source: trunk/source/processes/hadronic/cross_sections/src/G4GlauberGribovCrossSection.cc @ 1315

Last change on this file since 1315 was 1228, checked in by garnier, 14 years ago

update geant4.9.3 tag
File size: 51.5 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// 17.07.06 V. Grichine - first implementation
28// 22.01.07 V.Ivanchenko - add interface with Z and A
29// 05.03.07 V.Ivanchenko - add IfZAApplicable
30//
31
32#include "G4GlauberGribovCrossSection.hh"
33
34#include "G4ParticleTable.hh"
35#include "G4IonTable.hh"
36#include "G4ParticleDefinition.hh"
37
38//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
39//
40//
41
42const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fNeutronBarCorrectionTot[93] = {
43
441.0, 1.0,     1.118517e+00, 1.082002e+00, 1.116171e+00, 1.078747e+00, 1.061315e+00, 
451.058205e+00, 1.082663e+00, 1.068500e+00, 1.076912e+00, 1.083475e+00, 1.079117e+00, 
461.071856e+00, 1.071990e+00, 1.073774e+00, 1.079356e+00, 1.081314e+00, 1.082056e+00,
471.090772e+00, 1.096776e+00, 1.095828e+00, 1.097678e+00, 1.099157e+00, 1.103677e+00, 
481.105132e+00, 1.109806e+00, 1.110816e+00, 1.117378e+00, 1.115165e+00, 1.115710e+00, 
491.111855e+00, 1.110482e+00, 1.110112e+00, 1.106676e+00, 1.108706e+00, 1.105549e+00, 
501.106318e+00, 1.106242e+00, 1.107672e+00, 1.107342e+00, 1.108119e+00, 1.106655e+00, 
511.102588e+00, 1.096657e+00, 1.092920e+00, 1.086629e+00, 1.083592e+00, 1.076030e+00, 
521.083777e+00, 1.089460e+00, 1.086545e+00, 1.079924e+00, 1.082218e+00, 1.077798e+00, 
531.077062e+00, 1.072825e+00, 1.072241e+00, 1.072104e+00, 1.072490e+00, 1.069829e+00, 
541.070398e+00, 1.065458e+00, 1.064968e+00, 1.060524e+00, 1.060048e+00, 1.057620e+00, 
551.056428e+00, 1.055366e+00, 1.055017e+00, 1.052304e+00, 1.051767e+00, 1.049728e+00, 
561.048745e+00, 1.047399e+00, 1.045876e+00, 1.042972e+00, 1.041824e+00, 1.039993e+00, 
571.039021e+00, 1.036627e+00, 1.034176e+00, 1.032526e+00, 1.033633e+00, 1.036107e+00, 
581.037803e+00, 1.031266e+00, 1.032991e+00, 1.033284e+00, 1.035015e+00, 1.033945e+00, 
591.037075e+00, 1.034721e+00
60
61};
62
63const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fNeutronBarCorrectionIn[93] = {
64
651.0, 1.0,     1.167421e+00, 1.156250e+00, 1.205364e+00, 1.154225e+00, 1.120391e+00, 
661.124632e+00, 1.129460e+00, 1.107863e+00, 1.102152e+00, 1.104593e+00, 1.100285e+00, 
671.098450e+00, 1.092677e+00, 1.101124e+00, 1.106461e+00, 1.115049e+00, 1.123903e+00,
681.126661e+00, 1.131259e+00, 1.133949e+00, 1.134185e+00, 1.133767e+00, 1.132813e+00, 
691.131515e+00, 1.130338e+00, 1.134171e+00, 1.139206e+00, 1.141474e+00, 1.142189e+00, 
701.140725e+00, 1.140100e+00, 1.139848e+00, 1.137674e+00, 1.138645e+00, 1.136339e+00, 
711.136439e+00, 1.135946e+00, 1.136431e+00, 1.135702e+00, 1.135703e+00, 1.134113e+00, 
721.131935e+00, 1.128381e+00, 1.126373e+00, 1.122453e+00, 1.120908e+00, 1.115953e+00, 
731.115947e+00, 1.114426e+00, 1.111749e+00, 1.106207e+00, 1.107494e+00, 1.103622e+00, 
741.102576e+00, 1.098816e+00, 1.097889e+00, 1.097306e+00, 1.097130e+00, 1.094578e+00, 
751.094552e+00, 1.090222e+00, 1.089358e+00, 1.085409e+00, 1.084560e+00, 1.082182e+00, 
761.080773e+00, 1.079464e+00, 1.078724e+00, 1.076121e+00, 1.075235e+00, 1.073159e+00, 
771.071920e+00, 1.070395e+00, 1.069503e+00, 1.067525e+00, 1.066919e+00, 1.065779e+00, 
781.065319e+00, 1.063730e+00, 1.062092e+00, 1.061085e+00, 1.059908e+00, 1.059815e+00, 
791.059109e+00, 1.051920e+00, 1.051258e+00, 1.049473e+00, 1.048823e+00, 1.045984e+00, 
801.046435e+00, 1.042614e+00
81
82};
83
84const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fProtonBarCorrectionTot[93] = {
85
861.0, 1.0,     
871.118515e+00, 1.082000e+00, 1.116169e+00, 1.078745e+00, 1.061313e+00, 1.058203e+00, 
881.082661e+00, 1.068498e+00, 1.076910e+00, 1.083474e+00, 1.079115e+00, 1.071854e+00, 
891.071988e+00, 1.073772e+00, 1.079355e+00, 1.081312e+00, 1.082054e+00, 1.090770e+00, 
901.096774e+00, 1.095827e+00, 1.097677e+00, 1.099156e+00, 1.103676e+00, 1.105130e+00, 
911.109805e+00, 1.110814e+00, 1.117377e+00, 1.115163e+00, 1.115708e+00, 1.111853e+00, 
921.110480e+00, 1.110111e+00, 1.106674e+00, 1.108705e+00, 1.105548e+00, 1.106317e+00, 
931.106241e+00, 1.107671e+00, 1.107341e+00, 1.108118e+00, 1.106654e+00, 1.102586e+00, 
941.096655e+00, 1.092918e+00, 1.086628e+00, 1.083590e+00, 1.076028e+00, 1.083776e+00, 
951.089458e+00, 1.086543e+00, 1.079923e+00, 1.082216e+00, 1.077797e+00, 1.077061e+00, 
961.072824e+00, 1.072239e+00, 1.072103e+00, 1.072488e+00, 1.069828e+00, 1.070396e+00, 
971.065456e+00, 1.064966e+00, 1.060523e+00, 1.060047e+00, 1.057618e+00, 1.056427e+00, 
981.055365e+00, 1.055016e+00, 1.052303e+00, 1.051766e+00, 1.049727e+00, 1.048743e+00, 
991.047397e+00, 1.045875e+00, 1.042971e+00, 1.041823e+00, 1.039992e+00, 1.039019e+00, 
1001.036626e+00, 1.034175e+00, 1.032525e+00, 1.033632e+00, 1.036106e+00, 1.037802e+00, 
1011.031265e+00, 1.032990e+00, 1.033283e+00, 1.035014e+00, 1.033944e+00, 1.037074e+00, 
1021.034720e+00 
103
104};
105
106const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fProtonBarCorrectionIn[93] = {
107
1081.0, 1.0,     
1091.167419e+00, 1.156248e+00, 1.205362e+00, 1.154224e+00, 1.120390e+00, 1.124630e+00, 
1101.129459e+00, 1.107861e+00, 1.102151e+00, 1.104591e+00, 1.100284e+00, 1.098449e+00, 
1111.092675e+00, 1.101122e+00, 1.106460e+00, 1.115048e+00, 1.123902e+00, 1.126659e+00, 
1121.131258e+00, 1.133948e+00, 1.134183e+00, 1.133766e+00, 1.132812e+00, 1.131514e+00, 
1131.130337e+00, 1.134170e+00, 1.139205e+00, 1.141472e+00, 1.142188e+00, 1.140724e+00, 
1141.140099e+00, 1.139847e+00, 1.137672e+00, 1.138644e+00, 1.136338e+00, 1.136438e+00, 
1151.135945e+00, 1.136429e+00, 1.135701e+00, 1.135702e+00, 1.134112e+00, 1.131934e+00, 
1161.128380e+00, 1.126371e+00, 1.122452e+00, 1.120907e+00, 1.115952e+00, 1.115946e+00, 
1171.114425e+00, 1.111748e+00, 1.106205e+00, 1.107493e+00, 1.103621e+00, 1.102575e+00, 
1181.098815e+00, 1.097888e+00, 1.097305e+00, 1.097129e+00, 1.094577e+00, 1.094551e+00, 
1191.090221e+00, 1.089357e+00, 1.085408e+00, 1.084559e+00, 1.082181e+00, 1.080772e+00, 
1201.079463e+00, 1.078723e+00, 1.076120e+00, 1.075234e+00, 1.073158e+00, 1.071919e+00, 
1211.070394e+00, 1.069502e+00, 1.067524e+00, 1.066918e+00, 1.065778e+00, 1.065318e+00, 
1221.063729e+00, 1.062091e+00, 1.061084e+00, 1.059907e+00, 1.059814e+00, 1.059108e+00, 
