source: trunk/source/processes/hadronic/cross_sections/src/G4GlauberGribovCrossSection.cc @ 1337

Last change on this file since 1337 was 1337, checked in by garnier, 14 years ago

tag geant4.9.4 beta 1 + modifs locales
File size: 52.6 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// author: V. Grichine
27//
28// 17.07.06 V. Grichine - first implementation
29// 22.01.07 V.Ivanchenko - add interface with Z and A
30// 05.03.07 V.Ivanchenko - add IfZAApplicable
31// 11.06.10 V. Grichine - update for antiprotons
32
33#include "G4GlauberGribovCrossSection.hh"
34
35#include "G4ParticleTable.hh"
36#include "G4IonTable.hh"
37#include "G4ParticleDefinition.hh"
38
39//////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
40//
41//
42
43const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fNeutronBarCorrectionTot[93] = {
44
451.0, 1.0,     1.118517e+00, 1.082002e+00, 1.116171e+00, 1.078747e+00, 1.061315e+00, 
461.058205e+00, 1.082663e+00, 1.068500e+00, 1.076912e+00, 1.083475e+00, 1.079117e+00, 
471.071856e+00, 1.071990e+00, 1.073774e+00, 1.079356e+00, 1.081314e+00, 1.082056e+00,
481.090772e+00, 1.096776e+00, 1.095828e+00, 1.097678e+00, 1.099157e+00, 1.103677e+00, 
491.105132e+00, 1.109806e+00, 1.110816e+00, 1.117378e+00, 1.115165e+00, 1.115710e+00, 
501.111855e+00, 1.110482e+00, 1.110112e+00, 1.106676e+00, 1.108706e+00, 1.105549e+00, 
511.106318e+00, 1.106242e+00, 1.107672e+00, 1.107342e+00, 1.108119e+00, 1.106655e+00, 
521.102588e+00, 1.096657e+00, 1.092920e+00, 1.086629e+00, 1.083592e+00, 1.076030e+00, 
531.083777e+00, 1.089460e+00, 1.086545e+00, 1.079924e+00, 1.082218e+00, 1.077798e+00, 
541.077062e+00, 1.072825e+00, 1.072241e+00, 1.072104e+00, 1.072490e+00, 1.069829e+00, 
551.070398e+00, 1.065458e+00, 1.064968e+00, 1.060524e+00, 1.060048e+00, 1.057620e+00, 
561.056428e+00, 1.055366e+00, 1.055017e+00, 1.052304e+00, 1.051767e+00, 1.049728e+00, 
571.048745e+00, 1.047399e+00, 1.045876e+00, 1.042972e+00, 1.041824e+00, 1.039993e+00, 
581.039021e+00, 1.036627e+00, 1.034176e+00, 1.032526e+00, 1.033633e+00, 1.036107e+00, 
591.037803e+00, 1.031266e+00, 1.032991e+00, 1.033284e+00, 1.035015e+00, 1.033945e+00, 
601.037075e+00, 1.034721e+00
61
62};
63
64const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fNeutronBarCorrectionIn[93] = {
65
661.0, 1.0,     1.167421e+00, 1.156250e+00, 1.205364e+00, 1.154225e+00, 1.120391e+00, 
671.124632e+00, 1.129460e+00, 1.107863e+00, 1.102152e+00, 1.104593e+00, 1.100285e+00, 
681.098450e+00, 1.092677e+00, 1.101124e+00, 1.106461e+00, 1.115049e+00, 1.123903e+00,
691.126661e+00, 1.131259e+00, 1.133949e+00, 1.134185e+00, 1.133767e+00, 1.132813e+00, 
701.131515e+00, 1.130338e+00, 1.134171e+00, 1.139206e+00, 1.141474e+00, 1.142189e+00, 
711.140725e+00, 1.140100e+00, 1.139848e+00, 1.137674e+00, 1.138645e+00, 1.136339e+00, 
721.136439e+00, 1.135946e+00, 1.136431e+00, 1.135702e+00, 1.135703e+00, 1.134113e+00, 
731.131935e+00, 1.128381e+00, 1.126373e+00, 1.122453e+00, 1.120908e+00, 1.115953e+00, 
741.115947e+00, 1.114426e+00, 1.111749e+00, 1.106207e+00, 1.107494e+00, 1.103622e+00, 
751.102576e+00, 1.098816e+00, 1.097889e+00, 1.097306e+00, 1.097130e+00, 1.094578e+00, 
761.094552e+00, 1.090222e+00, 1.089358e+00, 1.085409e+00, 1.084560e+00, 1.082182e+00, 
771.080773e+00, 1.079464e+00, 1.078724e+00, 1.076121e+00, 1.075235e+00, 1.073159e+00, 
781.071920e+00, 1.070395e+00, 1.069503e+00, 1.067525e+00, 1.066919e+00, 1.065779e+00, 
791.065319e+00, 1.063730e+00, 1.062092e+00, 1.061085e+00, 1.059908e+00, 1.059815e+00, 
801.059109e+00, 1.051920e+00, 1.051258e+00, 1.049473e+00, 1.048823e+00, 1.045984e+00, 
811.046435e+00, 1.042614e+00
82
83};
84
85const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fProtonBarCorrectionTot[93] = {
86
871.0, 1.0,     
881.118515e+00, 1.082000e+00, 1.116169e+00, 1.078745e+00, 1.061313e+00, 1.058203e+00, 
891.082661e+00, 1.068498e+00, 1.076910e+00, 1.083474e+00, 1.079115e+00, 1.071854e+00, 
901.071988e+00, 1.073772e+00, 1.079355e+00, 1.081312e+00, 1.082054e+00, 1.090770e+00, 
911.096774e+00, 1.095827e+00, 1.097677e+00, 1.099156e+00, 1.103676e+00, 1.105130e+00, 
921.109805e+00, 1.110814e+00, 1.117377e+00, 1.115163e+00, 1.115708e+00, 1.111853e+00, 
931.110480e+00, 1.110111e+00, 1.106674e+00, 1.108705e+00, 1.105548e+00, 1.106317e+00, 
941.106241e+00, 1.107671e+00, 1.107341e+00, 1.108118e+00, 1.106654e+00, 1.102586e+00, 
951.096655e+00, 1.092918e+00, 1.086628e+00, 1.083590e+00, 1.076028e+00, 1.083776e+00, 
961.089458e+00, 1.086543e+00, 1.079923e+00, 1.082216e+00, 1.077797e+00, 1.077061e+00, 
971.072824e+00, 1.072239e+00, 1.072103e+00, 1.072488e+00, 1.069828e+00, 1.070396e+00, 
981.065456e+00, 1.064966e+00, 1.060523e+00, 1.060047e+00, 1.057618e+00, 1.056427e+00, 
991.055365e+00, 1.055016e+00, 1.052303e+00, 1.051766e+00, 1.049727e+00, 1.048743e+00, 
1001.047397e+00, 1.045875e+00, 1.042971e+00, 1.041823e+00, 1.039992e+00, 1.039019e+00, 
1011.036626e+00, 1.034175e+00, 1.032525e+00, 1.033632e+00, 1.036106e+00, 1.037802e+00, 
1021.031265e+00, 1.032990e+00, 1.033283e+00, 1.035014e+00, 1.033944e+00, 1.037074e+00, 
1031.034720e+00 
104
105};
106
107const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fProtonBarCorrectionIn[93] = {
108
1091.0, 1.0,     
1101.167419e+00, 1.156248e+00, 1.205362e+00, 1.154224e+00, 1.120390e+00, 1.124630e+00, 
1111.129459e+00, 1.107861e+00, 1.102151e+00, 1.104591e+00, 1.100284e+00, 1.098449e+00, 
1121.092675e+00, 1.101122e+00, 1.106460e+00, 1.115048e+00, 1.123902e+00, 1.126659e+00, 
1131.131258e+00, 1.133948e+00, 1.134183e+00, 1.133766e+00, 1.132812e+00, 1.131514e+00, 
1141.130337e+00, 1.134170e+00, 1.139205e+00, 1.141472e+00, 1.142188e+00, 1.140724e+00, 
1151.140099e+00, 1.139847e+00, 1.137672e+00, 1.138644e+00, 1.136338e+00, 1.136438e+00, 
1161.135945e+00, 1.136429e+00, 1.135701e+00, 1.135702e+00, 1.134112e+00, 1.131934e+00, 
1171.128380e+00, 1.126371e+00, 1.122452e+00, 1.120907e+00, 1.115952e+00, 1.115946e+00, 
1181.114425e+00, 1.111748e+00, 1.106205e+00, 1.107493e+00, 1.103621e+00, 1.102575e+00, 
1191.098815e+00, 1.097888e+00, 1.097305e+00, 1.097129e+00, 1.094577e+00, 1.094551e+00, 
1201.090221e+00, 1.089357e+00, 1.085408e+00, 1.084559e+00, 1.082181e+00, 1.080772e+00, 
1211.079463e+00, 1.078723e+00, 1.076120e+00, 1.075234e+00, 1.073158e+00, 1.071919e+00, 
1221.070394e+00, 1.069502e+00, 1.067524e+00, 1.066918e+00, 1.065778e+00, 1.065318e+00, 
