source: trunk/source/processes/hadronic/models/high_energy/src/G4HEKaonZeroLongInelastic.cc @ 1348

Last change on this file since 1348 was 1347, checked in by garnier, 14 years ago

geant4 tag 9.4
File size: 28.7 KB
Line 
1//
2// ********************************************************************
3// * License and Disclaimer                                           *
4// *                                                                  *
5// * The  Geant4 software  is  copyright of the Copyright Holders  of *
6// * the Geant4 Collaboration.  It is provided  under  the terms  and *
7// * conditions of the Geant4 Software License,  included in the file *
8// * LICENSE and available at  http://cern.ch/geant4/license .  These *
9// * include a list of copyright holders.                             *
10// *                                                                  *
11// * Neither the authors of this software system, nor their employing *
12// * institutes,nor the agencies providing financial support for this *
13// * work  make  any representation or  warranty, express or implied, *
14// * regarding  this  software system or assume any liability for its *
15// * use.  Please see the license in the file  LICENSE  and URL above *
16// * for the full disclaimer and the limitation of liability.         *
17// *                                                                  *
18// * This  code  implementation is the result of  the  scientific and *
19// * technical work of the GEANT4 collaboration.                      *
20// * By using,  copying,  modifying or  distributing the software (or *
21// * any work based  on the software)  you  agree  to acknowledge its *
22// * use  in  resulting  scientific  publications,  and indicate your *
23// * acceptance of all terms of the Geant4 Software license.          *
24// ********************************************************************
25//
26// $Id: G4HEKaonZeroLongInelastic.cc,v 1.13 2010/11/29 05:44:44 dennis Exp $
27// GEANT4 tag $Name: geant4-09-04-ref-00 $
28//
29
30#include "globals.hh"
31#include "G4ios.hh"
32
33// G4 Process: Gheisha High Energy Collision model.
34// This includes the high energy cascading model, the two-body-resonance model
35// and the low energy two-body model. Not included are the low energy stuff
36// like nuclear reactions, nuclear fission without any cascading and all
37// processes for particles at rest.
38// 
39// New version by D.H. Wright (SLAC) to fix seg fault in old version
40// 26 January 2010
41
42 
43#include "G4HEKaonZeroLongInelastic.hh"
44
45G4HadFinalState*
46G4HEKaonZeroLongInelastic::ApplyYourself(const G4HadProjectile& aTrack,
47                                         G4Nucleus& targetNucleus)
48{
49  G4HEVector* pv = new G4HEVector[MAXPART];
50  const G4HadProjectile* aParticle = &aTrack;
51  const G4double atomicWeight = targetNucleus.GetN();
52  const G4double atomicNumber = targetNucleus.GetZ();
53  G4HEVector incidentParticle(aParticle);
54
55  G4int incidentCode = incidentParticle.getCode();
56  G4double incidentMass = incidentParticle.getMass();
57  G4double incidentTotalEnergy = incidentParticle.getEnergy();
58  G4double incidentTotalMomentum = incidentParticle.getTotalMomentum();
59  G4double incidentKineticEnergy = incidentTotalEnergy - incidentMass;
60
61  if(incidentKineticEnergy < 1)
62    G4cout << "GHEKaonZeroLongInelastic: incident energy < 1 GeV " << G4endl;
63
64  if(verboseLevel > 1) {
65    G4cout << "G4HEKaonZeroLongInelastic::ApplyYourself" << G4endl;
66    G4cout << "incident particle " << incidentParticle.getName()
67           << "mass "              << incidentMass
68           << "kinetic energy "    << incidentKineticEnergy
69           << G4endl;
70    G4cout << "target material with (A,Z) = (" 
71           << atomicWeight << "," << atomicNumber << ")" << G4endl;
72  }
73   
74  G4double inelasticity = NuclearInelasticity(incidentKineticEnergy, 
75                                              atomicWeight, atomicNumber);
76  if(verboseLevel > 1)
77    G4cout << "nuclear inelasticity = " << inelasticity << G4endl;
78   
79  incidentKineticEnergy -= inelasticity;
80   
81  G4double excitationEnergyGNP = 0.;
82  G4double excitationEnergyDTA = 0.; 
83
84  G4double excitation = NuclearExcitation(incidentKineticEnergy,