1231.051919e+00, 1.051257e+00, 1.049472e+00, 1.048822e+00, 1.045983e+00, 1.046434e+00, 
1241.042613e+00 
125
126};
127
128
129const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fPionPlusBarCorrectionTot[93] = {
130
1311.0, 1.0,     
1321.075927e+00, 1.074407e+00, 1.126098e+00, 1.100127e+00, 1.089742e+00, 1.083536e+00, 
1331.089988e+00, 1.103566e+00, 1.096922e+00, 1.126573e+00, 1.132734e+00, 1.136512e+00, 
1341.136629e+00, 1.133086e+00, 1.132428e+00, 1.129299e+00, 1.125622e+00, 1.126992e+00, 
1351.127840e+00, 1.162670e+00, 1.160392e+00, 1.157864e+00, 1.157227e+00, 1.154627e+00, 
1361.192555e+00, 1.197243e+00, 1.197911e+00, 1.200326e+00, 1.220053e+00, 1.215019e+00, 
1371.211703e+00, 1.209080e+00, 1.204248e+00, 1.203328e+00, 1.198671e+00, 1.196840e+00, 
1381.194392e+00, 1.193037e+00, 1.190408e+00, 1.188583e+00, 1.206127e+00, 1.210028e+00, 
1391.206434e+00, 1.204456e+00, 1.200547e+00, 1.199058e+00, 1.200174e+00, 1.200276e+00, 
1401.198912e+00, 1.213048e+00, 1.207160e+00, 1.208020e+00, 1.203814e+00, 1.202380e+00, 
1411.198306e+00, 1.197002e+00, 1.196027e+00, 1.195449e+00, 1.192563e+00, 1.192135e+00, 
1421.187556e+00, 1.186308e+00, 1.182124e+00, 1.180900e+00, 1.178224e+00, 1.176471e+00, 
1431.174811e+00, 1.173702e+00, 1.170827e+00, 1.169581e+00, 1.167205e+00, 1.165626e+00, 
1441.180244e+00, 1.177626e+00, 1.175121e+00, 1.173903e+00, 1.172192e+00, 1.171128e+00, 
1451.168997e+00, 1.166826e+00, 1.164130e+00, 1.165412e+00, 1.165504e+00, 1.165020e+00, 
1461.158462e+00, 1.158014e+00, 1.156519e+00, 1.156081e+00, 1.153602e+00, 1.154190e+00, 
1471.152974e+00
148 
149};
150
151const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fPionPlusBarCorrectionIn[93] = {
152
1531.0, 1.0,   
1541.140246e+00, 1.097872e+00, 1.104301e+00, 1.068722e+00, 1.044495e+00, 1.062622e+00, 
1551.047987e+00, 1.037032e+00, 1.035686e+00, 1.042870e+00, 1.052222e+00, 1.065100e+00, 
1561.070480e+00, 1.078286e+00, 1.081488e+00, 1.089713e+00, 1.099105e+00, 1.098003e+00, 
1571.102175e+00, 1.117707e+00, 1.121734e+00, 1.125229e+00, 1.126457e+00, 1.128905e+00, 
1581.137312e+00, 1.126263e+00, 1.126459e+00, 1.115191e+00, 1.116986e+00, 1.117184e+00, 
1591.117037e+00, 1.116777e+00, 1.115858e+00, 1.115745e+00, 1.114489e+00, 1.113993e+00, 
1601.113226e+00, 1.112818e+00, 1.111890e+00, 1.111238e+00, 1.111209e+00, 1.111775e+00, 
1611.110256e+00, 1.109414e+00, 1.107647e+00, 1.106980e+00, 1.106096e+00, 1.107331e+00, 
1621.107849e+00, 1.106407e+00, 1.103426e+00, 1.103896e+00, 1.101756e+00, 1.101031e+00, 
1631.098915e+00, 1.098260e+00, 1.097768e+00, 1.097487e+00, 1.095964e+00, 1.095773e+00, 
1641.093348e+00, 1.092687e+00, 1.090465e+00, 1.089821e+00, 1.088394e+00, 1.087462e+00, 
1651.086571e+00, 1.085997e+00, 1.084451e+00, 1.083798e+00, 1.082513e+00, 1.081670e+00, 
1661.080735e+00, 1.075659e+00, 1.074341e+00, 1.073689e+00, 1.072787e+00, 1.072237e+00, 
1671.071107e+00, 1.069955e+00, 1.064856e+00, 1.065873e+00, 1.065938e+00, 1.065694e+00, 
1681.062192e+00, 1.061967e+00, 1.061180e+00, 1.060960e+00, 1.059646e+00, 1.059975e+00, 
1691.059658e+00
170 
171};
172
173
174const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fPionMinusBarCorrectionTot[93] = {
175
1761.0, 1.0,     
1771.075927e+00, 1.077959e+00, 1.129145e+00, 1.102088e+00, 1.089765e+00, 1.083542e+00, 
1781.089995e+00, 1.104895e+00, 1.097154e+00, 1.127663e+00, 1.133063e+00, 1.137425e+00, 
1791.136724e+00, 1.133859e+00, 1.132498e+00, 1.130276e+00, 1.127896e+00, 1.127656e+00, 
1801.127905e+00, 1.164210e+00, 1.162259e+00, 1.160075e+00, 1.158978e+00, 1.156649e+00, 
1811.194157e+00, 1.199177e+00, 1.198983e+00, 1.202325e+00, 1.221967e+00, 1.217548e+00, 
1821.214389e+00, 1.211760e+00, 1.207335e+00, 1.206081e+00, 1.201766e+00, 1.199779e+00, 
1831.197283e+00, 1.195706e+00, 1.193071e+00, 1.191115e+00, 1.208838e+00, 1.212681e+00, 
1841.209235e+00, 1.207163e+00, 1.203451e+00, 1.201807e+00, 1.203283e+00, 1.203388e+00, 
1851.202244e+00, 1.216509e+00, 1.211066e+00, 1.211504e+00, 1.207539e+00, 1.205991e+00, 
1861.202143e+00, 1.200724e+00, 1.199595e+00, 1.198815e+00, 1.196025e+00, 1.195390e+00, 
1871.191137e+00, 1.189791e+00, 1.185888e+00, 1.184575e+00, 1.181996e+00, 1.180229e+00, 
1881.178545e+00, 1.177355e+00, 1.174616e+00, 1.173312e+00, 1.171016e+00, 1.169424e+00, 
1891.184120e+00, 1.181478e+00, 1.179085e+00, 1.177817e+00, 1.176124e+00, 1.175003e+00, 
1901.172947e+00, 1.170858e+00, 1.168170e+00, 1.169397e+00, 1.169304e+00, 1.168706e+00, 
1911.162774e+00, 1.162217e+00, 1.160740e+00, 1.160196e+00, 1.157857e+00, 1.158220e+00, 
1921.157267e+00 
193};
194
195
196const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fPionMinusBarCorrectionIn[93] = {
197
1981.0, 1.0,   
1991.140246e+00, 1.100898e+00, 1.106773e+00, 1.070289e+00, 1.044514e+00, 1.062628e+00, 
2001.047992e+00, 1.038041e+00, 1.035862e+00, 1.043679e+00, 1.052466e+00, 1.065780e+00, 
2011.070551e+00, 1.078869e+00, 1.081541e+00, 1.090455e+00, 1.100847e+00, 1.098511e+00, 
2021.102226e+00, 1.118865e+00, 1.123143e+00, 1.126904e+00, 1.127785e+00, 1.130444e+00, 
2031.138502e+00, 1.127678e+00, 1.127244e+00, 1.116634e+00, 1.118347e+00, 1.118988e+00, 
2041.118957e+00, 1.118696e+00, 1.118074e+00, 1.117722e+00, 1.116717e+00, 1.116111e+00, 
2051.115311e+00, 1.114745e+00, 1.113814e+00, 1.113069e+00, 1.113141e+00, 1.113660e+00, 
2061.112249e+00, 1.111343e+00, 1.109718e+00, 1.108942e+00, 1.108310e+00, 1.109549e+00, 
2071.110227e+00, 1.108846e+00, 1.106183e+00, 1.106354e+00, 1.104388e+00, 1.103583e+00, 
2081.101632e+00, 1.100896e+00, 1.100296e+00, 1.099873e+00, 1.098420e+00, 1.098082e+00, 
2091.095892e+00, 1.095162e+00, 1.093144e+00, 1.092438e+00, 1.091083e+00, 1.090142e+00, 
2101.089236e+00, 1.088604e+00, 1.087159e+00, 1.086465e+00, 1.085239e+00, 1.084388e+00, 
2111.083473e+00, 1.078373e+00, 1.077136e+00, 1.076450e+00, 1.075561e+00, 1.074973e+00, 
2121.073898e+00, 1.072806e+00, 1.067706e+00, 1.068684e+00, 1.068618e+00, 1.068294e+00, 
2131.065241e+00, 1.064939e+00, 1.064166e+00, 1.063872e+00, 1.062659e+00, 1.062828e+00, 
2141.062699e+00 
215
216};
217
218
219
220
221////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
222//
223//
224
225G4GlauberGribovCrossSection::G4GlauberGribovCrossSection() 
226: fUpperLimit( 100000 * GeV ),
227  fLowerLimit( 3 * GeV ),
228  fRadiusConst( 1.08*fermi )  // 1.1, 1.3 ?
