source: trunk/source/processes/hadronic/cross_sections/src/G4GGNuclNuclCrossSection.cc @ 1228

Last change on this file since 1228 was 1228, checked in by garnier, 14 years ago

update geant4.9.3 tag
File size: 24.7 KB
Line 
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//
27// 24.11.08 V. Grichine - first implementation
28//
29
30#include "G4GGNuclNuclCrossSection.hh"
31
32#include "G4ParticleTable.hh"
33#include "G4IonTable.hh"
34#include "G4ParticleDefinition.hh"
35
36
37
38////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
39//
40//
41
42G4GGNuclNuclCrossSection::G4GGNuclNuclCrossSection() 
43: fUpperLimit( 100000 * GeV ),
44  fLowerLimit( 0.1 * MeV ),
45  fRadiusConst( 1.08*fermi )  // 1.1, 1.3 ?
46{
47  theProton   = G4Proton::Proton();
48  theNeutron  = G4Neutron::Neutron();
49}
50
51///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
52//
53//
54
55G4GGNuclNuclCrossSection::~G4GGNuclNuclCrossSection()
56{
57}
58
59
60////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
61//
62//
63
64
65G4bool
66G4GGNuclNuclCrossSection::IsApplicable(const G4DynamicParticle* aDP, 
67                                          const G4Element*  anElement)
68{
69  return IsZAApplicable(aDP, anElement->GetZ(), anElement->GetN());
70} 
71
72////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
73//
74//
75
76G4bool
77G4GGNuclNuclCrossSection::IsZAApplicable(const G4DynamicParticle* aDP, 
78                                            G4double Z, G4double)
79{
80  G4bool applicable      = false;
81  // G4int baryonNumber     = aDP->GetDefinition()->GetBaryonNumber();
82  G4double kineticEnergy = aDP->GetKineticEnergy();
83
84  //  const G4ParticleDefinition* theParticle = aDP->GetDefinition();
85 
86  if ( kineticEnergy  >= fLowerLimit && Z > 1.5 ) applicable = true;
87
88  return applicable;
89}
90
91////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
92//
93// Calculates total and inelastic Xsc, derives elastic as total - inelastic accordong to
94// Glauber model with Gribov correction calculated in the dipole approximation on
95// light cone. Gaussian density helps to calculate rest integrals of the model.
96// [1] B.Z. Kopeliovich, nucl-th/0306044
97
98
99G4double G4GGNuclNuclCrossSection::
100GetCrossSection(const G4DynamicParticle* aParticle, const G4Element* anElement, G4double T)
101{
102  return GetIsoZACrossSection(aParticle, anElement->GetZ(), anElement->GetN(), T);
103}
104
105////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
106//
107// Calculates total and inelastic Xsc, derives elastic as total - inelastic accordong to
108// Glauber model with Gribov correction calculated in the dipole approximation on
109// light cone. Gaussian density of point-like nucleons helps to calculate rest integrals of the model.
110// [1] B.Z. Kopeliovich, nucl-th/0306044 + simplification above
111
112
113
114G4double G4GGNuclNuclCrossSection::
115GetIsoZACrossSection(const G4DynamicParticle* aParticle, G4double tZ, G4double tA, G4double)
116{
117  G4double xsection, sigma, cofInelastic = 2.4, cofTotal = 2.0, nucleusSquare, cB, ratio;
118
119  G4double pZ = aParticle->GetDefinition()->GetPDGCharge();
120  G4double pA = aParticle->GetDefinition()->GetBaryonNumber();
121
122  G4double pTkin = aParticle->GetKineticEnergy(); 
123  pTkin /= pA;
124
125  G4double pN = pA - pZ;
126  if( pN < 0. ) pN = 0.;
127
128  G4double tN = tA - tZ;
129  if( tN < 0. ) tN = 0.;
130
131  G4double tR = GetNucleusRadius(tA); 
132  G4double pR = GetNucleusRadius(pA); 
133
134  cB = GetCoulombBarier(aParticle, tZ, tA, pR, tR);
135
136  if(cB > 0.)