85                                          atomicWeight, atomicNumber,
86                                          excitationEnergyGNP,
87                                          excitationEnergyDTA);
88  if(verboseLevel > 1)
89    G4cout << "nuclear excitation = " << excitation << excitationEnergyGNP
90           << excitationEnergyDTA << G4endl;             
91
92  incidentKineticEnergy -= excitation;
93  incidentTotalEnergy    = incidentKineticEnergy + incidentMass;
94  incidentTotalMomentum  = std::sqrt( (incidentTotalEnergy-incidentMass)
95                                     *(incidentTotalEnergy+incidentMass));
96
97  G4HEVector targetParticle;
98  if (G4UniformRand() < atomicNumber/atomicWeight) { 
99    targetParticle.setDefinition("Proton");
100  } else { 
101    targetParticle.setDefinition("Neutron");
102  }
103
104  G4double targetMass = targetParticle.getMass();
105  G4double centerOfMassEnergy = std::sqrt(incidentMass*incidentMass
106                                        + targetMass*targetMass
107                                        + 2.0*targetMass*incidentTotalEnergy);
108  G4double availableEnergy = centerOfMassEnergy - targetMass - incidentMass;
109
110  G4bool inElastic = true;
111  vecLength = 0;           
112       
113  if(verboseLevel > 1)
114    G4cout << "ApplyYourself: CallFirstIntInCascade for particle "
115           << incidentCode << G4endl;
116
117  G4bool successful = false; 
118   
119  // Split K0L into K0 and K0bar
120  if (G4UniformRand() < 0.5)
121    FirstIntInCasAntiKaonZero(inElastic, availableEnergy, pv, vecLength,
122                              incidentParticle, targetParticle);
123  else
124    FirstIntInCasKaonZero(inElastic, availableEnergy, pv, vecLength,
125                          incidentParticle, targetParticle, atomicWeight);
126
127  // Do nuclear interaction with either K0 or K0bar
128  if ((vecLength > 0) && (availableEnergy > 1.)) 
129    StrangeParticlePairProduction(availableEnergy, centerOfMassEnergy,
130                                  pv, vecLength,
131                                  incidentParticle, targetParticle);
132
133  HighEnergyCascading(successful, pv, vecLength,
134                      excitationEnergyGNP, excitationEnergyDTA,
135                      incidentParticle, targetParticle,
136                      atomicWeight, atomicNumber);
137  if (!successful)
138    HighEnergyClusterProduction(successful, pv, vecLength,
139                                excitationEnergyGNP, excitationEnergyDTA,
140                                incidentParticle, targetParticle,
141                                atomicWeight, atomicNumber);
142  if (!successful) 
143    MediumEnergyCascading(successful, pv, vecLength, 
144                          excitationEnergyGNP, excitationEnergyDTA, 
145                          incidentParticle, targetParticle,
146                          atomicWeight, atomicNumber);
147
148  if (!successful)
149    MediumEnergyClusterProduction(successful, pv, vecLength,
150                                  excitationEnergyGNP, excitationEnergyDTA,       
151                                  incidentParticle, targetParticle,
152                                  atomicWeight, atomicNumber);
153  if (!successful)
154    QuasiElasticScattering(successful, pv, vecLength,
155                           excitationEnergyGNP, excitationEnergyDTA,
156                           incidentParticle, targetParticle, 
157                           atomicWeight, atomicNumber);
158
159  if (!successful) 
160    ElasticScattering(successful, pv, vecLength,
161                      incidentParticle,   
162                      atomicWeight, atomicNumber);
163
164  if (!successful) 
165    G4cout << "GHEInelasticInteraction::ApplyYourself fails to produce final state particles"
166           << G4endl;
167
168  // Check for K0, K0bar and change particle types to K0L, K0S if necessary
169  G4int kcode;
170  for (G4int i = 0; i < vecLength; i++) {
171    kcode = pv[i].getCode();
172    if (kcode == KaonZero.getCode() || kcode == AntiKaonZero.getCode()) {
173      if (G4UniformRand() < 0.5) 
174        pv[i] = KaonZeroShort; 
175      else
176        pv[i] = KaonZeroLong;
177    }
178  } 
179
180  //      ................