229{
230  theGamma    = G4Gamma::Gamma();
231  theProton   = G4Proton::Proton();
232  theNeutron  = G4Neutron::Neutron();
233  theAProton  = G4AntiProton::AntiProton();
234  theANeutron = G4AntiNeutron::AntiNeutron();
235  thePiPlus   = G4PionPlus::PionPlus();
236  thePiMinus  = G4PionMinus::PionMinus();
237  thePiZero   = G4PionZero::PionZero();
238  theKPlus    = G4KaonPlus::KaonPlus();
239  theKMinus   = G4KaonMinus::KaonMinus();
240  theK0S      = G4KaonZeroShort::KaonZeroShort();
241  theK0L      = G4KaonZeroLong::KaonZeroLong();
242  theL        = G4Lambda::Lambda();
243  theAntiL    = G4AntiLambda::AntiLambda();
244  theSPlus    = G4SigmaPlus::SigmaPlus();
245  theASPlus   = G4AntiSigmaPlus::AntiSigmaPlus();
246  theSMinus   = G4SigmaMinus::SigmaMinus();
247  theASMinus  = G4AntiSigmaMinus::AntiSigmaMinus();
248  theS0       = G4SigmaZero::SigmaZero();
249  theAS0      = G4AntiSigmaZero::AntiSigmaZero();
250  theXiMinus  = G4XiMinus::XiMinus();
251  theXi0      = G4XiZero::XiZero();
252  theAXiMinus = G4AntiXiMinus::AntiXiMinus();
253  theAXi0     = G4AntiXiZero::AntiXiZero();
254  theOmega    = G4OmegaMinus::OmegaMinus();
255  theAOmega   = G4AntiOmegaMinus::AntiOmegaMinus();
256  theD        = G4Deuteron::Deuteron();
257  theT        = G4Triton::Triton();
258  theA        = G4Alpha::Alpha();
259  theHe3      = G4He3::He3();
260}
261
262///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
263//
264//
265
266G4GlauberGribovCrossSection::~G4GlauberGribovCrossSection()
267{
268}
269
270
271////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
272//
273//
274
275
276G4bool
277G4GlauberGribovCrossSection::IsApplicable(const G4DynamicParticle* aDP, 
278                                          const G4Element*  anElement)
279{
280  return IsZAApplicable(aDP, anElement->GetZ(), anElement->GetN());
281} 
282
283////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
284//
285//
286
287G4bool
288G4GlauberGribovCrossSection::IsZAApplicable(const G4DynamicParticle* aDP, 
289                                            G4double Z, G4double)
290{
291  G4bool applicable      = false;
292  // G4int baryonNumber     = aDP->GetDefinition()->GetBaryonNumber();
293  G4double kineticEnergy = aDP->GetKineticEnergy();
294
295  const G4ParticleDefinition* theParticle = aDP->GetDefinition();
296 
297  if ( ( kineticEnergy  >= fLowerLimit &&
298         Z > 1.5 &&      // >=  He
299       ( theParticle == theAProton   ||
300         theParticle == theGamma     ||
301         theParticle == theKPlus     ||
302         theParticle == theKMinus    || 
303         theParticle == theSMinus)      )    || 
304
305       ( kineticEnergy  >= fLowerLimit &&
306         Z > 1.5 &&      // >=  He
307       ( theParticle == theProton    ||
308         theParticle == theNeutron   ||   
309         theParticle == thePiPlus    ||
310         theParticle == thePiMinus       ) )    ) applicable = true;
311
312  return applicable;
313}
314
315////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
316//
317// Calculates total and inelastic Xsc, derives elastic as total - inelastic accordong to
318// Glauber model with Gribov correction calculated in the dipole approximation on
319// light cone. Gaussian density helps to calculate rest integrals of the model.
320// [1] B.Z. Kopeliovich, nucl-th/0306044
321
322
323G4double G4GlauberGribovCrossSection::
324GetCrossSection(const G4DynamicParticle* aParticle, const G4Element* anElement, G4double T)
325{
326  return GetIsoZACrossSection(aParticle, anElement->GetZ(), anElement->GetN(), T);
327}
328
329////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
330//
331// Calculates total and inelastic Xsc, derives elastic as total - inelastic accordong to
332// Glauber model with Gribov correction calculated in the dipole approximation on
333// light cone. Gaussian density of point-like nucleons helps to calculate rest integrals of the model.
334// [1] B.Z. Kopeliovich, nucl-th/0306044 + simplification above
335
336
337
338G4double G4GlauberGribovCrossSection::
339GetIsoZACrossSection(const G4DynamicParticle* aParticle, G4double Z, G4double A, G4double)
340{
341  G4double xsection, sigma, cofInelastic, cofTotal, nucleusSquare, ratio;
342  G4double R             = GetNucleusRadius(A); 
343
344  const G4ParticleDefinition* theParticle = aParticle->GetDefinition();
345
346  if( theParticle == theProton  || 
347      theParticle == theNeutron ||
348      theParticle == thePiPlus  || 
349      theParticle == thePiMinus      )
350  {
351    sigma        = GetHadronNucleonXscNS(aParticle, A, Z);
352    cofInelastic = 2.4;
353    cofTotal     = 2.0;
354  }
355  else
356  {
357    sigma        = GetHadronNucleonXscNS(aParticle, A, Z);
358    cofInelastic = 2.2;
359    cofTotal     = 2.0;
360  }
361  // cofInelastic = 2.0;
362
363
364  nucleusSquare = cofTotal*pi*R*R;   // basically 2piRR
365  ratio = sigma/nucleusSquare;
366
367  xsection =  nucleusSquare*std::log( 1. + ratio );
368
369  xsection *= GetParticleBarCorTot(theParticle, Z);
370
371  fTotalXsc = xsection;
372
373 
374
375  fInelasticXsc = nucleusSquare*std::log( 1. + cofInelastic*ratio )/cofInelastic;
376
377  fInelasticXsc *= GetParticleBarCorIn(theParticle, Z);
378
379  fElasticXsc   = fTotalXsc - fInelasticXsc;
380
381   
382  G4double difratio = ratio/(1.+ratio);
383
384  fDiffractionXsc = 0.5*nucleusSquare*( difratio - std::log( 1. + difratio ) );
385
386
387  sigma = GetHNinelasticXsc(aParticle, A, Z);
388  ratio = sigma/nucleusSquare;
389
390  fProductionXsc = nucleusSquare*std::log( 1. + cofInelastic*ratio )/cofInelastic;
391
392  if (fElasticXsc < 0.) fElasticXsc = 0.;
393
394  return xsection; 
395}
396
397//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
398//
399// Return single-diffraction/inelastic cross-section ratio
400
401G4double G4GlauberGribovCrossSection::
402GetRatioSD(const G4DynamicParticle* aParticle, G4double A, G4double Z)
403{
404  G4double sigma, cofInelastic, cofTotal, nucleusSquare, ratio;
405  G4double R             = GetNucleusRadius(A); 
406
407  const G4ParticleDefinition* theParticle = aParticle->GetDefinition();
408
409  if( theParticle == theProton  || 
410      theParticle == theNeutron ||
411      theParticle == thePiPlus  || 
412      theParticle == thePiMinus      )
413  {
414    sigma        = GetHadronNucleonXscNS(aParticle, A, Z);
415    cofInelastic = 2.4;
416    cofTotal     = 2.0;
417  }
418  else
419  {
420    sigma        = GetHadronNucleonXscNS(aParticle, A, Z);
421    cofInelastic = 2.2;
422    cofTotal     = 2.0;
423  }
424  nucleusSquare = cofTotal*pi*R*R;   // basically 2piRR
