FDC软件包在分波分析中的应用

FDC软件包在分波分析中的应用

简单介绍FDC系统强相互作用的有效拉氏量的构造规则FDC-PWA分波分析版本的简介简单演示总结BESIII物理分析讲习班,2008年6月25日北京王建雄中国科学院高能物理研究所,理论室

简单介绍FeynmanDiagramCalculation(FDC),1993年开始.PROGRESSINFDCPROJECT.Nucl.Instrum.Meth.A534:241-245,2004

FDC的主页：所内版：8/fdc/index.html(可以看到最新的结果)所外版：/lunwen/wjx/public_html/index.html

(更新不定期)

FDC-SM-and-Many-ExtensionsFDC-NRQCDFDC-MSSMFDC-EMTFDC-PWAFDC-LOOP

FDC-PWA1998开始,邹冰松,祝玉灿,..Thereisacommonkernel.TheSourceiswritteninREDUCE,RLISP.分波分析在BES物理分析中的重要性确定各种量子数,质量,宽度复杂结构的谱、共振态、奇特态、胶球,以前应用分波分析做理论计算，物理分析，编写Fortran程序都是手做的，就算不包括3/2、2、5/2,7/2自旋态，也得花几个月的时间，如果包括了3/2、2、5/2,7/2自旋态，计算量和表达式会大几十倍。另外人工做这些工作怎样检查错误也很困难。而FDC系统，其中各个部份，各种核心算法在这么多年的发展和应用中，已经进行了很多次的检验。（例如手算与FDC算对比，FDC与KEK的Grace对比等）。2.FDC-PWA:FDC在BEPC-II物理分析中的应用在FDC系统中实现了自动化构造分波分析有效拉氏量模型的部分（与邹冰松，祝玉灿合作），以及产生包括3/5,5/2,7/2及整数自旋态的物理过程的费曼图，产生所有Fortran源程序以及最大似然法的拟合程序的部分，在其中结合最大似然法拟合程序的算法，对于矩阵元平方的算法在结构上进行了两次大的优化,使得产生的程序在实验分析拟合中计算速度两次都有10倍的提高2.1强相互作用的有效拉氏量的构造规则LorentzInvarianceC-parityconservationP-parityconservationCPconservationH=HABCDecayDecayABCDThecoefficientsofalltheindepenttermsareconstantThecoefficientsofalltheindepenttermsdependontwovaribales每个系数都有独立的复数相因子.每个传播子都有off-shell贡献的压低因子对于一个粒子列表,给出所有可能的有效相互作用顶角.ABC(offmassshell)ForNNscatting,T-channelverticesmustbeconsidered:TheCoefficientsofindependenttermsdependonthe:2

t=(PA

–

PB)

Thepropagatorforresonance:SuppersionFactorforinteractionverticeswhentheresonanceisoffmassshell:

Barrier,

ThereisanoptiontochoosethesuppersionfactorOptiontoapplyIsopinsymmetry:

GlobelOptionsinModelGeneration(infile:addvertices)%just_v_type:='ok;

Itwillgenerateallthetypeoftheinteractionverticesasreqiredandwithouttherealverticesifthelinewasuncommented.

%direct_model:='ok;

Thelineisusedtochosethetwodifferentkindsofeffectivelagrangian.Thedefaultischoosedtousethepure-orbital-angular-momentumcovarianttensorsandthecovariantspinwavefunctionforcontructionoftheeffectivelagrangian.Touncommentitmeanstochooseanaiveindependentlorentzsetofthecombinationofmomentum,spinwavefunction.

Thedifferenceofthesetwomodelsisfromtheoff-shellpartoftheresonaceparticles.%final_particle_list:='("p""\pi""K""eta""\pi^0""K^0");

Thislineisusedtoputtheparticlesintothelistofexternalparticles.ThelistisusedintheFeynmandiagramgenerationprocedurebyFDCandalltheparticlesinthelistwillnotappearedintheresonaceplace.

