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 #include <TVirtualMC.h>
  47
  48 #include "AliConst.h"
  49 #include "AliDecayer.h"
  50 #include "AliGenEventHeader.h"
  51 #include "AliGenHIJINGpara.h"
  52 #include "AliRun.h"
  53
  54 ClassImp(AliGenHIJINGpara)
  55
  56
  57 AliGenHIJINGpara::AliGenHIJINGpara(const AliGenHIJINGpara & para):
  58     AliGenerator(para)
  59 {
  60 // Copy constructor
  61     para.Copy(*this);
  62 }
  63
  64 //_____________________________________________________________________________
  65 static Double_t ptpi(Double_t *px, Double_t *)
  66 {
  67   //
  68   //     PT-PARAMETERIZATION CDF, PRL 61(88) 1819
  69   //     POWER LAW FOR PT > 500 MEV
  70   //     MT SCALING BELOW (T=160 MEV)
  71   //
  72   const Double_t kp0 = 1.3;
  73   const Double_t kxn = 8.28;
  74   const Double_t kxlim=0.5;
  75   const Double_t kt=0.160;
  76   const Double_t kxmpi=0.139;
  77   const Double_t kb=1.;
  78   Double_t y, y1, xmpi2, ynorm, a;
  79   Double_t x=*px;
  80   //
  81   y1=TMath::Power(kp0/(kp0+kxlim),kxn);
  82   xmpi2=kxmpi*kxmpi;
  83   ynorm=kb*(TMath::Exp(-sqrt(kxlim*kxlim+xmpi2)/kt));
  84   a=ynorm/y1;
  85   if (x > kxlim)
  86     y=a*TMath::Power(kp0/(kp0+x),kxn);
  87   else
  88     y=kb*TMath::Exp(-sqrt(x*x+xmpi2)/kt);
  89   return y*x;
  90 }
  91
  92 //_____________________________________________________________________________
  93 static Double_t ptscal(Double_t pt, Int_t np)
  94 {
  95     //    SCALING EN MASSE PAR RAPPORT A PTPI
  96     //     MASS PI,K,ETA,RHO,OMEGA,ETA',PHI
  97     const Double_t khm[10] = {.13957,.493,.5488,.769,.7826,.958,1.02,0,0,0};
  98     //     VALUE MESON/PI AT 5 GEV
  99     const Double_t kfmax[10]={1.,0.3,0.55,1.0,1.0,1.0,1.0,0,0,0};
 100     np--;
 101     Double_t f5=TMath::Power(((
 102         sqrt(100.018215)+2.)/(sqrt(100.+khm[np]*khm[np])+2.0)),12.3);
 103     Double_t fmax2=f5/kfmax[np];
 104     // PIONS
 105     Double_t ptpion=100.*ptpi(&pt, (Double_t*) 0);
 106     Double_t fmtscal=TMath::Power(((
 107         sqrt(pt*pt+0.018215)+2.)/ (sqrt(pt*pt+khm[np]*khm[np])+2.0)),12.3)/
 108         fmax2;
 109     return fmtscal*ptpion;
 110 }
 111
 112 //_____________________________________________________________________________
 113 static Double_t ptka( Double_t *px, Double_t *)
 114 {
 115     //
 116     // pt parametrisation for k
 117     //
 118     return ptscal(*px,2);
 119 }
 120
 121
 122 //_____________________________________________________________________________
 123 static Double_t etapic( Double_t *py, Double_t *)
 124 {
 125   //
 126   // eta parametrisation for pi
 127   //
 128     const Double_t ka1    = 4913.;
 129     const Double_t ka2    = 1819.;
 130     const Double_t keta1  = 0.22;
 131     const Double_t keta2  = 3.66;
 132     const Double_t kdeta1 = 1.47;
 133     const Double_t kdeta2 = 1.51;
 134     Double_t y=TMath::Abs(*py);
 135     //
 136     Double_t ex1 = (y-keta1)*(y-keta1)/(2*kdeta1*kdeta1);
 137     Double_t ex2 = (y-keta2)*(y-keta2)/(2*kdeta2*kdeta2);
 138     return ka1*TMath::Exp(-ex1)+ka2*TMath::Exp(-ex2);
 139 }
 140
 141 //_____________________________________________________________________________
 142 static Double_t etakac( Double_t *py, Double_t *)