425  ratio = sigma/nucleusSquare;
426
427  fInelasticXsc = nucleusSquare*std::log( 1. + cofInelastic*ratio )/cofInelastic;
428   
429  G4double difratio = ratio/(1.+ratio);
430
431  fDiffractionXsc = 0.5*nucleusSquare*( difratio - std::log( 1. + difratio ) );
432
433  if (fInelasticXsc > 0.) ratio = fDiffractionXsc/fInelasticXsc;
434  else                    ratio = 0.;
435
436  return ratio; 
437}
438
439//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
440//
441// Return suasi-elastic/inelastic cross-section ratio
442
443G4double G4GlauberGribovCrossSection::
444GetRatioQE(const G4DynamicParticle* aParticle, G4double A, G4double Z)
445{
446  G4double sigma, cofInelastic, cofTotal, nucleusSquare, ratio;
447  G4double R             = GetNucleusRadius(A); 
448
449  const G4ParticleDefinition* theParticle = aParticle->GetDefinition();
450
451  if( theParticle == theProton  || 
452      theParticle == theNeutron ||
453      theParticle == thePiPlus  || 
454      theParticle == thePiMinus      )
455  {
456    sigma        = GetHadronNucleonXscNS(aParticle, A, Z);
457    cofInelastic = 2.4;
458    cofTotal     = 2.0;
459  }
460  else
461  {
462    sigma        = GetHadronNucleonXscNS(aParticle, A, Z);
463    cofInelastic = 2.2;
464    cofTotal     = 2.0;
465  }
466  nucleusSquare = cofTotal*pi*R*R;   // basically 2piRR
467  ratio = sigma/nucleusSquare;
468
469  fInelasticXsc = nucleusSquare*std::log( 1. + cofInelastic*ratio )/cofInelastic;
470
471  sigma = GetHNinelasticXsc(aParticle, A, Z);
472  ratio = sigma/nucleusSquare;
473
474  fProductionXsc = nucleusSquare*std::log( 1. + cofInelastic*ratio )/cofInelastic;
475
476  if (fInelasticXsc > fProductionXsc) ratio = (fInelasticXsc-fProductionXsc)/fInelasticXsc;
477  else                                ratio = 0.;
478  if ( ratio < 0. )                   ratio = 0.;
479
480  return ratio; 
481}
482
483/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
484//
485// Returns hadron-nucleon Xsc according to differnt parametrisations:
486// [2] E. Levin, hep-ph/9710546
487// [3] U. Dersch, et al, hep-ex/9910052
488// [4] M.J. Longo, et al, Phys.Rev.Lett. 33 (1974) 725
489
490G4double
491G4GlauberGribovCrossSection::GetHadronNucleonXsc(const G4DynamicParticle* aParticle, 
492                                                  const G4Element* anElement          )
493{
494  G4double At = anElement->GetN();  // number of nucleons
495  G4double Zt = anElement->GetZ();  // number of protons
496
497
498  return GetHadronNucleonXsc( aParticle, At, Zt );
499}
500
501
502
503
504/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
505//
506// Returns hadron-nucleon Xsc according to differnt parametrisations:
507// [2] E. Levin, hep-ph/9710546
508// [3] U. Dersch, et al, hep-ex/9910052
509// [4] M.J. Longo, et al, Phys.Rev.Lett. 33 (1974) 725
510
511G4double
512G4GlauberGribovCrossSection::GetHadronNucleonXsc(const G4DynamicParticle* aParticle, 
513                                                   G4double At,  G4double Zt       )
514{
515  G4double xsection;
516
517
518  G4double targ_mass = G4ParticleTable::GetParticleTable()->
519  GetIonTable()->GetIonMass( G4int(Zt+0.5) , G4int(At+0.5) );
520
521  targ_mass = 0.939*GeV;  // ~mean neutron and proton ???
522
523  G4double proj_mass     = aParticle->GetMass();
524  G4double proj_momentum = aParticle->GetMomentum().mag();
525  G4double sMand = CalcMandelstamS ( proj_mass , targ_mass , proj_momentum );
526
527  sMand /= GeV*GeV;  // in GeV for parametrisation
528  proj_momentum /= GeV;
529
530  const G4ParticleDefinition* theParticle = aParticle->GetDefinition();
531 
532
533  if(theParticle == theGamma) 
534  {
535    xsection = At*(0.0677*std::pow(sMand,0.0808) + 0.129*std::pow(sMand,-0.4525));
536  } 
537  else if(theParticle == theNeutron) // as proton ???
538  {
539    xsection = At*(21.70*std::pow(sMand,0.0808) + 56.08*std::pow(sMand,-0.4525));
540  } 
541  else if(theParticle == theProton) 
542  {
543    xsection = At*(21.70*std::pow(sMand,0.0808) + 56.08*std::pow(sMand,-0.4525));
544    // xsection = At*( 49.51*std::pow(sMand,-0.097) + 0.314*std::log(sMand)*std::log(sMand) );
545    // xsection = At*( 38.4 + 0.85*std::abs(std::pow(log(sMand),1.47)) );
546  } 
547  else if(theParticle == theAProton) 
548  {
549    xsection = At*( 21.70*std::pow(sMand,0.0808) + 98.39*std::pow(sMand,-0.4525));
550  } 
551  else if(theParticle == thePiPlus) 
552  {
553    xsection = At*(13.63*std::pow(sMand,0.0808) + 27.56*std::pow(sMand,-0.4525));
554  } 
555  else if(theParticle == thePiMinus) 
556  {
557    // xsection = At*( 55.2*std::pow(sMand,-0.255) + 0.346*std::log(sMand)*std::log(sMand) );
558    xsection = At*(13.63*std::pow(sMand,0.0808) + 36.02*std::pow(sMand,-0.4525));
559  } 
560  else if(theParticle == theKPlus) 
561  {
562    xsection = At*(11.82*std::pow(sMand,0.0808) + 8.15*std::pow(sMand,-0.4525));
563  } 
564  else if(theParticle == theKMinus) 
565  {
566    xsection = At*(11.82*std::pow(sMand,0.0808) + 26.36*std::pow(sMand,-0.4525));
567  }
568  else  // as proton ???
569  {
570    xsection = At*(21.70*std::pow(sMand,0.0808) + 56.08*std::pow(sMand,-0.4525));
571  } 
572  xsection *= millibarn;
573  return xsection;
574}
575
576
577/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
578//
579// Returns hadron-nucleon Xsc according to PDG parametrisation (2005):
580// http://pdg.lbl.gov/2006/reviews/hadronicrpp.pdf
581
582G4double
583G4GlauberGribovCrossSection::GetHadronNucleonXscPDG(const G4DynamicParticle* aParticle, 
584                                                  const G4Element* anElement          )
585{
586  G4double At = anElement->GetN();  // number of nucleons
587  G4double Zt = anElement->GetZ();  // number of protons
588
589
590  return GetHadronNucleonXscPDG( aParticle, At, Zt );
591}
592
593
594
595
596/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
597//
598// Returns hadron-nucleon Xsc according to PDG parametrisation (2005):
599// http://pdg.lbl.gov/2006/reviews/hadronicrpp.pdf
600//  At = number of nucleons,  Zt = number of protons
601
602G4double
603G4GlauberGribovCrossSection::GetHadronNucleonXscPDG(const G4DynamicParticle* aParticle, 
604                                                     G4double At,  G4double Zt )
605{
606  G4double xsection;
607
608  G4double Nt = At-Zt;              // number of neutrons
609  if (Nt < 0.) Nt = 0.; 
610
611
612  G4double targ_mass = G4ParticleTable::GetParticleTable()->
613  GetIonTable()->GetIonMass( G4int(Zt+0.5) , G4int(At+0.5) );
614
615  targ_mass = 0.939*GeV;  // ~mean neutron and proton ???
