DMsimp: dm_s_spin0.fr

File dm_s_spin0.fr, 7.2 KB (added by mawatari, 5 years ago)

Main FR model file for spin0 v1.0

Line 
1(* ****************************************************************** *)
2(* *****                                                        ***** *)
3(* *****  FeynRules model file: Simplified s-channel DM models  ***** *)
4(* *****  Author: A. Martini, K. Mawatari                       ***** *)
5(* *****          J. Wang, C.Zhang                              ***** *)
6(* *****                                                        ***** *)
7(* ****************************************************************** *)
8
9
10(* ************************** *)
11(* *****  Information   ***** *)
12(* ************************** *)
13M$ModelName = "DMsimp_s_spin0";
14
15M$Information = {
16 Authors      -> {"A. Martini, K. Mawatari, J. Wang, C. Zhang"},
17 Institutions -> {"Universite catholique de Louvain, Vrije Universiteit Brussel, Johnnas Gutenberg University of Mainz, Brookhaven National Laboratory"},
18 Emails       -> {"kentarou.mawatari@vub.ac.be","cenzhang@bnl.gov"},
19 URLs         -> "http://feynrules.irmp.ucl.ac.be/wiki/DMsimp/", 
20 References   -> {"O. Mattelaer et al., arXiv:1508.00564",
21                  "M. Backovic et al., arXiv:1508.05327",
22                  "M. Neubert et al., arXiv:1508.xxxxx"},
23 Version      -> "1.0",
24 Date         -> "2015.08.24"
25};
26
27(* ************************** *)
28(* *****  Change  log   ***** *)
29(* ************************** *)
30
31(* 2015.08.24 v1.0 - release version. *)
32
33
34(***** Setting for interaction order (as e.g. used by MadGraph 5)  ******)
35
36M$InteractionOrderLimit = {
37 {DMS, 2}
38};
39
40M$InteractionOrderHierarchy = {
41 {QCD, 1}, {DMS, 2}, {QED, 2}
42};
43
44
45(* ************************** *)
46(* *****     Fields     ***** *)
47(* ************************** *)
48M$ClassesDescription = {
49
50S[7] == { ClassName -> Xr,
51          SelfConjugate -> True,
52          Mass -> {MXr, 10.},
53          Width -> 0,
54          PDG -> 5000001,
55          TeX -> Subscript[X,r],
56          FullName -> "Real scalar DM" },
57
58S[8] == { ClassName -> Xc,
59          SelfConjugate -> False,
60          Mass -> {MXc, 10.},
61          Width -> 0,
62          PDG -> 51,
63          TeX -> Subscript[X,c],
64          FullName -> "Complex scalar DM" },
65
66F[7] == { ClassName -> Xd,
67          SelfConjugate -> False,
68          Mass -> {MXd, 10.},
69          Width -> 0,
70          PDG -> 52,
71          TeX -> Subscript[X,d],
72          FullName -> "Dirac DM" },
73
74S[9] == { ClassName -> Y0,
75          SelfConjugate -> True,
76          Mass -> {MY0, 1000.},
77          Width -> {WY0, 10.},
78          PDG -> 54,
79          TeX -> Subscript[Y,0],
80          FullName -> "Scalar mediator" }
81
82};
83
84
85(* ************************** *)
86(* *****   Parameters   ***** *)
87(* ************************** *) 
88M$Parameters = {
89
90 gSXr == {
91      ParameterType -> External,
92      InteractionOrder -> {DMS, 1},
93      BlockName -> DMINPUTS,
94      TeX -> Subscript[g,SXr],
95      Description -> "Xr-Y0 scalar coupling",
96      Value -> 0. },     
97
98 gSXc == {
99      ParameterType -> External,
100      InteractionOrder -> {DMS, 1},
101      BlockName -> DMINPUTS,
102      TeX -> Subscript[g,SXc],
103      Description -> "Xc-Y0 scalar coupling",
104      Value -> 0. },     
105
106 gSXd == {
107      ParameterType -> External,
108      InteractionOrder -> {DMS, 1},
109      BlockName -> DMINPUTS,
110      TeX -> Subscript[g,SXd],
111      Description -> "Xd-Y0 scalar coupling",
112      Value -> 1. },             
113
114 gPXd == {
115      ParameterType -> External,
116      InteractionOrder -> {DMS, 1},
117      BlockName -> DMINPUTS,
118      TeX -> Subscript[g,PXd],
119      Description -> "Xd-Y0 pseudoscalar coupling",
120      Value -> 0. },             
121
122 gSd11 == {
123      ParameterType -> External,
124      InteractionOrder -> {DMS, 1},
125      BlockName -> DMINPUTS,
126      TeX -> Subscript[g,Sd11],