1231.063729e+00, 1.062091e+00, 1.061084e+00, 1.059907e+00, 1.059814e+00, 1.059108e+00, 
1241.051919e+00, 1.051257e+00, 1.049472e+00, 1.048822e+00, 1.045983e+00, 1.046434e+00, 
1251.042613e+00 
126
127};
128
129
130const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fPionPlusBarCorrectionTot[93] = {
131
1321.0, 1.0,     
1331.075927e+00, 1.074407e+00, 1.126098e+00, 1.100127e+00, 1.089742e+00, 1.083536e+00, 
1341.089988e+00, 1.103566e+00, 1.096922e+00, 1.126573e+00, 1.132734e+00, 1.136512e+00, 
1351.136629e+00, 1.133086e+00, 1.132428e+00, 1.129299e+00, 1.125622e+00, 1.126992e+00, 
1361.127840e+00, 1.162670e+00, 1.160392e+00, 1.157864e+00, 1.157227e+00, 1.154627e+00, 
1371.192555e+00, 1.197243e+00, 1.197911e+00, 1.200326e+00, 1.220053e+00, 1.215019e+00, 
1381.211703e+00, 1.209080e+00, 1.204248e+00, 1.203328e+00, 1.198671e+00, 1.196840e+00, 
1391.194392e+00, 1.193037e+00, 1.190408e+00, 1.188583e+00, 1.206127e+00, 1.210028e+00, 
1401.206434e+00, 1.204456e+00, 1.200547e+00, 1.199058e+00, 1.200174e+00, 1.200276e+00, 
1411.198912e+00, 1.213048e+00, 1.207160e+00, 1.208020e+00, 1.203814e+00, 1.202380e+00, 
1421.198306e+00, 1.197002e+00, 1.196027e+00, 1.195449e+00, 1.192563e+00, 1.192135e+00, 
1431.187556e+00, 1.186308e+00, 1.182124e+00, 1.180900e+00, 1.178224e+00, 1.176471e+00, 
1441.174811e+00, 1.173702e+00, 1.170827e+00, 1.169581e+00, 1.167205e+00, 1.165626e+00, 
1451.180244e+00, 1.177626e+00, 1.175121e+00, 1.173903e+00, 1.172192e+00, 1.171128e+00, 
1461.168997e+00, 1.166826e+00, 1.164130e+00, 1.165412e+00, 1.165504e+00, 1.165020e+00, 
1471.158462e+00, 1.158014e+00, 1.156519e+00, 1.156081e+00, 1.153602e+00, 1.154190e+00, 
1481.152974e+00
149 
150};
151
152const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fPionPlusBarCorrectionIn[93] = {
153
1541.0, 1.0,   
1551.140246e+00, 1.097872e+00, 1.104301e+00, 1.068722e+00, 1.044495e+00, 1.062622e+00, 
1561.047987e+00, 1.037032e+00, 1.035686e+00, 1.042870e+00, 1.052222e+00, 1.065100e+00, 
1571.070480e+00, 1.078286e+00, 1.081488e+00, 1.089713e+00, 1.099105e+00, 1.098003e+00, 
1581.102175e+00, 1.117707e+00, 1.121734e+00, 1.125229e+00, 1.126457e+00, 1.128905e+00, 
1591.137312e+00, 1.126263e+00, 1.126459e+00, 1.115191e+00, 1.116986e+00, 1.117184e+00, 
1601.117037e+00, 1.116777e+00, 1.115858e+00, 1.115745e+00, 1.114489e+00, 1.113993e+00, 
1611.113226e+00, 1.112818e+00, 1.111890e+00, 1.111238e+00, 1.111209e+00, 1.111775e+00, 
1621.110256e+00, 1.109414e+00, 1.107647e+00, 1.106980e+00, 1.106096e+00, 1.107331e+00, 
1631.107849e+00, 1.106407e+00, 1.103426e+00, 1.103896e+00, 1.101756e+00, 1.101031e+00, 
1641.098915e+00, 1.098260e+00, 1.097768e+00, 1.097487e+00, 1.095964e+00, 1.095773e+00, 
1651.093348e+00, 1.092687e+00, 1.090465e+00, 1.089821e+00, 1.088394e+00, 1.087462e+00, 
1661.086571e+00, 1.085997e+00, 1.084451e+00, 1.083798e+00, 1.082513e+00, 1.081670e+00, 
1671.080735e+00, 1.075659e+00, 1.074341e+00, 1.073689e+00, 1.072787e+00, 1.072237e+00, 
1681.071107e+00, 1.069955e+00, 1.064856e+00, 1.065873e+00, 1.065938e+00, 1.065694e+00, 
1691.062192e+00, 1.061967e+00, 1.061180e+00, 1.060960e+00, 1.059646e+00, 1.059975e+00, 
1701.059658e+00
171 
172};
173
174
175const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fPionMinusBarCorrectionTot[93] = {
176
1771.0, 1.0,     
1781.075927e+00, 1.077959e+00, 1.129145e+00, 1.102088e+00, 1.089765e+00, 1.083542e+00, 
1791.089995e+00, 1.104895e+00, 1.097154e+00, 1.127663e+00, 1.133063e+00, 1.137425e+00, 
1801.136724e+00, 1.133859e+00, 1.132498e+00, 1.130276e+00, 1.127896e+00, 1.127656e+00, 
1811.127905e+00, 1.164210e+00, 1.162259e+00, 1.160075e+00, 1.158978e+00, 1.156649e+00, 
1821.194157e+00, 1.199177e+00, 1.198983e+00, 1.202325e+00, 1.221967e+00, 1.217548e+00, 
1831.214389e+00, 1.211760e+00, 1.207335e+00, 1.206081e+00, 1.201766e+00, 1.199779e+00, 
1841.197283e+00, 1.195706e+00, 1.193071e+00, 1.191115e+00, 1.208838e+00, 1.212681e+00, 
1851.209235e+00, 1.207163e+00, 1.203451e+00, 1.201807e+00, 1.203283e+00, 1.203388e+00, 
1861.202244e+00, 1.216509e+00, 1.211066e+00, 1.211504e+00, 1.207539e+00, 1.205991e+00, 
1871.202143e+00, 1.200724e+00, 1.199595e+00, 1.198815e+00, 1.196025e+00, 1.195390e+00, 
1881.191137e+00, 1.189791e+00, 1.185888e+00, 1.184575e+00, 1.181996e+00, 1.180229e+00, 
1891.178545e+00, 1.177355e+00, 1.174616e+00, 1.173312e+00, 1.171016e+00, 1.169424e+00, 
1901.184120e+00, 1.181478e+00, 1.179085e+00, 1.177817e+00, 1.176124e+00, 1.175003e+00, 
1911.172947e+00, 1.170858e+00, 1.168170e+00, 1.169397e+00, 1.169304e+00, 1.168706e+00, 
1921.162774e+00, 1.162217e+00, 1.160740e+00, 1.160196e+00, 1.157857e+00, 1.158220e+00, 
1931.157267e+00 
194};
195
196
197const G4double G4GlauberGribovCrossSection::fPionMinusBarCorrectionIn[93] = {
198
1991.0, 1.0,   
2001.140246e+00, 1.100898e+00, 1.106773e+00, 1.070289e+00, 1.044514e+00, 1.062628e+00, 
2011.047992e+00, 1.038041e+00, 1.035862e+00, 1.043679e+00, 1.052466e+00, 1.065780e+00, 
2021.070551e+00, 1.078869e+00, 1.081541e+00, 1.090455e+00, 1.100847e+00, 1.098511e+00, 
2031.102226e+00, 1.118865e+00, 1.123143e+00, 1.126904e+00, 1.127785e+00, 1.130444e+00, 
2041.138502e+00, 1.127678e+00, 1.127244e+00, 1.116634e+00, 1.118347e+00, 1.118988e+00, 
2051.118957e+00, 1.118696e+00, 1.118074e+00, 1.117722e+00, 1.116717e+00, 1.116111e+00, 
2061.115311e+00, 1.114745e+00, 1.113814e+00, 1.113069e+00, 1.113141e+00, 1.113660e+00, 
2071.112249e+00, 1.111343e+00, 1.109718e+00, 1.108942e+00, 1.108310e+00, 1.109549e+00, 
2081.110227e+00, 1.108846e+00, 1.106183e+00, 1.106354e+00, 1.104388e+00, 1.103583e+00, 
2091.101632e+00, 1.100896e+00, 1.100296e+00, 1.099873e+00, 1.098420e+00, 1.098082e+00, 
2101.095892e+00, 1.095162e+00, 1.093144e+00, 1.092438e+00, 1.091083e+00, 1.090142e+00, 
2111.089236e+00, 1.088604e+00, 1.087159e+00, 1.086465e+00, 1.085239e+00, 1.084388e+00, 
2121.083473e+00, 1.078373e+00, 1.077136e+00, 1.076450e+00, 1.075561e+00, 1.074973e+00, 
2131.073898e+00, 1.072806e+00, 1.067706e+00, 1.068684e+00, 1.068618e+00, 1.068294e+00, 
2141.065241e+00, 1.064939e+00, 1.064166e+00, 1.063872e+00, 1.062659e+00, 1.062828e+00, 
2151.062699e+00 
216
217};
218
219
220
221
222////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
223//
224//
225
226G4GlauberGribovCrossSection::G4GlauberGribovCrossSection() 
227: fUpperLimit( 100000 * GeV ),
228  fLowerLimit( 3 * GeV ),
229  fRadiusConst( 1.08*fermi )  // 1.1, 1.3 ?
