source: trunk/source/processes/hadronic/models/high_energy/src/G4HEKaonZeroShortInelastic.cc @ 1347

Last change on this file since 1347 was 1347, checked in by garnier, 13 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: G4HEKaonZeroShortInelastic.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// 21 January 2010
41
42 
43#include "G4HEKaonZeroShortInelastic.hh"
44
45G4HadFinalState*
46G4HEKaonZeroShortInelastic::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 << "GHEKaonZeroShortInelastic: incident energy < 1 GeV" << G4endl;
63
64  if(verboseLevel > 1) {
65    G4cout << "G4HEKaonZeroShortInelastic::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
190G4HEKaonZeroShortInelastic::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
512G4HEKaonZeroShortInelastic::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  static const G4double expxu = std::log(MAXFLOAT); // upper bound for arg. of exp
528  static const G4double expxl = -expxu;             // lower bound for arg. of exp
529
530  static const G4double protb = 0.7;
531  static const G4double neutb = 0.7;
532  static const G4double     c = 1.25;
533
534  static const G4int numMul = 1200;
535  static const G4int numSec = 60;
536
537  G4int neutronCode = Neutron.getCode();
538  G4int protonCode = Proton.getCode();
539  G4int kaonMinusCode = KaonMinus.getCode();
540  G4int kaonZeroCode = KaonZero.getCode();
541  G4int antiKaonZeroCode = AntiKaonZero.getCode(); 
542
543  G4int targetCode = targetParticle.getCode();
544  G4double incidentTotalMomentum = incidentParticle.getTotalMomentum();
545
546  static G4bool first = true;
547  static G4double protmul[numMul], protnorm[numSec];  // proton constants
548  static G4double neutmul[numMul], neutnorm[numSec];  // neutron constants
549
550  // misc. local variables
551  // np = number of pi+,  nm = number of pi-,  nz = number of pi0
552
553  G4int i, counter, nt, np, nm, nz;
554
555  if (first) {
556    // compute normalization constants, this will only be done once
557    first = false;
558    for( i=0; i<numMul; i++ )protmul[i]  = 0.0;
559    for( i=0; i<numSec; i++ )protnorm[i] = 0.0;
560    counter = -1;
561    for(np=0; np<(numSec/3); np++) {
562      for(nm=std::max(0,np-2); nm<=np; nm++) {
563        for(nz=0; nz<numSec/3; nz++) {
564          if(++counter < numMul) {
565            nt = np+nm+nz;
566            if( (nt>0) && (nt<=numSec) ) {
567              protmul[counter] = pmltpc(np,nm,nz,nt,protb,c) ;
568              protnorm[nt-1] += protmul[counter];
569            }
570          }
571        }
572      }
573    }
574
575    for( i=0; i<numMul; i++ )neutmul[i]  = 0.0;
576    for( i=0; i<numSec; i++ )neutnorm[i] = 0.0;
577    counter = -1;
578    for(np=0; np<numSec/3; np++) {
579      for(nm=std::max(0,np-1); nm<=(np+1); nm++) {
580        for(nz=0; nz<numSec/3; nz++) {
581          if(++counter < numMul) {
582            nt = np+nm+nz;
583            if( (nt>0) && (nt<=numSec) ) {
584              neutmul[counter] = pmltpc(np,nm,nz,nt,neutb,c);
585              neutnorm[nt-1] += neutmul[counter];
586            }
587          }
588        }
589      }
590    }
591
592    for(i=0; i<numSec; i++) {
593      if( protnorm[i] > 0.0 )protnorm[i] = 1.0/protnorm[i];
594      if( neutnorm[i] > 0.0 )neutnorm[i] = 1.0/neutnorm[i];
595    }
596  }                                // end of initialization
597
598  // initialize the first two particles
599  // the same as beam and target                                   
600  pv[0] = incidentParticle;
601  pv[1] = targetParticle;
602  vecLen = 2;
603
604  if (!inElastic || (availableEnergy <= PionPlus.getMass())) 
605    return;
606                                       
607  // Inelastic scattering
608
609  np = 0, nm = 0, nz = 0;
610  G4double cech[] = { 1., 1., 1., 0.70, 0.60, 0.55, 0.35, 0.25, 0.18, 0.15};
611  G4int iplab = G4int( incidentTotalMomentum*5.);
612  if( (iplab < 10) && (G4UniformRand() < cech[iplab]) ) {
613    G4int     iplab = std::min(19, G4int( incidentTotalMomentum*5.));
