THerwig/THerwig6.cxx

   1 // definition of c++ Class THerwig6 to be used in ROOT
   2 // this is a c++ interface to the F77 Herwig6 program
   3 // author: j. g. contreras jgcn@moni.mda.cinvestav.mx
   4 // date: december 22, 2000
   5 //  Class THerwig6 is an interface to the Herwig program
   6 //
   7 // C-----------------------------------------------------------------------
   8 // C                           H E R W I G
   9 // C
  10 // C            a Monte Carlo event generator for simulating
  11 // C        +---------------------------------------------------+
  12 // C        | Hadron Emission Reactions With Interfering Gluons |
  13 // C        +---------------------------------------------------+
  14 // C I.G. Knowles(*), G. Marchesini(+), M.H. Seymour($) and B.R. Webber(#)
  15 // C-----------------------------------------------------------------------
  16 // C with Minimal Supersymmetric Standard Model Matrix Elements by
  17 // C                  S. Moretti($) and K. Odagiri($)
  18 // C-----------------------------------------------------------------------
  19 // C R parity violating Supersymmetric Decays and Matrix Elements by
  20 // C                          P. Richardson(&)
  21 // C-----------------------------------------------------------------------
  22 // C matrix element corrections to top decay and Drell-Yan type processes
  23 // C                         by G. Corcella(+)
  24 // C-----------------------------------------------------------------------
  25 // C Deep Inelastic Scattering and Heavy Flavour Electroproduction by
  26 // C                  G. Abbiendi(@) and L. Stanco(%)
  27 // C-----------------------------------------------------------------------
  28 // C and Jet Photoproduction in Lepton-Hadron Collisions by J. Chyla(~)
  29 // C-----------------------------------------------------------------------
  30 // C(*)  Department of Physics & Astronomy, University of Edinburgh
  31 // C(+)  Dipartimento di Fisica, Universita di Milano
  32 // C($)  Rutherford Appleton Laboratory
  33 // C(#)  Cavendish Laboratory, Cambridge
  34 // C(&)  Department of Physics, University of Oxford
  35 // C(@)  Dipartimento di Fisica, Universita di Bologna
  36 // C(%)  Dipartimento di Fisica, Universita di Padova
  37 // C(~)  Institute of Physics, Prague
  38 // C-----------------------------------------------------------------------
  39 // C                  Version 6.100 - 16th December 1999
  40 // C-----------------------------------------------------------------------
  41 // C Main reference:
  42 // C    G.Marchesini,  B.R.Webber,  G.Abbiendi,  I.G.Knowles,  M.H.Seymour,
  43 // C    and L.Stanco, Computer Physics Communications 67 (1992) 465.
  44 // C-----------------------------------------------------------------------
  45 // C Please send e-mail about  this program  to one of the  authors at the
  46 // C following Internet addresses:
  47 // C    I.Knowles@ed.ac.uk        Giuseppe.Marchesini@mi.infn.it
  48 // C    M.Seymour@rl.ac.uk        webber@hep.phy.cam.ac.uk
  49 // C-----------------------------------------------------------------------
  50
  51
  52 #include "THerwig6.h"
  53 #include "TClonesArray.h"
  54 #include "TParticle.h"
  55 #include "TObjArray.h"
  56
  57
  58 ClassImp(THerwig6)
  59
  60 extern "C" {
  61   void*  herwig6_common_block_address_(char*, int len);
  62   void   herwig6_open_fortran_file_ (int* lun, char* name, int);
  63   void   herwig6_close_fortran_file_(int* lun);
  64 }
  65
  66
  67 THerwig6::THerwig6() : TGenerator("Herwig6","Herwig6") {
  68
  69 // THerwig6 constructor: creates a TClonesArray in which it will store all
  70 // particles. Note that there may be only one functional THerwig6 object
  71 // at a time, so it's not use to create more than one instance of it.