137  {
138
139    sigma = (pZ*tZ+pN*tN)*GetHadronNucleonXscNS(theProton, pTkin, theProton) +
140          (pZ*tN+pN*tZ)*GetHadronNucleonXscNS(theProton, pTkin, theNeutron);
141
142    nucleusSquare = cofTotal*pi*( pR*pR + tR*tR );   // basically 2piRR
143
144    ratio = sigma/nucleusSquare;
145
146    xsection =  nucleusSquare*std::log( 1. + ratio );
147
148    fTotalXsc = xsection;
149
150    fTotalXsc *= cB;
151
152    fInelasticXsc = nucleusSquare*std::log( 1. + cofInelastic*ratio )/cofInelastic;
153
154    fInelasticXsc *= cB;
155
156    fElasticXsc   = fTotalXsc - fInelasticXsc;
157
158    // if (fElasticXsc < DBL_MIN) fElasticXsc = DBL_MIN;
159    /*   
160    G4double difratio = ratio/(1.+ratio);
161
162    fDiffractionXsc = 0.5*nucleusSquare*( difratio - std::log( 1. + difratio ) );
163    */
164    // production to be checked !!! edit MK xsc
165
166    //sigma = (pZ*tZ+pN*tN)*GetHadronNucleonXscMK(theProton, pTkin, theProton) +
167    //      (pZ*tN+pN*tZ)*GetHadronNucleonXscMK(theProton, pTkin, theNeutron);
168
169    sigma = (pZ*tZ+pN*tN)*GetHadronNucleonXscNS(theProton, pTkin, theProton) +
170          (pZ*tN+pN*tZ)*GetHadronNucleonXscNS(theProton, pTkin, theNeutron);
171 
172    ratio = sigma/nucleusSquare;
173
174    fProductionXsc = nucleusSquare*std::log( 1. + cofInelastic*ratio )/cofInelastic;
175
176    if (fElasticXsc < 0.) fElasticXsc = 0.;
177  }
178  else
179  {
180    fInelasticXsc  = 0.;
181    fTotalXsc      = 0.;
182    fElasticXsc    = 0.;
183    fProductionXsc = 0.;
184  }
185  return fInelasticXsc;   // xsection;
186}
187
188////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
189//
190//
191
192G4double G4GGNuclNuclCrossSection::
193GetCoulombBarier(const G4DynamicParticle* aParticle, G4double tZ, G4double tA, G4double pR, G4double tR)
194{
195  G4double ratio;
196  G4double pZ = aParticle->GetDefinition()->GetPDGCharge();
197
198
199  G4double pTkin = aParticle->GetKineticEnergy();
200  // G4double pPlab = aParticle->GetTotalMomentum();
201  G4double pM    = aParticle->GetDefinition()->GetPDGMass();
202  // G4double tM    = tZ*proton_mass_c2 + (tA-tZ)*neutron_mass_c2; // ~ 1% accuracy
203  G4double tM    = G4ParticleTable::GetParticleTable()->GetIonTable()->GetIonMass( G4int(tZ), G4int(tA) );
204  G4double pElab = pTkin + pM;
205  G4double totEcm  = std::sqrt(pM*pM + tM*tM + 2.*pElab*tM);
206  // G4double pPcm  = pPlab*tM/totEcm;
207  // G4double pTcm  = std::sqrt(pM*pM + pPcm*pPcm) - pM;
208  G4double totTcm  = totEcm - pM -tM;
209
210  G4double bC    = fine_structure_const*hbarc*pZ*tZ;
211           bC   /= pR + tR;
212           bC   /= 2.;  // 4., 2. parametrisation cof ??? vmg
213
214           // G4cout<<"pTkin = "<<pTkin/GeV<<"; pPlab = "
215           // <<pPlab/GeV<<"; bC = "<<bC/GeV<<"; pTcm = "<<pTcm/GeV<<G4endl;
216
217  if( totTcm <= bC ) ratio = 0.;
218  else             ratio = 1. - bC/totTcm;
219
220  // if(ratio < DBL_MIN) ratio = DBL_MIN;
221  if( ratio < 0.) ratio = 0.;
222
223  // G4cout <<"ratio = "<<ratio<<G4endl;
224  return ratio;
225}
226
227
228//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
229//
230// Return single-diffraction/inelastic cross-section ratio
231
232G4double G4GGNuclNuclCrossSection::