614    G4double cnk0[] = {0.17, 0.18, 0.17, 0.24, 0.26, 0.20, 0.22, 0.21, 0.34, 0.45,
615                       0.58, 0.55, 0.36, 0.29, 0.29, 0.32, 0.32, 0.33, 0.33, 0.33};
616    if(G4UniformRand() < cnk0[iplab]) {
617      if(targetCode == protonCode) {
618        return;
619      } else {
620        pv[0] = KaonMinus;
621        pv[1] = Proton;
622        return;
623      }
624    }
625
626    G4double ran = G4UniformRand();
627    if(targetCode == protonCode) {
628
629      // target is a proton
630      if( ran < 0.25 ) {
631        ; 
632      } else if (ran < 0.50) {
633        pv[0] = PionPlus;
634        pv[1] = SigmaZero;
635      } else if (ran < 0.75) {
636        ;
637      } else {
638        pv[0] = PionPlus;
639        pv[1] = Lambda;
640      }
641    } else {
642
643      // target is a neutron
644      if( ran < 0.25 ) { 
645        pv[0] = PionMinus;
646        pv[1] = SigmaPlus;
647      } else if (ran < 0.50) {
648        pv[0] = PionZero;
649        pv[1] = SigmaZero;
650      } else if (ran < 0.75) { 
651        pv[0] = PionPlus;
652        pv[1] = SigmaMinus;
653      } else {
654        pv[0] = PionZero;
655        pv[1] = Lambda;
656      }
657    }
658    return;
659
660  } else {
661    // number of total particles vs. centre of mass Energy - 2*proton mass
662   
663    G4double aleab = std::log(availableEnergy);
664    G4double n = 3.62567+aleab*(0.665843+aleab*(0.336514
665                 + aleab*(0.117712+0.0136912*aleab))) - 2.0;
666   
667    // Normalization constant for kno-distribution.
668    // Calculate first the sum of all constants, check for numerical problems.   
669    G4double test, dum, anpn = 0.0;
670
671    for (nt=1; nt<=numSec; nt++) {
672      test = std::exp( std::min( expxu, std::max( expxl, -(pi/4.0)*(nt*nt)/(n*n) ) ) );
673      dum = pi*nt/(2.0*n*n);
674      if (std::fabs(dum) < 1.0) { 
675        if( test >= 1.0e-10 )anpn += dum*test;
676      } else { 
677        anpn += dum*test;
678      }
679    }
680   
681    G4double ran = G4UniformRand();
682    G4double excs = 0.0;
683    if (targetCode == protonCode) {
684      counter = -1;
685      for (np=0; np<numSec/3; np++) {
686        for (nm=std::max(0,np-2); nm<=np; nm++) {
687          for (nz=0; nz<numSec/3; nz++) {
688            if (++counter < numMul) {
689              nt = np+nm+nz;
690              if( (nt>0) && (nt<=numSec) ) {
691                test = std::exp( std::min( expxu, std::max( expxl, -(pi/4.0)*(nt*nt)/(n*n) ) ) );
692                dum = (pi/anpn)*nt*protmul[counter]*protnorm[nt-1]/(2.0*n*n);
693
694                if (std::fabs(dum) < 1.0) { 
695                  if( test >= 1.0e-10 )excs += dum*test;
696                } else { 
697                  excs += dum*test;
698                }
699
700                if (ran < excs) goto outOfLoop;      //----------------------->
701              }
702            }
703          }
704        }
705      }
706                            // 3 previous loops continued to the end
707      inElastic = false;    // quasi-elastic scattering   
708      return;
709
710    } else {         // target must be a neutron
711      counter = -1;
712      for (np=0; np<numSec/3; np++) {
713        for (nm=std::max(0,np-1); nm<=(np+1); nm++) {
714          for (nz=0; nz<numSec/3; nz++) {
715            if (++counter < numMul) {
716              nt = np+nm+nz;
717              if( (nt>=1) && (nt<=numSec) ) {
718                test = std::exp( std::min( expxu, std::max( expxl, -(pi/4.0)*(nt*nt)/(n*n) ) ) );
719                dum = (pi/anpn)*nt*neutmul[counter]*neutnorm[nt-1]/(2.0*n*n);
720
721                if (std::fabs(dum) < 1.0) { 
722                  if( test >= 1.0e-10 )excs += dum*test;
723                } else { 
724                  excs += dum*test;
725                }
726
727                if (ran < excs) goto outOfLoop;   // -------------------------->
728              }
729            }
730          }
731        }
732      }
733                              // 3 previous loops continued to the end
734      inElastic = false;      // quasi-elastic scattering.