%keep_sm_part_in_tex:='ok;

TheoptionisusedtochoseiftheinteractionverticesintheStandardmodelarekeptinthe"model.tex"fileornot.Thedefaultiskeep_sm_part_in_tex:='nil;anditmeanstheverticesintheSMaredroped.

http:='ok;

Thisoptionisusedtochosethetypeof"model.tex"filewhichisgeneratedbyFDC.http:='ok;meansthe"model.tex"isforhttpversion.Thedefaultishttp:='nil;anditmeansthe"model.tex"isforPSversion.n_particles:='3;

Theisthelimittothenumberofparticlesineachvertex.Thesmallestnumberis3andthedefaultis3.Itcanbechangedinto4orbiggeranditmeansthatallpossibletheoneparticlesdecaysintothreeparticlesverticeswillbegeneratedifthenumberissetto4.

n_total_spin:='6;

Thisnumberisthelimittothesumofthespinofeachparticlesinaneffectiveinteractionvertex.Thedefaultis6.itmeansthattheFDCwilluse6forthe"n_totla_spin"ifitisnotgiven.

2.2FDC-PWA分波分析版本的简介有效拉氏量模型的自动化产生费曼图的产生>diag矩阵元及平方的Fortran程序的产生>amp相空间程序及Likelihoodfitting的Fortran程序的产生>kine进入Fortran目录和编译>cdfort>make开始进行Likelihood拟合>fit

FDC3.1,1999,开始在BES的分波分析中应用,模型不是完全自动化产生的,并且没有包括末态是纯波色子过程FDC3.32003开始应用,模型产生完全的自动化,包括末态是纯波色子过程FDC-PWAApplication:

>gmodel>doall>cdfort>make>fit

FDCSystemNumericalresults&RequiredplotsinHbookformatPhysicalmodelevaluationFullFeynmanRulesPhysicalparametersLatexversionofthenmodelInputforphysicalmodelNumericalintegration,fittingTreatmentofkinematicsAmplitudemanipulationFeynmandiagramgenerationInputforphysicalprocessChoosephysicalmodelandprocessesFIG.1:FDCsystemflowchartTopreparephenomenologicalmodelListofallthenon-elementaryparticlesandtheirquantumnumbersThegeneratedphysicalmodelforFDCsystemLatexversionofthegeneartedphysicalmodelListofalltheparticlesListofallthepropagatorsListofalltheinteractionverticesConstructallthepossibleinteractionverticesfromalltheparticlesbyapplyingthefollowingconditions:H†=H,Lorentzinvariance,CPinvariance,Pinvariance,Cinvariance,Isospininvariance,Baryonnumberconservation,...StandardModelinputwithoutQCDFIG.3:SystemflowchartforphysicalprocessPhysicalProcessUsersshouldpreparetwofiles:pdata1.dat–experimenteventsdatafilepdata1.mc-phasespacemontecarloeventfileControlflagandparametersfilesgeneratedbyFDCwhichcanbechangedlaterbyusers:flag.inp,amptable.inp,fpara.inp,reson.inpOutput:,pep.res,mplot.hbook,dplot.hbookInputforaphysicalprocess:physicalmodelcanbechosenManyoptions,histograms,scatterplotscanbedemanded.GenerateFeynmanDiagramManipulateamplitudesforeachdiagramandgenerateFORTRAN77sourceforcalculationofamplitudesandtheirsquareFORTRAN77sourcetodolikelihoodfittingforallthefreeparametersthatwereintroducedinphysicalmodelFindandproperlytreatalltheresonnance,t-channelsingularities,...andgenerateFORTRAN77sourceforphasespaceintegralCompileFORTRAN77programsandrun'fit'forlikelihoodfitting系统的检验:1)FDC系统内部的检验,各种核心程序:三种矩阵元,矩阵元平方算法的相互检验,