 143 {
 144     //
 145     // eta parametrisation for ka
 146     //
 147     const Double_t ka1    = 497.6;
 148     const Double_t ka2    = 215.6;
 149     const Double_t keta1  = 0.79;
 150     const Double_t keta2  = 4.09;
 151     const Double_t kdeta1 = 1.54;
 152     const Double_t kdeta2 = 1.40;
 153     Double_t y=TMath::Abs(*py);
 154     //
 155     Double_t ex1 = (y-keta1)*(y-keta1)/(2*kdeta1*kdeta1);
 156     Double_t ex2 = (y-keta2)*(y-keta2)/(2*kdeta2*kdeta2);
 157     return ka1*TMath::Exp(-ex1)+ka2*TMath::Exp(-ex2);
 158 }
 159
 160 //_____________________________________________________________________________
 161 AliGenHIJINGpara::AliGenHIJINGpara()
 162   :AliGenerator()
 163 {
 164     //
 165     // Default constructor
 166     //
 167     fPtpi    =  0;
 168     fPtka    =  0;
 169     fETApic  =  0;
 170     fETAkac  =  0;
 171     fDecayer =  0;
 172     fNt      = -1;
 173     SetCutVertexZ();
 174     SetPtRange();
 175     SetPi0Decays();
 176 }
 177
 178 //_____________________________________________________________________________
 179 AliGenHIJINGpara::AliGenHIJINGpara(Int_t npart)
 180   :AliGenerator(npart)
 181 {
 182   //
 183   // Standard constructor
 184   //
 185     fName="HIJINGpara";
 186     fTitle="HIJING Parametrisation Particle Generator";
 187     fPtpi    =  0;
 188     fPtka    =  0;
 189     fETApic  =  0;
 190     fETAkac  =  0;
 191     fDecayer =  0;
 192     fNt      = -1;
 193     SetCutVertexZ();
 194     SetPtRange();
 195     SetPi0Decays();
 196 }
 197
 198 //_____________________________________________________________________________
 199 AliGenHIJINGpara::~AliGenHIJINGpara()
 200 {
 201   //
 202   // Standard destructor
 203   //
 204     delete fPtpi;
 205     delete fPtka;
 206     delete fETApic;
 207     delete fETAkac;
 208 }
 209
 210 //_____________________________________________________________________________
 211 void AliGenHIJINGpara::Init()
 212 {
 213   //
 214   // Initialise the HIJING parametrisation
 215   //
 216     Float_t etaMin =-TMath::Log(TMath::Tan(
 217         TMath::Min((Double_t)fThetaMax/2,TMath::Pi()/2-1.e-10)));
 218     Float_t etaMax = -TMath::Log(TMath::Tan(
 219         TMath::Max((Double_t)fThetaMin/2,1.e-10)));
 220     fPtpi   = new TF1("ptpi",&ptpi,0,20,0);
 221     fPtka   = new TF1("ptka",&ptka,0,20,0);
 222     fETApic = new TF1("etapic",&etapic,etaMin,etaMax,0);
 223     fETAkac = new TF1("etakac",&etakac,etaMin,etaMax,0);
 224
 225     TF1 etaPic0("etaPic0",&etapic,-7,7,0);
 226     TF1 etaKac0("etaKac0",&etakac,-7,7,0);
 227
 228     TF1 ptPic0("ptPic0",&ptpi,0.,15.,0);
 229     TF1 ptKac0("ptKac0",&ptka,0.,15.,0);
 230
 231     Float_t intETApi  = etaPic0.Integral(-0.5, 0.5);
 232     Float_t intETAka  = etaKac0.Integral(-0.5, 0.5);
 233     Float_t scalePi   = 7316/(intETApi/1.5);
 234     Float_t scaleKa   =  684/(intETAka/2.0);
 235
 236 //  Fraction of events corresponding to the selected pt-range
 237     Float_t intPt    = (0.877*ptPic0.Integral(0, 15)+
 238                         0.123*ptKac0.Integral(0, 15));
 239     Float_t intPtSel = (0.877*ptPic0.Integral(fPtMin, fPtMax)+
 240                         0.123*ptKac0.Integral(fPtMin, fPtMax));
