/*Funzione che calcola la distanza tra i centri di due sfere*/
double distanza( double *cx, double *cy, int n1, int n2 )
{
double dist;
dist = 0.0;
dist = sqrt( prodscal( *(cx + n1) - *(cx + n2), *(cy + n1) - *(cy + n2), *(cx + n1) - *(cx + n2), *(cy + n1) - *(cy + n2) ) );
return dist;
}
/*Funzione che calcola il tempo di collisione tra due sfere date le loro posizioni e velocità (e tenendo conto delle copie)*/
double tempocollisione( double *cx, double *cy, double *velx, double *vely, int ns, double d, int n1, int n2 )
{
double t, r12[2], v12[2], discr, tempocopia[9], coordcopia[2], r12v12, mqv, mqr;
int i1, i2, i3;
t = 0.0;
discr = 0.0;
r12v12 = 0.0;
mqv = 0.0;
mqr = 0.0;
i1 = 0;
i2 = 0;
i3 = 0;
for( i1 = 0; i1 < 2; i1++ )
{
r12[i1] = 0.0;
v12[i1] = 0.0;
coordcopia[i1] = 0.0;
}
for( i1 = 0; i1 < 9; i1++ )
{
tempocopia[i1] = 0.0;
}
/*Si setta in partenza t = -1.0 (nessuna collisione)*/
t = -1.0;
/*Con gli indici i1 e i2 si scorre sulle copie della particella n2, si calcolano i tempi di collisione e, se c'è un tempo di collisione diverso da -1.0 (infinito), allora quello è il tempo di collisione tra la sfera n1 e la sfera n2*/
for( i1 = -1; i1 < 2; i1++ )
{
for( i2 = -1; i2 < 2; i2++ )
{
coordcopia[0] = *(cx + n2) + (double)(i2);
coordcopia[1] = *(cy + n2) + (double)(i1);
r12[0] = *(cx + n1) - coordcopia[0];
r12[1] = *(cy + n1) - coordcopia[1];
v12[0] = *(velx + n1) - *(velx + n2);
v12[1] = *(vely + n1) - *(vely + n2);
r12v12 = prodscal(r12[0], r12[1], v12[0], v12[1]);
mqv = prodscal(v12[0], v12[1], v12[0], v12[1]);
mqr = prodscal(r12[0], r12[1], r12[0], r12[1]);
discr = r12v12*r12v12 - mqv*( mqr - d*d );
if( ( r12v12 >= 0.0 )||( discr < 0.0 ) )
{
tempocopia[i3] = -1.0;
}
else
{
tempocopia[i3] = - r12v12 - sqrt( discr );
tempocopia[i3] = tempocopia[i3]/mqv;
if(tempocopia[i3] < 0.0)
{
printf("\nAttezione: tempo negativo. prodscal = %lf, discr = %lf, r12v12^2 = %lf, sqrt(mqr) = %lf, d = %lf\n", r12v12, discr, r12v12*r12v12, sqrt(mqr), d);
}
}
i3 = i3 + 1;
coordcopia[0] = 0.0;
coordcopia[1] = 0.0;
discr = 0.0;
r12[0] = 0.0;
r12[1] = 0.0;
v12[0] = 0.0;
v12[1] = 0.0;
mqv = 0.0;
mqr = 0.0;
r12v12 = 0.0;
}
}
/*Nel vettore tempocopia[i] ci sono i tempi di collisione di n1 con tutte le copie di n2. Il tempo di collisione tra n1 ed n2 sarà il minore tempo positivo nel vettore (oppure -1.0 se non ve ne è)*/
for( i1 = 0; i1 < 9; i1++ )
{
if( tempocopia[i1] != -1.0 )
{
if( t == -1.0 )
{
t = tempocopia[i1];
}
else
{
if( tempocopia[i1] < t )
{
t = tempocopia[i1];
}
}
}
}
return t;
}
/*Funzione che fa evolvere il sistema fino all'urto successivo, aggiorna le velocità delle particelle che collidono, aggiorna la matrice dei tempi e restituisce il tempo trascorso*/
double urto( double *coordinate_x, double *coordinate_y, double *velocita_x, double *velocita_y, double **matrice, int numero_sfere, double d, double *dvelx, double *dvely )
{
double tm, congiungente[2], vel_relativa[2], ausiliario, delta[2];
int indice1, indice2, part1, part2;
tm = 0.0;
ausiliario = 0.0;
