Z'质量计算

Z'是超出标准模型的一种新型基本粒子，其质量计算是理论和实验研究中重要的问题之一。下面给出一种基于ROOT软件包的计算方法。

首先，需要从ROOT的网站上下载ROOT软件包。

然后，可以使用C++语言编写相关代码。以下是一个示例：

#include <iostream>
#include "TROOT.h"
#include "TLorentzVector.h"

using namespace std;

// Constants
const Double_t gZprime = 1.0;  // Z' coupling constant
const Double_t gZ = 0.035;     // Z coupling constant
const Double_t MZ = 91.1876;   // Z boson mass
const Double_t Mi = 1.0;       // Initial state particle mass

// Function to calculate Z' mass
Double_t calcZprimeMass(Double_t cos_theta_star) {
  Double_t mZprime = -1;
  Double_t p_star = pow(1.0 - pow(cos_theta_star, 2), 0.5) * MZ / 2.0;
  Double_t E_star = pow(p_star * p_star + pow(Mi, 2), 0.5);
  Double_t E_Zprime = 2 * E_star / (1.0 - 2.0 * gZprime * gZ / pow(MZ, 2) * (1.0 - cos_theta_star));
  Double_t p_Zprime = pow(E_Zprime * E_Zprime - pow(MZ, 2), 0.5);
  mZprime = p_Zprime;
  return mZprime;
}

int main() {
  Double_t cos_theta_star = 0.3;
  Double_t mZprime = calcZprimeMass(cos_theta_star);
  cout << "Z' mass: " << mZprime << " GeV" << endl;
  return 0;
}

其中，calcZprimeMass函数用于计算Z'粒子的质量，cos_theta_star是初始粒子和末态粒子的夹