 241     Float_t ptFrac   = intPtSel/intPt;
 242
 243 //  Fraction of events corresponding to the selected eta-range
 244     Float_t intETASel  = (scalePi*etaPic0.Integral(etaMin, etaMax)+
 245                           scaleKa*etaKac0.Integral(etaMin, etaMax));
 246 //  Fraction of events corresponding to the selected phi-range
 247     Float_t phiFrac    = (fPhiMax-fPhiMin)/2/TMath::Pi();
 248
 249
 250     fParentWeight = Float_t(fNpart)/(intETASel*ptFrac*phiFrac);
 251
 252     if (fAnalog != 0) {
 253         fPtWgtPi = (fPtMax - fPtMin) / fPtpi->Integral(0., 20.);
 254         fPtWgtKa = (fPtMax - fPtMin) / fPtka->Integral(0., 20.);
 255         fParentWeight = Float_t(fNpart)/(intETASel*phiFrac);
 256     }
 257
 258
 259     printf("%s: The number of particles in the selected kinematic region corresponds to %f percent of a full event\n ",
 260            ClassName(),100.*fParentWeight);
 261
 262 // Issue warning message if etaMin or etaMax are outside the alowed range
 263 // of the parametrization
 264     if (etaMin < -8.001 || etaMax > 8.001) {
 265         printf("\n \n WARNING FROM AliGenHIJINGPara !");
 266         printf("\n YOU ARE USING THE PARAMETERISATION OUTSIDE ");
 267         printf("\n THE ALLOWED PSEUDORAPIDITY RANGE (-8. - 8.)");
 268         printf("\n YOUR LIMITS: %f %f \n \n ", etaMin, etaMax);
 269     }
 270 //
 271 //
 272     if (fPi0Decays && gMC)
 273         fDecayer = gMC->GetDecayer();
 274 }
 275
 276
 277 //_____________________________________________________________________________
 278 void AliGenHIJINGpara::Generate()
 279 {
 280   //
 281   // Generate one trigger
 282   //
 283
 284
 285     const Float_t kRaKpic=0.14;
 286     const Float_t kBorne=1/(1+kRaKpic);
 287     Float_t polar[3]= {0,0,0};
 288     //
 289     const Int_t kPions[3] = {kPi0, kPiPlus, kPiMinus};
 290     const Int_t kKaons[4] = {kK0Long, kK0Short, kKPlus, kKMinus};
 291     //
 292     Float_t origin[3];
 293     Float_t pt, pl, ptot, wgt;
 294     Float_t phi, theta;
 295     Float_t p[3];
 296     Int_t i, part, j;
 297     //
 298     TF1 *ptf;
 299     TF1 *etaf;
 300     //
 301     Float_t random[6];
 302     //
 303     for (j=0;j<3;j++) origin[j]=fOrigin[j];
 304
 305     if(fVertexSmear == kPerEvent) {
 306         Vertex();
 307         for (j=0; j < 3; j++) origin[j] = fVertex[j];
 308     } // if kPerEvent
 309     TArrayF eventVertex;
 310     eventVertex.Set(3);
 311     eventVertex[0] = origin[0];
 312     eventVertex[1] = origin[1];
 313     eventVertex[2] = origin[2];
 314
 315     for(i=0;i<fNpart;i++) {
 316         while(1) {
 317             Rndm(random,4);
 318             if(random[0]<kBorne) {
 319                 part=kPions[Int_t (random[1]*3)];
 320                 ptf=fPtpi;
 321                 etaf=fETApic;
 322                 wgt = fPtWgtPi;
 323             } else {
 324                 part=kKaons[Int_t (random[1]*4)];
 325                 ptf=fPtka;
 326                 etaf=fETAkac;
 327                 wgt = fPtWgtKa;
 328             }
 329             phi=fPhiMin+random[2]*(fPhiMax-fPhiMin);
 330             theta=2*TMath::ATan(TMath::Exp(-etaf->GetRandom()));
 331             if(theta<fThetaMin || theta>fThetaMax) continue;
 332
