~ubuntu-branches/ubuntu/trusty/pythia8/trusty-proposed

« back to all changes in this revision

Viewing changes to xmldoc/QCDProcesses.xml

  • Committer: Package Import Robot
  • Author(s): Lifeng Sun
  • Date: 2012-05-22 11:43:00 UTC
  • Revision ID: package-import@ubuntu.com-20120522114300-0jvsv2vl4o2bo435
Tags: upstream-8.1.65
ImportĀ upstreamĀ versionĀ 8.1.65

Show diffs side-by-side

added added

removed removed

Lines of Context:
 
1
<chapter name="QCD Processes">
 
2
 
 
3
<h2>QCD Processes</h2>
 
4
 
 
5
This section is subdivided into soft and hard QCD processes, with
 
6
open charm and bottom production set aside as a special part of the
 
7
latter, and three-jet topologies as a special subset. Kindly note 
 
8
that there is a considerable amount of overlap between the soft and
 
9
hard process classes, so that you are likely to doublecount 
 
10
if you include both in a run.
 
11
 
 
12
<h3>Soft QCD processes</h3>
 
13
 
 
14
As a rule, the processes in this class should not be mixed with
 
15
the simulation of other processes. All by themselves, they are
 
16
intended to represent the total cross section of hadron collisions,
 
17
with the exception of the "rare processes" that one wishes to study
 
18
separately. In particular, jet physics at all scales occurs as part 
 
19
of the minimum-bias description. 
 
20
 
 
21
<p/>
 
22
We here use the "minimum bias" expression as a shorthand for 
 
23
inelastic, nondiffractive events. Strictly speaking, "minimum bias" 
 
24
represents an experimental procedure of accepting "everything", with 
 
25
some non-universal cuts to exclude elastic and diffractive topologies. 
 
26
In practice, the experimental mimimum-bias sample may then contain
 
27
some contamination of what is in PYTHIA classified as diffractive,
 
28
especially (high-mass) double diffractive. 
 
29
 
 
30
<p/>
 
31
Some options to modify these cross sections are found on the
 
32
<aloc href="TotalCrossSections">Total Cross Sections</aloc> page.  
 
33
 
 
34
<flag name="SoftQCD:all" default="off">
 
35
Common switch for the group of all soft QCD processes, 
 
36
as listed separately in the following.
 
37
</flag>
 
38
 
 
39
<flag name="SoftQCD:minBias" default="off">
 
40
Minimum-bias events, based on an <aloc href="MultipartonInteractions">
 
41
eikonalized description</aloc> of all the hard QCD processes, so 
 
42
includes them in combinationation with low-<ei>pT</ei> events. 
 
43
Code 101.<br/>
 
44
Since the current description is handled by the multiparton-interactions 
 
45
machinery as part of the parton-level processing, no hard process at 
 
46
all is defined at the process-level part of the event generation.
 
47
Fortunately, in this case a special
 
48
<code><aloc href="EventInformation">codeSub()</aloc></code> 
 
49
method provides information on the first, i.e. hardest, subprocess 
 
50
selected by the multiparton-interactions machinery.
 
51
 
 
52
</flag>
 
53
 
 
54
<flag name="SoftQCD:elastic" default="off">
 
55
Elastic scattering <ei>A B -> A B</ei>.
 
56
Code 102. It is possible to include <aloc href="TotalCrossSections">
 
57
Coulomb corrections</aloc>, but by default this is off.
 
58
</flag>
 
59
 
 
60
<flag name="SoftQCD:singleDiffractive" default="off">
 
61
Single diffractive scattering <ei>A B -> X B</ei> and 
 
62
<ei>A B -> A X</ei>. See page on <aloc href="Diffraction">
 
63
Diffraction</aloc> for details. Codes 103 and 104.
 
64
</flag>
 
65
 
 
66
<flag name="SoftQCD:doubleDiffractive" default="off">
 
67
Double diffractive scattering <ei>A B -> X_1 X_2</ei>.
 
68
See page on <aloc href="Diffraction">Diffraction</aloc>
 
69
for details. Code 105.
 
70
</flag>
 
71
 
 
72
<flag name="SoftQCD:centralDiffractive" default="off">
 
73
Central diffractive scattering <ei>A B -> A X B</ei> 
 
74
(a.k.a. double-Pomeron exchange, DPE).
 
75
See page on <aloc href="Diffraction">Diffraction</aloc>
 
76
for details. Code 106.
 
77
</flag>
 
78
 
 
79
<h3>Hard QCD processes</h3>
 
80
 
 
81
This group contains the processes for QCD jet production above
 
82
some minimum <ei>pT</ei> threshold. The <ei>pT_min</ei> cut cannot be put 
 
83
too low, or else unreasonably large jet cross sections will be obtained.
 