616
617  G4double proj_mass     = aParticle->GetMass(); 
618  G4double proj_momentum = aParticle->GetMomentum().mag();
619
620  G4double sMand = CalcMandelstamS ( proj_mass , targ_mass , proj_momentum );
621
622  sMand         /= GeV*GeV;  // in GeV for parametrisation
623
624  // General PDG fit constants
625
626  G4double s0   = 5.38*5.38; // in Gev^2
627  G4double eta1 = 0.458;
628  G4double eta2 = 0.458;
629  G4double B    = 0.308;
630
631
632  const G4ParticleDefinition* theParticle = aParticle->GetDefinition();
633 
634
635  if(theParticle == theNeutron) // proton-neutron fit
636  {
637    xsection = Zt*( 35.80 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
638                          + 40.15*std::pow(sMand,-eta1) - 30.*std::pow(sMand,-eta2));
639    xsection  += Nt*( 35.45 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
640                      + 42.53*std::pow(sMand,-eta1) - 33.34*std::pow(sMand,-eta2)); // pp for nn
641  } 
642  else if(theParticle == theProton) 
643  {
644     
645      xsection  = Zt*( 35.45 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
646                          + 42.53*std::pow(sMand,-eta1) - 33.34*std::pow(sMand,-eta2));
647
648      xsection += Nt*( 35.80 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
649                          + 40.15*std::pow(sMand,-eta1) - 30.*std::pow(sMand,-eta2));
650  } 
651  else if(theParticle == theAProton) 
652  {
653    xsection  = Zt*( 35.45 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
654                          + 42.53*std::pow(sMand,-eta1) + 33.34*std::pow(sMand,-eta2));
655
656    xsection += Nt*( 35.80 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
657                          + 40.15*std::pow(sMand,-eta1) + 30.*std::pow(sMand,-eta2));
658  } 
659  else if(theParticle == thePiPlus) 
660  {
661    xsection  = At*( 20.86 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
662                          + 19.24*std::pow(sMand,-eta1) - 6.03*std::pow(sMand,-eta2));
663  } 
664  else if(theParticle == thePiMinus) 
665  {
666    xsection  = At*( 20.86 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
667                          + 19.24*std::pow(sMand,-eta1) + 6.03*std::pow(sMand,-eta2));
668  } 
669  else if(theParticle == theKPlus) 
670  {
671    xsection  = Zt*( 17.91 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
672                          + 7.14*std::pow(sMand,-eta1) - 13.45*std::pow(sMand,-eta2));
673
674    xsection += Nt*( 17.87 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
675                          + 5.17*std::pow(sMand,-eta1) - 7.23*std::pow(sMand,-eta2));
676  } 
677  else if(theParticle == theKMinus) 
678  {
679    xsection  = Zt*( 17.91 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
680                          + 7.14*std::pow(sMand,-eta1) + 13.45*std::pow(sMand,-eta2));
681
682    xsection += Nt*( 17.87 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
683                          + 5.17*std::pow(sMand,-eta1) + 7.23*std::pow(sMand,-eta2));
684  }
685  else if(theParticle == theSMinus) 
686  {
687    xsection  = At*( 35.20 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
688                          - 199.*std::pow(sMand,-eta1) + 264.*std::pow(sMand,-eta2));
689  } 
690  else if(theParticle == theGamma) // modify later on
691  {
692    xsection  = At*( 0.0 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
693                          + 0.032*std::pow(sMand,-eta1) - 0.0*std::pow(sMand,-eta2));
694   
695  } 
696  else  // as proton ???
697  {
698    xsection  = Zt*( 35.45 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
699                          + 42.53*std::pow(sMand,-eta1) - 33.34*std::pow(sMand,-eta2));
700
701    xsection += Nt*( 35.80 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
702                          + 40.15*std::pow(sMand,-eta1) - 30.*std::pow(sMand,-eta2));
703  } 
704  xsection *= millibarn; // parametrised in mb
705  return xsection;
706}
707
708
709/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
710//
711// Returns hadron-nucleon cross-section based on N. Starkov parametrisation of
712// data from mainly http://wwwppds.ihep.su:8001/c5-6A.html database
713
714G4double
715G4GlauberGribovCrossSection::GetHadronNucleonXscNS(const G4DynamicParticle* aParticle, 
716                                                  const G4Element* anElement          )
717{
718  G4double At = anElement->GetN();  // number of nucleons
719  G4double Zt = anElement->GetZ();  // number of protons
720
721
722  return GetHadronNucleonXscNS( aParticle, At, Zt );
723}
724
725
726
727
728/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
729//
730// Returns hadron-nucleon cross-section based on N. Starkov parametrisation of
731// data from mainly http://wwwppds.ihep.su:8001/c5-6A.html database
732
733G4double
734G4GlauberGribovCrossSection::GetHadronNucleonXscNS(const G4DynamicParticle* aParticle, 
735                                                     G4double At,  G4double Zt )
736{
737  G4double xsection(0), Delta, A0, B0;
738  G4double hpXsc(0);
739  G4double hnXsc(0);
740
741  G4double Nt = At-Zt;              // number of neutrons
742  if (Nt < 0.) Nt = 0.; 
743
744
745  G4double targ_mass = G4ParticleTable::GetParticleTable()->
746  GetIonTable()->GetIonMass( G4int(Zt+0.5) , G4int(At+0.5) );
747
748  targ_mass = 0.939*GeV;  // ~mean neutron and proton ???
749
750  G4double proj_mass     = aParticle->GetMass();
751  G4double proj_energy   = aParticle->GetTotalEnergy(); 
752  G4double proj_momentum = aParticle->GetMomentum().mag();
753
754  G4double sMand = CalcMandelstamS ( proj_mass , targ_mass , proj_momentum );
755
756  sMand         /= GeV*GeV;  // in GeV for parametrisation
757  proj_momentum /= GeV;
758  proj_energy   /= GeV;
759  proj_mass     /= GeV;
760
761  // General PDG fit constants
762
763  G4double s0   = 5.38*5.38; // in Gev^2
764  G4double eta1 = 0.458;
765  G4double eta2 = 0.458;
766  G4double B    = 0.308;
767
768
769  const G4ParticleDefinition* theParticle = aParticle->GetDefinition();
770 
771
772  if(theParticle == theNeutron) 
773  {
774    if( proj_momentum >= 10.)
775    // if( proj_momentum >= 2.)
776    {
777      Delta = 1.;
778
779      if( proj_energy < 40. ) Delta = 0.916+0.0021*proj_energy;
780
781      if(proj_momentum >= 10.)
782      {
783        B0 = 7.5;
784        A0 = 100. - B0*std::log(3.0e7);
785
786        xsection = A0 + B0*std::log(proj_energy) - 11
787                  + 103*std::pow(2*0.93827*proj_energy + proj_mass*proj_mass+
788                     0.93827*0.93827,-0.165);        //  mb
789      }
790      xsection *= Zt + Nt;
791    }
792    else
793    {
794      // nn to be pp
795
796      if( proj_momentum < 0.73 )
797      {
798        hnXsc = 23 + 50*( std::pow( std::log(0.73/proj_momentum), 3.5 ) );
799      }
800      else if( proj_momentum < 1.05  )
801      {
802       hnXsc = 23 + 40*(std::log(proj_momentum/0.73))*
803                         (std::log(proj_momentum/0.73));
804      }
805      else  // if( proj_momentum < 10.  )
806      {
807         hnXsc = 39.0+
808              75*(proj_momentum - 1.2)/(std::pow(proj_momentum,3.0) + 0.15);
809      }
810      // pn to be np
811
812      if( proj_momentum < 0.8 )
813      {
814        hpXsc = 33+30*std::pow(std::log(proj_momentum/1.3),4.0);
815      }     
816      else if( proj_momentum < 1.4 )
817      {
818        hpXsc = 33+30*std::pow(std::log(proj_momentum/0.95),2.0);
819      }
820      else    // if( proj_momentum < 10.  )
821      {
822        hpXsc = 33.3+
823              20.8*(std::pow(proj_momentum,2.0)-1.35)/
824                 (std::pow(proj_momentum,2.50)+0.95);
825      }
826      xsection = hpXsc*Zt + hnXsc*Nt;
827    }
828  } 
829  else if(theParticle == theProton) 
830  {
831    if( proj_momentum >= 10.)
832    // if( proj_momentum >= 2.)
833    {
834      Delta = 1.;
835
836      if( proj_energy < 40. ) Delta = 0.916+0.0021*proj_energy;
837
838      if(proj_momentum >= 10.)
