qcd multi-jet calculation on madgraph

15
QCD mul(jet calcula(on on MadGraph Yoshitaro Takaesu (Sokendai) In collabora7on with K. Hagiwara (KEK) May 10, 2011 1 Y.Takaesu PHENO 2011

Upload: yoshitaro-takaesu

Post on 15-Apr-2017

77 views

Category:

Science


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: QCD multi-jet calculation on MadGraph

QCD  mul(-­‐jet  calcula(on    on  MadGraph  

Yoshitaro  Takaesu  (Sokendai)  In  collabora7on  with  K.  Hagiwara  (KEK)    

May  10,  2011   1  Y.Takaesu  -­‐  PHENO  2011  

Page 2: QCD multi-jet calculation on MadGraph

What  is  MadGraph?  

テキスト

2  

Automa7c  Amplitude  Generator  

Input  

Output  

Model  +  process  

Diagram   HELAS  Code  

MG  

May  10,  2011   2  Y.Takaesu  -­‐  PHENO  2011  

Page 3: QCD multi-jet calculation on MadGraph

MG  is  very  useful  and  popular    

May  10,  2011   Y.Takaesu  -­‐  PHENO  2011   3  

BUT  …    

Page 4: QCD multi-jet calculation on MadGraph

Current  Limits  of  MG  Generated  Codes  >  8MB  cannot  be  compiled.    

8  MB  

100

101

102

103

104

105

2 3 4 5 6

log 10

File

Siz

e (K

B)

# of Final State Particles

gg > ngug > ug nguu > uu ng

gg → 5gqg → q5gqq → qq4g

May  10,  2011   4  Y.Takaesu  -­‐  PHENO  2011  

The  file  size  of  codes  for  QCD  processes  

Page 5: QCD multi-jet calculation on MadGraph

What  makes  the  codes  to  be  

LARGE  ?  

May  10,  2011   Y.Takaesu  -­‐  PHENO  2011   5  

Page 6: QCD multi-jet calculation on MadGraph

The  structure  of  the  code  

May  10,  2011   6  Y.Takaesu  -­‐  PHENO  2011  

Color  Matrix  

Dual  Amp.  M =

i

CiAi

Color  Factor   dual  amp.  ex) Tr[T aT bT cT d]

The  size  of  Color  Matrix    and    Dual  Amps  get  Large    as  #  of  final  par7cles  grows.  

color

|M|2 =�

ij

Ai(�

color

CiC∗j )A∗

j

Page 7: QCD multi-jet calculation on MadGraph

 Overcome  the  limit  

May  10,  2011   7  Y.Takaesu  -­‐  PHENO  2011  

Dual  Amp.  

Color  Matrix  

Page 8: QCD multi-jet calculation on MadGraph

 Overcome  the  limit  

May  10,  2011   8  Y.Takaesu  -­‐  PHENO  2011  

Dual  Amp.  

Remove  Color  Matrix    Calculate  it  on  the  fly    

Page 9: QCD multi-jet calculation on MadGraph

 Overcome  the  limit  

May  10,  2011   9  Y.Takaesu  -­‐  PHENO  2011  

Divide  the  subrou7ne    part  into  small  pieces    (1  Source  file  for  1  Dual  Amp)      

Remove  Color  Matrix    Calculate  it  on  the  fly    

Page 10: QCD multi-jet calculation on MadGraph

 Overcome  the  limit  

May  10,  2011   10  Y.Takaesu  -­‐  PHENO  2011  

Divide  the  subrou7ne    part  into  small  pieces    (1  Source  file  for  1  Dual  Amp)      

Remove  Color  Matrix    Calculate  it  on  the  fly    

Compile  those  files  

Page 11: QCD multi-jet calculation on MadGraph

Making  the  new  Code  •  Modified  MG  to  generate  small  codes  for  each  Dual  Amp.        

•  Implemented  the  subrou7ne  which  calculate  the  color  matrix  from  the  informa7on  of  Dual  Amps  

•  Evaluated                                      by  using  those  codes  and    the  subrou7ne    

May  10,  2011   Y.Takaesu  -­‐  PHENO  2011   11  

color

|M|2

Page 12: QCD multi-jet calculation on MadGraph

May  10,  2011   Y.Takaesu  -­‐  PHENO  2011   12  

Example:    gg  -­‐>  ng  

Codes  can  be  compiled  and  evaluated.  

Run7me  of  the  Code  

Preliminary  

0.01

0.1

1

10

100

1000

10000

100000

2 3 4 5 6 7

log 10

Run

Tim

e (s

)

# of Final State Particles

gg > ng

gg → 5ggg → 6ggg → 7g (  OK    but  slow..)  

Page 13: QCD multi-jet calculation on MadGraph

Conclusion  •   Generated  Codes  by  MG  for  mul7-­‐parton  QCD  process  cannot  be  compiled  for  >  5  final  states  processes.  

•   Proposed  a  way  to  overcome  the  limita7on  by  dividing  and  reducing  a  code  into  small  files.  

•   Calculated  mul7-­‐gluon  processes  (>  5g)          

May  10,  2011   Y.  Takaesu  -­‐  Recursive  rela7ons  in  MG   13  

Page 14: QCD multi-jet calculation on MadGraph

Future  works  

May  10,  2011   Y.  Takaesu  -­‐  Recursive  rela7ons  in  MG   14  

•  Apply  our  method  to  processes  with  quarks:            qg  >  q  ng,    qq  >    qq  ng  

•  Phase  space  integra7on  and  event  genera7on  

•  Speed  up  by  using  GPU  

Page 15: QCD multi-jet calculation on MadGraph

May  10,  2011   Y.  Takaesu  -­‐  Recursive  rela7ons  in  MG   15