84
This is because the divergent perturbative QCD cross section is used
 
85
in this process group, without any regularization modifications. 
 
86
An eikonalized description, intended to be valid at all <ei>pT</ei>,
 
87
is instead included as part of the multiparton-interactions framework, 
 
88
specifically in <code>SoftQCD:minBias</code> above.
 
89
<note>Warning 1</note>: you <b>must</b> remember to set the 
 
90
<code>PhaseSpace:pTHatMin</code> value if you use any of these 
 
91
processes; there is no sensible default.
 
92
<note>Warning 2</note>: you <b>must not</b> mix processes from the 
 
93
<code>SoftQCD</code> and <code>HardQCD</code> process groups, since
 
94
this is likely to lead to doublecounting. 
 
95
  
 
96
<flag name="HardQCD:all" default="off">
 
97
Common switch for the group of all hard QCD processes, 
 
98
as listed separately in the following.
 
99
</flag>
 
100
 
 
101
<flag name="HardQCD:gg2gg" default="off">
 
102
Scatterings <ei>g g -> g g</ei>.
 
103
Code 111.
 
104
</flag>
 
105
 
 
106
<flag name="HardQCD:gg2qqbar" default="off">
 
107
Scatterings <ei>g g -> q qbar</ei>, where <ei>q</ei> by default
 
108
is a light quark (<ei>u, d, s</ei>) (see below).
 
109
Code 112.
 
110
</flag>
 
111
 
 
112
<flag name="HardQCD:qg2qg" default="off">
 
113
Scatterings <ei>q g -> q g</ei> and <ei>qbar g -> qbar g</ei>.
 
114
Code 113.
 
115
</flag>
 
116
 
 
117
<flag name="HardQCD:qq2qq" default="off">
 
118
Scatterings <ei>q q' -> q q'</ei>, <ei>q qbar' -> q qbar'</ei>, 
 
119
<ei>qbar qbar' -> qbar qbar'</ei>, where <ei>q'</ei> and <ei>q</ei> 
 
120
may agree, but the outgoing flavours equals the incoming ones 
 
121
Code 114.
 
122
</flag>
 
123
 
 
124
<flag name="HardQCD:qqbar2gg" default="off">
 
125
Scatterings <ei>q qbar -> g g</ei>. 
 
126
Code 115.
 
127
</flag>
 
128
 
 
129
<flag name="HardQCD:qqbar2qqbarNew" default="off">
 
130
Scatterings <ei>q qbar -> q' qbar'</ei>, where <ei>q'</ei> 
 
131
by default is a light quark (<ei>u, d, s</ei>) (see below). 
 
132
Code 116.
 
133
</flag>
 
134
 
 
135
<modeopen name="HardQCD:nQuarkNew" default="3" min="0" max="5">
 
136
Number of allowed outgoing new quark flavours in the above 
 
137
<ei>g g -> q qbar</ei> and <ei>q qbar -> q' qbar'</ei> processes, 
 
138
where quarks are treated as massless in the matrix-element expressions 
 
139
(but correctly in the phase space). It is thus assumed that <ei>c cbar</ei> 
 
140
and <ei>b bbar</ei> are added separately with masses taken into account,
 
141
using the processes below. A change to 4 would also include <ei>c cbar</ei> 
 
142
in the massless approximation, etc. In order to avoid doublecounting
 
143
the processes below should then not be used simultaneously.
 
144
</modeopen>
 
145
 
 
146
<h3>Hard QCD processes: heavy-flavour subset</h3>
 
147
 
 
148
These processes form a natural part of the above class, but can
 
149
also be generated separately. Formally the heavy-quark mass makes
 
150
these matrix elements finite in the <ei>pT -> 0</ei> limit, but at
 
151
high energies one may still question the validity of the expressions
 
152
at low <ei>pT</ei> values, like for the other hard-QCD processes.
 
153
Also as above, an eikonalized description, intended to be valid at all 
 
154
<ei>pT</ei>, is included as part of the multiparton-interactions framework. 
 
155
<br/>Note that the processes below only represent the "tip of the iceberg"
 
156
of charm and bottom production at high energies, where flavour excitation
 
157
and shower branchings provide major additional sources. All these sources
 
158
come together in the descriptions offered by <code>SoftQCD:minBias</code>
 
159
and <code>HardQCD:all</code>.
 