  72
  73   delete fParticles; // was allocated as TObjArray in TGenerator
  74
  75   fParticles = new TClonesArray("TParticle",50);
  76
  77   // initialize common-blocks
  78   fHepevt = (Hepevt_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HEPEVT",6);
  79   fHwbeam = (Hwbeam_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWBEAM",6);
  80   fHwbmch = (Hwbmch_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWBMCH",6);
  81   fHwproc = (Hwproc_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWPROC",6);
  82   fHwpram = (Hwpram_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWPRAM",6);
  83   fHwprch = (Hwprch_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWPRCH",6);
  84   fHwpart = (Hwpart_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWPART",6);
  85   fHwparp = (Hwparp_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWPARP",6);
  86   fHwbosc = (Hwbosc_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWBOSC",6);
  87   fHwparc = (Hwparc_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWPARC",6);
  88   fHwbrch = (Hwbrch_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWBRCH",6);
  89   fHwevnt = (Hwevnt_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWEVNT",6);
  90   fHwhard = (Hwhard_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWHARD",6);
  91   fHwprop = (Hwprop_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWPROP",6);
  92   fHwunam = (Hwunam_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWUNAM",6);
  93   fHwupdt = (Hwupdt_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWUPDT",6);
  94   fHwuwts = (Hwuwts_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWUWTS",6);
  95   fHwuclu = (Hwuclu_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWUCLU",6);
  96   fHwdist = (Hwdist_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWDIST",6);
  97   fHwqdks = (Hwqdks_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWQDKS",6);
  98   fHwusud = (Hwusud_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWUSUD",6);
  99   fHwsusy = (Hwsusy_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWSUSY",6);
 100   fHwrpar = (Hwrpar_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWRPAR",6);
 101   fHwminb = (Hwminb_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWMINB",6);
 102   fHwclus = (Hwclus_t*) herwig6_common_block_address_((char*)"HWCLUS",6);
 103  }
 104
 105 //------------------------------------------------------------------------------
 106  THerwig6::~THerwig6()
 107  {
 108    // Destructor. The data members of TGenerator are delete by itself
 109  }
 110
 111 //______________________________________________________________________________
 112 void THerwig6::GenerateEvent()
 113 {
 114
 115   //initialize event
 116   hwuine_();
 117   // generate hard subprocess
 118   hwepro_();
 119   // generate parton cascades
 120   hwbgen_();
 121   // do heavy objects decay
 122   hwdhob_();
 123   // do cluster formation
 124   hwcfor_();
 125   // do cluster decays
 126   hwcdec_();
 127   // do unstable particle decays
 128   hwdhad_();
 129   // do heavy flavor hadrons decay
 130   hwdhvy_();
 131   // add soft underlying event
 132   hwmevt_();
 133   // finish event
 134   hwufne_();
 135 }
 136
 137 //______________________________________________________________________________
 138 void THerwig6::OpenFortranFile(int lun, char* name) {
 139   herwig6_open_fortran_file_(&lun, name, strlen(name));
 140 }
 141
 142 //______________________________________________________________________________
 143 void THerwig6::CloseFortranFile(int lun) {
 144   herwig6_close_fortran_file_(&lun);
 145 }
 146
 147 void THerwig6::Initialize(const char *beam, const char *target, double pbeam1, double pbeam2, int iproc)
 148
 149 {
 150   // perform the initialization for Herwig6
 151   // sets correct title.
 152   // after calling this method all parameters are set to their default
 153   // values. If you want to modify any parameter you have to set the new
 154   // value after calling Initialize and before PrepareRun.
