ECCE @ EIC Software
 All Classes Namespaces Files Functions Variables Typedefs Enumerations Enumerator Friends Macros Groups Pages
G4INCLNNToMultiPionsChannel.cc
Go to the documentation of this file. Or view the newest version in sPHENIX GitHub for file G4INCLNNToMultiPionsChannel.cc
1 //
2 // ********************************************************************
3 // * License and Disclaimer *
4 // * *
5 // * The Geant4 software is copyright of the Copyright Holders of *
6 // * the Geant4 Collaboration. It is provided under the terms and *
7 // * conditions of the Geant4 Software License, included in the file *
8 // * LICENSE and available at http://cern.ch/geant4/license . These *
9 // * include a list of copyright holders. *
10 // * *
11 // * Neither the authors of this software system, nor their employing *
12 // * institutes,nor the agencies providing financial support for this *
13 // * work make any representation or warranty, express or implied, *
14 // * regarding this software system or assume any liability for its *
15 // * use. Please see the license in the file LICENSE and URL above *
16 // * for the full disclaimer and the limitation of liability. *
17 // * *
18 // * This code implementation is the result of the scientific and *
19 // * technical work of the GEANT4 collaboration. *
20 // * By using, copying, modifying or distributing the software (or *
21 // * any work based on the software) you agree to acknowledge its *
22 // * use in resulting scientific publications, and indicate your *
23 // * acceptance of all terms of the Geant4 Software license. *
24 // ********************************************************************
25 //
26 // INCL++ intra-nuclear cascade model
27 // Alain Boudard, CEA-Saclay, France
28 // Joseph Cugnon, University of Liege, Belgium
29 // Jean-Christophe David, CEA-Saclay, France
30 // Pekka Kaitaniemi, CEA-Saclay, France, and Helsinki Institute of Physics, Finland
31 // Sylvie Leray, CEA-Saclay, France
32 // Davide Mancusi, CEA-Saclay, France
33 //
34 #define INCLXX_IN_GEANT4_MODE 1
35 
36 #include "globals.hh"
37 
38 #include "G4INCLNNToMultiPionsChannel.hh"
39 #include "G4INCLKinematicsUtils.hh"
40 #include "G4INCLBinaryCollisionAvatar.hh"
41 #include "G4INCLRandom.hh"
42 #include "G4INCLGlobals.hh"
43 #include "G4INCLLogger.hh"
44 #include <algorithm>
45 #include "G4INCLPhaseSpaceGenerator.hh"
46 
47 namespace G4INCL {
48 
49  const G4double NNToMultiPionsChannel::angularSlope = 6.;
50 
51  NNToMultiPionsChannel::NNToMultiPionsChannel(const G4int npi, Particle *p1, Particle *p2)
52  : npion(npi),
53  iso1(0),
54  iso2(0),
55  particle1(p1),
56  particle2(p2)
57  {
58  std::fill(isosp, isosp+4, 0);
59  }
60 
61  NNToMultiPionsChannel::~NNToMultiPionsChannel(){
62 
63  }
64 
65  void NNToMultiPionsChannel::fillFinalState(FinalState *fs) {
66 // assert(npion > 0 && npion < 5);