 333             if (fAnalog == 0) {
 334                 pt = ptf->GetRandom();
 335             } else {
 336                 pt = fPtMin + random[3] * (fPtMax - fPtMin);
 337             }
 338
 339
 340             pl=pt/TMath::Tan(theta);
 341             ptot=TMath::Sqrt(pt*pt+pl*pl);
 342             if(ptot<fPMin || ptot>fPMax) continue;
 343             p[0]=pt*TMath::Cos(phi);
 344             p[1]=pt*TMath::Sin(phi);
 345             p[2]=pl;
 346             if(fVertexSmear==kPerTrack) {
 347                 Rndm(random,6);
 348                 for (j=0;j<3;j++) {
 349                     origin[j]=fOrigin[j]+fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
 350                         TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
 351                 }
 352             }
 353
 354             if (fAnalog == 0) {
 355                 wgt = fParentWeight;
 356             } else {
 357                 wgt *= (fParentWeight * ptf->Eval(pt));
 358             }
 359
 360
 361             if (part == kPi0 && fPi0Decays){
 362 //
 363 //          Decay pi0 if requested
 364                 PushTrack(0,-1,part,p,origin,polar,0,kPPrimary,fNt,fParentWeight);
 365                 KeepTrack(fNt);
 366                 DecayPi0(origin, p);
 367             } else {
 368                 PushTrack(fTrackIt,-1,part,p,origin,polar,0,kPPrimary,fNt,fParentWeight);
 369                 KeepTrack(fNt);
 370             }
 371
 372             break;
 373         }
 374         SetHighWaterMark(fNt);
 375     }
 376 //
 377
 378 // Header
 379     AliGenEventHeader* header = new AliGenEventHeader("HIJINGparam");
 380 // Event Vertex
 381     header->SetPrimaryVertex(eventVertex);
 382     gAlice->SetGenEventHeader(header);
 383 }
 384
 385 void AliGenHIJINGpara::SetPtRange(Float_t ptmin, Float_t ptmax) {
 386     AliGenerator::SetPtRange(ptmin, ptmax);
 387 }
 388
 389 void AliGenHIJINGpara::DecayPi0(Float_t* orig, Float_t * p)
 390 {
 391 //
 392 //    Decay the pi0
 393 //    and put decay products on the stack
 394 //
 395     static TClonesArray *particles;
 396     if(!particles) particles = new TClonesArray("TParticle",1000);
 397 //
 398     const Float_t kMass = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(kPi0)->Mass();
 399     Float_t       e     = TMath::Sqrt(p[0] * p[0] + p[1] * p[1] + p[2] * p[2]+ kMass * kMass);
 400 //
 401 //  Decay the pi0
 402     TLorentzVector pmom(p[0], p[1], p[2], e);
 403     fDecayer->Decay(kPi0, &pmom);
 404
 405 //
 406 // Put decay particles on the stack
 407 //
 408     Float_t polar[3] = {0., 0., 0.};
 409     Int_t np = fDecayer->ImportParticles(particles);
 410     Int_t nt;
 411     for (Int_t i = 1; i < np; i++)
 412     {
 413         TParticle* iParticle =  (TParticle *) particles->At(i);
 414         p[0] = iParticle->Px();
 415         p[1] = iParticle->Py();
 416         p[2] = iParticle->Pz();
 417         Int_t part = iParticle->GetPdgCode();
 418
 419         PushTrack(fTrackIt, fNt, part, p, orig, polar, 0, kPDecay, nt, fParentWeight);
 420         KeepTrack(nt);
 421     }
 422     fNt = nt;
 423 }
 424
 425 void AliGenHIJINGpara::Copy(AliGenHIJINGpara &) const
 426 {
 427   Fatal("Copy","Not implemented!\n");
 428 }