181 
182  FillParticleChange(pv,  vecLength);
183  delete [] pv;
184  theParticleChange.SetStatusChange(stopAndKill);
185  return &theParticleChange;
186}
187
188
189void
190G4HEKaonZeroLongInelastic::FirstIntInCasKaonZero(G4bool& inElastic,
191                                                 const G4double availableEnergy,
192                                                 G4HEVector pv[],
193                                                 G4int& vecLen,
194                                                 const G4HEVector& incidentParticle,
195                                                 const G4HEVector& targetParticle,
196                                                 const G4double atomicWeight)
197
198// Kaon0 undergoes interaction with nucleon within a nucleus.  Check if it is
199// energetically possible to produce pions/kaons.  In not, assume nuclear excitation
200// occurs and input particle is degraded in energy. No other particles are produced.
201// If reaction is possible, find the correct number of pions/protons/neutrons
202// produced using an interpolation to multiplicity data.  Replace some pions or
203// protons/neutrons by kaons or strange baryons according to the average
204// multiplicity per inelastic reaction.
205{
206  static const G4double expxu = std::log(MAXFLOAT); // upper bound for arg. of exp
207  static const G4double expxl = -expxu;             // lower bound for arg. of exp
208
209  static const G4double protb = 0.7;
210  static const G4double neutb = 0.7;
211  static const G4double     c = 1.25;
212
213  static const G4int   numMul = 1200;
214  static const G4int   numSec = 60;
215
216  G4int neutronCode = Neutron.getCode();
217  G4int protonCode  = Proton.getCode();
218
219  G4int targetCode = targetParticle.getCode();
220  G4double incidentTotalMomentum = incidentParticle.getTotalMomentum();
221
222  static G4bool first = true;
223  static G4double protmul[numMul], protnorm[numSec];  // proton constants
224  static G4double neutmul[numMul], neutnorm[numSec];  // neutron constants
225
226  // misc. local variables
227  // np = number of pi+,  nm = number of pi-,  nz = number of pi0
228
229  G4int i, counter, nt, np, nm, nz;
230
231  if (first) {
232    // compute normalization constants, this will only be done once
233    first = false;
234    for( i=0; i<numMul; i++ )protmul[i]  = 0.0;
235    for( i=0; i<numSec; i++ )protnorm[i] = 0.0;
236    counter = -1;
237    for (np=0; np<(numSec/3); np++) {
238      for (nm=std::max(0,np-1); nm<=(np+1); nm++) {
239        for (nz=0; nz<numSec/3; nz++) {
240          if (++counter < numMul) {
241            nt = np+nm+nz;
242            if( (nt>0) && (nt<=numSec) ) {
243              protmul[counter] = pmltpc(np,nm,nz,nt,protb,c) ;
244              protnorm[nt-1] += protmul[counter];
245            }
246          }
247        }
248      }
249    }
250
251    for( i=0; i<numMul; i++ )neutmul[i]  = 0.0;
252    for( i=0; i<numSec; i++ )neutnorm[i] = 0.0;
253    counter = -1;
254    for (np=0; np<numSec/3; np++) {
255      for (nm=np; nm<=(np+2); nm++) {
256        for (nz=0; nz<numSec/3; nz++) {
257          if (++counter < numMul) {
258            nt = np+nm+nz;
259            if( (nt>0) && (nt<=numSec) ) {
260              neutmul[counter] = pmltpc(np,nm,nz,nt,neutb,c);
261              neutnorm[nt-1] += neutmul[counter];
262            }
263          }
264        }
265      }
266    }
267
268    for (i=0; i<numSec; i++) {
269      if( protnorm[i] > 0.0 )protnorm[i] = 1.0/protnorm[i];
270      if( neutnorm[i] > 0.0 )neutnorm[i] = 1.0/neutnorm[i];
271    }
272  }    // end of initialization
273
274
275  // Initialize the first two particles
276  // the same as beam and target
277  pv[0] = incidentParticle;
278  pv[1] = targetParticle;
279  vecLen = 2;
280
281  if( !inElastic ) {
282    // quasi-elastic scattering, no pions produced
283    if( targetCode == protonCode) {
284      G4double cech[] = {0.33,0.27,0.29,0.31,0.27,0.18,0.13,0.10,0.09,0.07};
