EVGEN/AliGenHIJINGpara.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 // Parameterisation of pi and K, eta and pt distributions
  19 // used for the ALICE TDRs.
  20 // eta: according to HIJING (shadowing + quenching)
  21 // pT : according to CDF measurement at 1.8 TeV
  22 // Author: andreas.morsch@cern.ch
  23
  24
  25 //Begin_Html
  26 /*
  27 <img src="picts/AliGeneratorClass.gif">
  28 </pre>
  29 <br clear=left>
  30 <font size=+2 color=red>
  31 <p>The responsible person for this module is
  32 <a href="mailto:andreas.morsch@cern.ch">Andreas Morsch</a>.
  33 </font>
  34 <pre>
  35 */
  36 //End_Html
  37 //                                                               //
  38 ///////////////////////////////////////////////////////////////////
  39
  40 #include <TArrayF.h>
  41 #include <TClonesArray.h>
  42 #include <TDatabasePDG.h>
  43 #include <TF1.h>
  44 #include <TParticle.h>
  45 #include <TPDGCode.h>
  46
  47 #include "AliConst.h"
  48 #include "AliDecayer.h"
  49 #include "AliGenEventHeader.h"
  50 #include "AliGenHIJINGpara.h"
  51 #include "AliRun.h"
  52
  53 ClassImp(AliGenHIJINGpara)
  54
  55
  56 AliGenHIJINGpara::AliGenHIJINGpara(const AliGenHIJINGpara & para):
  57     AliGenerator(para)
  58 {
  59 // Copy constructor
  60     para.Copy(*this);
  61 }
  62
  63 //_____________________________________________________________________________
  64 static Double_t ptpi(Double_t *px, Double_t *)
  65 {
  66   //
  67   //     PT-PARAMETERIZATION CDF, PRL 61(88) 1819
  68   //     POWER LAW FOR PT > 500 MEV
  69   //     MT SCALING BELOW (T=160 MEV)
  70   //
  71   const Double_t kp0 = 1.3;
  72   const Double_t kxn = 8.28;
  73   const Double_t kxlim=0.5;
  74   const Double_t kt=0.160;
  75   const Double_t kxmpi=0.139;
  76   const Double_t kb=1.;
  77   Double_t y, y1, xmpi2, ynorm, a;
  78   Double_t x=*px;
  79   //
  80   y1=TMath::Power(kp0/(kp0+kxlim),kxn);
  81   xmpi2=kxmpi*kxmpi;
  82   ynorm=kb*(TMath::Exp(-sqrt(kxlim*kxlim+xmpi2)/kt));
  83   a=ynorm/y1;
  84   if (x > kxlim)
  85     y=a*TMath::Power(kp0/(kp0+x),kxn);
  86   else
  87     y=kb*TMath::Exp(-sqrt(x*x+xmpi2)/kt);
  88   return y*x;
  89 }
  90
  91 //_____________________________________________________________________________
  92 static Double_t ptscal(Double_t pt, Int_t np)
  93 {
  94     //    SCALING EN MASSE PAR RAPPORT A PTPI
  95     //     MASS PI,K,ETA,RHO,OMEGA,ETA',PHI
  96     const Double_t khm[10] = {.13957,.493,.5488,.769,.7826,.958,1.02,0,0,0};
  97     //     VALUE MESON/PI AT 5 GEV
  98     const Double_t kfmax[10]={1.,0.3,0.55,1.0,1.0,1.0,1.0,0,0,0};
  99     np--;
 100     Double_t f5=TMath::Power(((
 101         sqrt(100.018215)+2.)/(sqrt(100.+khm[np]*khm[np])+2.0)),12.3);
 102     Double_t fmax2=f5/kfmax[np];
 103     // PIONS
 104     Double_t ptpion=100.*ptpi(&pt, (Double_t*) 0);
 105     Double_t fmtscal=TMath::Power(((
 106         sqrt(pt*pt+0.018215)+2.)/ (sqrt(pt*pt+khm[np]*khm[np])+2.0)),12.3)/
 107         fmax2;
 108     return fmtscal*ptpion;
 109 }
 110
 111 //_____________________________________________________________________________
 112 static Double_t ptka( Double_t *px, Double_t *)
 113 {
 114     //
 115     // pt parametrisation for k
 116     //
 117     return ptscal(*px,2);