67 
68  iso1=ParticleTable::getIsospin(particle1->getType());
69  iso2=ParticleTable::getIsospin(particle2->getType());
70 
71  ParticleList list;
72  list.push_back(particle1);
73  list.push_back(particle2);
74  fs->addModifiedParticle(particle1);
75  fs->addModifiedParticle(particle2);
76 
77  isospinRepartition();
78 
79  const ParticleType tn1=ParticleTable::getNucleonType(iso1);
80  particle1->setType(tn1);
81  const ParticleType tn2=ParticleTable::getNucleonType(iso2);
82  particle2->setType(tn2);
83  const ThreeVector &rcolnucleon1 = particle1->getPosition();
84  const ThreeVector &rcolnucleon2 = particle2->getPosition();
85  const ThreeVector rcol = (rcolnucleon1+rcolnucleon2)*0.5;
86  const ThreeVector zero;
87  for(G4int i=0; i<npion; ++i) {
88  const ParticleType pionType=ParticleTable::getPionType(isosp[i]);
89  Particle *pion = new Particle(pionType,zero,rcol);
90  list.push_back(pion);
91  fs->addCreatedParticle(pion);
92  }
93 
94  const G4double sqrtS = KinematicsUtils::totalEnergyInCM(particle1, particle2);
95  G4int biasIndex = ((Random::shoot()<0.5) ? 0 : 1);
96  PhaseSpaceGenerator::generateBiased(sqrtS, list, biasIndex, angularSlope);
97 
98  }
99 
100  void NNToMultiPionsChannel::isospinRepartition() {
101  const G4double rjcd=Random::shoot();
102  G4double p;
103  const G4int itot=iso1+iso2;
104 
105  if (npion == 1) {
106  p=3.*rjcd;
107  if (p < 1.) pn_ppPim();
108  else if (p < 2.) pn_pnPi0();
109  else pn_nnPip();
110  }
111  else if (npion == 2) {
112  if (itot == 2) {
113  p=20.*rjcd;
114  if (p >= 14.) pp_nnPipPip();
115  else if (p >= 11.) pp_pnPipPi0();
116  else if (p >= 7.) pp_ppPi0Pi0();
117  else pp_ppPipPim();
118  }
119  else if (itot == -2) {
120  p=20.*rjcd;
121  if (p >= 14.) nn_ppPimPim();
122  else if (p >= 11.) nn_pnPimPi0();
123  else if (p >= 7.) nn_nnPi0Pi0();
124  else nn_nnPipPim();
125  }
126  else {
127  G4double pp=Random::shoot();
128  if (pp > 0.5) {
129  p=3.*rjcd;
130  if (p < 2.) {
131  pn_pnPipPim();
132  }
133  else {
134  pn_pnPi0Pi0();
135  }
136  }
137  else {
138  p=60.*rjcd;
139  if (p >= 51.) pn_nnPipPi0();
140  else if (p >= 33.) pn_pnPi0Pi0();
141  else if (p >= 9.) pn_pnPipPim();
142  else pn_ppPimPi0();
143  }
144  }
145  }
146  else if (npion == 3) {
147  p=60.*rjcd;
148  if (itot == 2) {
149  if (p >= 42.) pp_nnPipPipPi0();
150  else if (p >= 39.) pp_pnPipPi0Pi0();
151  else if (p >= 33.) pp_pnPipPipPim();
152  else if (p >= 22.) pp_ppPi0Pi0Pi0();
153  else pp_ppPipPimPi0();
154  }
155  else if (itot == -2) {
156  if (p >= 42.) nn_ppPimPimPi0();
157  else if (p >= 39.) nn_pnPimPi0Pi0();
158  else if (p >= 33.) nn_pnPipPimPim();
159  else if (p >= 22.) nn_nnPi0Pi0Pi0();
160  else nn_nnPipPimPi0();
161  }
162  else {
163  if (p >= 57.) pn_nnPipPi0Pi0();
164  else if (p >= 51.) pn_nnPipPipPim();
165  else if (p >= 37.) pn_pnPi0Pi0Pi0();