285      G4int iplab = G4int( std::min( 9.0, incidentTotalMomentum*5. ) );
286      if( G4UniformRand() < cech[iplab]/std::pow(atomicWeight,0.42)) {
287        // charge exchange  K+ n -> K0 p
288        pv[0] = KaonPlus;
289        pv[1] = Neutron;
290      }
291    }
292    return;
293  } else if (availableEnergy <= PionPlus.getMass()) {
294    return;
295  }
296
297  // Inelastic scattering
298
299  np = 0, nm = 0, nz = 0;
300  G4double eab = availableEnergy;
301  G4int ieab = G4int( eab*5.0 );
302
303  G4double supp[] = {0., 0.4, 0.55, 0.65, 0.75, 0.82, 0.86, 0.90, 0.94, 0.98};
304  if( (ieab <= 9) && (G4UniformRand() >=  supp[ieab])) {
305    // Suppress high multiplicity events at low momentum
306    // only one additional pion will be produced
307    G4double w0, wp, wm, wt, ran;
308    if (targetCode == neutronCode) {
309      // target is a neutron
310      w0 = - sqr(1.+protb)/(2.*c*c);
311      w0 = std::exp(w0);
312      wm = - sqr(-1.+protb)/(2.*c*c);
313      wm = std::exp(wm);
314      w0 = w0/2.;
315      wm = wm*1.5;
316      if (G4UniformRand() < w0/(w0+wm) ) {
317        np = 0;
318        nm = 0;
319        nz = 1;
320      } else {
321        np = 0;
322        nm = 1;
323        nz = 0;
324      }
325
326    } else {
327      // target is a proton
328      w0 = -sqr(1.+neutb)/(2.*c*c);
329      wp = w0 = std::exp(w0);
330      wm = -sqr(-1.+neutb)/(2.*c*c);
331      wm = std::exp(wm);
332      wt = w0+wp+wm;
333      wp = w0+wp;
334      ran = G4UniformRand();
335      if ( ran < w0/wt) {
336        np = 0;
337        nm = 0;
338        nz = 1;
339      } else if (ran < wp/wt) {
340        np = 1;
341        nm = 0;
342        nz = 0;
343      } else {
344        np = 0;
345        nm = 1;
346        nz = 0;
347      }
348    }
349  } else {
350    // number of total particles vs. centre of mass Energy - 2*proton mass
351
352    G4double aleab = std::log(availableEnergy);
353    G4double n = 3.62567+aleab*(0.665843+aleab*(0.336514
354                 + aleab*(0.117712+0.0136912*aleab))) - 2.0;
355
356    // Normalization constant for kno-distribution.
357    // Calculate first the sum of all constants, check for numerical problems.
358    G4double test, dum, anpn = 0.0;
359
360       for (nt=1; nt<=numSec; nt++) {
361         test = std::exp( std::min( expxu, std::max( expxl, -(pi/4.0)*(nt*nt)/(n*n) ) ) );
362         dum = pi*nt/(2.0*n*n);
363         if (std::fabs(dum) < 1.0) {
364           if( test >= 1.0e-10 )anpn += dum*test;
365         } else {
366           anpn += dum*test;
367         }
368       }
369
370       G4double ran = G4UniformRand();
371       G4double excs = 0.0;
372       if( targetCode == protonCode )
373         {
374           counter = -1;
375           for( np=0; np<numSec/3; np++ )
376              {
377                for( nm=std::max(0,np-1); nm<=(np+1); nm++ )
378                   {
379                     for (nz=0; nz<numSec/3; nz++) {
380                       if (++counter < numMul) {
381                         nt = np+nm+nz;
382                         if ( (nt>0) && (nt<=numSec) ) {
383                           test = std::exp( std::min( expxu, std::max( expxl, -(pi/4.0)*(nt*nt)/(n*n) ) ) );
384                           dum = (pi/anpn)*nt*protmul[counter]*protnorm[nt-1]/(2.0*n*n);
385                           if (std::fabs(dum) < 1.0) {
386                             if( test >= 1.0e-10 )excs += dum*test;
387                           } else {
388                             excs += dum*test;
389                           }
390                           if (ran < excs) goto outOfLoop;      //----------------------->
391                         }
392                       }
393                     }
394                   }
395              }
396
397                                     // 3 previous loops continued to the end
398           inElastic = false;                 // quasi-elastic scattering