 118 }
 119
 120
 121 //_____________________________________________________________________________
 122 static Double_t etapic( Double_t *py, Double_t *)
 123 {
 124   //
 125   // eta parametrisation for pi
 126   //
 127     const Double_t ka1    = 4913.;
 128     const Double_t ka2    = 1819.;
 129     const Double_t keta1  = 0.22;
 130     const Double_t keta2  = 3.66;
 131     const Double_t kdeta1 = 1.47;
 132     const Double_t kdeta2 = 1.51;
 133     Double_t y=TMath::Abs(*py);
 134     //
 135     Double_t ex1 = (y-keta1)*(y-keta1)/(2*kdeta1*kdeta1);
 136     Double_t ex2 = (y-keta2)*(y-keta2)/(2*kdeta2*kdeta2);
 137     return ka1*TMath::Exp(-ex1)+ka2*TMath::Exp(-ex2);
 138 }
 139
 140 //_____________________________________________________________________________
 141 static Double_t etakac( Double_t *py, Double_t *)
 142 {
 143     //
 144     // eta parametrisation for ka
 145     //
 146     const Double_t ka1    = 497.6;
 147     const Double_t ka2    = 215.6;
 148     const Double_t keta1  = 0.79;
 149     const Double_t keta2  = 4.09;
 150     const Double_t kdeta1 = 1.54;
 151     const Double_t kdeta2 = 1.40;
 152     Double_t y=TMath::Abs(*py);
 153     //
 154     Double_t ex1 = (y-keta1)*(y-keta1)/(2*kdeta1*kdeta1);
 155     Double_t ex2 = (y-keta2)*(y-keta2)/(2*kdeta2*kdeta2);
 156     return ka1*TMath::Exp(-ex1)+ka2*TMath::Exp(-ex2);
 157 }
 158
 159 //_____________________________________________________________________________
 160 AliGenHIJINGpara::AliGenHIJINGpara()
 161   :AliGenerator()
 162 {
 163     //
 164     // Default constructor
 165     //
 166     fPtpi    =  0;
 167     fPtka    =  0;
 168     fETApic  =  0;
 169     fETAkac  =  0;
 170     fDecayer =  0;
 171     fNt      = -1;
 172     SetCutVertexZ();
 173     SetPtRange();
 174     SetPi0Decays();
 175 }
 176
 177 //_____________________________________________________________________________
 178 AliGenHIJINGpara::AliGenHIJINGpara(Int_t npart)
 179   :AliGenerator(npart)
 180 {
 181   //
 182   // Standard constructor
 183   //
 184     fName="HIJINGpara";
 185     fTitle="HIJING Parametrisation Particle Generator";
 186     fPtpi    =  0;
 187     fPtka    =  0;
 188     fETApic  =  0;
 189     fETAkac  =  0;
 190     fDecayer =  0;
 191     fNt      = -1;
 192     SetCutVertexZ();
 193     SetPtRange();
 194     SetPi0Decays();
 195 }
 196
 197 //_____________________________________________________________________________
 198 AliGenHIJINGpara::~AliGenHIJINGpara()
 199 {
 200   //
 201   // Standard destructor
 202   //
 203     delete fPtpi;
 204     delete fPtka;
 205     delete fETApic;
 206     delete fETAkac;
 207 }
 208
 209 //_____________________________________________________________________________
 210 void AliGenHIJINGpara::Init()
 211 {
 212   //
 213   // Initialise the HIJING parametrisation
 214   //
 215     Float_t etaMin =-TMath::Log(TMath::Tan(
 216         TMath::Min((Double_t)fThetaMax/2,TMath::Pi()/2-1.e-10)));
 217     Float_t etaMax = -TMath::Log(TMath::Tan(
 218         TMath::Max((Double_t)fThetaMin/2,1.e-10)));
 219     fPtpi   = new TF1("ptpi",&ptpi,0,20,0);
 220     fPtka   = new TF1("ptka",&ptka,0,20,0);
 221     fETApic = new TF1("etapic",&etapic,etaMin,etaMax,0);