839      {
840        B0 = 7.5;
841        A0 = 100. - B0*std::log(3.0e7);
842
843        xsection = A0 + B0*std::log(proj_energy) - 11
844                  + 103*std::pow(2*0.93827*proj_energy + proj_mass*proj_mass+
845                     0.93827*0.93827,-0.165);        //  mb
846      }
847      xsection *= Zt + Nt;
848    }
849    else
850    {
851      // pp
852
853      if( proj_momentum < 0.73 )
854      {
855        hpXsc = 23 + 50*( std::pow( std::log(0.73/proj_momentum), 3.5 ) );
856      }
857      else if( proj_momentum < 1.05  )
858      {
859       hpXsc = 23 + 40*(std::log(proj_momentum/0.73))*
860                         (std::log(proj_momentum/0.73));
861      }
862      else    // if( proj_momentum < 10.  )
863      {
864         hpXsc = 39.0+
865              75*(proj_momentum - 1.2)/(std::pow(proj_momentum,3.0) + 0.15);
866      }
867      // pn to be np
868
869      if( proj_momentum < 0.8 )
870      {
871        hnXsc = 33+30*std::pow(std::log(proj_momentum/1.3),4.0);
872      }     
873      else if( proj_momentum < 1.4 )
874      {
875        hnXsc = 33+30*std::pow(std::log(proj_momentum/0.95),2.0);
876      }
877      else   // if( proj_momentum < 10.  )
878      {
879        hnXsc = 33.3+
880              20.8*(std::pow(proj_momentum,2.0)-1.35)/
881                 (std::pow(proj_momentum,2.50)+0.95);
882      }
883      xsection = hpXsc*Zt + hnXsc*Nt;
884      // xsection = hpXsc*(Zt + Nt);
885      // xsection = hnXsc*(Zt + Nt);
886    }   
887    // xsection *= 0.95;
888  } 
889  else if(theParticle == theAProton) 
890  {
891    xsection  = Zt*( 35.45 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
892                          + 42.53*std::pow(sMand,-eta1) + 33.34*std::pow(sMand,-eta2));
893
894    xsection += Nt*( 35.80 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
895                          + 40.15*std::pow(sMand,-eta1) + 30.*std::pow(sMand,-eta2));
896  } 
897  else if(theParticle == thePiPlus) 
898  {
899    if(proj_momentum < 0.4)
900    {
901      G4double Ex3 = 180*std::exp(-(proj_momentum-0.29)*(proj_momentum-0.29)/0.085/0.085);
902      hpXsc      = Ex3+20.0;
903    }
904    else if(proj_momentum < 1.15)
905    {
906      G4double Ex4 = 88*(std::log(proj_momentum/0.75))*(std::log(proj_momentum/0.75));
907      hpXsc = Ex4+14.0;
908    }
909    else if(proj_momentum < 3.5)
910    {
911      G4double Ex1 = 3.2*std::exp(-(proj_momentum-2.55)*(proj_momentum-2.55)/0.55/0.55);
912      G4double Ex2 = 12*std::exp(-(proj_momentum-1.47)*(proj_momentum-1.47)/0.225/0.225);
913      hpXsc = Ex1+Ex2+27.5;
914    }
915    else //  if(proj_momentum > 3.5) // mb
916    {
917      hpXsc = 10.6+2.*std::log(proj_energy)+25*std::pow(proj_energy,-0.43);
918    }
919    // pi+n = pi-p??
920
921    if(proj_momentum < 0.37)
922    {
923      hnXsc = 28.0 + 40*std::exp(-(proj_momentum-0.29)*(proj_momentum-0.29)/0.07/0.07);
924    }
925    else if(proj_momentum<0.65)
926    {
927       hnXsc = 26+110*(std::log(proj_momentum/0.48))*(std::log(proj_momentum/0.48));
928    }
929    else if(proj_momentum<1.3)
930    {
931      hnXsc = 36.1+
932                10*std::exp(-(proj_momentum-0.72)*(proj_momentum-0.72)/0.06/0.06)+
933                24*std::exp(-(proj_momentum-1.015)*(proj_momentum-1.015)/0.075/0.075);
934    }
935    else if(proj_momentum<3.0)
936    {
937      hnXsc = 36.1+0.079-4.313*std::log(proj_momentum)+
938                3*std::exp(-(proj_momentum-2.1)*(proj_momentum-2.1)/0.4/0.4)+
939                1.5*std::exp(-(proj_momentum-1.4)*(proj_momentum-1.4)/0.12/0.12);
940    }
941    else   // mb
942    {
943      hnXsc = 10.6+2*std::log(proj_energy)+30*std::pow(proj_energy,-0.43); 
944    }
945    xsection = hpXsc*Zt + hnXsc*Nt;
946  } 
947  else if(theParticle == thePiMinus) 
948  {
949    // pi-n = pi+p??
950
951    if(proj_momentum < 0.4)
952    {
953      G4double Ex3 = 180*std::exp(-(proj_momentum-0.29)*(proj_momentum-0.29)/0.085/0.085);
954      hnXsc      = Ex3+20.0;
955    }
956    else if(proj_momentum < 1.15)
957    {
958      G4double Ex4 = 88*(std::log(proj_momentum/0.75))*(std::log(proj_momentum/0.75));
959      hnXsc = Ex4+14.0;
960    }
961    else if(proj_momentum < 3.5)
962    {
963      G4double Ex1 = 3.2*std::exp(-(proj_momentum-2.55)*(proj_momentum-2.55)/0.55/0.55);
964      G4double Ex2 = 12*std::exp(-(proj_momentum-1.47)*(proj_momentum-1.47)/0.225/0.225);
965      hnXsc = Ex1+Ex2+27.5;
966    }
967    else //  if(proj_momentum > 3.5) // mb
968    {
969      hnXsc = 10.6+2.*std::log(proj_energy)+25*std::pow(proj_energy,-0.43);
970    }
971    // pi-p
972
973    if(proj_momentum < 0.37)
974    {
975      hpXsc = 28.0 + 40*std::exp(-(proj_momentum-0.29)*(proj_momentum-0.29)/0.07/0.07);
976    }
977    else if(proj_momentum<0.65)
978    {
979       hpXsc = 26+110*(std::log(proj_momentum/0.48))*(std::log(proj_momentum/0.48));
980    }
981    else if(proj_momentum<1.3)
982    {
983      hpXsc = 36.1+
984                10*std::exp(-(proj_momentum-0.72)*(proj_momentum-0.72)/0.06/0.06)+
985                24*std::exp(-(proj_momentum-1.015)*(proj_momentum-1.015)/0.075/0.075);
986    }
987    else if(proj_momentum<3.0)
988    {
989      hpXsc = 36.1+0.079-4.313*std::log(proj_momentum)+
990                3*std::exp(-(proj_momentum-2.1)*(proj_momentum-2.1)/0.4/0.4)+
991                1.5*std::exp(-(proj_momentum-1.4)*(proj_momentum-1.4)/0.12/0.12);
992    }
993    else   // mb
994    {
995      hpXsc = 10.6+2*std::log(proj_energy)+30*std::pow(proj_energy,-0.43); 
996    }
997    xsection = hpXsc*Zt + hnXsc*Nt;
998  } 
999  else if(theParticle == theKPlus) 
1000  {
1001    xsection  = Zt*( 17.91 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1002                          + 7.14*std::pow(sMand,-eta1) - 13.45*std::pow(sMand,-eta2));
1003
1004    xsection += Nt*( 17.87 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1005                          + 5.17*std::pow(sMand,-eta1) - 7.23*std::pow(sMand,-eta2));
1006  } 
1007  else if(theParticle == theKMinus) 
1008  {
1009    xsection  = Zt*( 17.91 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1010                          + 7.14*std::pow(sMand,-eta1) + 13.45*std::pow(sMand,-eta2));
1011
1012    xsection += Nt*( 17.87 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1013                          + 5.17*std::pow(sMand,-eta1) + 7.23*std::pow(sMand,-eta2));
1014  }
1015  else if(theParticle == theSMinus) 
1016  {
1017    xsection  = At*( 35.20 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1018                          - 199.*std::pow(sMand,-eta1) + 264.*std::pow(sMand,-eta2));
1019  } 
1020  else if(theParticle == theGamma) // modify later on
1021  {
1022    xsection  = At*( 0.0 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1023                          + 0.032*std::pow(sMand,-eta1) - 0.0*std::pow(sMand,-eta2));
1024   
1025  } 
1026  else  // as proton ???