233GetRatioSD(const G4DynamicParticle* aParticle, G4double tA, G4double tZ)
234{
235  G4double sigma, cofInelastic = 2.4, cofTotal = 2.0, nucleusSquare, ratio;
236
237  G4double pZ = aParticle->GetDefinition()->GetPDGCharge();
238  G4double pA = aParticle->GetDefinition()->GetBaryonNumber();
239
240  G4double pTkin = aParticle->GetKineticEnergy(); 
241  pTkin /= pA;
242
243  G4double pN = pA - pZ;
244  if( pN < 0. ) pN = 0.;
245
246  G4double tN = tA - tZ;
247  if( tN < 0. ) tN = 0.;
248
249  G4double tR = GetNucleusRadius(tA); 
250  G4double pR = GetNucleusRadius(pA); 
251
252  sigma = (pZ*tZ+pN*tN)*GetHadronNucleonXscNS(theProton, pTkin, theProton) +
253          (pZ*tN+pN*tZ)*GetHadronNucleonXscNS(theProton, pTkin, theNeutron);
254
255  nucleusSquare = cofTotal*pi*( pR*pR + tR*tR );   // basically 2piRR
256
257  ratio = sigma/nucleusSquare;
258
259
260  fInelasticXsc = nucleusSquare*std::log( 1. + cofInelastic*ratio )/cofInelastic;
261   
262  G4double difratio = ratio/(1.+ratio);
263
264  fDiffractionXsc = 0.5*nucleusSquare*( difratio - std::log( 1. + difratio ) );
265
266  if (fInelasticXsc > 0.) ratio = fDiffractionXsc/fInelasticXsc;
267  else                    ratio = 0.;
268
269  return ratio; 
270}
271
272//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
273//
274// Return suasi-elastic/inelastic cross-section ratio
275
276G4double G4GGNuclNuclCrossSection::
277GetRatioQE(const G4DynamicParticle* aParticle, G4double tA, G4double tZ)
278{
279  G4double sigma, cofInelastic = 2.4, cofTotal = 2.0, nucleusSquare, ratio;
280
281  G4double pZ = aParticle->GetDefinition()->GetPDGCharge();
282  G4double pA = aParticle->GetDefinition()->GetBaryonNumber();
283
284  G4double pTkin = aParticle->GetKineticEnergy(); 
285  pTkin /= pA;
286
287  G4double pN = pA - pZ;
288  if( pN < 0. ) pN = 0.;
289
290  G4double tN = tA - tZ;
291  if( tN < 0. ) tN = 0.;
292
293  G4double tR = GetNucleusRadius(tA); 
294  G4double pR = GetNucleusRadius(pA); 
295
296  sigma = (pZ*tZ+pN*tN)*GetHadronNucleonXscNS(theProton, pTkin, theProton) +
297          (pZ*tN+pN*tZ)*GetHadronNucleonXscNS(theProton, pTkin, theNeutron);
298
299  nucleusSquare = cofTotal*pi*( pR*pR + tR*tR );   // basically 2piRR
300
301  ratio = sigma/nucleusSquare;
302
303  fInelasticXsc = nucleusSquare*std::log( 1. + cofInelastic*ratio )/cofInelastic;
304
305  //  sigma = GetHNinelasticXsc(aParticle, tA, tZ);
306  ratio = sigma/nucleusSquare;
307
308  fProductionXsc = nucleusSquare*std::log( 1. + cofInelastic*ratio )/cofInelastic;
309
310  if (fInelasticXsc > fProductionXsc) ratio = (fInelasticXsc-fProductionXsc)/fInelasticXsc;
311  else                                ratio = 0.;
312  if ( ratio < 0. )                   ratio = 0.;
313
314  return ratio; 
315}
316
317/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
318//
319// Returns hadron-nucleon Xsc according to differnt parametrisations:
320// [2] E. Levin, hep-ph/9710546
321// [3] U. Dersch, et al, hep-ex/9910052
322// [4] M.J. Longo, et al, Phys.Rev.Lett. 33 (1974) 725
323
324G4double
325G4GGNuclNuclCrossSection::GetHadronNucleonXsc(const G4DynamicParticle* aParticle, 
326                                                  const G4Element* anElement          )