160
 
 
161
<flag name="HardQCD:gg2ccbar" default="off">
 
162
Scatterings <ei>g g -> c cbar</ei>. 
 
163
Code 121.
 
164
</flag>
 
165
 
 
166
<flag name="HardQCD:qqbar2ccbar" default="off">
 
167
Scatterings <ei>q qbar -> c cbar</ei>. 
 
168
Code 122.
 
169
</flag>
 
170
 
 
171
<flag name="HardQCD:gg2bbbar" default="off">
 
172
Scatterings <ei>g g -> b bbar</ei>. 
 
173
Code 123.
 
174
</flag>
 
175
 
 
176
<flag name="HardQCD:qqbar2bbbar" default="off">
 
177
Scatterings <ei>q qbar -> b bbar</ei>. 
 
178
Code 124.
 
179
</flag>
 
180
 
 
181
<h3>Hard QCD three-parton processes</h3>
 
182
 
 
183
Three-parton final states are generated by showers off two-parton
 
184
processes. Topologies then cannot be specified beforehand, beyond
 
185
what is provided by the two-parton hard process. For some checks 
 
186
it may be convenient to have access to the dedicated three-parton
 
187
final states, which is what this set of processes allows. 
 
188
Cross sections have been taken from <ref>Ber81</ref>.
 
189
<br/>Note that the processes in this section are  <it>not</it> 
 
190
affected by the <code>HardQCD:all</code> switch. In fact, it would 
 
191
be doublecounting to include both the <code>HardQCD:all</code> and 
 
192
the <code>HardQCD:3parton</code> processes in a run or study.
 
193
<br/><b>Warning:</b> this section is still incomplete, e.g. the 
 
194
selection of colour flow is very simple, and so it should only
 
195
be used with caution. 
 
196
  
 
197
<flag name="HardQCD:3parton" default="off">
 
198
Common switch for the group of all hard QCD processes with three
 
199
partons in the final state, as listed separately in the following.
 
200
</flag>
 
201
 
 
202
<flag name="HardQCD:gg2ggg" default="off">
 
203
Scatterings <ei>g g -> g g g</ei>. 
 
204
Code 131.
 
205
</flag>
 
206
 
 
207
<flag name="HardQCD:qqbar2ggg" default="off">
 
208
Scatterings <ei>q qbar -> g g g</ei>. 
 
209
Code 132.
 
210
</flag>
 
211
 
 
212
<flag name="HardQCD:qg2qgg" default="off">
 
213
Scatterings <ei>q g -> q g g</ei> and <ei>qbar g -> qbar g g</ei>.
 
214
Code 133.
 
215
</flag>
 
216
 
 
217
<flag name="HardQCD:qq2qqgDiff" default="off">
 
218
Scatterings <ei>q q' -> q q' g</ei>, <ei>q qbar' -> q qbar' g</ei>, 
 
219
and <ei>qbar qbar' -> qbar qbar' g</ei>.
 
220
Code 134.
 
221
</flag>
 
222
 
 
223
<flag name="HardQCD:qq2qqgSame" default="off">
 
224
Scatterings <ei>q q -> q q g</ei> and
 
225
<ei>qbar qbar -> qbar qbar g</ei>
 
226
(<ei>q qbar -> q qbar g</ei> scatterings are considered separately
 
227
below, see <code>HardQCD:qqbar2qqbargSame</code>).
 
228
Code 135.
 
229
</flag>
 
230
 
 
231
<flag name="HardQCD:qqbar2qqbargDiff" default="off">
 
232
Scatterings <ei>q qbar -> q' qbar' g</ei>, where <ei>q'</ei> 
 
233
by default is a light quark (<ei>u, d, s</ei>)
 
234
(see <code>HardQCD:nQuarkNew</code> above).
 
235
Code 136.
 
236
</flag>
 
237
 
 
238
<flag name="HardQCD:qqbar2qqbargSame" default="off">
 
239
Scatterings <ei>q qbar -> q qbar g</ei>.
 
240
Code 137.
 
241
</flag>
 
242
 
 
243
<flag name="HardQCD:gg2qqbarg" default="off">
 
244
Scatterings <ei>g g -> q qbar g</ei>, where <ei>q</ei> by
 
245
default is a light quark (<ei>u, d, s</ei>)
 
246
(see <code>HardQCD:nQuarkNew</code> above).
 
247
Code 138.
 
248
</flag>
 
249
 
 
250
<flag name="HardQCD:qg2qqqbarDiff" default="off">
 
251
Scatterings <ei>q g -> q q' qbar'</ei> and
 
252
<ei>qbar g -> qbar qbar' q'</ei>, where <ei>q'</ei>
 
253
by default is a light quark (<ei>u, d, s</ei>)
 
254
(see <code>HardQCD:nQuarkNew</code> above).
 
255
Code 139.
 
256
</flag>
 
257
 
 
258
<flag name="HardQCD:qg2qqqbarSame" default="off">
 
259
Scatterings <ei>q g -> q q qbar</ei> and
 
260
<ei>qbar g -> qbar qbar q</ei>.
 
261
Code 140.
 
262
</flag>
 
263
 
 
264
 
 
265
</chapter>
 
266
 
 
267
<!-- Copyright (C) 2012 Torbjorn Sjostrand -->
 
268