399           return;
400         }
401       else
402         {                                         // target must be a neutron
403           counter = -1;
404           for( np=0; np<numSec/3; np++ )
405              {
406                for( nm=np; nm<=(np+2); nm++ )
407                   {
408                     for (nz=0; nz<numSec/3; nz++) {
409                       if (++counter < numMul) {
410                         nt = np+nm+nz;
411                         if ( (nt>=1) && (nt<=numSec) ) {
412                           test = std::exp( std::min( expxu, std::max( expxl, -(pi/4.0)*(nt*nt)/(n*n) ) ) );
413                           dum = (pi/anpn)*nt*neutmul[counter]*neutnorm[nt-1]/(2.0*n*n);
414                           if (std::fabs(dum) < 1.0) {
415                             if( test >= 1.0e-10 )excs += dum*test;
416                           } else {
417                             excs += dum*test;
418                           }
419                           if (ran < excs) goto outOfLoop;       // -------------------------->
420                         }
421                       }
422                     }
423                   }
424              }
425                                                  // 3 previous loops continued to the end
426           inElastic = false;                     // quasi-elastic scattering.
427           return;
428         }
429     }
430   outOfLoop:           //  <-----------------------------------------------
431
432   if( targetCode == neutronCode)
433     {
434       if( np == nm)
435         {
436         }
437       else if (np == (nm-1))
438         {
439           if( G4UniformRand() < 0.5)
440             {
441               pv[0] = KaonPlus;
442             }
443           else
444             {
445               pv[1] = Proton;
446             }
447         }
448       else
449         {
450           pv[0] = KaonPlus;
451           pv[1] = Proton;
452         }
453     }
454   else
455     {
456       if( np == nm )
457         {
458           if( G4UniformRand() < 0.25)
459             {
460               pv[0] = KaonPlus;
461               pv[1] = Neutron;
462             }
463           else
464             {
465             }
466         }
467       else if ( np == (nm+1))
468         {
469           pv[1] = Neutron;
470         }
471       else
472         {
473           pv[0] = KaonPlus;
474         }
475     }
476
477  nt = np + nm + nz;
478  while (nt > 0) {
479    G4double ran = G4UniformRand();
480    if (ran < (G4double)np/nt) {
481      if (np > 0) {
482        pv[vecLen++] = PionPlus;
483        np--;
484      }
485    } else if ( ran < (G4double)(np+nm)/nt) {
486      if (nm > 0) {
487        pv[vecLen++] = PionMinus;
488        nm--;
489      }
490    } else {
491      if (nz > 0) {
492        pv[vecLen++] = PionZero;
493        nz--;
494      }
495    }
496    nt = np + nm + nz;
497  }
498
499  if (verboseLevel > 1) {
500    G4cout << "Particles produced: " ;
501    G4cout << pv[0].getName() << " " ;
502    G4cout << pv[1].getName() << " " ;
503    for (i=2; i < vecLen; i++) G4cout << pv[i].getName() << " " ;
504    G4cout << G4endl;
505  }
506
507  return;
508}
509
510
511void
512G4HEKaonZeroLongInelastic::FirstIntInCasAntiKaonZero(G4bool& inElastic,
513                                                     const G4double availableEnergy,
514                                                     G4HEVector pv[],
515                                                     G4int& vecLen,
516                                                     const G4HEVector& incidentParticle,
517                                                     const G4HEVector& targetParticle)
518
519// AntiKaon0 undergoes interaction with nucleon within a nucleus.  Check if it is
520// energetically possible to produce pions/kaons.  In not, assume nuclear excitation
521// occurs and input particle is degraded in energy. No other particles are produced.