 155
 156    char  cbeam[8];
 157    strncpy(cbeam,beam,8);
 158    char  ctarget[8];
 159    strncpy(ctarget,target,8);
 160    printf("\n Initializing Herwig !! \n");
 161    if ( (!strncmp(beam, "E+"    ,2)) &&
 162         (!strncmp(beam, "E-"    ,2)) &&
 163         (!strncmp(beam, "MU+"   ,3)) &&
 164         (!strncmp(beam, "MU-"   ,3)) &&
 165         (!strncmp(beam, "NUE"   ,3)) &&
 166         (!strncmp(beam, "NUEB"  ,4)) &&
 167         (!strncmp(beam, "NUMU"  ,4)) &&
 168         (!strncmp(beam, "NMUB"  ,4)) &&
 169         (!strncmp(beam, "NTAU"  ,4)) &&
 170         (!strncmp(beam, "NTAB"  ,4)) &&
 171         (!strncmp(beam, "GAMA"  ,4)) &&
 172         (!strncmp(beam, "P       ",8)) &&
 173         (!strncmp(beam, "PBAR    ",8)) &&
 174         (!strncmp(beam, "N"     ,1)) &&
 175         (!strncmp(beam, "NBAR"  ,4)) &&
 176         (!strncmp(beam, "PI+"   ,3)) &&
 177         (!strncmp(beam, "PI-"   ,3)) ) {
 178       printf("WARNING! In THerwig6:Initialize():\n");
 179       printf(" specified beam=%s is unrecognized .\n",beam);
 180       printf(" resetting to \"P\" .");
 181       sprintf(cbeam,"P");
 182    }
 183
 184    if ( (!strncmp(target, "E+"    ,2)) &&
 185         (!strncmp(target, "E-"    ,2)) &&
 186         (!strncmp(target, "MU+"   ,3)) &&
 187         (!strncmp(target, "MU-"   ,3)) &&
 188         (!strncmp(target, "NUE"   ,3)) &&
 189         (!strncmp(target, "NUEB"  ,4)) &&
 190         (!strncmp(target, "NUMU"  ,4)) &&
 191         (!strncmp(target, "NMUB"  ,4)) &&
 192         (!strncmp(target, "NTAU"  ,4)) &&
 193         (!strncmp(target, "NTAB"  ,4)) &&
 194         (!strncmp(target, "GAMA"  ,4)) &&
 195         (!strncmp(target, "P       ",8)) &&
 196         (!strncmp(target, "PBAR    ",8)) &&
 197         (!strncmp(target, "N"     ,1)) &&
 198         (!strncmp(target, "NBAR"  ,4)) &&
 199         (!strncmp(target, "PI+"   ,3)) &&
 200         (!strncmp(target, "PI-"   ,3)) ) {
 201       printf("WARNING! In THerwig6:Initialize():\n");
 202       printf(" specified target=%s is unrecognized .\n",target);
 203       printf(" resetting to \"P\" .");
 204       sprintf(ctarget,"P");
 205    }
 206
 207    // initialization:
 208    // type of beams
 209    strncpy(fHwbmch->PART1,beam,8);
 210    strncpy(fHwbmch->PART2,target,8);
 211    // momentum of beams
 212    fHwproc->PBEAM1=pbeam1;
 213    fHwproc->PBEAM2=pbeam2;
 214    // process to generate
 215    fHwproc->IPROC=iproc;
 216    // not used in the class definition
 217    fHwproc->MAXEV=1;
 218
 219    // reset all parameters
 220    hwigin_();
 221
 222    // set correct title
 223    char atitle[132];
 224    double win=pbeam1+pbeam2;
 225    printf("\n %s - %s at %g GeV",beam,target,win);
 226    sprintf(atitle,"%s-%s at %g GeV",cbeam,ctarget,win);
 227    SetTitle(atitle);
 228 }
 229
 230 void THerwig6::PrepareRun()
 231 {
 232   // compute parameter dependent constants
 233   hwuinc_();
 234   // initialize elementary processes
 235   hweini_();
 236 }
 237
 238 //______________________________________________________________________________
 239 TObjArray* THerwig6::ImportParticles(Option_t *option)
 240 {
 241 //
 242 //  Default primary creation method. It reads the /HEPEVT/ common block which
 243 //  has been filled by the GenerateEvent method. If the event generator does
 244 //  not use the HEPEVT common block, This routine has to be overloaded by
 245 //  the subclasses.
 246 //  The default action is to store only the stable particles (ISTHEP = 1)
 247 //  This can be demanded explicitly by setting the option = "Final"
 248 //  If the option = "All", all the particles are stored.