1027  {
1028    xsection  = Zt*( 35.45 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1029                          + 42.53*std::pow(sMand,-eta1) - 33.34*std::pow(sMand,-eta2));
1030
1031    xsection += Nt*( 35.80 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1032                          + 40.15*std::pow(sMand,-eta1) - 30.*std::pow(sMand,-eta2));
1033  } 
1034  xsection *= millibarn; // parametrised in mb
1035  return xsection;
1036}
1037
1038
1039/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1040//
1041// Returns hadron-nucleon inelastic cross-section based on proper parametrisation
1042
1043G4double
1044G4GlauberGribovCrossSection::GetHNinelasticXsc(const G4DynamicParticle* aParticle, 
1045                                                  const G4Element* anElement          )
1046{
1047  G4double At = anElement->GetN();  // number of nucleons
1048  G4double Zt = anElement->GetZ();  // number of protons
1049
1050
1051  return GetHNinelasticXsc( aParticle, At, Zt );
1052}
1053
1054/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1055//
1056// Returns hadron-nucleon inelastic cross-section based on FTF-parametrisation
1057
1058G4double
1059G4GlauberGribovCrossSection::GetHNinelasticXsc(const G4DynamicParticle* aParticle, 
1060                                                     G4double At,  G4double Zt )
1061{
1062  G4ParticleDefinition* hadron = aParticle->GetDefinition();
1063  G4double sumInelastic, Nt = At - Zt;
1064  if(Nt < 0.) Nt = 0.;
1065 
1066  if( hadron == theKPlus )
1067  {
1068    sumInelastic =  GetHNinelasticXscVU(aParticle, At, Zt);
1069  }
1070  else
1071  {
1072    //sumInelastic  = Zt*GetHadronNucleonXscMK(aParticle, theProton);
1073    // sumInelastic += Nt*GetHadronNucleonXscMK(aParticle, theNeutron);   
1074    sumInelastic  = Zt*GetHadronNucleonXscNS(aParticle, 1.0, 1.0);
1075    sumInelastic += Nt*GetHadronNucleonXscNS(aParticle, 1.0, 0.0);   
1076  } 
1077  return sumInelastic;
1078}
1079
1080
1081/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1082//
1083// Returns hadron-nucleon inelastic cross-section based on FTF-parametrisation
1084
1085G4double
1086G4GlauberGribovCrossSection::GetHNinelasticXscVU(const G4DynamicParticle* aParticle, 
1087                                                     G4double At,  G4double Zt )
1088{
1089  G4int PDGcode    = aParticle->GetDefinition()->GetPDGEncoding();
1090  G4int absPDGcode = std::abs(PDGcode);
1091
1092  G4double Elab = aParticle->GetTotalEnergy();             
1093                          // (s - 2*0.88*GeV*GeV)/(2*0.939*GeV)/GeV;
1094  G4double Plab = aParticle->GetMomentum().mag();           
1095                          // std::sqrt(Elab * Elab - 0.88);
1096
1097  Elab /= GeV;
1098  Plab /= GeV;
1099
1100  G4double LogPlab    = std::log( Plab );
1101  G4double sqrLogPlab = LogPlab * LogPlab;
1102
1103  //G4cout<<"Plab = "<<Plab<<G4endl;
1104
1105  G4double NumberOfTargetProtons  = Zt; 
1106  G4double NumberOfTargetNucleons = At;
1107  G4double NumberOfTargetNeutrons = NumberOfTargetNucleons - NumberOfTargetProtons;
1108
1109  if(NumberOfTargetNeutrons < 0.) NumberOfTargetNeutrons = 0.;
1110
1111  G4double Xtotal, Xelastic, Xinelastic;
1112
1113  if( absPDGcode > 1000 )  //------Projectile is baryon --------
1114  {
1115       G4double XtotPP = 48.0 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1116                         0.522*sqrLogPlab - 4.51*LogPlab;
1117
1118       G4double XtotPN = 47.3 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1119                         0.513*sqrLogPlab - 4.27*LogPlab;
1120
1121       G4double XelPP  = 11.9 + 26.9*std::pow(Plab,-1.21) +
1122                         0.169*sqrLogPlab - 1.85*LogPlab;
1123
1124       G4double XelPN  = 11.9 + 26.9*std::pow(Plab,-1.21) +
1125                         0.169*sqrLogPlab - 1.85*LogPlab;
1126
1127       Xtotal          = ( NumberOfTargetProtons  * XtotPP +
1128                           NumberOfTargetNeutrons * XtotPN  );
1129
1130       Xelastic        = ( NumberOfTargetProtons  * XelPP  +
1131                           NumberOfTargetNeutrons * XelPN   );
1132  }
1133  else if( PDGcode ==  211 ) //------Projectile is PionPlus -------
1134  {
1135       G4double XtotPiP = 16.4 + 19.3 *std::pow(Plab,-0.42) +
1136                          0.19 *sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab;
1137
1138       G4double XtotPiN = 33.0 + 14.0 *std::pow(Plab,-1.36) +
1139                          0.456*sqrLogPlab - 4.03*LogPlab;
1140
1141       G4double XelPiP  =  0.0 + 11.4*std::pow(Plab,-0.40) +
1142                           0.079*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab;
1143
1144       G4double XelPiN  = 1.76 + 11.2*std::pow(Plab,-0.64) +
1145                          0.043*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab;
1146
1147       Xtotal           = ( NumberOfTargetProtons  * XtotPiP +
1148                            NumberOfTargetNeutrons * XtotPiN  );
1149
1150       Xelastic         = ( NumberOfTargetProtons  * XelPiP  +
1151                            NumberOfTargetNeutrons * XelPiN   );
1152  }
1153  else if( PDGcode == -211 ) //------Projectile is PionMinus -------
1154  {
1155       G4double XtotPiP = 33.0 + 14.0 *std::pow(Plab,-1.36) +
1156                          0.456*sqrLogPlab - 4.03*LogPlab;
1157
1158       G4double XtotPiN = 16.4 + 19.3 *std::pow(Plab,-0.42) +
1159                          0.19 *sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab;
1160
1161       G4double XelPiP  = 1.76 + 11.2*std::pow(Plab,-0.64) +
1162                          0.043*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab;
1163
1164       G4double XelPiN  =  0.0 + 11.4*std::pow(Plab,-0.40) +
1165                           0.079*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab;
1166
1167       Xtotal           = ( NumberOfTargetProtons  * XtotPiP +
1168                            NumberOfTargetNeutrons * XtotPiN  );
1169
1170       Xelastic         = ( NumberOfTargetProtons  * XelPiP  +
1171                            NumberOfTargetNeutrons * XelPiN   );
1172  }
1173  else if( PDGcode ==  111 )  //------Projectile is PionZero  -------
1174  {
1175       G4double XtotPiP =(16.4 + 19.3 *std::pow(Plab,-0.42) +
1176                          0.19 *sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab +   //Pi+
1177                          33.0 + 14.0 *std::pow(Plab,-1.36) +
1178                          0.456*sqrLogPlab - 4.03*LogPlab)/2; //Pi-
1179
1180       G4double XtotPiN =(33.0 + 14.0 *std::pow(Plab,-1.36) +
1181                          0.456*sqrLogPlab - 4.03*LogPlab +   //Pi+
1182                          16.4 + 19.3 *std::pow(Plab,-0.42) +
1183                          0.19 *sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab)/2; //Pi-
1184
1185       G4double XelPiP  =( 0.0 + 11.4*std::pow(Plab,-0.40) +
1186                           0.079*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab +    //Pi+
1187                           1.76 + 11.2*std::pow(Plab,-0.64) +
1188                           0.043*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab)/2; //Pi-
1189
1190       G4double XelPiN  =( 1.76 + 11.2*std::pow(Plab,-0.64) +
1191                           0.043*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab +   //Pi+
1192                           0.0  + 11.4*std::pow(Plab,-0.40) +
1193                           0.079*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab)/2; //Pi-
1194
1195       Xtotal           = ( NumberOfTargetProtons  * XtotPiP +
1196                            NumberOfTargetNeutrons * XtotPiN  );
1197
1198       Xelastic         = ( NumberOfTargetProtons  * XelPiP  +
1199                            NumberOfTargetNeutrons * XelPiN   );
1200  }
1201  else if( PDGcode == 321 ) //------Projectile is KaonPlus -------
