t/(5.0*5.0));
 248
 249     t1 = 0.19/(1.-t/(5.3*5.3));
 250     t2 = 0.19*(1. - 0.02*t);
 251     t3 = 0.3*(1. + 0.01*t);
 252   }
 253
 254   if (model == 4) {
 255         // Quark model  (Melikhov et al)
 256     a1 = 1.6/(1 - 0.0288*t + 0.00028*t*t); a1 = a1/(m+md);
 257     a2 = (m+md)*0.036/(1. - 0.053*t + 0.00082*t*t);
 258     double aminus = 0.041/(1. - 0.055*t + 0.00088*t*t);
 259     double f =  1.60/(1. - 0.0288*t + 0.00028*t*t);
 260     double aplus = -0.036/(1. - 0.053*t + 0.00082*t*t);
 261     a0 = (t*aminus + f + (m*m-md*md)*aplus)/(2.0*md);
 262     v = (m+md)*0.048/(1. - 0.057*t + 0.00085*t*t);
 263
 264     t1 = 0.28/(1. - 0.058*t + 0.0009*t*t);
 265     double gplus = -0.28/(1. - 0.058*t + 0.0009*t*t);
 266     double gminus = 0.24/(1. - 0.059*t + 0.00096*t*t);
 267     t2 = -gplus - (t*gminus)/(m*m-md*md);
 268     double h = 0.0037/(1. - 0.075*t + 0.0016*t*t);
 269     t3 = (m+md)*(m+md)*((gminus/(m*m-md*md) - h/2.));
 270
 271   }
 272   if (model == 5) {
 273     a1 = 0.337/(1. - 0.60*shat - 0.023*shat*shat);
 274     a2 = 0.283/(1. - 1.18*shat + 0.281*shat*shat);
 275     a0 = 0.470/(1. - 1.55*shat + 0.680*shat*shat);
 276     v  = 0.458/(1. - 1.55*shat + 0.575*shat*shat);
 277     t1 = 0.379/(1. - 1.59*shat + 0.615*shat*shat);
 278     t2 = 0.379/(1. - 0.49*shat - 0.241*shat*shat);
 279     t3 = 0.261/(1. - 1.20*shat + 0.098*shat*shat);
 280   }
 281   if (model == 6) {
 282     // Ball-Zwicky LCSR '05 (mb = 4.8)
 283     a1 = 0.290 / (1. - (t/40.38));
 284     a2 = (-0.084 / (1. - (t/52.00))) +
 285       (0.342 / (1. - (t/52.00))/(1. - (t/52.00)));
 286     a0 = (1.364 / (1. - (t/(5.28*5.28)))) +
 287       (-0.990 / (1. - (t/36.78)));
 288     v = (0.923 / (1. - (t/(5.32*5.32)))) +
 289       (-0.511 / (1. - (t/49.40)));
 290     t1 = (0.823 / (1. - (t/(5.32*5.32)))) +
 291       (-0.491 / (1 - (t/46.31)));
 292     t2 = 0.333 / (1. - (t/41.41));
 293     double t3tilde = (-0.036 / (1. - (t/48.10))) +
 294       (0.368 / (1. - (t/48.10)) / (1. - (t/48.10)));
 295     t3 = 0.0;
 296     if (fabs(t) > 1e-10) {
 297       t3 = (m*m - md*md)*(t3tilde - t2)/t;
 298     }
 299   }
 300  }
 301  else if (daught == EvtPDL::getId(std::string("rho+")) ||
 302           daught == EvtPDL::getId(std::string("rho-")) ||
 303           daught == EvtPDL::getId(std::string("rho0"))
 304           )
 305    {
 306      if(model == 1){
 307        // B --> rho form factors
 308        a1 = 0.261/(1. - 0.29*shat - 0.415*shat*shat);
 309        a2 = 0.223/(1. - 0.93*shat - 0.092*shat*shat);
 310        a0 = 0.372/(1. - 1.40*shat + 0.437*shat*shat);
 311        v  = 0.338/(1. - 1.37*shat + 0.315*shat*shat);
 312        t1 = 0.285/(1. - 1.41*shat + 0.361*shat*shat);
 313        t2 = 0.285/(1. - 0.28*shat - 0.500*shat*shat);
 314        t3 = 0.202/(1. - 1.06*shat - 0.076*shat*shat);
 315      }
 316      if(model == 6){
 317        // Ball-Zwicky LCSR '05 (mb = 4.8)
 318        a1 = 0.240 / (1. - (t/37.51));
 319        a2 = (0.009 / (1. - (t/40.82))) +