230{
231  theGamma    = G4Gamma::Gamma();
232  theProton   = G4Proton::Proton();
233  theNeutron  = G4Neutron::Neutron();
234  theAProton  = G4AntiProton::AntiProton();
235  theANeutron = G4AntiNeutron::AntiNeutron();
236  thePiPlus   = G4PionPlus::PionPlus();
237  thePiMinus  = G4PionMinus::PionMinus();
238  thePiZero   = G4PionZero::PionZero();
239  theKPlus    = G4KaonPlus::KaonPlus();
240  theKMinus   = G4KaonMinus::KaonMinus();
241  theK0S      = G4KaonZeroShort::KaonZeroShort();
242  theK0L      = G4KaonZeroLong::KaonZeroLong();
243  theL        = G4Lambda::Lambda();
244  theAntiL    = G4AntiLambda::AntiLambda();
245  theSPlus    = G4SigmaPlus::SigmaPlus();
246  theASPlus   = G4AntiSigmaPlus::AntiSigmaPlus();
247  theSMinus   = G4SigmaMinus::SigmaMinus();
248  theASMinus  = G4AntiSigmaMinus::AntiSigmaMinus();
249  theS0       = G4SigmaZero::SigmaZero();
250  theAS0      = G4AntiSigmaZero::AntiSigmaZero();
251  theXiMinus  = G4XiMinus::XiMinus();
252  theXi0      = G4XiZero::XiZero();
253  theAXiMinus = G4AntiXiMinus::AntiXiMinus();
254  theAXi0     = G4AntiXiZero::AntiXiZero();
255  theOmega    = G4OmegaMinus::OmegaMinus();
256  theAOmega   = G4AntiOmegaMinus::AntiOmegaMinus();
257  theD        = G4Deuteron::Deuteron();
258  theT        = G4Triton::Triton();
259  theA        = G4Alpha::Alpha();
260  theHe3      = G4He3::He3();
261}
262
263///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
264//
265//
266
267G4GlauberGribovCrossSection::~G4GlauberGribovCrossSection()
268{
269}
270
271
272////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
273//
274//
275
276
277G4bool
278G4GlauberGribovCrossSection::IsApplicable(const G4DynamicParticle* aDP, 
279                                          const G4Element*  anElement)
280{
281  return IsZAApplicable(aDP, anElement->GetZ(), anElement->GetN());
282} 
283
284////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
285//
286//
287
288G4bool
289G4GlauberGribovCrossSection::IsZAApplicable(const G4DynamicParticle* aDP, 
290                                            G4double Z, G4double)
291{
292  G4bool applicable      = false;
293  // G4int baryonNumber     = aDP->GetDefinition()->GetBaryonNumber();
294  G4double kineticEnergy = aDP->GetKineticEnergy();
295
296  const G4ParticleDefinition* theParticle = aDP->GetDefinition();
297 
298  if ( ( kineticEnergy  >= fLowerLimit &&
299         Z > 1.5 &&      // >=  He
300       ( theParticle == theAProton   ||
301         theParticle == theGamma     ||
302         theParticle == theKPlus     ||
303         theParticle == theKMinus    || 
304         theParticle == theSMinus)      )    || 
305
306       ( kineticEnergy  >= fLowerLimit &&
307         Z > 1.5 &&      // >=  He
308       ( theParticle == theProton    ||
309         theParticle == theNeutron   ||   
310         theParticle == thePiPlus    ||
311         theParticle == thePiMinus       ) )    ) applicable = true;
312
313  return applicable;
314}
315
316////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
317//
318// Calculates total and inelastic Xsc, derives elastic as total - inelastic accordong to
319// Glauber model with Gribov correction calculated in the dipole approximation on
320// light cone. Gaussian density helps to calculate rest integrals of the model.
321// [1] B.Z. Kopeliovich, nucl-th/0306044
322
323
324G4double G4GlauberGribovCrossSection::
325GetCrossSection(const G4DynamicParticle* aParticle, const G4Element* anElement, G4double T)
326{
327  return GetIsoZACrossSection(aParticle, anElement->GetZ(), anElement->GetN(), T);
328}
329
330////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
331//
332// Calculates total and inelastic Xsc, derives elastic as total - inelastic accordong to
333// Glauber model with Gribov correction calculated in the dipole approximation on
334// light cone. Gaussian density of point-like nucleons helps to calculate rest integrals of the model.
335// [1] B.Z. Kopeliovich, nucl-th/0306044 + simplification above
336
337
338
339G4double G4GlauberGribovCrossSection::
340GetIsoZACrossSection(const G4DynamicParticle* aParticle, G4double Z, G4double A, G4double)
341{
342  G4double xsection, sigma, cofInelastic, cofTotal, nucleusSquare, ratio;
343  G4double R             = GetNucleusRadius(A); 
344
345  const G4ParticleDefinition* theParticle = aParticle->GetDefinition();
346
347  if( theParticle == theProton  || 
348      theParticle == theNeutron ||
349      theParticle == thePiPlus  || 
350      theParticle == thePiMinus      )
351  {
352    sigma        = GetHadronNucleonXscNS(aParticle, A, Z);
353    cofInelastic = 2.4;
354    cofTotal     = 2.0;
355  }
356  else
357  {
358    sigma        = GetHadronNucleonXscNS(aParticle, A, Z);
359    cofInelastic = 2.2;
360    cofTotal     = 2.0;
361  }
362  // cofInelastic = 2.0;
363
364  if( A > 1.5 )
365  { 
366    nucleusSquare = cofTotal*pi*R*R;   // basically 2piRR
367    ratio = sigma/nucleusSquare;
368
369    xsection =  nucleusSquare*std::log( 1. + ratio );
370
371    xsection *= GetParticleBarCorTot(theParticle, Z);
372
373    fTotalXsc = xsection;
374
375 
376
377    fInelasticXsc = nucleusSquare*std::log( 1. + cofInelastic*ratio )/cofInelastic;
378
379    fInelasticXsc *= GetParticleBarCorIn(theParticle, Z);
380
381    fElasticXsc   = fTotalXsc - fInelasticXsc;
382
383   
384    G4double difratio = ratio/(1.+ratio);
385
386    fDiffractionXsc = 0.5*nucleusSquare*( difratio - std::log( 1. + difratio ) );
387
388
389    sigma = GetHNinelasticXsc(aParticle, A, Z);
390    ratio = sigma/nucleusSquare;
391
392    fProductionXsc = nucleusSquare*std::log( 1. + cofInelastic*ratio )/cofInelastic;
393
394    if (fElasticXsc < 0.) fElasticXsc = 0.;
395  }
396  else // H
397  {
398    fTotalXsc = sigma;
399    xsection  = sigma;
400   
401    if ( theParticle != theAProton ) 
402    {
403      sigma         = GetHNinelasticXsc(aParticle, A, Z);
404      fInelasticXsc = sigma;
405      fElasticXsc   = fTotalXsc - fInelasticXsc;     
406    }
407    else
408    {
409      fElasticXsc   = fTotalXsc - fInelasticXsc;
410    }
411    if (fElasticXsc < 0.) fElasticXsc = 0.;
412     
413  }
414  return xsection; 
415}
416
417//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
418//
419// Return single-diffraction/inelastic cross-section ratio
420
421G4double G4GlauberGribovCrossSection::
422GetRatioSD(const G4DynamicParticle* aParticle, G4double A, G4double Z)
423{
424  G4double sigma, cofInelastic, cofTotal, nucleusSquare, ratio;
425  G4double R             = GetNucleusRadius(A); 
426
427  const G4ParticleDefinition* theParticle = aParticle->GetDefinition();
428
429  if( theParticle == theProton  || 
430      theParticle == theNeutron ||
431      theParticle == thePiPlus  || 
432      theParticle == thePiMinus      )
433  {
434    sigma        = GetHadronNucleonXscNS(aParticle, A, Z);