1202  {
1203       G4double XtotKP = 18.1 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1204                         0.26 *sqrLogPlab - 1.0 *LogPlab;
1205       G4double XtotKN = 18.7 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1206                         0.21 *sqrLogPlab - 0.89*LogPlab;
1207
1208       G4double XelKP  =  5.0 +  8.1*std::pow(Plab,-1.8 ) +
1209                          0.16 *sqrLogPlab - 1.3 *LogPlab;
1210
1211       G4double XelKN  =  7.3 +  0. *std::pow(Plab,-0.  ) +
1212                          0.29 *sqrLogPlab - 2.4 *LogPlab;
1213
1214       Xtotal          = ( NumberOfTargetProtons  * XtotKP +
1215                           NumberOfTargetNeutrons * XtotKN  );
1216
1217       Xelastic        = ( NumberOfTargetProtons  * XelKP  +
1218                           NumberOfTargetNeutrons * XelKN   );
1219  }
1220  else if( PDGcode ==-321 )  //------Projectile is KaonMinus ------
1221  {
1222       G4double XtotKP = 32.1 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1223                         0.66 *sqrLogPlab - 5.6 *LogPlab;
1224       G4double XtotKN = 25.2 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1225                         0.38 *sqrLogPlab - 2.9 *LogPlab;
1226
1227       G4double XelKP  =  7.3 +  0. *std::pow(Plab,-0.  ) +
1228                          0.29 *sqrLogPlab - 2.4 *LogPlab;
1229
1230       G4double XelKN  =  5.0 +  8.1*std::pow(Plab,-1.8 ) +
1231                          0.16 *sqrLogPlab - 1.3 *LogPlab;
1232
1233       Xtotal          = ( NumberOfTargetProtons  * XtotKP +
1234                           NumberOfTargetNeutrons * XtotKN  );
1235
1236       Xelastic        = ( NumberOfTargetProtons  * XelKP  +
1237                           NumberOfTargetNeutrons * XelKN   );
1238  }
1239  else if( PDGcode == 311 ) //------Projectile is KaonZero ------
1240  {
1241       G4double XtotKP = ( 18.1 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1242                          0.26 *sqrLogPlab - 1.0 *LogPlab +   //K+
1243                          32.1 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1244                          0.66 *sqrLogPlab - 5.6 *LogPlab)/2; //K-
1245
1246       G4double XtotKN = ( 18.7 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1247                          0.21 *sqrLogPlab - 0.89*LogPlab +   //K+
1248                          25.2 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1249                          0.38 *sqrLogPlab - 2.9 *LogPlab)/2; //K-
1250
1251       G4double XelKP  = (  5.0 +  8.1*std::pow(Plab,-1.8 )
1252                           + 0.16 *sqrLogPlab - 1.3 *LogPlab +   //K+
1253                           7.3 +  0. *std::pow(Plab,-0.  ) +
1254                           0.29 *sqrLogPlab - 2.4 *LogPlab)/2; //K-
1255
1256       G4double XelKN  = (  7.3 +  0. *std::pow(Plab,-0.  ) +
1257                           0.29 *sqrLogPlab - 2.4 *LogPlab +   //K+
1258                           5.0 +  8.1*std::pow(Plab,-1.8 ) +
1259                           0.16 *sqrLogPlab - 1.3 *LogPlab)/2; //K-
1260
1261       Xtotal          = ( NumberOfTargetProtons  * XtotKP +
1262                           NumberOfTargetNeutrons * XtotKN  );
1263
1264       Xelastic        = ( NumberOfTargetProtons  * XelKP  +
1265                           NumberOfTargetNeutrons * XelKN   );
1266  }
1267  else  //------Projectile is undefined, Nucleon assumed
1268  {
1269       G4double XtotPP = 48.0 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1270                         0.522*sqrLogPlab - 4.51*LogPlab;
1271
1272       G4double XtotPN = 47.3 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1273                         0.513*sqrLogPlab - 4.27*LogPlab;
1274
1275       G4double XelPP  = 11.9 + 26.9*std::pow(Plab,-1.21) +
1276                         0.169*sqrLogPlab - 1.85*LogPlab;
1277       G4double XelPN  = 11.9 + 26.9*std::pow(Plab,-1.21) +
1278                         0.169*sqrLogPlab - 1.85*LogPlab;
1279
1280       Xtotal          = ( NumberOfTargetProtons  * XtotPP +
1281                           NumberOfTargetNeutrons * XtotPN  );
1282
1283       Xelastic        = ( NumberOfTargetProtons  * XelPP  +
1284                           NumberOfTargetNeutrons * XelPN   );
1285  }
1286  Xinelastic = Xtotal - Xelastic;
1287
1288  if(Xinelastic < 0.) Xinelastic = 0.;
1289
1290  return Xinelastic*= millibarn;
1291}
1292
1293////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1294//
1295//
1296
1297G4double
1298G4GlauberGribovCrossSection::GetNucleusRadius( const G4DynamicParticle* , 
1299                                               const G4Element* anElement)
1300{
1301  G4double At       = anElement->GetN();
1302  G4double oneThird = 1.0/3.0;
1303  G4double cubicrAt = std::pow (At, oneThird); 
1304
1305  G4double R;  // = fRadiusConst*cubicrAt;
1306  /* 
1307  G4double tmp = std::pow( cubicrAt-1., 3.);
1308  tmp         += At;
1309  tmp         *= 0.5;
1310
1311  if (At > 20.)   // 20.
1312  {
1313    R = fRadiusConst*std::pow (tmp, oneThird);
1314  }
1315  else
1316  {
1317    R = fRadiusConst*cubicrAt;
1318  }
1319  */
1320 
1321  R = fRadiusConst*cubicrAt;
1322
1323  G4double meanA  = 21.;
1324
1325  G4double tauA1  = 40.; 
1326  G4double tauA2  = 10.; 
1327  G4double tauA3  = 5.; 
1328
1329  G4double a1 = 0.85;
1330  G4double b1 = 1. - a1;
1331
1332  G4double b2 = 0.3;
1333  G4double b3 = 4.;
1334
1335  if (At > 20.)   // 20.
1336  {
1337    R *= ( a1 + b1*std::exp( -(At - meanA)/tauA1) ); 
1338  }
1339  else if (At > 3.5)
1340  {
1341    R *= ( 1.0 + b2*( 1. - std::exp( (At - meanA)/tauA2) ) ); 
1342  }
1343  else 
1344  {
1345    R *= ( 1.0 + b3*( 1. - std::exp( (At - meanA)/tauA3) ) ); 
1346  } 
1347  return R;
1348 
1349}
1350////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1351//
1352//
1353
1354G4double
1355G4GlauberGribovCrossSection::GetNucleusRadius(G4double At)
1356{
1357  G4double oneThird = 1.0/3.0;
1358  G4double cubicrAt = std::pow (At, oneThird); 
1359
1360  G4double R;  // = fRadiusConst*cubicrAt;
1361
1362  /*
1363  G4double tmp = std::pow( cubicrAt-1., 3.);
1364  tmp         += At;
1365  tmp         *= 0.5;
1366
1367  if (At > 20.)
1368  {
1369    R = fRadiusConst*std::pow (tmp, oneThird);
1370  }
1371  else
1372  {
1373    R = fRadiusConst*cubicrAt;
1374  }
1375  */
1376
1377  R = fRadiusConst*cubicrAt;
1378
1379  G4double meanA = 20.;
1380  G4double tauA  = 20.; 
1381
1382  if (At > 20.)   // 20.
1383  {
1384    R *= ( 0.8 + 0.2*std::exp( -(At - meanA)/tauA) ); 
1385  }
1386  else
1387  {
1388    R *= ( 1.0 + 0.1*( 1. - std::exp( (At - meanA)/tauA) ) ); 
1389  }
1390
1391  return R;
1392}
1393
1394////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1395//
1396//
1397
1398G4double G4GlauberGribovCrossSection::CalculateEcmValue( const G4double mp , 
1399                                                         const G4double mt , 
1400                                                         const G4double Plab )
1401{
1402  G4double Elab = std::sqrt ( mp * mp + Plab * Plab );
1403  G4double Ecm  = std::sqrt ( mp * mp + mt * mt + 2 * Elab * mt );
1404  // G4double Pcm  = Plab * mt / Ecm;
1405  // G4double KEcm = std::sqrt ( Pcm * Pcm + mp * mp ) - mp;
1406
1407  return Ecm ; // KEcm;
1408}
1409
1410
1411////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1412//
1413//
1414
1415G4double G4GlauberGribovCrossSection::CalcMandelstamS( const G4double mp , 
1416                                                       const G4double mt , 
1417                                                       const G4double Plab )
1418{
1419  G4double Elab = std::sqrt ( mp * mp + Plab * Plab );
1420  G4double sMand  = mp*mp + mt*mt + 2*Elab*mt ;
1421
1422  return sMand;
1423}
1424
1425
1426//
1427//
1428///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.