735      return;
736    }
737  } 
738  outOfLoop:   //  <------------------------------------------------------------------------   
739   
740  if( targetCode == protonCode)
741     {
742       if( np == nm)
743         {
744         }
745       else if (np == (1+nm))
746         {
747           if( G4UniformRand() < 0.5)
748             {
749               pv[0] = KaonMinus;
750             }
751           else
752             {
753               pv[1] = Neutron;
754             }
755         }
756       else     
757         {
758           pv[0] = KaonMinus;
759           pv[1] = Neutron;
760         } 
761     } 
762  else
763     {
764       if( np == nm)
765         {
766           if( G4UniformRand() < 0.75)
767             {
768             }
769           else
770             {
771               pv[0] = KaonMinus;
772               pv[1] = Proton;
773             }
774         } 
775       else if ( np == (1+nm))
776         {
777           pv[0] = KaonMinus;
778         }
779       else
780         {
781           pv[1] = Proton;
782         }
783     }     
784
785
786  if( G4UniformRand() < 0.5 )   
787     {
788       if(    (    (pv[0].getCode() == kaonMinusCode)
789                && (pv[1].getCode() == neutronCode)  )
790           || (    (pv[0].getCode() == kaonZeroCode)
791                && (pv[1].getCode() == protonCode)   )
792           || (    (pv[0].getCode() == antiKaonZeroCode)
793                && (pv[1].getCode() == protonCode)   )   )
794         {
795           G4double ran = G4UniformRand();
796           if( pv[1].getCode() == protonCode)
797             { 
798               if(ran < 0.68)
799                 {
800                   pv[0] = PionPlus;
801                   pv[1] = Lambda;
802                 }
803               else if (ran < 0.84)
804                 {
805                   pv[0] = PionZero;
806                   pv[1] = SigmaPlus;
807                 }
808               else
809                 {
810                   pv[0] = PionPlus;
811                   pv[1] = SigmaZero;
812                 }
813             }
814           else
815             {
816               if(ran < 0.68)
817                 {
818                   pv[0] = PionMinus;
819                   pv[1] = Lambda;
820                 }
821               else if (ran < 0.84)
822                 {
823                   pv[0] = PionMinus;
824                   pv[1] = SigmaZero;
825                 }
826               else
827                 {
828                   pv[0] = PionZero;
829                   pv[1] = SigmaMinus;
830                 }
831             }
832         } 
833       else
834         {
835           G4double ran = G4UniformRand();
836           if (ran < 0.67)
837              {
838                pv[0] = PionZero;
839                pv[1] = Lambda;
840              }
841           else if (ran < 0.78)
842              {
843                pv[0] = PionMinus;
844                pv[1] = SigmaPlus;
845              }
846           else if (ran < 0.89)
847              {
848                pv[0] = PionZero;
849                pv[1] = SigmaZero;
850              }
851           else
852              {
853                pv[0] = PionPlus;
854                pv[1] = SigmaMinus;
855              }
856         }
857    }
858
859  nt = np + nm + nz;
860  while ( nt > 0) {
861    G4double ran = G4UniformRand();
862    if ( ran < (G4double)np/nt) { 
863      if( np > 0 ) {
864        pv[vecLen++] = PionPlus;
865        np--;
866      }
867    } else if (ran < (G4double)(np+nm)/nt) {   
868      if( nm > 0 ) { 
869        pv[vecLen++] = PionMinus;
870        nm--;
871      }
872    } else {
873      if( nz > 0 ) { 
874        pv[vecLen++] = PionZero;
875        nz--;
876      }
877    }
878    nt = np + nm + nz;
879  }
880 
881  if (verboseLevel > 1) {
882    G4cout << "Particles produced: " ;
883    G4cout << pv[0].getName() << " " ;
884    G4cout << pv[1].getName() << " " ;
885    for (i=2; i < vecLen; i++) G4cout << pv[i].getName() << " " ;
886    G4cout << G4endl;
887  }
888
889  return;
890}
Note: See TracBrowser for help on using the repository browser.