indice1 = 0;
indice2 = 0;
for( indice1 = 0; indice1 < 2; indice1++ )
{
congiungente[indice1] = 0.0;
vel_relativa[indice1] = 0.0;
delta[indice1] = 0.0;
}
/*Calcolo il tempo minimo nella matrice*/
tm = tempominimo( matrice, numero_sfere, &part1, &part2 );
/*Faccio evolvere il sistema con moto rettilineo uniforme*/
for( indice1 = 0; indice1 < numero_sfere; indice1++ )
{
*(coordinate_x + indice1) = *(coordinate_x + indice1) + *(velocita_x + indice1)*tm;
*(coordinate_y + indice1) = *(coordinate_y + indice1) + *(velocita_y + indice1)*tm;
}
/*Impongo le condizioni di bordo periodiche*/
for( indice1 = 0; indice1 < numero_sfere; indice1++ )
{
while( *(coordinate_x + indice1) > 1.0 )
{
*(coordinate_x + indice1) = *(coordinate_x + indice1) - 1.0;
}
while( *(coordinate_x + indice1) < 0.0 )
{
*(coordinate_x + indice1) = *(coordinate_x + indice1) + 1.0;
}
while( *(coordinate_y + indice1) > 1.0 )
{
*(coordinate_y + indice1) = *(coordinate_y + indice1) - 1.0;
}
while( *(coordinate_y + indice1) < 0.0 )
{
*(coordinate_y + indice1) = *(coordinate_y + indice1) + 1.0;
}
}
/*Sottraggo il tempo dell'urto alle entrate della matrice diverse da -1.0*/
for( indice1 = 1; indice1 < numero_sfere; indice1++ )
{
for( indice2 = 0; indice2 < indice1; indice2++ )
{
if( *(*(matrice + indice1) + indice2) != -1.0 )
{
*(*(matrice + indice1) + indice2) = *(*(matrice + indice1) + indice2) - tm;
}
}
}
/*Tengo conto delle copie*/
if( modulo( *(coordinate_x + part1) - *(coordinate_x + part2) ) > 0.5 )
{
if( *(coordinate_x + part1) - *(coordinate_x + part2) > 0.0 )
{
delta[0] = 1.0;
}
if( *(coordinate_x + part1) - *(coordinate_x + part2) < 0.0 )
{
delta[0] = -1.0;
}
}
if( modulo( *(coordinate_y + part1) - *(coordinate_y + part2) ) > 0.5 )
{
if( *(coordinate_y + part1) - *(coordinate_y + part2) > 0.0 )
{
delta[1] = 1.0;
}
if( *(coordinate_y + part1) - *(coordinate_y + part2) < 0.0 )
{
delta[1] = -1.0;
}
}
/*Calcolo le componenti del versore congiungente e del vettore velocità relativa*/
congiungente[0] = *(coordinate_x + part1) - (*(coordinate_x + part2) + delta[0]);
congiungente[1] = *(coordinate_y + part1) - (*(coordinate_y + part2) + delta[1]);
ausiliario = prodscal( congiungente[0], congiungente[1], congiungente[0], congiungente[1] );
ausiliario = sqrt(ausiliario);
congiungente[0] = congiungente[0]/ausiliario;
congiungente[1] = congiungente[1]/ausiliario;
ausiliario = 0.0;
vel_relativa[0] = *(velocita_x + part1) - *(velocita_x + part2);
vel_relativa[1] = *(velocita_y + part1) - *(velocita_y + part2);
/*Metto l'opposto delle componenti della velocità relativa prima dell'urto in dvelx e dvely, in modo tale che sommando quelle dopo l'urto si ottenga la variazione della velocità relativa*/
*dvelx = -vel_relativa[0];
*dvely = -vel_relativa[1];
/*Aggiorno le componenti delle velocità*/
ausiliario = prodscal( vel_relativa[0], vel_relativa[1], congiungente[0], congiungente[1] );
*(velocita_x + part1) = *(velocita_x + part1) - ausiliario*congiungente[0];
*(velocita_y + part1) = *(velocita_y + part1) - ausiliario*congiungente[1];
