SimplifiedDM: lq_met.fr

File lq_met.fr, 6.8 KB (added by MaikelDeVries, 4 years ago)
Line 
1(* ********************************************************* *)
2(* *****         Resonance + MET: Leptoquark           ***** *)
3(* *****                                               ***** *)
4(* *****     License: CC-BY 4.0                        ***** *)
5(* ********************************************************* *)
6
7
8(* ************************** *)
9(* *****  Information   ***** *)
10(* ************************** *)
11
12M$ModelName = "Resonance + MET: Leptoquark";
13
14M$ModelOutputDir = "lq_met";
15
16M$Information = {
17        Authors      -> {"A. Kaminska", "M. de Vries"},
18        Institutions -> {"MITP, Mainz"},
19        Emails       -> {"akaminsk@uni-mainz.de", "mdevrie@uni-mainz.de"},
20        Date         -> {"March 2016"},
21        References   -> {"http://arxiv.org/abs/1510.03434"},
22        URLs         -> "http://feynrules.irmp.ucl.ac.be/wiki/SimplifiedDM",
23        Version      -> "1.0"
24};
25
26
27(* ************************** *)
28(* *** Interaction orders *** *)
29(* ************************** *)
30
31M$InteractionOrderHierarchy = {
32        {QCD, 1},
33        {NP,  1},
34        {QED, 2}
35};
36
37
38(* ************************** *)
39(* *****   Parameters   ***** *)
40(* ************************** *)
41
42M$Parameters = {
43        (* Dark Sector Masses *)
44        MDM == {
45                ParameterType -> External,
46                Value         -> 800,
47                Description   -> "DM mass",
48                TeX           -> Subscript[M, DM]
49        },
50        MX1 == {
51                ParameterType -> External,
52                Value         -> 880,
53                Description   -> "X1 mass",
54                TeX           -> Subscript[M, X1]
55        },
56        MX2 == {
57                ParameterType -> External,
58                Value         -> 880,
59                Description   -> "X2 mass",
60                TeX           -> Subscript[M, X2]
61        },
62        MM1 == {
63                ParameterType -> External,
64                Value         -> 600,
65                Description   -> "M1 mass",
66                TeX           -> Subscript[M, M1]
67        },
68        MM2 == {
69                ParameterType -> External,
70                Value         -> 600,
71                Description   -> "M2 mass",
72                TeX           -> Subscript[M, M2]
73        },
74        MX == {
75                ParameterType -> Internal,
76                Indices       -> {Index[SU2D]},
77                Definitions   -> {MX[1] -> MX1, MX[2] -> MX2},
78                Description   -> "X masses"
79        },
80        MM == {
81                ParameterType -> Internal,
82                Indices       -> {Index[SU2D]},
83                Definitions   -> {MM[1] -> MM1, MM[2] -> MM2},
84                Description   -> "M masses"
85        },
86
87        (* Dark Sector Mediator Couplings *)
88        yD == {
89                ParameterType    -> External,
90                Value            -> 0.1,
91                InteractionOrder -> {NP, 1},
92                Description      -> "Dark Yukawa interaction",
93                TeX              -> Subscript[y, D]
94        },
95
96        (* Visible Sector Mediator Couplings *)
97        yQl == {
98                ComplexParameter -> False,
99                ParameterType    -> External,
100                Indices          -> {Index[Generation], Index[Generation]},
101                Definitions      -> yQl[i_?NumericQ, j_?NumericQ] :> 0 /; (i =!= j),
102                Value            -> {
103                        yQl[1, 1] -> 0.1,
104                        yQl[2, 2] -> 0.1,
105                        yQl[3, 3] -> 0.1
106                },
107                InteractionOrder -> {NP, 1},
108                Description      -> "MQl Yukawa",
109                TeX              -> Subscript[y, Ql]
110        },
111        yLu == {
112                ComplexParameter -> False,
113                ParameterType    -> External,
114                Indices          -> {Index[Generation], Index[Generation]},
115                Definitions      -> yLu[i_?NumericQ, j_?NumericQ] :> 0 /; (i =!= j),
116                Value            -> {
117                        yLu[1, 1] -> 0.1,
118                        yLu[2, 2] -> 0.1,
119                        yLu[3, 3] -> 0.1
120                },
121                InteractionOrder -> {NP, 1},
122                Description      -> "MLu Yukawa",
123                TeX              -> Subscript[y, Lu]
124        }
125};
126
127
128(* ************************** *)
129(* **** Particle classes **** *)
130(* ************************** *)
131
132M$ClassesDescription = {
133        (* Dark Sector Physical Fields *)
134        F[21] == {
135                ClassName        -> DM,