327{
328  G4double At = anElement->GetN();  // number of nucleons
329  G4double Zt = anElement->GetZ();  // number of protons
330
331
332  return GetHadronNucleonXsc( aParticle, At, Zt );
333}
334
335
336
337
338/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
339//
340// Returns hadron-nucleon Xsc according to differnt parametrisations:
341// [2] E. Levin, hep-ph/9710546
342// [3] U. Dersch, et al, hep-ex/9910052
343// [4] M.J. Longo, et al, Phys.Rev.Lett. 33 (1974) 725
344
345G4double
346G4GGNuclNuclCrossSection::GetHadronNucleonXsc(const G4DynamicParticle* aParticle, 
347                                                   G4double At,  G4double Zt       )
348{
349  G4double xsection = 0.;
350
351
352  G4double targ_mass = G4ParticleTable::GetParticleTable()->
353  GetIonTable()->GetIonMass( G4int(Zt+0.5) , G4int(At+0.5) );
354
355  targ_mass = 0.939*GeV;  // ~mean neutron and proton ???
356
357  G4double proj_mass     = aParticle->GetMass();
358  G4double proj_momentum = aParticle->GetMomentum().mag();
359  G4double sMand = CalcMandelstamS ( proj_mass , targ_mass , proj_momentum );
360
361  sMand /= GeV*GeV;  // in GeV for parametrisation
362  proj_momentum /= GeV;
363
364  const G4ParticleDefinition* pParticle = aParticle->GetDefinition();
365 
366
367  if(pParticle == theNeutron) // as proton ???
368  {
369    xsection = At*(21.70*std::pow(sMand,0.0808) + 56.08*std::pow(sMand,-0.4525));
370  } 
371  else if(pParticle == theProton) 
372  {
373    xsection = At*(21.70*std::pow(sMand,0.0808) + 56.08*std::pow(sMand,-0.4525));
374    // xsection = At*( 49.51*std::pow(sMand,-0.097) + 0.314*std::log(sMand)*std::log(sMand) );
375    // xsection = At*( 38.4 + 0.85*std::abs(std::pow(log(sMand),1.47)) );
376  } 
377 
378  xsection *= millibarn;
379  return xsection;
380}
381
382
383/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
384//
385// Returns hadron-nucleon Xsc according to PDG parametrisation (2005):
386// http://pdg.lbl.gov/2006/reviews/hadronicrpp.pdf
387
388G4double
389G4GGNuclNuclCrossSection::GetHadronNucleonXscPDG(const G4DynamicParticle* aParticle, 
390                                                  const G4Element* anElement          )
391{
392  G4double At = anElement->GetN();  // number of nucleons
393  G4double Zt = anElement->GetZ();  // number of protons
394
395
396  return GetHadronNucleonXscPDG( aParticle, At, Zt );
397}
398
399
400
401
402/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
403//
404// Returns hadron-nucleon Xsc according to PDG parametrisation (2005):
405// http://pdg.lbl.gov/2006/reviews/hadronicrpp.pdf
406//  At = number of nucleons,  Zt = number of protons
407
408G4double
409G4GGNuclNuclCrossSection::GetHadronNucleonXscPDG(const G4DynamicParticle* aParticle, 
410                                                     G4double At,  G4double Zt )
411{
412  G4double xsection = 0.;
413
414  G4double Nt = At-Zt;              // number of neutrons
415  if (Nt < 0.) Nt = 0.; 
416
417
418  G4double targ_mass = G4ParticleTable::GetParticleTable()->
419  GetIonTable()->GetIonMass( G4int(Zt+0.5) , G4int(At+0.5) );
420
421  targ_mass = 0.939*GeV;  // ~mean neutron and proton ???