435    cofInelastic = 2.4;
436    cofTotal     = 2.0;
437  }
438  else
439  {
440    sigma        = GetHadronNucleonXscNS(aParticle, A, Z);
441    cofInelastic = 2.2;
442    cofTotal     = 2.0;
443  }
444  nucleusSquare = cofTotal*pi*R*R;   // basically 2piRR
445  ratio = sigma/nucleusSquare;
446
447  fInelasticXsc = nucleusSquare*std::log( 1. + cofInelastic*ratio )/cofInelastic;
448   
449  G4double difratio = ratio/(1.+ratio);
450
451  fDiffractionXsc = 0.5*nucleusSquare*( difratio - std::log( 1. + difratio ) );
452
453  if (fInelasticXsc > 0.) ratio = fDiffractionXsc/fInelasticXsc;
454  else                    ratio = 0.;
455
456  return ratio; 
457}
458
459//////////////////////////////////////////////////////////////////////////
460//
461// Return suasi-elastic/inelastic cross-section ratio
462
463G4double G4GlauberGribovCrossSection::
464GetRatioQE(const G4DynamicParticle* aParticle, G4double A, G4double Z)
465{
466  G4double sigma, cofInelastic, cofTotal, nucleusSquare, ratio;
467  G4double R             = GetNucleusRadius(A); 
468
469  const G4ParticleDefinition* theParticle = aParticle->GetDefinition();
470
471  if( theParticle == theProton  || 
472      theParticle == theNeutron ||
473      theParticle == thePiPlus  || 
474      theParticle == thePiMinus      )
475  {
476    sigma        = GetHadronNucleonXscNS(aParticle, A, Z);
477    cofInelastic = 2.4;
478    cofTotal     = 2.0;
479  }
480  else
481  {
482    sigma        = GetHadronNucleonXscNS(aParticle, A, Z);
483    cofInelastic = 2.2;
484    cofTotal     = 2.0;
485  }
486  nucleusSquare = cofTotal*pi*R*R;   // basically 2piRR
487  ratio = sigma/nucleusSquare;
488
489  fInelasticXsc = nucleusSquare*std::log( 1. + cofInelastic*ratio )/cofInelastic;
490
491  sigma = GetHNinelasticXsc(aParticle, A, Z);
492  ratio = sigma/nucleusSquare;
493
494  fProductionXsc = nucleusSquare*std::log( 1. + cofInelastic*ratio )/cofInelastic;
495
496  if (fInelasticXsc > fProductionXsc) ratio = (fInelasticXsc-fProductionXsc)/fInelasticXsc;
497  else                                ratio = 0.;
498  if ( ratio < 0. )                   ratio = 0.;
499
500  return ratio; 
501}
502
503/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
504//
505// Returns hadron-nucleon Xsc according to differnt parametrisations:
506// [2] E. Levin, hep-ph/9710546
507// [3] U. Dersch, et al, hep-ex/9910052
508// [4] M.J. Longo, et al, Phys.Rev.Lett. 33 (1974) 725
509
510G4double
511G4GlauberGribovCrossSection::GetHadronNucleonXsc(const G4DynamicParticle* aParticle, 
512                                                  const G4Element* anElement          )
513{
514  G4double At = anElement->GetN();  // number of nucleons
515  G4double Zt = anElement->GetZ();  // number of protons
516
517
518  return GetHadronNucleonXsc( aParticle, At, Zt );
519}
520
521
522
523
524/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
525//
526// Returns hadron-nucleon Xsc according to differnt parametrisations:
527// [2] E. Levin, hep-ph/9710546
528// [3] U. Dersch, et al, hep-ex/9910052
529// [4] M.J. Longo, et al, Phys.Rev.Lett. 33 (1974) 725
530
531G4double
532G4GlauberGribovCrossSection::GetHadronNucleonXsc(const G4DynamicParticle* aParticle, 
533                                                   G4double At,  G4double Zt       )
534{
535  G4double xsection;
536
537
538  G4double targ_mass = G4ParticleTable::GetParticleTable()->
539  GetIonTable()->GetIonMass( G4int(Zt+0.5) , G4int(At+0.5) );
540
541  targ_mass = 0.939*GeV;  // ~mean neutron and proton ???
542
543  G4double proj_mass     = aParticle->GetMass();
544  G4double proj_momentum = aParticle->GetMomentum().mag();
545  G4double sMand = CalcMandelstamS ( proj_mass , targ_mass , proj_momentum );
546
547  sMand /= GeV*GeV;  // in GeV for parametrisation
548  proj_momentum /= GeV;
549
550  const G4ParticleDefinition* theParticle = aParticle->GetDefinition();
551 
552
553  if(theParticle == theGamma) 
554  {
555    xsection = At*(0.0677*std::pow(sMand,0.0808) + 0.129*std::pow(sMand,-0.4525));
556  } 
557  else if(theParticle == theNeutron) // as proton ???
558  {
559    xsection = At*(21.70*std::pow(sMand,0.0808) + 56.08*std::pow(sMand,-0.4525));
560  } 
561  else if(theParticle == theProton) 
562  {
563    xsection = At*(21.70*std::pow(sMand,0.0808) + 56.08*std::pow(sMand,-0.4525));
564    // xsection = At*( 49.51*std::pow(sMand,-0.097) + 0.314*std::log(sMand)*std::log(sMand) );
565    // xsection = At*( 38.4 + 0.85*std::abs(std::pow(log(sMand),1.47)) );
566  } 
567  else if(theParticle == theAProton) 
568  {
569    xsection = At*( 21.70*std::pow(sMand,0.0808) + 98.39*std::pow(sMand,-0.4525));
570  } 
571  else if(theParticle == thePiPlus) 
572  {
573    xsection = At*(13.63*std::pow(sMand,0.0808) + 27.56*std::pow(sMand,-0.4525));
574  } 
575  else if(theParticle == thePiMinus) 
576  {
577    // xsection = At*( 55.2*std::pow(sMand,-0.255) + 0.346*std::log(sMand)*std::log(sMand) );
578    xsection = At*(13.63*std::pow(sMand,0.0808) + 36.02*std::pow(sMand,-0.4525));
579  } 
580  else if(theParticle == theKPlus) 
581  {
582    xsection = At*(11.82*std::pow(sMand,0.0808) + 8.15*std::pow(sMand,-0.4525));
583  } 
584  else if(theParticle == theKMinus) 
585  {
586    xsection = At*(11.82*std::pow(sMand,0.0808) + 26.36*std::pow(sMand,-0.4525));
587  }
588  else  // as proton ???
589  {
590    xsection = At*(21.70*std::pow(sMand,0.0808) + 56.08*std::pow(sMand,-0.4525));
591  } 
592  xsection *= millibarn;
593  return xsection;
594}
595
596
597/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
598//
599// Returns hadron-nucleon Xsc according to PDG parametrisation (2005):
600// http://pdg.lbl.gov/2006/reviews/hadronicrpp.pdf
601
602G4double
603G4GlauberGribovCrossSection::GetHadronNucleonXscPDG(const G4DynamicParticle* aParticle, 
604                                                  const G4Element* anElement          )
605{
606  G4double At = anElement->GetN();  // number of nucleons
607  G4double Zt = anElement->GetZ();  // number of protons
608
609
610  return GetHadronNucleonXscPDG( aParticle, At, Zt );
611}
612
613
614
615
616/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
617//
618// Returns hadron-nucleon Xsc according to PDG parametrisation (2005):
619// http://pdg.lbl.gov/2006/reviews/hadronicrpp.pdf
620//  At = number of nucleons,  Zt = number of protons
621
622G4double
623G4GlauberGribovCrossSection::GetHadronNucleonXscPDG(const G4DynamicParticle* aParticle, 
624                                                     G4double At,  G4double Zt )
625{
626  G4double xsection;
627
628  G4double Nt = At-Zt;              // number of neutrons
629
630  if (Nt < 0.) Nt = 0.; 
631
632
633  G4double targ_mass = G4ParticleTable::GetParticleTable()->
634  GetIonTable()->GetIonMass( G4int(Zt+0.5) , G4int(At+0.5) );
635
636  targ_mass = 0.939*GeV;  // ~mean neutron and proton ???