*(velocita_x + part2) = *(velocita_x + part2) + ausiliario*congiungente[0];
*(velocita_y + part2) = *(velocita_y + part2) + ausiliario*congiungente[1];
/*Calcolo le componenti della velocità relativa DOPO l'urto*/
vel_relativa[0] = *(velocita_x + part1) - *(velocita_x + part2);
vel_relativa[1] = *(velocita_y + part1) - *(velocita_y + part2);
/*Calcolo la variazione delle componenti della velocità relativa prima e dopo l'urto (finale - iniziale)*/
*dvelx = *dvelx + vel_relativa[0];
*dvely = *dvely + vel_relativa[1];
ausiliario = prodscal( vel_relativa[0], vel_relativa[1], congiungente[0], congiungente[1] );
/*Aggiorno le entrate della matrice nelle righe/colonne corrispondenti alle particelle che hanno colliso*/
for( indice1 = 0; indice1 < numero_sfere; indice1++ )
{
*(*(matrice + part1) + indice1) = tempocollisione( coordinate_x, coordinate_y, velocita_x, velocita_y, numero_sfere, d, part1, indice1 );
}
for( indice1 = 0; indice1 < numero_sfere; indice1++ )
{
*(*(matrice + indice1) + part1) = tempocollisione( coordinate_x, coordinate_y, velocita_x, velocita_y, numero_sfere, d, indice1, part1 );
}
for( indice1 = 0; indice1 < numero_sfere; indice1++ )
{
*(*(matrice + part2) + indice1) = tempocollisione( coordinate_x, coordinate_y, velocita_x, velocita_y, numero_sfere, d, part2, indice1 );
}
for( indice1 = 0; indice1 < numero_sfere; indice1++ )
{
*(*(matrice + indice1) + part2) = tempocollisione( coordinate_x, coordinate_y, velocita_x, velocita_y, numero_sfere, d, indice1, part2 );
}
return tm;
}
double gmuon_(void)
{
/*compute the total g-2 from supersymmetry. Parameters are :
Mmu : muon mass
Mz : Z-boson's mass
Mw : W-boson's mass
s2thw : sin^2(thw)
e : alpha
modM1 & argM1 : modulus and argument of M1
modM2 & argM2 : modulus and argument of M2
modmu & argmu : modulus and argument of mu
modAmu & argAmu : modulus and argument of Amu
*/
/*declaration des variables*/
double thw, cb,cw,sw, ymu, g1,masssneutr, g2,gmuo = 0,beta,Mz,Mw,Mmu,e,tbeta;
matrix massmatrc,massmatrn,massmatrsmu;
matrix Ncomp, Nconj,N,Ucomp,Uconj,U,Vcomp,Vconj,V,X,Xconj,Xcomp;
vecteur massen,massec,massesmu;
double coeff1 ,coeff2;
matrix matrixtemp,matrixtemp2,matrixtemp3,matrixtemp4,matrixtemp5;
my_complex nc1,nc2;
int i,j;
/*Memory Allocation*/
massmatrn=initm(4);
massmatrc=initm(2);
massmatrsmu=initm(2);
Ncomp=initm(4);
Nconj=initm(4);
N=initm(4);
Ucomp=initm(2);
Vcomp=initm(2);
X=initm(2);
U=initm(2);
V=initm(2);
Uconj=initm(2);
Vconj=initm(2);
Xcomp=initm(2);
Xconj=initm(2);
massen=initv(4);
massesmu=initv(2);
massec=initv(2);
matrixtemp=initm(2);
matrixtemp2=initm(2);
matrixtemp3=initm(4);
matrixtemp4=initm(4);
matrixtemp5=initm(4);
/*Get the values for the masses and mixing matrices*/
e=sqrt(4*M_PI*0.00781653);
sw=0.48076;
Mz=91.1876;
Mmu=0.1057;
findVal("tB",&tbeta);
beta = atan(tbeta);
cb = cos(beta);
thw=asin(sw);
cw=cos(thw);
Mw=Mz*cw;
g1 = e/cw;
g2 = e/sw;
ymu = g2 * Mmu / (sqrt(2)*cb*Mw);
findVal("MNE1",&massen.e[0].r);
findVal("MNE2",&massen.e[1].r);