422
423  G4double proj_mass     = aParticle->GetMass(); 
424  G4double proj_momentum = aParticle->GetMomentum().mag();
425
426  G4double sMand = CalcMandelstamS ( proj_mass , targ_mass , proj_momentum );
427
428  sMand         /= GeV*GeV;  // in GeV for parametrisation
429
430  // General PDG fit constants
431
432  G4double s0   = 5.38*5.38; // in Gev^2
433  G4double eta1 = 0.458;
434  G4double eta2 = 0.458;
435  G4double B    = 0.308;
436
437
438  const G4ParticleDefinition* pParticle = aParticle->GetDefinition();
439 
440
441  if(pParticle == theNeutron) // proton-neutron fit
442  {
443    xsection = Zt*( 35.80 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
444                          + 40.15*std::pow(sMand,-eta1) - 30.*std::pow(sMand,-eta2));
445    xsection  += Nt*( 35.45 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
446                      + 42.53*std::pow(sMand,-eta1) - 33.34*std::pow(sMand,-eta2)); // pp for nn
447  } 
448  else if(pParticle == theProton) 
449  {
450     
451      xsection  = Zt*( 35.45 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
452                          + 42.53*std::pow(sMand,-eta1) - 33.34*std::pow(sMand,-eta2));
453
454      xsection += Nt*( 35.80 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
455                          + 40.15*std::pow(sMand,-eta1) - 30.*std::pow(sMand,-eta2));
456  } 
457  xsection *= millibarn; // parametrised in mb
458  return xsection;
459}
460
461
462
463
464/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
465//
466// Returns nucleon-nucleon cross-section based on N. Starkov parametrisation of
467// data from mainly http://wwwppds.ihep.su:8001/c5-6A.html database
468// projectile nucleon is pParticle with pTkin shooting target nucleon tParticle
469
470G4double
471G4GGNuclNuclCrossSection::GetHadronNucleonXscNS( G4ParticleDefinition* pParticle, 
472                                                 G4double pTkin, 
473                                                 G4ParticleDefinition* tParticle)
474{
475  G4double xsection(0), Delta, A0, B0;
476  G4double hpXsc(0);
477  G4double hnXsc(0);
478
479
480  G4double targ_mass     = tParticle->GetPDGMass();
481  G4double proj_mass     = pParticle->GetPDGMass(); 
482
483  G4double proj_energy   = proj_mass + pTkin; 
484  G4double proj_momentum = std::sqrt(pTkin*(pTkin+2*proj_mass));
485
486  G4double sMand = CalcMandelstamS ( proj_mass , targ_mass , proj_momentum );
487
488  sMand         /= GeV*GeV;  // in GeV for parametrisation
489  proj_momentum /= GeV;
490  proj_energy   /= GeV;
491  proj_mass     /= GeV;
492
493  // General PDG fit constants
494
495  //  G4double s0   = 5.38*5.38; // in Gev^2
496  //  G4double eta1 = 0.458;
497  //  G4double eta2 = 0.458;
498  //  G4double B    = 0.308;
499
500 
501
502
503 
504  if( proj_momentum >= 10. ) // high energy: pp = nn = np
505    // if( proj_momentum >= 2.)