 249 //
 250   fParticles->Clear();
 251   Int_t numpart = fHepevt->NHEP;
 252   TClonesArray &a = *((TClonesArray*)fParticles);
 253   if (!strcmp(option,"") || !strcmp(option,"Final")) {
 254     for (Int_t i = 0; i<=numpart; i++) {
 255       if (fHepevt->ISTHEP[i] == 1) {
 256 //
 257 //  Use the common block values for the TParticle constructor
 258 //
 259         new(a[i]) TParticle(
 260                                    fHepevt->IDHEP[i],
 261                                    fHepevt->ISTHEP[i],
 262                                    fHepevt->JMOHEP[i][0]-1,
 263                                    fHepevt->JMOHEP[i][1]-1,
 264                                    fHepevt->JDAHEP[i][0]-1,
 265                                    fHepevt->JDAHEP[i][1]-1,
 266
 267                                    fHepevt->PHEP[i][0],
 268                                    fHepevt->PHEP[i][1],
 269                                    fHepevt->PHEP[i][2],
 270                                    fHepevt->PHEP[i][3],
 271                                    fHepevt->VHEP[i][0],
 272                                    fHepevt->VHEP[i][1],
 273                                    fHepevt->VHEP[i][2],
 274                                    fHepevt->VHEP[i][3]);
 275         }
 276      }
 277   }
 278   else if (!strcmp(option,"All")) {
 279     for (Int_t i = 0; i<=numpart; i++) {
 280       new(a[i]) TParticle(
 281                                    fHepevt->IDHEP[i],
 282                                    fHepevt->ISTHEP[i],
 283                                    fHepevt->JMOHEP[i][0]-1,
 284                                    fHepevt->JMOHEP[i][1]-1,
 285                                    fHepevt->JDAHEP[i][0]-1,
 286                                    fHepevt->JDAHEP[i][1]-1,
 287
 288                                    fHepevt->PHEP[i][0],
 289                                    fHepevt->PHEP[i][1],
 290                                    fHepevt->PHEP[i][2],
 291                                    fHepevt->PHEP[i][3],
 292                                    fHepevt->VHEP[i][0],
 293                                    fHepevt->VHEP[i][1],
 294                                    fHepevt->VHEP[i][2],
 295                                    fHepevt->VHEP[i][3]);
 296     }
 297   }
 298   return fParticles;
 299 }
 300
 301 //______________________________________________________________________________
 302 Int_t THerwig6::ImportParticles(TClonesArray *particles, Option_t *option)
 303 {
 304 //
 305 //  Default primary creation method. It reads the /HEPEVT/ common block which
 306 //  has been filled by the GenerateEvent method. If the event generator does
 307 //  not use the HEPEVT common block, This routine has to be overloaded by
 308 //  the subclasses.
 309 //  The function loops on the generated particles and store them in
 310 //  the TClonesArray pointed by the argument particles.
 311 //  The default action is to store only the stable particles (ISTHEP = 1)
 312 //  This can be demanded explicitly by setting the option = "Final"
 313 //  If the option = "All", all the particles are stored.