166  else if (p >= 9.) pn_pnPi0PipPim();
167  else if (p >= 6.) pn_ppPimPi0Pi0();
168  else pn_ppPimPimPip();
169 
170  }
171  }
172  else if (npion == 4) {
173  p=60.*rjcd;
174  if (itot == 2) {
175  if (p >= 48.) pp_nnPipPipPipPim();
176  else if (p >= 42.) pp_nnPipPipPi0Pi0();
177  else if (p >= 36.) pp_pnPipPipPi0Pim();
178  else if (p >= 33.) pp_pnPipPi0Pi0Pi0();
179  else if (p >= 19.) pp_ppPipPipPimPim();
180  else if (p >= 4.) pp_ppPipPi0Pi0Pim();
181  else pp_ppPi0Pi0Pi0Pi0();
182  }
183  else if (itot == -2) {
184  if (p >= 48.) nn_ppPipPimPimPim();
185  else if (p >= 42.) nn_ppPi0Pi0PimPim();
186  else if (p >= 36.) nn_pnPipPi0PimPim();
187  else if (p >= 33.) nn_pnPi0Pi0Pi0Pim();
188  else if (p >= 19.) nn_nnPipPipPimPim();
189  else if (p >= 4.) nn_nnPipPi0Pi0Pim();
190  else nn_nnPi0Pi0Pi0Pi0();
191  }
192  else {
193  G4double pp=Random::shoot();
194  if (pp > 0.5) {
195  p=9.*rjcd;
196  if (p < 1.) pn_pnPi0Pi0Pi0Pi0();
197  else if (p < 5.) pn_pnPipPi0Pi0Pim();
198  else pn_pnPipPipPimPim();
199  }
200  else {
201  if (p < 3.) pn_ppPi0Pi0Pi0Pim();
202  else if (p < 9.) pn_ppPipPi0PimPim();
203  else if (p < 15.) pn_pnPi0Pi0Pi0Pi0();
204  else if (p < 35.) pn_pnPipPi0Pi0Pim();
205  else if (p < 51.) pn_pnPipPipPimPim();
206  else if (p < 54.) pn_nnPipPi0Pi0Pi0();
207  else pn_nnPipPipPi0Pim();
208  }
209  }
210  }
211 
212  std::shuffle(isosp,isosp+npion,Random::getAdapter());
213  inter2Part(0.5);
214  }
215 
216 
217  void NNToMultiPionsChannel::pn_ppPim() {
218  isosp[0]=-2;
219  iso1=1;
220  iso2=1;
221  }
222  void NNToMultiPionsChannel::pn_pnPi0() {
223  isosp[0]=0;
224  }
225  void NNToMultiPionsChannel::pn_nnPip() {
226  isosp[0]=2;
227  iso1=-1;
228  iso2=-1;
229  }
230  void NNToMultiPionsChannel::pp_nnPipPip() {
231  isosp[0]=2;
232  isosp[1]=2;
233  iso1=-1;
234  iso2=-1;
235  }
236  void NNToMultiPionsChannel::nn_ppPimPim() {
237  isosp[0]=-2;
238  isosp[1]=-2;
239  iso1=1;
240  iso2=1;
241  }
242  void NNToMultiPionsChannel::pn_pnPipPim() {
243  isosp[0]=2;
244  isosp[1]=-2;
245  }
246  void NNToMultiPionsChannel::pn_pnPi0Pi0() {
247  isosp[0]=0;
248  isosp[1]=0;
249  }
250  void NNToMultiPionsChannel::pp_ppPipPim() {
251  isosp[0]=2;
252  isosp[1]=-2;
253  }
254  void NNToMultiPionsChannel::nn_nnPipPim() {
255  isosp[0]=2;
256  isosp[1]=-2;
257  }
258  void NNToMultiPionsChannel::pp_ppPi0Pi0() {
259  isosp[0]=0;
260  isosp[1]=0;
261  }
262  void NNToMultiPionsChannel::nn_nnPi0Pi0() {
263  isosp[0]=0;
264  isosp[1]=0;
265  }
266  void NNToMultiPionsChannel::pp_pnPipPi0() {
267  isosp[0]=2;
268  isosp[1]=0;
269  iso1=1;
270  iso2=-1;
271  }
272  void NNToMultiPionsChannel::pn_ppPimPi0() {
273  isosp[0]=-2;
274  isosp[1]=0;
275  iso1=1;
276  iso2=1;
277  }
278  void NNToMultiPionsChannel::pn_nnPipPi0() {
279  isosp[0]=2;
280  isosp[1]=0;
281  iso1=-1;
282  iso2=-1;