506  {
507    Delta = 1.;
508
509    if( proj_energy < 40. ) Delta = 0.916+0.0021*proj_energy;
510
511    if( proj_momentum >= 10.)
512    {
513        B0 = 7.5;
514        A0 = 100. - B0*std::log(3.0e7);
515
516        xsection = A0 + B0*std::log(proj_energy) - 11
517                  + 103*std::pow(2*0.93827*proj_energy + proj_mass*proj_mass+
518                     0.93827*0.93827,-0.165);        //  mb
519    }
520  }
521  else // low energy pp = nn != np
522  {
523      if(pParticle == tParticle) // pp or nn      // nn to be pp
524      {
525        if( proj_momentum < 0.73 )
526        {
527          hnXsc = 23 + 50*( std::pow( std::log(0.73/proj_momentum), 3.5 ) );
528        }
529        else if( proj_momentum < 1.05  )
530        {
531          hnXsc = 23 + 40*(std::log(proj_momentum/0.73))*
532                         (std::log(proj_momentum/0.73));
533        }
534        else  // if( proj_momentum < 10.  )
535        {
536          hnXsc = 39.0 + 
537              75*(proj_momentum - 1.2)/(std::pow(proj_momentum,3.0) + 0.15);
538        }
539        xsection = hnXsc;
540      }
541      else  // pn to be np
542      {
543        if( proj_momentum < 0.8 )
544        {
545          hpXsc = 33+30*std::pow(std::log(proj_momentum/1.3),4.0);
546        }     
547        else if( proj_momentum < 1.4 )
548        {
549          hpXsc = 33+30*std::pow(std::log(proj_momentum/0.95),2.0);
550        }
551        else    // if( proj_momentum < 10.  )
552        {
553          hpXsc = 33.3+
554              20.8*(std::pow(proj_momentum,2.0)-1.35)/
555                 (std::pow(proj_momentum,2.50)+0.95);
556        }
557        xsection = hpXsc;
558      }
559  }
560  xsection *= millibarn; // parametrised in mb
561  return xsection;
562}
563
564/*
565/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
566//
567// Returns hadron-nucleon inelastic cross-section based on proper parametrisation
568
569G4double
570G4GGNuclNuclCrossSection::GetHNinelasticXsc(const G4DynamicParticle* aParticle,
571                                                  const G4Element* anElement          )
572{
573  G4double At = anElement->GetN();  // number of nucleons
574  G4double Zt = anElement->GetZ();  // number of protons
575
576
577  return GetHNinelasticXsc( aParticle, At, Zt );
578}
579
580/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
581//
582// Returns hadron-nucleon inelastic cross-section based on FTF-parametrisation
583
584G4double
585G4GGNuclNuclCrossSection::GetHNinelasticXsc(const G4DynamicParticle* aParticle,
586                                                     G4double At,  G4double Zt )
587{
588  //  G4ParticleDefinition* hadron = aParticle->GetDefinition();
589  G4double sumInelastic, Nt = At - Zt;
590
591  if(Nt < 0.) Nt = 0.;
592 
593  sumInelastic  = Zt*GetHadronNucleonXscNS(aParticle, theProton);
594  sumInelastic += Nt*GetHadronNucleonXscNS(aParticle, theNeutron);   
595 
596  return sumInelastic;
597}
598*/
599
600/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
601//
602// Returns hadron-nucleon inelastic cross-section based on FTF-parametrisation
603