 320          (0.212 / (1. - (t/40.82)) / (1. - (t/40.82)));
 321        a0 = (1.527 / (1. - (t/(5.28*5.28)))) +
 322          (-1.220 / (1. - (t/33.36)));
 323        v = (1.045 / (1. - (t/(5.32*5.32)))) +
 324          (-0.721 / (1. - (t/38.34)));
 325        t1 = (0.897 / (1. - (t/(5.32*5.32)))) +
 326          (-0.629 / (1 - (t/38.04)));
 327        t2 = 0.267 / (1. - (t/38.59));
 328        double t3tilde = (0.022 / (1. - (t/40.88))) +
 329          (0.246 / (1. - (t/40.88)) / (1. - (t/40.88)));
 330        t3 = 0.0;
 331        if (fabs(t) > 1e-10) {
 332          t3 = (m*m - md*md)*(t3tilde - t2)/t;
 333        }
 334
 335      }
 336    }
 337   else if (daught == EvtPDL::getId(std::string("omega"))
 338            )
 339     {
 340      if(model == 1){
 341        // B --> rho form factors
 342        a1 = 0.261/(1. - 0.29*shat - 0.415*shat*shat);
 343        a2 = 0.223/(1. - 0.93*shat - 0.092*shat*shat);
 344        a0 = 0.372/(1. - 1.40*shat + 0.437*shat*shat);
 345        v  = 0.338/(1. - 1.37*shat + 0.315*shat*shat);
 346        t1 = 0.285/(1. - 1.41*shat + 0.361*shat*shat);
 347        t2 = 0.285/(1. - 0.28*shat - 0.500*shat*shat);
 348        t3 = 0.202/(1. - 1.06*shat - 0.076*shat*shat);
 349      }
 350      if(model == 6){
 351        // Ball-Zwicky LCSR '05 (mb = 4.8)
 352        a1 = -0.217 / (1. - (t/37.01));
 353        a2 = (0.006 / (1. - (t/41.24))) +
 354          (0.192 / (1. - (t/41.24)) / (1. - (t/41.24)));
 355        a0 = (1.321 / (1. - (t/(5.28*5.28)))) +
 356          (-1.040 / (1. - (t/34.47)));
 357        v = (1.006 / (1. - (t/(5.32*5.32)))) +
 358          (-0.713 / (1. - (t/37.45)));
 359        t1 = (0.865 / (1. - (t/(5.32*5.32)))) +
 360          (-0.622 / (1 - (t/37.19)));
 361        t2 = 0.242 / (1. - (t/37.95));
 362        double t3tilde = (0.023 / (1. - (t/40.87))) +
 363          (0.220 / (1. - (t/40.87)) / (1. - (t/40.87)));
 364        t3 = 0.0;
 365        if (fabs(t) > 1e-10) {
 366          t3 = (m*m - md*md)*(t3tilde - t2)/t;
 367        }
 368      }
 369     }
 370   else if (daught == EvtPDL::getId(std::string("phi"))
 371            )
 372     {
 373      if(model == 6){
 374        // Ball-Zwicky LCSR '05 (mb = 4.8)
 375        a1 = 0.308 / (1. - (t/36.54));
 376        a2 = (-0.054 / (1. - (t/48.94))) +
 377          (0.288 / (1. - (t/48.94)) / (1. - (t/48.94)));
 378        a0 = (3.310 / (1. - (t/(5.28*5.28)))) +
 379          (-2.835 / (1. - (t/31.57)));
 380        v = (1.484 / (1. - (t/(5.32*5.32)))) +
 381          (-1.049 / (1. - (t/39.52)));
 382        t1 = (1.303 / (1. - (t/(5.32*5.32)))) +
 383          (-0.954 / (1 - (t/38.28)));
 384        t2 = 0.349 / (1. - (t/37.21));
 385        double t3tilde = (0.027 / (1. - (t/45.56))) +
 386          (0.321 / (1. - (t/45.56)) / (1. - (t/45.56)));
 387        t3 = 0.0;
 388        if (fabs(t) > 1e-10) {
 389          t3 = (m*m - md*md)*(t3tilde - t2)/t;
 390        }
 391      }
 392     }
 393
 394 }
 395
 396
 397
 398
 399
 400
 401