283  }
284  void NNToMultiPionsChannel::nn_pnPimPi0() {
285  isosp[0]=-2;
286  isosp[1]=0;
287  iso1=1;
288  iso2=-1;
289  }
290  void NNToMultiPionsChannel::pp_pnPipPi0Pi0() {
291  isosp[0]=2;
292  isosp[1]=0;
293  isosp[2]=0;
294  iso1=1;
295  iso2=-1;
296  }
297  void NNToMultiPionsChannel::nn_pnPimPi0Pi0() {
298  isosp[0]=-2;
299  isosp[1]=0;
300  isosp[2]=0;
301  iso1=1;
302  iso2=-1;
303  }
304  void NNToMultiPionsChannel::pn_nnPipPi0Pi0() {
305  isosp[0]=2;
306  isosp[1]=0;
307  isosp[2]=0;
308  iso1=-1;
309  iso2=-1;
310  }
311  void NNToMultiPionsChannel::pp_ppPipPimPi0() {
312  isosp[0]=2;
313  isosp[1]=-2;
314  isosp[2]=0;
315  }
316  void NNToMultiPionsChannel::nn_nnPipPimPi0() {
317  isosp[0]=2;
318  isosp[1]=-2;
319  isosp[2]=0;
320  }
321  void NNToMultiPionsChannel::pp_ppPi0Pi0Pi0() {
322  isosp[0]=0;
323  isosp[1]=0;
324  isosp[2]=0;
325  }
326  void NNToMultiPionsChannel::nn_nnPi0Pi0Pi0() {
327  isosp[0]=0;
328  isosp[1]=0;
329  isosp[2]=0;
330  }
331  void NNToMultiPionsChannel::pp_pnPipPipPim() {
332  isosp[0]=2;
333  isosp[1]=2;
334  isosp[2]=-2;
335  iso1=1;
336  iso2=-1;
337  }
338  void NNToMultiPionsChannel::pp_nnPipPipPi0() {
339  isosp[0]=2;
340  isosp[1]=2;
341  isosp[2]=0;
342  iso1=-1;
343  iso2=-1;
344  }
345  void NNToMultiPionsChannel::pn_ppPimPi0Pi0() {
346  isosp[0]=-2;
347  isosp[1]=0;
348  isosp[2]=0;
349  iso1=1;
350  iso2=1;
351  }
352  void NNToMultiPionsChannel::pn_ppPimPimPip() {
353  isosp[0]=-2;
354  isosp[1]=-2;
355  isosp[2]=2;
356  iso1=1;
357  iso2=1;
358  }
359  void NNToMultiPionsChannel::pn_pnPi0PipPim() {
360  isosp[0]=0;
361  isosp[1]=2;
362  isosp[2]=-2;
363  }
364  void NNToMultiPionsChannel::pn_pnPi0Pi0Pi0() {
365  isosp[0]=0;
366  isosp[1]=0;
367  isosp[2]=0;
368  }
369  void NNToMultiPionsChannel::pn_nnPipPipPim() {
370  isosp[0]=2;
371  isosp[1]=2;
372  isosp[2]=-2;
373  iso1=-1;
374  iso2=-1;
375  }
376  void NNToMultiPionsChannel::nn_pnPipPimPim() {
377  isosp[0]=2;
378  isosp[1]=-2;
379  isosp[2]=-2;
380  iso1=1;
381  iso2=-1;
382  }
383  void NNToMultiPionsChannel::nn_ppPimPimPi0() {
384  isosp[0]=-2;
385  isosp[1]=-2;
386  isosp[2]=0;
387  iso1=1;
388  iso2=1;
389  }
390  void NNToMultiPionsChannel::pp_nnPipPipPi0Pi0() {
391  isosp[0]=2;
392  isosp[1]=2;
393  isosp[2]=0;
394  isosp[3]=0;
395  iso1=-1;
396  iso2=-1;
397  }
398  void NNToMultiPionsChannel::pp_nnPipPipPipPim() {
399  isosp[0]=2;
400  isosp[1]=2;
401  isosp[2]=2;
402  isosp[3]=-2;
403  iso1=-1;
404  iso2=-1;
405  }
406  void NNToMultiPionsChannel::nn_ppPi0Pi0PimPim() {
407  isosp[0]=0;
408  isosp[1]=0;
409  isosp[2]=-2;
410  isosp[3]=-2;
411  iso1=1;
412  iso2=1;
413  }
414  void NNToMultiPionsChannel::nn_ppPipPimPimPim() {
415  isosp[0]=2;
416  isosp[1]=-2;
417  isosp[2]=-2;
418  isosp[3]=-2;
419  iso1=1;
420  iso2=1;
421  }
422  void NNToMultiPionsChannel::pp_ppPi0Pi0Pi0Pi0() {