604G4double
605G4GGNuclNuclCrossSection::GetHNinelasticXscVU(const G4DynamicParticle* aParticle, 
606                                                     G4double At,  G4double Zt )
607{
608  G4int PDGcode    = aParticle->GetDefinition()->GetPDGEncoding();
609  G4int absPDGcode = std::abs(PDGcode);
610
611  G4double Elab = aParticle->GetTotalEnergy();             
612                          // (s - 2*0.88*GeV*GeV)/(2*0.939*GeV)/GeV;
613  G4double Plab = aParticle->GetMomentum().mag();           
614                          // std::sqrt(Elab * Elab - 0.88);
615
616  Elab /= GeV;
617  Plab /= GeV;
618
619  G4double LogPlab    = std::log( Plab );
620  G4double sqrLogPlab = LogPlab * LogPlab;
621
622  //G4cout<<"Plab = "<<Plab<<G4endl;
623
624  G4double NumberOfTargetProtons  = Zt; 
625  G4double NumberOfTargetNucleons = At;
626  G4double NumberOfTargetNeutrons = NumberOfTargetNucleons - NumberOfTargetProtons;
627
628  if(NumberOfTargetNeutrons < 0.) NumberOfTargetNeutrons = 0.;
629
630  G4double Xtotal = 0., Xelastic = 0., Xinelastic =0.;
631
632  if( absPDGcode > 1000 )  //------Projectile is baryon --------
633  {
634       G4double XtotPP = 48.0 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
635                         0.522*sqrLogPlab - 4.51*LogPlab;
636
637       G4double XtotPN = 47.3 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
638                         0.513*sqrLogPlab - 4.27*LogPlab;
639
640       G4double XelPP  = 11.9 + 26.9*std::pow(Plab,-1.21) +
641                         0.169*sqrLogPlab - 1.85*LogPlab;
642
643       G4double XelPN  = 11.9 + 26.9*std::pow(Plab,-1.21) +
644                         0.169*sqrLogPlab - 1.85*LogPlab;
645
646       Xtotal          = ( NumberOfTargetProtons  * XtotPP +
647                           NumberOfTargetNeutrons * XtotPN  );
648
649       Xelastic        = ( NumberOfTargetProtons  * XelPP  +
650                           NumberOfTargetNeutrons * XelPN   );
651  }
652  Xinelastic = Xtotal - Xelastic;
653
654  if(Xinelastic < 0.) Xinelastic = 0.;
655
656  return Xinelastic*= millibarn;
657}
658
659////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
660//
661//
662
663G4double
664G4GGNuclNuclCrossSection::GetNucleusRadius( const G4DynamicParticle* , 
665                                               const G4Element* anElement)
666{
667  G4double At       = anElement->GetN();
668  G4double oneThird = 1.0/3.0;
669  G4double cubicrAt = std::pow (At, oneThird); 
670
671
672  G4double R;  // = fRadiusConst*cubicrAt;
673  /* 
674  G4double tmp = std::pow( cubicrAt-1., 3.);
675  tmp         += At;
676  tmp         *= 0.5;
677
678  if (At > 20.)   // 20.
679  {
680    R = fRadiusConst*std::pow (tmp, oneThird);
681  }
682  else
683  {
684    R = fRadiusConst*cubicrAt;
685  }
686  */
687 
688  R = fRadiusConst*cubicrAt;
689
690  // return R;  // !!!!
691
692
693 
694  G4double meanA  = 21.;
695
696  G4double tauA1  = 40.; 
697  G4double tauA2  = 10.; 
698  G4double tauA3  = 5.; 
699
700  G4double a1 = 0.85;
701  G4double b1 = 1. - a1;
702
703  G4double b2 = 0.3;
704  G4double b3 = 4.;
705
706  if (At > 20.)   // 20.