 222     fETAkac = new TF1("etakac",&etakac,etaMin,etaMax,0);
 223
 224     TF1 etaPic0("etapic",&etapic,-7,7,0);
 225     TF1 etaKac0("etakac",&etakac,-7,7,0);
 226
 227     TF1 ptPic0("ptpi",&ptpi,0.,15.,0);
 228     TF1 ptKac0("ptka",&ptka,0.,15.,0);
 229
 230     Float_t intETApi  = etaPic0.Integral(-0.5, 0.5);
 231     Float_t intETAka  = etaKac0.Integral(-0.5, 0.5);
 232     Float_t scalePi   = 7316/(intETApi/1.5);
 233     Float_t scaleKa   =  684/(intETAka/2.0);
 234
 235 //  Fraction of events corresponding to the selected pt-range
 236     Float_t intPt    = (0.877*ptPic0.Integral(0, 15)+
 237                         0.123*ptKac0.Integral(0, 15));
 238     Float_t intPtSel = (0.877*ptPic0.Integral(fPtMin, fPtMax)+
 239                         0.123*ptKac0.Integral(fPtMin, fPtMax));
 240     Float_t ptFrac   = intPtSel/intPt;
 241
 242 //  Fraction of events corresponding to the selected eta-range
 243     Float_t intETASel  = (scalePi*etaPic0.Integral(etaMin, etaMax)+
 244                           scaleKa*etaKac0.Integral(etaMin, etaMax));
 245 //  Fraction of events corresponding to the selected phi-range
 246     Float_t phiFrac    = (fPhiMax-fPhiMin)/2/TMath::Pi();
 247
 248     fParentWeight = Float_t(fNpart)/(intETASel*ptFrac*phiFrac);
 249
 250     printf("%s: The number of particles in the selected kinematic region corresponds to %f percent of a full event\n ",
 251            ClassName(),100.*fParentWeight);
 252
 253 // Issue warning message if etaMin or etaMax are outside the alowed range
 254 // of the parametrization
 255     if (etaMin < -8.001 || etaMax > 8.001) {
 256         printf("\n \n WARNING FROM AliGenHIJINGPara !");
 257         printf("\n YOU ARE USING THE PARAMETERISATION OUTSIDE ");
 258         printf("\n THE ALLOWED PSEUDORAPIDITY RANGE (-8. - 8.)");
 259         printf("\n YOUR LIMITS: %f %f \n \n ", etaMin, etaMax);
 260     }
 261 //
 262 //
 263     if (fPi0Decays && gMC)
 264         fDecayer = gMC->GetDecayer();
 265 }
 266
 267
 268 //_____________________________________________________________________________
 269 void AliGenHIJINGpara::Generate()
 270 {
 271   //
 272   // Generate one trigger
 273   //
 274
 275
 276     const Float_t kRaKpic=0.14;
 277     const Float_t kBorne=1/(1+kRaKpic);
 278     Float_t polar[3]= {0,0,0};
 279     //
 280     const Int_t kPions[3] = {kPi0, kPiPlus, kPiMinus};
 281     const Int_t kKaons[4] = {kK0Long, kK0Short, kKPlus, kKMinus};
 282     //
 283     Float_t origin[3];
 284     Float_t pt, pl, ptot;
 285     Float_t phi, theta;
 286     Float_t p[3];
 287     Int_t i, part, j;
 288     //
 289     TF1 *ptf;
 290     TF1 *etaf;
 291     //
 292     Float_t random[6];
 293     //
 294     for (j=0;j<3;j++) origin[j]=fOrigin[j];
 295
 296     if(fVertexSmear == kPerEvent) {
 297         Vertex();
 298         for (j=0; j < 3; j++) origin[j] = fVertex[j];
 299     } // if kPerEvent
 300     TArrayF eventVertex;
 301     eventVertex.Set(3);
 302     eventVertex[0] = origin[0];
 303     eventVertex[1] = origin[1];
 304     eventVertex[2] = origin[2];
 305
 306     for(i=0;i<fNpart;i++) {
 307         while(1) {
 308             Rndm(random,3);
 309             if(random[0]<kBorne) {
 310                 part=kPions[Int_t (random[1]*3)];
 311                 ptf=fPtpi;