637
638  G4double proj_mass     = aParticle->GetMass(); 
639  G4double proj_momentum = aParticle->GetMomentum().mag();
640
641  G4double sMand = CalcMandelstamS ( proj_mass , targ_mass , proj_momentum );
642
643  sMand         /= GeV*GeV;  // in GeV for parametrisation
644
645  // General PDG fit constants
646
647  G4double s0   = 5.38*5.38; // in Gev^2
648  G4double eta1 = 0.458;
649  G4double eta2 = 0.458;
650  G4double B    = 0.308;
651
652
653  const G4ParticleDefinition* theParticle = aParticle->GetDefinition();
654 
655
656  if(theParticle == theNeutron) // proton-neutron fit
657  {
658    xsection = Zt*( 35.80 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
659                          + 40.15*std::pow(sMand,-eta1) - 30.*std::pow(sMand,-eta2));
660    xsection  += Nt*( 35.45 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
661                      + 42.53*std::pow(sMand,-eta1) - 33.34*std::pow(sMand,-eta2)); // pp for nn
662  } 
663  else if(theParticle == theProton) 
664  {
665     
666      xsection  = Zt*( 35.45 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
667                          + 42.53*std::pow(sMand,-eta1) - 33.34*std::pow(sMand,-eta2));
668
669      xsection += Nt*( 35.80 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
670                          + 40.15*std::pow(sMand,-eta1) - 30.*std::pow(sMand,-eta2));
671  } 
672  else if(theParticle == theAProton) 
673  {
674    xsection  = Zt*( 35.45 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
675                          + 42.53*std::pow(sMand,-eta1) + 33.34*std::pow(sMand,-eta2));
676
677    xsection += Nt*( 35.80 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
678                          + 40.15*std::pow(sMand,-eta1) + 30.*std::pow(sMand,-eta2));
679  } 
680  else if(theParticle == thePiPlus) 
681  {
682    xsection  = At*( 20.86 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
683                          + 19.24*std::pow(sMand,-eta1) - 6.03*std::pow(sMand,-eta2));
684  } 
685  else if(theParticle == thePiMinus) 
686  {
687    xsection  = At*( 20.86 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
688                          + 19.24*std::pow(sMand,-eta1) + 6.03*std::pow(sMand,-eta2));
689  } 
690  else if(theParticle == theKPlus) 
691  {
692    xsection  = Zt*( 17.91 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
693                          + 7.14*std::pow(sMand,-eta1) - 13.45*std::pow(sMand,-eta2));
694
695    xsection += Nt*( 17.87 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
696                          + 5.17*std::pow(sMand,-eta1) - 7.23*std::pow(sMand,-eta2));
697  } 
698  else if(theParticle == theKMinus) 
699  {
700    xsection  = Zt*( 17.91 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
701                          + 7.14*std::pow(sMand,-eta1) + 13.45*std::pow(sMand,-eta2));
702
703    xsection += Nt*( 17.87 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
704                          + 5.17*std::pow(sMand,-eta1) + 7.23*std::pow(sMand,-eta2));
705  }
706  else if(theParticle == theSMinus) 
707  {
708    xsection  = At*( 35.20 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
709                          - 199.*std::pow(sMand,-eta1) + 264.*std::pow(sMand,-eta2));
710  } 
711  else if(theParticle == theGamma) // modify later on
712  {
713    xsection  = At*( 0.0 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
714                          + 0.032*std::pow(sMand,-eta1) - 0.0*std::pow(sMand,-eta2));
715   
716  } 
717  else  // as proton ???
718  {
719    xsection  = Zt*( 35.45 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
720                          + 42.53*std::pow(sMand,-eta1) - 33.34*std::pow(sMand,-eta2));
721
722    xsection += Nt*( 35.80 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
723                          + 40.15*std::pow(sMand,-eta1) - 30.*std::pow(sMand,-eta2));
724  } 
725  xsection *= millibarn; // parametrised in mb
726  return xsection;
727}
728
729
730/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
731//
732// Returns hadron-nucleon cross-section based on N. Starkov parametrisation of
733// data from mainly http://wwwppds.ihep.su:8001/c5-6A.html database
734
735G4double
736G4GlauberGribovCrossSection::GetHadronNucleonXscNS(const G4DynamicParticle* aParticle, 
737                                                  const G4Element* anElement          )
738{
739  G4double At = anElement->GetN();  // number of nucleons
740  G4double Zt = anElement->GetZ();  // number of protons
741
742
743  return GetHadronNucleonXscNS( aParticle, At, Zt );
744}
745
746
747
748
749/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
750//
751// Returns hadron-nucleon cross-section based on N. Starkov parametrisation of
752// data from mainly http://wwwppds.ihep.su:8001/c5-6A.html database
753
754G4double
755G4GlauberGribovCrossSection::GetHadronNucleonXscNS(const G4DynamicParticle* aParticle, 
756                                                     G4double At,  G4double Zt )
757{
758  G4double xsection(0), Delta, A0, B0;
759  G4double hpXsc(0);
760  G4double hnXsc(0);
761
762  G4double Nt = At-Zt;              // number of neutrons
763
764  if (Nt < 0.) Nt = 0.; 
765
766
767  G4double targ_mass = G4ParticleTable::GetParticleTable()->
768  GetIonTable()->GetIonMass( G4int(Zt+0.5) , G4int(At+0.5) );
769
770  targ_mass = 0.939*GeV;  // ~mean neutron and proton ???
771
772  G4double proj_mass     = aParticle->GetMass();
773  G4double proj_energy   = aParticle->GetTotalEnergy(); 
774  G4double proj_momentum = aParticle->GetMomentum().mag();
775
776  G4double sMand = CalcMandelstamS ( proj_mass , targ_mass , proj_momentum );
777
778  sMand         /= GeV*GeV;  // in GeV for parametrisation
779  proj_momentum /= GeV;
780  proj_energy   /= GeV;
781  proj_mass     /= GeV;
782
783  // General PDG fit constants
784
785  G4double s0   = 5.38*5.38; // in Gev^2
786  G4double eta1 = 0.458;
787  G4double eta2 = 0.458;
788  G4double B    = 0.308;
789
790
791  const G4ParticleDefinition* theParticle = aParticle->GetDefinition();
792 
793
794  if(theParticle == theNeutron) 
795  {
796    if( proj_momentum >= 10.)
797    // if( proj_momentum >= 2.)
798    {
799      Delta = 1.;
800
801      if( proj_energy < 40. ) Delta = 0.916+0.0021*proj_energy;
802
803      if(proj_momentum >= 10.)
804      {
805        B0 = 7.5;
806        A0 = 100. - B0*std::log(3.0e7);
807
808        xsection = A0 + B0*std::log(proj_energy) - 11
809                  + 103*std::pow(2*0.93827*proj_energy + proj_mass*proj_mass+
810                     0.93827*0.93827,-0.165);        //  mb
811      }
812      xsection *= Zt + Nt;
813    }
814    else
815    {
816      // nn to be pp
817
818      if( proj_momentum < 0.73 )
819      {
820        hnXsc = 23 + 50*( std::pow( std::log(0.73/proj_momentum), 3.5 ) );
821      }
822      else if( proj_momentum < 1.05  )
823      {
824       hnXsc = 23 + 40*(std::log(proj_momentum/0.73))*
825                         (std::log(proj_momentum/0.73));
826      }
827      else  // if( proj_momentum < 10.  )
828      {
829         hnXsc = 39.0+
830              75*(proj_momentum - 1.2)/(std::pow(proj_momentum,3.0) + 0.15);
831      }
832      // pn to be np
833
834      if( proj_momentum < 0.8 )
835      {
836        hpXsc = 33+30*std::pow(std::log(proj_momentum/1.3),4.0);
837      }     
838      else if( proj_momentum < 1.4 )
839      {
840        hpXsc = 33+30*std::pow(std::log(proj_momentum/0.95),2.0);
841      }
842      else    // if( proj_momentum < 10.  )
843      {
844        hpXsc = 33.3+
845              20.8*(std::pow(proj_momentum,2.0)-1.35)/
846                 (std::pow(proj_momentum,2.50)+0.95);
847      }
848      xsection = hpXsc*Zt + hnXsc*Nt;
849    }
850  } 
851  else if(theParticle == theProton) 
852  {
853    if( proj_momentum >= 10.)
854    // if( proj_momentum >= 2.)
855    {
856      Delta = 1.;
857
858      if( proj_energy < 40. ) Delta = 0.916+0.0021*proj_energy;
859
860      if(proj_momentum >= 10.)