707  {
708    R *= ( a1 + b1*std::exp( -(At - meanA)/tauA1) ); 
709  }
710  else if (At > 3.5)
711  {
712    R *= ( 1.0 + b2*( 1. - std::exp( (At - meanA)/tauA2) ) ); 
713  }
714  else 
715  {
716    R *= ( 1.0 + b3*( 1. - std::exp( (At - meanA)/tauA3) ) ); 
717  } 
718  return R;
719 
720}
721
722////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
723//
724//
725
726G4double
727G4GGNuclNuclCrossSection::GetNucleusRadius(G4double At)
728{
729  G4double R;
730
731  // R = GetNucleusRadiusGG(At);
732
733  R = GetNucleusRadiusDE(At);
734
735  return R;
736}
737
738///////////////////////////////////////////////////////////////////
739
740G4double
741G4GGNuclNuclCrossSection::GetNucleusRadiusGG(G4double At)
742{
743 
744  G4double oneThird = 1.0/3.0;
745  G4double cubicrAt = std::pow (At, oneThird); 
746
747
748  G4double R;  // = fRadiusConst*cubicrAt;
749 
750  /*
751  G4double tmp = std::pow( cubicrAt-1., 3.);
752  tmp         += At;
753  tmp         *= 0.5;
754
755  if (At > 20.)
756  {
757    R = fRadiusConst*std::pow (tmp, oneThird);
758  }
759  else
760  {
761    R = fRadiusConst*cubicrAt;
762  }
763  */
764 
765  R = fRadiusConst*cubicrAt;
766
767  G4double meanA = 20.;
768  G4double tauA  = 20.; 
769
770  if ( At > 20.)   // 20.
771  {
772    R *= ( 0.8 + 0.2*std::exp( -(At - meanA)/tauA) ); 
773  }
774  else
775  {
776    R *= ( 1.0 + 0.1*( 1. - std::exp( (At - meanA)/tauA) ) ); 
777  }
778
779  return R;
780
781}
782
783
784G4double
785G4GGNuclNuclCrossSection::GetNucleusRadiusDE(G4double A)
786{
787
788  // algorithm from diffuse-elastic
789
790  G4double R, r0, a11, a12, a13, a2, a3;
791
792  a11 = 1.26;  // 1.08, 1.16
793  a12 = 1.;  // 1.08, 1.16
794  a13 = 1.12;  // 1.08, 1.16
795  a2 = 1.1;
796  a3 = 1.;
797
798
799  if( A < 50. )
800  {
801    if( 10  < A && A <= 15. )     r0  = a11*( 1 - std::pow(A, -2./3.) )*fermi;   // 1.08*fermi;
802    else if( 15  < A && A <= 20 ) r0  = a12*( 1 - std::pow(A, -2./3.) )*fermi;
803    else if( 20  < A && A <= 30 ) r0  = a13*( 1 - std::pow(A, -2./3.) )*fermi;
804    else                          r0  = a2*fermi;
805
806    R = r0*std::pow( A, 1./3. );
807  }
808  else
809  {
810    r0 = a3*fermi;
811
812    R  = r0*std::pow(A, 0.27);
813  }
814  return R;
815}
816
817
818////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
819//
820//
821
822G4double G4GGNuclNuclCrossSection::CalculateEcmValue( const G4double mp , 
823                                                         const G4double mt , 
824                                                         const G4double Plab )
825{
826  G4double Elab = std::sqrt ( mp * mp + Plab * Plab );
827  G4double Ecm  = std::sqrt ( mp * mp + mt * mt + 2 * Elab * mt );
828  // G4double Pcm  = Plab * mt / Ecm;
829  // G4double KEcm = std::sqrt ( Pcm * Pcm + mp * mp ) - mp;
830
831  return Ecm ; // KEcm;
832}
833
834
835////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
836//
837//
838
839G4double G4GGNuclNuclCrossSection::CalcMandelstamS( const G4double mp , 
840                                                       const G4double mt , 
841                                                       const G4double Plab )
842{
843  G4double Elab = std::sqrt ( mp * mp + Plab * Plab );
844  G4double sMand  = mp*mp + mt*mt + 2*Elab*mt ;
845
846  return sMand;
847}
848
849
850//
851//
852///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.