522// If reaction is possible, find the correct number of pions/protons/neutrons
523// produced using an interpolation to multiplicity data.  Replace some pions or
524// protons/neutrons by kaons or strange baryons according to the average
525// multiplicity per inelastic reaction.
526
527{
528  static const G4double expxu =  std::log(MAXFLOAT); // upper bound for arg. of exp
529  static const G4double expxl = -expxu;         // lower bound for arg. of exp
530
531  static const G4double protb = 0.7;
532  static const G4double neutb = 0.7;
533  static const G4double     c = 1.25;
534
535  static const G4int   numMul = 1200;
536  static const G4int   numSec = 60;
537
538  G4int neutronCode = Neutron.getCode();
539  G4int protonCode = Proton.getCode();
540  G4int kaonMinusCode = KaonMinus.getCode();
541  G4int kaonZeroCode = KaonZero.getCode();
542  G4int antiKaonZeroCode = AntiKaonZero.getCode(); 
543
544  G4int targetCode = targetParticle.getCode();
545  G4double incidentTotalMomentum = incidentParticle.getTotalMomentum();
546
547  static G4bool first = true;
548  static G4double protmul[numMul], protnorm[numSec];  // proton constants
549  static G4double neutmul[numMul], neutnorm[numSec];  // neutron constants
550
551  //  misc. local variables
552  //  np = number of pi+,  nm = number of pi-,  nz = number of pi0
553
554  G4int i, counter, nt, np, nm, nz;
555
556  if (first) {
557    // compute normalization constants, this will only be done once
558    first = false;
559    for( i=0; i<numMul; i++ )protmul[i]  = 0.0;
560    for( i=0; i<numSec; i++ )protnorm[i] = 0.0;
561    counter = -1;
562    for(np=0; np<(numSec/3); np++) {
563      for(nm=std::max(0,np-2); nm<=np; nm++) {
564        for(nz=0; nz<numSec/3; nz++) {
565          if(++counter < numMul) {
566            nt = np+nm+nz;
567            if( (nt>0) && (nt<=numSec) ) {
568              protmul[counter] = pmltpc(np,nm,nz,nt,protb,c) ;
569              protnorm[nt-1] += protmul[counter];
570            }
571          }
572        }
573      }
574    }
575
576    for( i=0; i<numMul; i++ )neutmul[i]  = 0.0;
577    for( i=0; i<numSec; i++ )neutnorm[i] = 0.0;
578    counter = -1;
579    for(np=0; np<numSec/3; np++) {
580      for(nm=std::max(0,np-1); nm<=(np+1); nm++) {
581        for(nz=0; nz<numSec/3; nz++) {
582          if(++counter < numMul) {
583            nt = np+nm+nz;
584            if( (nt>0) && (nt<=numSec) ) {
585              neutmul[counter] = pmltpc(np,nm,nz,nt,neutb,c);
586              neutnorm[nt-1] += neutmul[counter];
587            }
588          }
589        }
590      }
591    }
592
593    for(i=0; i<numSec; i++) {
594      if( protnorm[i] > 0.0 )protnorm[i] = 1.0/protnorm[i];
595      if( neutnorm[i] > 0.0 )neutnorm[i] = 1.0/neutnorm[i];
596    }
597  }                                // end of initialization
598
599  // initialize the first two particles
600  // the same as beam and target                                   
601  pv[0] = incidentParticle;
602  pv[1] = targetParticle;
603  vecLen = 2;
604
605  if (!inElastic || (availableEnergy <= PionPlus.getMass())) 
606    return;
607                                       
608  // Inelastic scattering
609
610  np = 0, nm = 0, nz = 0;
611  G4double cech[] = { 1., 1., 1., 0.70, 0.60, 0.55, 0.35, 0.25, 0.18, 0.15};
612  G4int iplab = G4int( incidentTotalMomentum*5.);
613  if( (iplab < 10) && (G4UniformRand() < cech[iplab]) ) {
614    G4int     iplab = std::min(19, G4int( incidentTotalMomentum*5.));
615    G4double cnk0[] = {0.17, 0.18, 0.17, 0.24, 0.26, 0.20, 0.22, 0.21, 0.34, 0.45,
616                       0.58, 0.55, 0.36, 0.29, 0.29, 0.32, 0.32, 0.33, 0.33, 0.33};
617    if(G4UniformRand() < cnk0[iplab]) {
618      if(targetCode == protonCode) {
619        return;
620      } else {
621        pv[0] = KaonMinus;