136                SelfConjugate    -> True,
137                Mass             -> {MDM, Internal},
138                Width            -> {WDM, 0},
139                PropagatorLabel  -> "DM",
140                ParticleName     -> "~DM",
141                FullName         -> "DM"
142        },
143        F[22] == {
144                ClassName        -> X1,
145                Indices          -> {Index[Colour]},
146                SelfConjugate    -> False,
147                Mass             -> {MX1, Internal},
148                Width            -> {WX1, 1},
149                QuantumNumbers   -> {Q -> 5/3, LeptonNumber -> -1},
150                PropagatorLabel  -> "X1",
151                ParticleName     -> "~X1",
152                AntiParticleName -> "~X1~",
153                FullName         -> "X1"
154        },
155        F[23] == {
156                ClassName        -> X2,
157                Indices          -> {Index[Colour]},
158                SelfConjugate    -> False,
159                Mass             -> {MX2, Internal},
160                Width            -> {WX2, 1},
161                QuantumNumbers   -> {Q -> 2/3, LeptonNumber -> -1},
162                PropagatorLabel  -> "X2",
163                ParticleName     -> "~X2",
164                AntiParticleName -> "~X2~",
165                FullName         -> "X2"
166        },
167        S[21] == {
168                ClassName        -> M1,
169                Indices          -> {Index[Colour]},
170                SelfConjugate    -> False,
171                Mass             -> {MM1, Internal},
172                Width            -> {WM1, 1},
173                QuantumNumbers   -> {Q -> 5/3, LeptonNumber -> -1},
174                PropagatorLabel  -> "M1",
175                ParticleName     -> "M1",
176                AntiParticleName -> "M1~",
177                FullName         -> "M1"
178        },
179        S[22] == {
180                ClassName        -> M2,
181                Indices          -> {Index[Colour]},
182                SelfConjugate    -> False,
183                Mass             -> {MM2, Internal},
184                Width            -> {WM2, 1},
185                QuantumNumbers   -> {Q -> 2/3, LeptonNumber -> -1},
186                PropagatorLabel  -> "M2",
187                ParticleName     -> "M2",
188                AntiParticleName -> "M2~",
189                FullName         -> "M2"
190        },
191       
192        (* Dark Sector Unphysical Fields *)
193        F[31] == {
194                ClassName       -> X,
195                Unphysical      -> True,
196                Indices         -> {Index[SU2D], Index[Colour]},
197                FlavorIndex     -> SU2D,
198                SelfConjugate   -> False,
199                QuantumNumbers  -> {Y -> 7/6},
200                Definitions     -> { X[s1_, 1, c1_] -> X1[s1, c1], X[s1_, 2, c1_] -> X2[s1, c1] }
201        },
202        S[31] == {
203                ClassName       -> M,
204                Unphysical      -> True,
205                Indices         -> {Index[SU2D], Index[Colour]},
206                FlavorIndex     -> SU2D,
207                SelfConjugate   -> False,
208                QuantumNumbers  -> {Y -> 7/6},
209                Definitions     -> { M[1, c1_] -> M1[c1], M[2, c1_] -> M2[c1] }
210        }       
211};
212
213
214(* ************************** *)
215(* ****    Lagrangian    **** *)
216(* ************************** *)
217
218(* DM: Kinetic, mass and self-interaction terms *)
219LDM := 1/2 I DMbar.Ga[mu].DC[DM, mu] - 1/2 MDM DMbar.DM;
220
221(* X: Kinetic, mass and self-interaction terms *)
222LX := Block[{mu, s1, i1, c1},
223        ExpandIndices[I Xbar.Ga[mu].DC[X, mu] - MX[i1] Xbar[s1, i1, c1].X[s1, i1, c1], FlavorExpand->{SU2D, SU2W}]
224];
225
226(* M: Kinetic, mass and self-interaction terms *)
227LM := Block[{mu, i1, i2, c1, c2},
228        ExpandIndices[DC[Mbar[i1, c1], mu] DC[M[i1, c1], mu] - MM[i1]^2 Mbar[i1, c1] M[i1, c1], FlavorExpand->{SU2D, SU2W}]
229];
230
231(* Interactions: Visible sector *)
232LVIS := Block[{s1, i1, i2, c1, f1, f2, lagr},
233        lagr = ExpandIndices[
234                -yQl[f1, f2] QLbar[s1, i1, f1, c1].lR[s1, f2] M[i1, c1] -
235                 yLu[f1, f2] LLbar[s1, i1, f1].uR[s1, f2, c1] Mbar[i2, c1] Eps[i1, i2],
236                FlavorExpand -> SU2D
237        ];
238        (* Set the CKM matrix to a delta function for the interactions of the visible sector with the mediator *)
239        lagr = lagr /. CKM[a_, b_] -> IndexDelta[a, b];
240        lagr + HC[lagr]
241];
242
243(* Interactions: Dark sector *)
244LDARK := Block[{s1, i1, c1, lagr},
245        lagr = ExpandIndices[
246                -yD Xbar[s1, i1, c1].DM[s1] M[i1, c1],
247                FlavorExpand -> SU2D
248        ];
249        lagr + HC[lagr]
250];
251
252(* Use this identifier for the global Lagrangian *)
253LRM := LDM + LX + LM + LVIS + LDARK;
254