423  isosp[0]=0;
424  isosp[1]=0;
425  isosp[2]=0;
426  isosp[3]=0;
427  }
428  void NNToMultiPionsChannel::nn_nnPi0Pi0Pi0Pi0() {
429  isosp[0]=0;
430  isosp[1]=0;
431  isosp[2]=0;
432  isosp[3]=0;
433  }
434  void NNToMultiPionsChannel::pn_pnPi0Pi0Pi0Pi0() {
435  isosp[0]=0;
436  isosp[1]=0;
437  isosp[2]=0;
438  isosp[3]=0;
439  }
440  void NNToMultiPionsChannel::pp_ppPipPi0Pi0Pim() {
441  isosp[0]=2;
442  isosp[1]=0;
443  isosp[2]=0;
444  isosp[3]=-2;
445  }
446  void NNToMultiPionsChannel::nn_nnPipPi0Pi0Pim() {
447  isosp[0]=2;
448  isosp[1]=0;
449  isosp[2]=0;
450  isosp[3]=-2;
451  }
452  void NNToMultiPionsChannel::pn_pnPipPi0Pi0Pim() {
453  isosp[0]=2;
454  isosp[1]=0;
455  isosp[2]=0;
456  isosp[3]=-2;
457  }
458  void NNToMultiPionsChannel::pp_ppPipPipPimPim() {
459  isosp[0]=2;
460  isosp[1]=2;
461  isosp[2]=-2;
462  isosp[3]=-2;
463  }
464  void NNToMultiPionsChannel::nn_nnPipPipPimPim() {
465  isosp[0]=2;
466  isosp[1]=2;
467  isosp[2]=-2;
468  isosp[3]=-2;
469  }
470  void NNToMultiPionsChannel::pn_pnPipPipPimPim() {
471  isosp[0]=2;
472  isosp[1]=2;
473  isosp[2]=-2;
474  isosp[3]=-2;
475  }
476  void NNToMultiPionsChannel::pp_pnPipPi0Pi0Pi0() {
477  isosp[0]=2;
478  isosp[1]=0;
479  isosp[2]=0;
480  isosp[3]=0;
481  iso1=1;
482  iso2=-1;
483  }
484  void NNToMultiPionsChannel::pn_nnPipPi0Pi0Pi0() {
485  isosp[0]=2;
486  isosp[1]=0;
487  isosp[2]=0;
488  isosp[3]=0;
489  iso1=-1;
490  iso2=-1;
491  }
492  void NNToMultiPionsChannel::pp_nnPipPi0Pi0Pi0() {
493  isosp[0]=2;
494  isosp[1]=0;
495  isosp[2]=0;
496  isosp[3]=0;
497  iso1=-1;
498  iso2=-1;
499  }
500  void NNToMultiPionsChannel::pp_pnPipPipPi0Pim() {
501  isosp[0]=2;
502  isosp[1]=2;
503  isosp[2]=0;
504  isosp[3]=-2;
505  iso1=1;
506  iso2=-1;
507  }
508  void NNToMultiPionsChannel::pn_nnPipPipPi0Pim() {
509  isosp[0]=2;
510  isosp[1]=2;
511  isosp[2]=0;
512  isosp[3]=-2;
513  iso1=-1;
514  iso2=-1;
515  }
516  void NNToMultiPionsChannel::pp_nnPipPipPi0Pim() {
517  isosp[0]=2;
518  isosp[1]=2;
519  isosp[2]=0;
520  isosp[3]=-2;
521  iso1=-1;
522  iso2=-1;
523  }
524  void NNToMultiPionsChannel::nn_pnPi0Pi0Pi0Pim() {
525  isosp[0]=0;
526  isosp[1]=0;
527  isosp[2]=0;
528  isosp[3]=-2;
529  iso1=1;
530  iso2=-1;
531  }
532  void NNToMultiPionsChannel::pn_ppPi0Pi0Pi0Pim() {
533  isosp[0]=0;
534  isosp[1]=0;
535  isosp[2]=0;
536  isosp[3]=-2;
537  iso1=1;
538  iso2=1;
539  }
540  void NNToMultiPionsChannel::nn_pnPipPi0PimPim() {
541  isosp[0]=2;
542  isosp[1]=0;
543  isosp[2]=-2;
544  isosp[3]=-2;
545  iso1=1;
546  iso2=-1;
547  }
548  void NNToMultiPionsChannel::pn_ppPipPi0PimPim() {
549  isosp[0]=2;
550  isosp[1]=0;
551  isosp[2]=-2;
552  isosp[3]=-2;
553  iso1=1;
554  iso2=1;
555  }
556 
557  void NNToMultiPionsChannel::inter2Part(const G4double p) {
558 
559  if (Random::shoot() < p) std::swap(iso1,iso2);
560 
561  }
562 
563 
564 }