 312                 etaf=fETApic;
 313             } else {
 314                 part=kKaons[Int_t (random[1]*4)];
 315                 ptf=fPtka;
 316                 etaf=fETAkac;
 317             }
 318             phi=fPhiMin+random[2]*(fPhiMax-fPhiMin);
 319             theta=2*TMath::ATan(TMath::Exp(-etaf->GetRandom()));
 320             if(theta<fThetaMin || theta>fThetaMax) continue;
 321             pt=ptf->GetRandom();
 322             pl=pt/TMath::Tan(theta);
 323             ptot=TMath::Sqrt(pt*pt+pl*pl);
 324             if(ptot<fPMin || ptot>fPMax) continue;
 325             p[0]=pt*TMath::Cos(phi);
 326             p[1]=pt*TMath::Sin(phi);
 327             p[2]=pl;
 328             if(fVertexSmear==kPerTrack) {
 329                 Rndm(random,6);
 330                 for (j=0;j<3;j++) {
 331                     origin[j]=fOrigin[j]+fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
 332                         TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
 333                 }
 334             }
 335             if (part == kPi0 && fPi0Decays){
 336 //
 337 //          Decay pi0 if requested
 338                 PushTrack(0,-1,part,p,origin,polar,0,kPPrimary,fNt,fParentWeight);
 339                 KeepTrack(fNt);
 340                 DecayPi0(origin, p);
 341             } else {
 342                 PushTrack(fTrackIt,-1,part,p,origin,polar,0,kPPrimary,fNt,fParentWeight);
 343                 KeepTrack(fNt);
 344             }
 345
 346             break;
 347         }
 348         SetHighWaterMark(fNt);
 349     }
 350 //
 351
 352 // Header
 353     AliGenEventHeader* header = new AliGenEventHeader("HIJINGparam");
 354 // Event Vertex
 355     header->SetPrimaryVertex(eventVertex);
 356     gAlice->SetGenEventHeader(header);
 357 }
 358
 359 void AliGenHIJINGpara::SetPtRange(Float_t ptmin, Float_t ptmax) {
 360     AliGenerator::SetPtRange(ptmin, ptmax);
 361 }
 362
 363 void AliGenHIJINGpara::DecayPi0(Float_t* orig, Float_t * p)
 364 {
 365 //
 366 //    Decay the pi0
 367 //    and put decay products on the stack
 368 //
 369     static TClonesArray *particles;
 370     if(!particles) particles = new TClonesArray("TParticle",1000);
 371 //
 372     const Float_t kMass = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(kPi0)->Mass();
 373     Float_t       e     = TMath::Sqrt(p[0] * p[0] + p[1] * p[1] + p[2] * p[2]+ kMass * kMass);
 374 //
 375 //  Decay the pi0
 376     TLorentzVector pmom(p[0], p[1], p[2], e);
 377     fDecayer->Decay(kPi0, &pmom);
 378
 379 //
 380 // Put decay particles on the stack
 381 //
 382     Float_t polar[3] = {0., 0., 0.};
 383     Int_t np = fDecayer->ImportParticles(particles);
 384     Int_t nt;
 385     for (Int_t i = 1; i < np; i++)
 386     {
 387         TParticle* iParticle =  (TParticle *) particles->At(i);
 388         p[0] = iParticle->Px();
 389         p[1] = iParticle->Py();
 390         p[2] = iParticle->Pz();
 391         Int_t part = iParticle->GetPdgCode();
 392
 393         PushTrack(fTrackIt, fNt, part, p, orig, polar, 0, kPDecay, nt, fParentWeight);
 394         KeepTrack(nt);
 395     }
 396     fNt = nt;
 397 }
 398
 399 void AliGenHIJINGpara::Copy(AliGenHIJINGpara &) const
 400 {
 401   Fatal("Copy","Not implemented!\n");
 402 }