861      {
862        B0 = 7.5;
863        A0 = 100. - B0*std::log(3.0e7);
864
865        xsection = A0 + B0*std::log(proj_energy) - 11
866                  + 103*std::pow(2*0.93827*proj_energy + proj_mass*proj_mass+
867                     0.93827*0.93827,-0.165);        //  mb
868      }
869      xsection *= Zt + Nt;
870    }
871    else
872    {
873      // pp
874
875      if( proj_momentum < 0.73 )
876      {
877        hpXsc = 23 + 50*( std::pow( std::log(0.73/proj_momentum), 3.5 ) );
878      }
879      else if( proj_momentum < 1.05  )
880      {
881       hpXsc = 23 + 40*(std::log(proj_momentum/0.73))*
882                         (std::log(proj_momentum/0.73));
883      }
884      else    // if( proj_momentum < 10.  )
885      {
886         hpXsc = 39.0+
887              75*(proj_momentum - 1.2)/(std::pow(proj_momentum,3.0) + 0.15);
888      }
889      // pn to be np
890
891      if( proj_momentum < 0.8 )
892      {
893        hnXsc = 33+30*std::pow(std::log(proj_momentum/1.3),4.0);
894      }     
895      else if( proj_momentum < 1.4 )
896      {
897        hnXsc = 33+30*std::pow(std::log(proj_momentum/0.95),2.0);
898      }
899      else   // if( proj_momentum < 10.  )
900      {
901        hnXsc = 33.3+
902              20.8*(std::pow(proj_momentum,2.0)-1.35)/
903                 (std::pow(proj_momentum,2.50)+0.95);
904      }
905      xsection = hpXsc*Zt + hnXsc*Nt;
906      // xsection = hpXsc*(Zt + Nt);
907      // xsection = hnXsc*(Zt + Nt);
908    }   
909    // xsection *= 0.95;
910  } 
911  else if( theParticle == theAProton ) 
912  {
913    // xsection  = Zt*( 35.45 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.)
914    //                       + 42.53*std::pow(sMand,-eta1) + 33.34*std::pow(sMand,-eta2));
915
916    // xsection += Nt*( 35.80 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.)
917    //                    + 40.15*std::pow(sMand,-eta1) + 30.*std::pow(sMand,-eta2));
918
919    G4double logP = std::log(proj_momentum);
920
921    if( proj_momentum <= 1.0 )
922    {
923      xsection  = Zt*(65.55 + 53.84/(proj_momentum+1.e-6)  );
924    }
925    else
926    {
927      xsection  = Zt*( 41.1 + 77.2*std::pow( proj_momentum, -0.68) 
928                       + 0.293*logP*logP - 1.82*logP );
929    }
930    if ( Nt > 0.) 
931    {
932      xsection += Nt*( 41.9 + 96.2*std::pow( proj_momentum, -0.99) - 0.154*logP);
933    }
934    else // H
935    {
936      fInelasticXsc =   38.0 + 38.0*std::pow( proj_momentum, -0.96) 
937                        - 0.169*logP*logP;
938      fInelasticXsc *=  millibarn;
939    }   
940  } 
941  else if( theParticle == thePiPlus ) 
942  {
943    if(proj_momentum < 0.4)
944    {
945      G4double Ex3 = 180*std::exp(-(proj_momentum-0.29)*(proj_momentum-0.29)/0.085/0.085);
946      hpXsc      = Ex3+20.0;
947    }
948    else if( proj_momentum < 1.15 )
949    {
950      G4double Ex4 = 88*(std::log(proj_momentum/0.75))*(std::log(proj_momentum/0.75));
951      hpXsc = Ex4+14.0;
952    }
953    else if(proj_momentum < 3.5)
954    {
955      G4double Ex1 = 3.2*std::exp(-(proj_momentum-2.55)*(proj_momentum-2.55)/0.55/0.55);
956      G4double Ex2 = 12*std::exp(-(proj_momentum-1.47)*(proj_momentum-1.47)/0.225/0.225);
957      hpXsc = Ex1+Ex2+27.5;
958    }
959    else //  if(proj_momentum > 3.5) // mb
960    {
961      hpXsc = 10.6+2.*std::log(proj_energy)+25*std::pow(proj_energy,-0.43);
962    }
963    // pi+n = pi-p??
964
965    if(proj_momentum < 0.37)
966    {
967      hnXsc = 28.0 + 40*std::exp(-(proj_momentum-0.29)*(proj_momentum-0.29)/0.07/0.07);
968    }
969    else if(proj_momentum<0.65)
970    {
971       hnXsc = 26+110*(std::log(proj_momentum/0.48))*(std::log(proj_momentum/0.48));
972    }
973    else if(proj_momentum<1.3)
974    {
975      hnXsc = 36.1+
976                10*std::exp(-(proj_momentum-0.72)*(proj_momentum-0.72)/0.06/0.06)+
977                24*std::exp(-(proj_momentum-1.015)*(proj_momentum-1.015)/0.075/0.075);
978    }
979    else if(proj_momentum<3.0)
980    {
981      hnXsc = 36.1+0.079-4.313*std::log(proj_momentum)+
982                3*std::exp(-(proj_momentum-2.1)*(proj_momentum-2.1)/0.4/0.4)+
983                1.5*std::exp(-(proj_momentum-1.4)*(proj_momentum-1.4)/0.12/0.12);
984    }
985    else   // mb
986    {
987      hnXsc = 10.6+2*std::log(proj_energy)+30*std::pow(proj_energy,-0.43); 
988    }
989    xsection = hpXsc*Zt + hnXsc*Nt;
990  } 
991  else if(theParticle == thePiMinus) 
992  {
993    // pi-n = pi+p??
994
995    if(proj_momentum < 0.4)
996    {
997      G4double Ex3 = 180*std::exp(-(proj_momentum-0.29)*(proj_momentum-0.29)/0.085/0.085);
998      hnXsc      = Ex3+20.0;
999    }
1000    else if(proj_momentum < 1.15)
1001    {
1002      G4double Ex4 = 88*(std::log(proj_momentum/0.75))*(std::log(proj_momentum/0.75));
1003      hnXsc = Ex4+14.0;
1004    }
1005    else if(proj_momentum < 3.5)
1006    {
1007      G4double Ex1 = 3.2*std::exp(-(proj_momentum-2.55)*(proj_momentum-2.55)/0.55/0.55);
1008      G4double Ex2 = 12*std::exp(-(proj_momentum-1.47)*(proj_momentum-1.47)/0.225/0.225);
1009      hnXsc = Ex1+Ex2+27.5;
1010    }
1011    else //  if(proj_momentum > 3.5) // mb
1012    {
1013      hnXsc = 10.6+2.*std::log(proj_energy)+25*std::pow(proj_energy,-0.43);
1014    }
1015    // pi-p
1016
1017    if(proj_momentum < 0.37)
1018    {
1019      hpXsc = 28.0 + 40*std::exp(-(proj_momentum-0.29)*(proj_momentum-0.29)/0.07/0.07);
1020    }
1021    else if(proj_momentum<0.65)
1022    {
1023       hpXsc = 26+110*(std::log(proj_momentum/0.48))*(std::log(proj_momentum/0.48));
1024    }
1025    else if(proj_momentum<1.3)
1026    {
1027      hpXsc = 36.1+
1028                10*std::exp(-(proj_momentum-0.72)*(proj_momentum-0.72)/0.06/0.06)+
1029                24*std::exp(-(proj_momentum-1.015)*(proj_momentum-1.015)/0.075/0.075);
1030    }
1031    else if(proj_momentum<3.0)
1032    {
1033      hpXsc = 36.1+0.079-4.313*std::log(proj_momentum)+
1034                3*std::exp(-(proj_momentum-2.1)*(proj_momentum-2.1)/0.4/0.4)+
1035                1.5*std::exp(-(proj_momentum-1.4)*(proj_momentum-1.4)/0.12/0.12);
1036    }
1037    else   // mb
1038    {
1039      hpXsc = 10.6+2*std::log(proj_energy)+30*std::pow(proj_energy,-0.43); 
1040    }
1041    xsection = hpXsc*Zt + hnXsc*Nt;
1042  } 
1043  else if(theParticle == theKPlus) 
1044  {
1045    xsection  = Zt*( 17.91 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1046                          + 7.14*std::pow(sMand,-eta1) - 13.45*std::pow(sMand,-eta2));
1047
1048    xsection += Nt*( 17.87 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1049                          + 5.17*std::pow(sMand,-eta1) - 7.23*std::pow(sMand,-eta2));
1050  } 
1051  else if(theParticle == theKMinus) 
1052  {
1053    xsection  = Zt*( 17.91 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1054                          + 7.14*std::pow(sMand,-eta1) + 13.45*std::pow(sMand,-eta2));
1055
1056    xsection += Nt*( 17.87 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1057                          + 5.17*std::pow(sMand,-eta1) + 7.23*std::pow(sMand,-eta2));
1058  }
1059  else if(theParticle == theSMinus) 
1060  {
1061    xsection  = At*( 35.20 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1062                          - 199.*std::pow(sMand,-eta1) + 264.*std::pow(sMand,-eta2));
1063  } 
1064  else if(theParticle == theGamma) // modify later on
1065  {
1066    xsection  = At*( 0.0 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1067                          + 0.032*std::pow(sMand,-eta1) - 0.0*std::pow(sMand,-eta2));
1068   
1069  } 
1070  else  // as proton ???