127      Description -> "d-Y0 scalar coupling",
128      Value -> 1. },     
129
130 gSu11 == {
131      ParameterType -> External,
132      InteractionOrder -> {DMS, 1},
133      BlockName -> DMINPUTS,
134      TeX -> Subscript[g,Su11],
135      Description -> "u-Y0 scalar coupling",
136      Value -> 1. },     
137
138 gSd22 == {
139      ParameterType -> External,
140      InteractionOrder -> {DMS, 1},
141      BlockName -> DMINPUTS,
142      TeX -> Subscript[g,Sd22],
143      Description -> "s-Y0 scalar coupling",
144      Value -> 1. },
145
146 gSu22 == {
147      ParameterType -> External,
148      InteractionOrder -> {DMS, 1},
149      BlockName -> DMINPUTS,
150      TeX -> Subscript[g,Su22],
151      Description -> "c-Y0 scalar coupling",
152      Value -> 1. },
153
154 gSd33 == {
155      ParameterType -> External,
156      InteractionOrder -> {DMS, 1},
157      BlockName -> DMINPUTS,
158      TeX -> Subscript[g,Sd33],
159      Description -> "b-Y0 scalar coupling",
160      Value -> 1. },     
161
162 gSu33 == {
163      ParameterType -> External,
164      InteractionOrder -> {DMS, 1},
165      BlockName -> DMINPUTS,
166      TeX -> Subscript[g,Su33],
167      Description -> "t-Y0 scalar coupling",
168      Value -> 1. },     
169
170 gPd11 == {
171      ParameterType -> External,
172      InteractionOrder -> {DMS, 1},
173      BlockName -> DMINPUTS,
174      TeX -> Subscript[g,Pd11],
175      Description -> "d-Y0 pseudoscalar coupling",
176      Value -> 0. },     
177
178 gPu11 == {
179      ParameterType -> External,
180      InteractionOrder -> {DMS, 1},
181      BlockName -> DMINPUTS,
182      TeX -> Subscript[g,Pu11],
183      Description -> "u-Y0 pseudoscalar coupling",
184      Value -> 0. },     
185
186 gPd22 == {
187      ParameterType -> External,
188      InteractionOrder -> {DMS, 1},
189      BlockName -> DMINPUTS,
190      TeX -> Subscript[g,Pd22],
191      Description -> "s-Y0 pseudoscalar coupling",
192      Value -> 0. },
193
194 gPu22 == {
195      ParameterType -> External,
196      InteractionOrder -> {DMS, 1},
197      BlockName -> DMINPUTS,
198      TeX -> Subscript[g,Pu22],
199      Description -> "c-Y0 pseudoscalar coupling",
200      Value -> 0. },
201
202 gPd33 == {
203      ParameterType -> External,
204      InteractionOrder -> {DMS, 1},
205      BlockName -> DMINPUTS,
206      TeX -> Subscript[g,Pd33],
207      Description -> "b-Y0 pseudoscalar coupling",
208      Value -> 0. },     
209
210 gPu33 == {
211      ParameterType -> External,
212      InteractionOrder -> {DMS, 1},
213      BlockName -> DMINPUTS,
214      TeX -> Subscript[g,Pu33],
215      Description -> "t-Y0 pseudoscalar coupling",
216      Value -> 0. },     
217
218 Lambda == {
219      ParameterType -> External,
220      BlockName -> DMINPUTS,
221      TeX -> \[CapitalLambda],
222      Description -> "cutoff scale",
223      Value -> 10000. },
224
225 gSg == {
226      ParameterType -> External,
227      BlockName -> DMINPUTS,
228      InteractionOrder -> {DMS, 1},
229      TeX -> Subscript[g,Sg],
230      Description -> "g-Y0 scalar coupling",
231      Value -> 0. },     
232
233 gPg == {
234      ParameterType -> External,
235      BlockName -> DMINPUTS,
236      InteractionOrder -> {DMS, 1},
237      TeX -> Subscript[g,Pg],
238      Description -> "g-Y0 pseudoscalar coupling",
239      Value -> 0. }
240
241};
242
243
244(* ************************** *)
245(* *****   Lagrangian   ***** *)
246(* ************************** *)
247
248L0X := 1/2 MXr gSXr Xr Xr Y0 +
249       MXc gSXc Xcbar Xc Y0 +
250       Xdbar.(gSXd + I gPXd Ga[5]).Xd Y0;
251
252L0SM := 1/Sqrt[2] *
253        ( ydo dbar.(gSd11 + I gPd11 Ga[5]).d Y0 +
254          yup ubar.(gSu11 + I gPu11 Ga[5]).u Y0 +
255          ys  sbar.(gSd22 + I gPd22 Ga[5]).s Y0 +
256          yc  cbar.(gSu22 + I gPu22 Ga[5]).c Y0 +
257          yb  bbar.(gSd33 + I gPd33 Ga[5]).b Y0 +
258          yt  tbar.(gSu33 + I gPu33 Ga[5]).t Y0  );
259
260L0SMg := 1/Lambda FS[G,mu,nu,a] (gSg FS[G,mu,nu,a] +
261                                 gPg Dual[FS][G,mu,nu,a]) Y0;
262
263L0DM := L0X + L0SM;