 314 //
 315   if (particles == 0) return 0;
 316   TClonesArray &refParticles = *particles;
 317   refParticles.Clear();
 318   Int_t numpart = fHepevt->NHEP;
 319   if (!strcmp(option,"") || !strcmp(option,"Final")) {
 320     for (Int_t i = 0; i< numpart; i++) {
 321       if (fHepevt->ISTHEP[i] == 1) {
 322 //
 323 //  Use the common block values for the TParticle constructor
 324 //
 325         new(refParticles[i]) TParticle(
 326                                    fHepevt->IDHEP[i],
 327                                    fHepevt->ISTHEP[i],
 328                                    fHepevt->JMOHEP[i][0]-1,
 329                                    fHepevt->JMOHEP[i][1]-1,
 330                                    fHepevt->JDAHEP[i][0]-1,
 331                                    fHepevt->JDAHEP[i][1]-1,
 332
 333                                    fHepevt->PHEP[i][0],
 334                                    fHepevt->PHEP[i][1],
 335                                    fHepevt->PHEP[i][2],
 336                                    fHepevt->PHEP[i][3],
 337                                    fHepevt->VHEP[i][0],
 338                                    fHepevt->VHEP[i][1],
 339                                    fHepevt->VHEP[i][2],
 340                                    fHepevt->VHEP[i][3]);
 341         }
 342      }
 343   }
 344   else if (!strcmp(option,"All")) {
 345     for (Int_t i = 0; i< numpart; i++) {
 346       new(refParticles[i]) TParticle(
 347                                    fHepevt->IDHEP[i],
 348                                    fHepevt->ISTHEP[i],
 349                                    fHepevt->JMOHEP[i][0]-1,
 350                                    fHepevt->JMOHEP[i][1]-1,
 351                                    fHepevt->JDAHEP[i][0]-1,
 352                                    fHepevt->JDAHEP[i][1]-1,
 353
 354                                    fHepevt->PHEP[i][0],
 355                                    fHepevt->PHEP[i][1],
 356                                    fHepevt->PHEP[i][2],
 357                                    fHepevt->PHEP[i][3],
 358                                    fHepevt->VHEP[i][0],
 359                                    fHepevt->VHEP[i][1],
 360                                    fHepevt->VHEP[i][2],
 361                                    fHepevt->VHEP[i][3]);
 362     }
 363   }
 364   return numpart;
 365 }
 366
 367 void THerwig6::Hwigin()
 368 {
 369   hwigin_();
 370 }
 371
 372 void THerwig6::Hwuinc()
 373 {
 374   hwuinc_();
 375 }
 376
 377 void THerwig6::Hwusta(char* name)
 378
 379 {
 380   hwusta_(name,8);
 381 }
 382
 383 void THerwig6::Hweini()
 384
 385 {
 386   hweini_();
 387 }
 388
 389 void THerwig6::Hwuine()
 390
 391 {
 392   hwuine_();
 393 }
 394
 395 void THerwig6::Hwepro()
 396
 397 {
 398   hwepro_();
 399 }
 400
 401 void THerwig6::Hwbgen()
 402
 403 {
 404   hwbgen_();
 405 }
 406
 407 void THerwig6::Hwdhob()
 408
 409 {
 410   hwdhob_();
 411 }
 412
 413 void THerwig6::Hwcfor()
 414
 415 {
 416   hwcfor_();
 417 }
 418
 419 void THerwig6::Hwcdec()
 420
 421 {
 422   hwcdec_();
 423 }
 424
 425 void THerwig6::Hwdhad()
 426
 427 {
 428   hwdhad_();
 429 }
 430
 431 void THerwig6::Hwdhvy()
 432
 433 {
 434   hwdhvy_();
 435 }
 436
 437 void THerwig6::Hwmevt()
 438
 439 {
 440   hwmevt_();
 441 }
 442
 443 void THerwig6::Hwufne()
 444
 445 {
 446   hwufne_();
 447 }
 448
 449 void THerwig6::Hwefin()
 450
 451 {
 452   hwefin_();
 453 }
 454
 455 void THerwig6::SetupTest()
 456 {
 457   // exampe of running herwig and generating one event
 458   // after changing some options
 459   Initialize("P","PBAR",900.,900.,1500);
 460   // here you can set some parameters
 461   SetPTMIN(15.); // Min pt in hadronic jet production
 462   SetYJMIN(-4.); // Min jet rapidity
 463   SetYJMAX(4.);  // Max jet rapidity
 464   // after you set your wished parameters
 465   // herwig can do its work
 466   PrepareRun();
 467   int nEvToGenerate=1;
 468   for (int i=0;i<nEvToGenerate;i++)
 469     {
 470       GenerateEvent();
 471       // do your stuff. For ex:
 472       int nOfPar=GetNumberOfParticles(); // from TGenerator
 473       for (int j=0; j<nOfPar; j++)
 474         {
 475           TParticle* p=GetParticle(j);
 476           // here you do whatever you want with the particle
 477           p->Print();
 478         };
 479     };
 480 }
 481
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 485