622        pv[1] = Proton;
623        return;
624      }
625    }
626
627    G4double ran = G4UniformRand();
628    if(targetCode == protonCode) {
629
630      // target is a proton
631      if( ran < 0.25 ) {
632        ; 
633      } else if (ran < 0.50) {
634        pv[0] = PionPlus;
635        pv[1] = SigmaZero;
636      } else if (ran < 0.75) {
637        ;
638      } else {
639        pv[0] = PionPlus;
640        pv[1] = Lambda;
641      }
642    } else {
643
644      // target is a neutron
645      if( ran < 0.25 ) { 
646        pv[0] = PionMinus;
647        pv[1] = SigmaPlus;
648      } else if (ran < 0.50) {
649        pv[0] = PionZero;
650        pv[1] = SigmaZero;
651      } else if (ran < 0.75) { 
652        pv[0] = PionPlus;
653        pv[1] = SigmaMinus;
654      } else {
655        pv[0] = PionZero;
656        pv[1] = Lambda;
657      }
658    }
659    return;
660
661  } else {
662    // number of total particles vs. centre of mass Energy - 2*proton mass
663   
664    G4double aleab = std::log(availableEnergy);
665    G4double n = 3.62567+aleab*(0.665843+aleab*(0.336514
666                 + aleab*(0.117712+0.0136912*aleab))) - 2.0;
667   
668    // Normalization constant for kno-distribution.
669    // Calculate first the sum of all constants, check for numerical problems.   
670    G4double test, dum, anpn = 0.0;
671
672    for (nt=1; nt<=numSec; nt++) {
673      test = std::exp( std::min( expxu, std::max( expxl, -(pi/4.0)*(nt*nt)/(n*n) ) ) );
674      dum = pi*nt/(2.0*n*n);
675      if (std::fabs(dum) < 1.0) { 
676        if( test >= 1.0e-10 )anpn += dum*test;
677      } else { 
678        anpn += dum*test;
679      }
680    }
681   
682    G4double ran = G4UniformRand();
683    G4double excs = 0.0;
684    if (targetCode == protonCode) {
685      counter = -1;
686      for (np=0; np<numSec/3; np++) {
687        for (nm=std::max(0,np-2); nm<=np; nm++) {
688          for (nz=0; nz<numSec/3; nz++) {
689            if (++counter < numMul) {
690              nt = np+nm+nz;
691              if( (nt>0) && (nt<=numSec) ) {
692                test = std::exp( std::min( expxu, std::max( expxl, -(pi/4.0)*(nt*nt)/(n*n) ) ) );
693                dum = (pi/anpn)*nt*protmul[counter]*protnorm[nt-1]/(2.0*n*n);
694
695                if (std::fabs(dum) < 1.0) { 
696                  if( test >= 1.0e-10 )excs += dum*test;
697                } else { 
698                  excs += dum*test;
699                }
700
701                if (ran < excs) goto outOfLoop;      //----------------------->
702              }
703            }
704          }
705        }
706      }
707                            // 3 previous loops continued to the end
708      inElastic = false;    // quasi-elastic scattering   
709      return;
710
711    } else {         // target must be a neutron
712      counter = -1;
713      for (np=0; np<numSec/3; np++) {
714        for (nm=std::max(0,np-1); nm<=(np+1); nm++) {
715          for (nz=0; nz<numSec/3; nz++) {
716            if (++counter < numMul) {
717              nt = np+nm+nz;
718              if( (nt>=1) && (nt<=numSec) ) {
719                test = std::exp( std::min( expxu, std::max( expxl, -(pi/4.0)*(nt*nt)/(n*n) ) ) );
720                dum = (pi/anpn)*nt*neutmul[counter]*neutnorm[nt-1]/(2.0*n*n);
721
722                if (std::fabs(dum) < 1.0) { 
723                  if( test >= 1.0e-10 )excs += dum*test;
724                } else { 
725                  excs += dum*test;
726                }
727
728                if (ran < excs) goto outOfLoop;   // -------------------------->
729              }
730            }
731          }
732        }
733      }
734                              // 3 previous loops continued to the end
735      inElastic = false;      // quasi-elastic scattering.