1071  {
1072    xsection  = Zt*( 35.45 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1073                          + 42.53*std::pow(sMand,-eta1) - 33.34*std::pow(sMand,-eta2));
1074
1075    xsection += Nt*( 35.80 + B*std::pow(std::log(sMand/s0),2.) 
1076                          + 40.15*std::pow(sMand,-eta1) - 30.*std::pow(sMand,-eta2));
1077  } 
1078  xsection *= millibarn; // parametrised in mb
1079  return xsection;
1080}
1081
1082
1083/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1084//
1085// Returns hadron-nucleon inelastic cross-section based on proper parametrisation
1086
1087G4double
1088G4GlauberGribovCrossSection::GetHNinelasticXsc(const G4DynamicParticle* aParticle, 
1089                                                  const G4Element* anElement          )
1090{
1091  G4double At = anElement->GetN();  // number of nucleons
1092  G4double Zt = anElement->GetZ();  // number of protons
1093
1094
1095  return GetHNinelasticXsc( aParticle, At, Zt );
1096}
1097
1098/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1099//
1100// Returns hadron-nucleon inelastic cross-section based on FTF-parametrisation
1101
1102G4double
1103G4GlauberGribovCrossSection::GetHNinelasticXsc(const G4DynamicParticle* aParticle, 
1104                                                     G4double At,  G4double Zt )
1105{
1106  G4ParticleDefinition* hadron = aParticle->GetDefinition();
1107  G4double sumInelastic, Nt = At - Zt;
1108  if(Nt < 0.) Nt = 0.;
1109 
1110  if( hadron == theKPlus )
1111  {
1112    sumInelastic =  GetHNinelasticXscVU(aParticle, At, Zt);
1113  }
1114  else
1115  {
1116    //sumInelastic  = Zt*GetHadronNucleonXscMK(aParticle, theProton);
1117    // sumInelastic += Nt*GetHadronNucleonXscMK(aParticle, theNeutron);   
1118    sumInelastic  = Zt*GetHadronNucleonXscNS(aParticle, 1.0, 1.0);
1119    sumInelastic += Nt*GetHadronNucleonXscNS(aParticle, 1.0, 0.0);   
1120  } 
1121  return sumInelastic;
1122}
1123
1124
1125/////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1126//
1127// Returns hadron-nucleon inelastic cross-section based on FTF-parametrisation
1128
1129G4double
1130G4GlauberGribovCrossSection::GetHNinelasticXscVU(const G4DynamicParticle* aParticle, 
1131                                                     G4double At,  G4double Zt )
1132{
1133  G4int PDGcode    = aParticle->GetDefinition()->GetPDGEncoding();
1134  G4int absPDGcode = std::abs(PDGcode);
1135
1136  G4double Elab = aParticle->GetTotalEnergy();             
1137                          // (s - 2*0.88*GeV*GeV)/(2*0.939*GeV)/GeV;
1138  G4double Plab = aParticle->GetMomentum().mag();           
1139                          // std::sqrt(Elab * Elab - 0.88);
1140
1141  Elab /= GeV;
1142  Plab /= GeV;
1143
1144  G4double LogPlab    = std::log( Plab );
1145  G4double sqrLogPlab = LogPlab * LogPlab;
1146
1147  //G4cout<<"Plab = "<<Plab<<G4endl;
1148
1149  G4double NumberOfTargetProtons  = Zt; 
1150  G4double NumberOfTargetNucleons = At;
1151  G4double NumberOfTargetNeutrons = NumberOfTargetNucleons - NumberOfTargetProtons;
1152
1153  if( NumberOfTargetNeutrons < 0.) NumberOfTargetNeutrons = 0.;
1154
1155  G4double Xtotal, Xelastic, Xinelastic;
1156
1157  if( absPDGcode > 1000 )  //------Projectile is baryon --------
1158  {
1159       G4double XtotPP = 48.0 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1160                         0.522*sqrLogPlab - 4.51*LogPlab;
1161
1162       G4double XtotPN = 47.3 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1163                         0.513*sqrLogPlab - 4.27*LogPlab;
1164
1165       G4double XelPP  = 11.9 + 26.9*std::pow(Plab,-1.21) +
1166                         0.169*sqrLogPlab - 1.85*LogPlab;
1167
1168       G4double XelPN  = 11.9 + 26.9*std::pow(Plab,-1.21) +
1169                         0.169*sqrLogPlab - 1.85*LogPlab;
1170
1171       Xtotal          = ( NumberOfTargetProtons  * XtotPP +
1172                           NumberOfTargetNeutrons * XtotPN  );
1173
1174       Xelastic        = ( NumberOfTargetProtons  * XelPP  +
1175                           NumberOfTargetNeutrons * XelPN   );
1176  }
1177  else if( PDGcode ==  211 ) //------Projectile is PionPlus -------
1178  {
1179       G4double XtotPiP = 16.4 + 19.3 *std::pow(Plab,-0.42) +
1180                          0.19 *sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab;
1181
1182       G4double XtotPiN = 33.0 + 14.0 *std::pow(Plab,-1.36) +
1183                          0.456*sqrLogPlab - 4.03*LogPlab;
1184
1185       G4double XelPiP  =  0.0 + 11.4*std::pow(Plab,-0.40) +
1186                           0.079*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab;
1187
1188       G4double XelPiN  = 1.76 + 11.2*std::pow(Plab,-0.64) +
1189                          0.043*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab;
1190
1191       Xtotal           = ( NumberOfTargetProtons  * XtotPiP +
1192                            NumberOfTargetNeutrons * XtotPiN  );
1193
1194       Xelastic         = ( NumberOfTargetProtons  * XelPiP  +
1195                            NumberOfTargetNeutrons * XelPiN   );
1196  }
1197  else if( PDGcode == -211 ) //------Projectile is PionMinus -------
1198  {
1199       G4double XtotPiP = 33.0 + 14.0 *std::pow(Plab,-1.36) +
1200                          0.456*sqrLogPlab - 4.03*LogPlab;
1201
1202       G4double XtotPiN = 16.4 + 19.3 *std::pow(Plab,-0.42) +
1203                          0.19 *sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab;
1204
1205       G4double XelPiP  = 1.76 + 11.2*std::pow(Plab,-0.64) +
1206                          0.043*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab;
1207
1208       G4double XelPiN  =  0.0 + 11.4*std::pow(Plab,-0.40) +
1209                           0.079*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab;
1210
1211       Xtotal           = ( NumberOfTargetProtons  * XtotPiP +
1212                            NumberOfTargetNeutrons * XtotPiN  );
1213
1214       Xelastic         = ( NumberOfTargetProtons  * XelPiP  +
1215                            NumberOfTargetNeutrons * XelPiN   );
1216  }
1217  else if( PDGcode ==  111 )  //------Projectile is PionZero  -------
1218  {
1219       G4double XtotPiP =(16.4 + 19.3 *std::pow(Plab,-0.42) +
1220                          0.19 *sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab +   //Pi+
1221                          33.0 + 14.0 *std::pow(Plab,-1.36) +
1222                          0.456*sqrLogPlab - 4.03*LogPlab)/2; //Pi-
1223
1224       G4double XtotPiN =(33.0 + 14.0 *std::pow(Plab,-1.36) +
1225                          0.456*sqrLogPlab - 4.03*LogPlab +   //Pi+
1226                          16.4 + 19.3 *std::pow(Plab,-0.42) +
1227                          0.19 *sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab)/2; //Pi-
1228
1229       G4double XelPiP  =( 0.0 + 11.4*std::pow(Plab,-0.40) +
1230                           0.079*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab +    //Pi+
1231                           1.76 + 11.2*std::pow(Plab,-0.64) +
1232                           0.043*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab)/2; //Pi-
1233
1234       G4double XelPiN  =( 1.76 + 11.2*std::pow(Plab,-0.64) +
1235                           0.043*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab +   //Pi+
1236                           0.0  + 11.4*std::pow(Plab,-0.40) +
1237                           0.079*sqrLogPlab - 0.0 *LogPlab)/2; //Pi-
1238
1239       Xtotal           = ( NumberOfTargetProtons  * XtotPiP +
1240                            NumberOfTargetNeutrons * XtotPiN  );
1241
1242       Xelastic         = ( NumberOfTargetProtons  * XelPiP  +
1243                            NumberOfTargetNeutrons * XelPiN   );
1244  }
1245  else if( PDGcode == 321 ) //------Projectile is KaonPlus -------