findVal("MNE3",&massen.e[2].r);
findVal("MNE4",&massen.e[3].r);
findVal("MC1",&massec.e[0].r);
findVal("MC2",&massec.e[1].r);
findVal("MSnm",&masssneutr);
findVal("Zn11",&Nconj.e[0][0].r); findVal("Zn12",&Nconj.e[1][0].r); findVal("Zn13",&Nconj.e[2][0].r); findVal("Zn14",&Nconj.e[3][0].r);
findVal("Zn21",&Nconj.e[0][1].r); findVal("Zn22",&Nconj.e[1][1].r); findVal("Zn23",&Nconj.e[2][1].r); findVal("Zn24",&Nconj.e[3][1].r);
findVal("Zn31",&Nconj.e[0][2].r); findVal("Zn32",&Nconj.e[1][2].r); findVal("Zn33",&Nconj.e[2][2].r); findVal("Zn34",&Nconj.e[3][2].r);
findVal("Zn41",&Nconj.e[0][3].r); findVal("Zn42",&Nconj.e[1][3].r); findVal("Zn43",&Nconj.e[2][3].r); findVal("Zn44",&Nconj.e[3][3].r);
findVal("Zu11",&Uconj.e[0][0].r); findVal("Zu12",&Uconj.e[1][0].r);
findVal("Zu21",&Uconj.e[0][1].r); findVal("Zu22",&Uconj.e[1][1].r);
findVal("Zv11",&Vcomp.e[0][0].r); findVal("Zv12",&Vcomp.e[0][1].r);
findVal("Zv21",&Vcomp.e[1][0].r); findVal("Zv22",&Vcomp.e[1][1].r);
{ double MSmuLL,MSmuRR,MSmuLR,Am,mu,MSmuth;
MSmuLL=findValW("MSmL"); MSmuLL*=MSmuLL;
MSmuRR=findValW("MSmR"); MSmuRR*=MSmuRR;
Am=findValW("Am");
mu=findValW("mu");
MSmuLR=(Am-mu*tbeta)*Mmu;
massesmu.e[0].r=sqrt((MSmuLL+MSmuRR-sqrt((MSmuLL-MSmuRR)*(MSmuLL-MSmuRR)+4*MSmuLR*MSmuLR))/2);
massesmu.e[1].r=sqrt((MSmuLL+MSmuRR+sqrt((MSmuLL-MSmuRR)*(MSmuLL-MSmuRR)+4*MSmuLR*MSmuLR))/2);
MSmuth=atan2(-2*MSmuLR, -MSmuLL+MSmuRR)/2;
X.e[0][0].r=cos(MSmuth);
X.e[0][1].r=sin(MSmuth);
X.e[1][0].r=-X.e[0][1].r;
X.e[1][1].r=X.e[0][0].r;
}
for(i=0;i<4;i++)
if (massen.e[i].r<0)
{for(j=0;j<4;j++)
{Nconj.e[j][i]=prod(icomp,Nconj.e[j][i]);
}
massen.e[i].r=-massen.e[i].r;
}
for(i=0;i<2;i++)
{if (massec.e[i].r<0)
{for(j=0;j<2;j++)
{ Uconj.e [j][i]=prod(icomp,Uconj.e[j][i]);
Vcomp.e [i][j]=prod(icomp,Vcomp.e[i][j]);
}
massec.e[i].r=-massec.e[i].r;
}
if (massesmu.e[i].r<0)
{for(j=0;j<2;j++)
{X.e [i][j]=prod(icomp,X.e[i][j]);
}
massesmu.e[i].r=-massesmu.e[i].r;
}
}
N=adj(Nconj);
U=adj(Uconj);
/*Compute the coefficients entering the formula for the neutral and chargino
contribution to g-2_muon and calculates gmuon*/
/*neutralinos*/
for ( i=0;i<4;i=i+1)
for ( j=0;j<2;j=j+1)
{nc1=somme(prodscal(sqrt(2)*g1,prod(N.e[i][0],X.e[j][1])),prodscal(ymu,prod(N.e[i][2],X.e[j][0])));
nc2=diff(prodscal(1/sqrt(2),prod(somme(prodscal(g2,N.e[i][1]),prodscal(g1,N.e[i][0])),conjug(X.e[j][0]))),prodscal(ymu,prod(N.e[i][2],conjug(X.e[j][1]))));
coeff1 =(somme(prod(nc1,conjug(nc1)),prod(nc2,conjug(nc2)))).r;
coeff2 = prod(nc1,nc2).r;
if (massesmu.e[j].r<1e-8)
{return 0;
printf("erreur : Mass smuons nul\n");}
gmuo=gmuo+calcgmuon (0,Mmu, massen.e[i].r, massesmu.e[j].r,coeff1, coeff2);
}
/*charginos*/
for (j=0;j<2;j=j+1)
{
nc1=prodscal(ymu,U.e[j][1]);
nc2=prodscal(-g2,conjug(Vcomp.e[j][0]));
coeff1 =(somme(prod(nc1,conjug(nc1)),prod(nc2,conjug(nc2)))).r;
coeff2 = prod(nc1,nc2).r;
if (masssneutr<1e-8)
{return 0;
printf("erreur : Mass sneutrinos nul\n");}
gmuo=gmuo+calcgmuon (1,Mmu, massec.e[j].r, masssneutr,coeff1, coeff2);
}
return gmuo;
}