736      return;
737    }
738  } 
739  outOfLoop:   //  <------------------------------------------------------------------------   
740   
741  if( targetCode == protonCode)
742     {
743       if( np == nm)
744         {
745         }
746       else if (np == (1+nm))
747         {
748           if( G4UniformRand() < 0.5)
749             {
750               pv[0] = KaonMinus;
751             }
752           else
753             {
754               pv[1] = Neutron;
755             }
756         }
757       else     
758         {
759           pv[0] = KaonMinus;
760           pv[1] = Neutron;
761         } 
762     } 
763  else
764     {
765       if( np == nm)
766         {
767           if( G4UniformRand() < 0.75)
768             {
769             }
770           else
771             {
772               pv[0] = KaonMinus;
773               pv[1] = Proton;
774             }
775         } 
776       else if ( np == (1+nm))
777         {
778           pv[0] = KaonMinus;
779         }
780       else
781         {
782           pv[1] = Proton;
783         }
784     }     
785
786
787  if( G4UniformRand() < 0.5 )   
788     {
789       if(    (    (pv[0].getCode() == kaonMinusCode)
790                && (pv[1].getCode() == neutronCode)  )
791           || (    (pv[0].getCode() == kaonZeroCode)
792                && (pv[1].getCode() == protonCode)   )
793           || (    (pv[0].getCode() == antiKaonZeroCode)
794                && (pv[1].getCode() == protonCode)   )   )
795         {
796           G4double ran = G4UniformRand();
797           if( pv[1].getCode() == protonCode)
798             { 
799               if(ran < 0.68)
800                 {
801                   pv[0] = PionPlus;
802                   pv[1] = Lambda;
803                 }
804               else if (ran < 0.84)
805                 {
806                   pv[0] = PionZero;
807                   pv[1] = SigmaPlus;
808                 }
809               else
810                 {
811                   pv[0] = PionPlus;
812                   pv[1] = SigmaZero;
813                 }
814             }
815           else
816             {
817               if(ran < 0.68)
818                 {
819                   pv[0] = PionMinus;
820                   pv[1] = Lambda;
821                 }
822               else if (ran < 0.84)
823                 {
824                   pv[0] = PionMinus;
825                   pv[1] = SigmaZero;
826                 }
827               else
828                 {
829                   pv[0] = PionZero;
830                   pv[1] = SigmaMinus;
831                 }
832             }
833         } 
834       else
835         {
836           G4double ran = G4UniformRand();
837           if (ran < 0.67)
838              {
839                pv[0] = PionZero;
840                pv[1] = Lambda;
841              }
842           else if (ran < 0.78)
843              {
844                pv[0] = PionMinus;
845                pv[1] = SigmaPlus;
846              }
847           else if (ran < 0.89)
848              {
849                pv[0] = PionZero;
850                pv[1] = SigmaZero;
851              }
852           else
853              {
854                pv[0] = PionPlus;
855                pv[1] = SigmaMinus;
856              }
857         }
858    }
859
860  nt = np + nm + nz;
861  while ( nt > 0) {
862    G4double ran = G4UniformRand();
863    if ( ran < (G4double)np/nt) { 
864      if( np > 0 ) {
865        pv[vecLen++] = PionPlus;
866        np--;
867      }
868    } else if (ran < (G4double)(np+nm)/nt) {   
869      if( nm > 0 ) { 
870        pv[vecLen++] = PionMinus;
871        nm--;
872      }
873    } else {
874      if( nz > 0 ) { 
875        pv[vecLen++] = PionZero;
876        nz--;
877      }
878    }
879    nt = np + nm + nz;
880  }
881 
882  if (verboseLevel > 1) {
883    G4cout << "Particles produced: " ;
884    G4cout << pv[0].getName() << " " ;
885    G4cout << pv[1].getName() << " " ;
886    for (i=2; i < vecLen; i++) G4cout << pv[i].getName() << " " ;
887    G4cout << G4endl;
888  }
889
890  return;
891}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.