1246  {
1247       G4double XtotKP = 18.1 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1248                         0.26 *sqrLogPlab - 1.0 *LogPlab;
1249       G4double XtotKN = 18.7 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1250                         0.21 *sqrLogPlab - 0.89*LogPlab;
1251
1252       G4double XelKP  =  5.0 +  8.1*std::pow(Plab,-1.8 ) +
1253                          0.16 *sqrLogPlab - 1.3 *LogPlab;
1254
1255       G4double XelKN  =  7.3 +  0. *std::pow(Plab,-0.  ) +
1256                          0.29 *sqrLogPlab - 2.4 *LogPlab;
1257
1258       Xtotal          = ( NumberOfTargetProtons  * XtotKP +
1259                           NumberOfTargetNeutrons * XtotKN  );
1260
1261       Xelastic        = ( NumberOfTargetProtons  * XelKP  +
1262                           NumberOfTargetNeutrons * XelKN   );
1263  }
1264  else if( PDGcode ==-321 )  //------Projectile is KaonMinus ------
1265  {
1266       G4double XtotKP = 32.1 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1267                         0.66 *sqrLogPlab - 5.6 *LogPlab;
1268       G4double XtotKN = 25.2 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1269                         0.38 *sqrLogPlab - 2.9 *LogPlab;
1270
1271       G4double XelKP  =  7.3 +  0. *std::pow(Plab,-0.  ) +
1272                          0.29 *sqrLogPlab - 2.4 *LogPlab;
1273
1274       G4double XelKN  =  5.0 +  8.1*std::pow(Plab,-1.8 ) +
1275                          0.16 *sqrLogPlab - 1.3 *LogPlab;
1276
1277       Xtotal          = ( NumberOfTargetProtons  * XtotKP +
1278                           NumberOfTargetNeutrons * XtotKN  );
1279
1280       Xelastic        = ( NumberOfTargetProtons  * XelKP  +
1281                           NumberOfTargetNeutrons * XelKN   );
1282  }
1283  else if( PDGcode == 311 ) //------Projectile is KaonZero ------
1284  {
1285       G4double XtotKP = ( 18.1 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1286                          0.26 *sqrLogPlab - 1.0 *LogPlab +   //K+
1287                          32.1 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1288                          0.66 *sqrLogPlab - 5.6 *LogPlab)/2; //K-
1289
1290       G4double XtotKN = ( 18.7 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1291                          0.21 *sqrLogPlab - 0.89*LogPlab +   //K+
1292                          25.2 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1293                          0.38 *sqrLogPlab - 2.9 *LogPlab)/2; //K-
1294
1295       G4double XelKP  = (  5.0 +  8.1*std::pow(Plab,-1.8 )
1296                           + 0.16 *sqrLogPlab - 1.3 *LogPlab +   //K+
1297                           7.3 +  0. *std::pow(Plab,-0.  ) +
1298                           0.29 *sqrLogPlab - 2.4 *LogPlab)/2; //K-
1299
1300       G4double XelKN  = (  7.3 +  0. *std::pow(Plab,-0.  ) +
1301                           0.29 *sqrLogPlab - 2.4 *LogPlab +   //K+
1302                           5.0 +  8.1*std::pow(Plab,-1.8 ) +
1303                           0.16 *sqrLogPlab - 1.3 *LogPlab)/2; //K-
1304
1305       Xtotal          = ( NumberOfTargetProtons  * XtotKP +
1306                           NumberOfTargetNeutrons * XtotKN  );
1307
1308       Xelastic        = ( NumberOfTargetProtons  * XelKP  +
1309                           NumberOfTargetNeutrons * XelKN   );
1310  }
1311  else  //------Projectile is undefined, Nucleon assumed
1312  {
1313       G4double XtotPP = 48.0 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1314                         0.522*sqrLogPlab - 4.51*LogPlab;
1315
1316       G4double XtotPN = 47.3 +  0. *std::pow(Plab, 0.  ) +
1317                         0.513*sqrLogPlab - 4.27*LogPlab;
1318
1319       G4double XelPP  = 11.9 + 26.9*std::pow(Plab,-1.21) +
1320                         0.169*sqrLogPlab - 1.85*LogPlab;
1321       G4double XelPN  = 11.9 + 26.9*std::pow(Plab,-1.21) +
1322                         0.169*sqrLogPlab - 1.85*LogPlab;
1323
1324       Xtotal          = ( NumberOfTargetProtons  * XtotPP +
1325                           NumberOfTargetNeutrons * XtotPN  );
1326
1327       Xelastic        = ( NumberOfTargetProtons  * XelPP  +
1328                           NumberOfTargetNeutrons * XelPN   );
1329  }
1330  Xinelastic = Xtotal - Xelastic;
1331
1332  if( Xinelastic < 0.) Xinelastic = 0.;
1333
1334  return Xinelastic*= millibarn;
1335}
1336
1337////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1338//
1339//
1340
1341G4double
1342G4GlauberGribovCrossSection::GetNucleusRadius( const G4DynamicParticle* , 
1343                                               const G4Element* anElement)
1344{
1345  G4double At       = anElement->GetN();
1346  G4double oneThird = 1.0/3.0;
1347  G4double cubicrAt = std::pow (At, oneThird); 
1348
1349  G4double R;  // = fRadiusConst*cubicrAt;
1350  /* 
1351  G4double tmp = std::pow( cubicrAt-1., 3.);
1352  tmp         += At;
1353  tmp         *= 0.5;
1354
1355  if (At > 20.)   // 20.
1356  {
1357    R = fRadiusConst*std::pow (tmp, oneThird);
1358  }
1359  else
1360  {
1361    R = fRadiusConst*cubicrAt;
1362  }
1363  */
1364 
1365  R = fRadiusConst*cubicrAt;
1366
1367  G4double meanA  = 21.;
1368
1369  G4double tauA1  = 40.; 
1370  G4double tauA2  = 10.; 
1371  G4double tauA3  = 5.; 
1372
1373  G4double a1 = 0.85;
1374  G4double b1 = 1. - a1;
1375
1376  G4double b2 = 0.3;
1377  G4double b3 = 4.;
1378
1379  if (At > 20.)   // 20.
1380  {
1381    R *= ( a1 + b1*std::exp( -(At - meanA)/tauA1) ); 
1382  }
1383  else if (At > 3.5)
1384  {
1385    R *= ( 1.0 + b2*( 1. - std::exp( (At - meanA)/tauA2) ) ); 
1386  }
1387  else 
1388  {
1389    R *= ( 1.0 + b3*( 1. - std::exp( (At - meanA)/tauA3) ) ); 
1390  } 
1391  return R;
1392 
1393}
1394////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1395//
1396//
1397
1398G4double
1399G4GlauberGribovCrossSection::GetNucleusRadius(G4double At)
1400{
1401  G4double oneThird = 1.0/3.0;
1402  G4double cubicrAt = std::pow (At, oneThird); 
1403
1404  G4double R;  // = fRadiusConst*cubicrAt;
1405
1406  /*
1407  G4double tmp = std::pow( cubicrAt-1., 3.);
1408  tmp         += At;
1409  tmp         *= 0.5;
1410
1411  if (At > 20.)
1412  {
1413    R = fRadiusConst*std::pow (tmp, oneThird);
1414  }
1415  else
1416  {
1417    R = fRadiusConst*cubicrAt;
1418  }
1419  */
1420
1421  R = fRadiusConst*cubicrAt;
1422
1423  G4double meanA = 20.;
1424  G4double tauA  = 20.; 
1425
1426  if (At > 20.)   // 20.
1427  {
1428    R *= ( 0.8 + 0.2*std::exp( -(At - meanA)/tauA) ); 
1429  }
1430  else
1431  {
1432    R *= ( 1.0 + 0.1*( 1. - std::exp( (At - meanA)/tauA) ) ); 
1433  }
1434
1435  return R;
1436}
1437
1438////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1439//
1440//
1441
1442G4double G4GlauberGribovCrossSection::CalculateEcmValue( const G4double mp , 
1443                                                         const G4double mt , 
1444                                                         const G4double Plab )
1445{
1446  G4double Elab = std::sqrt ( mp * mp + Plab * Plab );
1447  G4double Ecm  = std::sqrt ( mp * mp + mt * mt + 2 * Elab * mt );
1448  // G4double Pcm  = Plab * mt / Ecm;
1449  // G4double KEcm = std::sqrt ( Pcm * Pcm + mp * mp ) - mp;
1450
1451  return Ecm ; // KEcm;
1452}
1453
1454
1455////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
1456//
1457//
1458
1459G4double G4GlauberGribovCrossSection::CalcMandelstamS( const G4double mp , 
1460                                                       const G4double mt , 
1461                                                       const G4double Plab )
1462{
1463  G4double Elab = std::sqrt ( mp * mp + Plab * Plab );
1464  G4double sMand  = mp*mp + mt*mt + 2*Elab*mt ;
1465
1466  return sMand;
1467}
1468
1469
1470//
1471//
1472///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.