EVGEN/AliGenHijing.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.23  2001/07/13 17:30:22  morsch
  19 Derive from AliGenMC.
  20
  21 Revision 1.22  2001/06/11 13:09:23  morsch
  22 - Store cross-Section and number of binary collisions as a function of impact parameter
  23 - Pass AliGenHijingEventHeader to gAlice.
  24
  25 Revision 1.21  2001/02/28 17:35:24  morsch
  26 Consider elastic interactions (ks = 1 and ks = 11) as spectator (Chiara Oppedisano)
  27
  28 Revision 1.20  2001/02/14 15:50:40  hristov
  29 The last particle in event marked using SetHighWaterMark
  30
  31 Revision 1.19  2000/12/21 16:24:06  morsch
  32 Coding convention clean-up
  33
  34 Revision 1.18  2000/12/06 17:46:30  morsch
  35 Avoid random numbers 1 and 0.
  36
  37 Revision 1.17  2000/12/04 11:22:03  morsch
  38 Init of sRandom as in 1.15
  39
  40 Revision 1.16  2000/12/02 11:41:39  morsch
  41 Use SetRandom() to initialize random number generator in constructor.
  42
  43 Revision 1.15  2000/11/30 20:29:02  morsch
  44 Initialise static variable sRandom in constructor: sRandom = fRandom;
  45
  46 Revision 1.14  2000/11/30 07:12:50  alibrary
  47 Introducing new Rndm and QA classes
  48
  49 Revision 1.13  2000/11/09 17:40:27  morsch
  50 Possibility to select/unselect spectator protons and neutrons.
  51 Method SetSpectators(Int_t spect) added. (FCA, Ch. Oppedisano)
  52
  53 Revision 1.12  2000/10/20 13:38:38  morsch
  54 Debug printouts commented.
  55
  56 Revision 1.11  2000/10/20 13:22:26  morsch
  57 - skip particle type 92 (string)
  58 - Charmed and beauty baryions (5122, 4122) are considered as stable consistent with
  59   mesons.
  60
  61 Revision 1.10  2000/10/17 15:10:20  morsch
  62 Write first all the parent particles to the stack and then the final state particles.
  63
  64 Revision 1.9  2000/10/17 13:38:59  morsch
  65 Protection against division by zero in EvaluateCrossSection() and KinematicSelection(..)     (FCA)
  66
  67 Revision 1.8  2000/10/17 12:46:31  morsch
  68 Protect EvaluateCrossSections() against division by zero.
  69
  70 Revision 1.7  2000/10/02 21:28:06  fca
  71 Removal of useless dependecies via forward declarations
  72
  73 Revision 1.6  2000/09/11 13:23:37  morsch
  74 Write last seed to file (fortran lun 50) and reed back from same lun using calls to
  75 luget_hijing and luset_hijing.
  76
  77 Revision 1.5  2000/09/07 16:55:40  morsch
  78 fHijing->Initialize(); after change of parameters. (Dmitri Yurevitch Peressounko)
  79
  80 Revision 1.4  2000/07/11 18:24:56  fca
  81 Coding convention corrections + few minor bug fixes
  82
  83 Revision 1.3  2000/06/30 12:08:36  morsch
  84 In member data: char* replaced by TString, Init takes care of resizing the strings to
  85 8 characters required by Hijing.
  86
  87 Revision 1.2  2000/06/15 14:15:05  morsch
  88 Add possibility for heavy flavor selection: charm and beauty.
  89
  90 Revision 1.1  2000/06/09 20:47:27  morsch
  91 AliGenerator interface class to HIJING using THijing (test version)
  92
  93 */
  94
  95
  96
  97 // Generator using HIJING as an external generator
  98 // The main HIJING options are accessable for the user through this interface.
  99 // Uses the THijing implementation of TGenerator.
 100 //
 101 // andreas.morsch@cern.ch
 102
 103 #include "AliGenHijing.h"
 104 #include "AliGenHijingEventHeader.h"
 105 #include "AliRun.h"
 106 #include "AliPDG.h"
 107
 108 #include <TArrayI.h>
 109 #include <TParticle.h>
 110 #include <THijing.h>
 111 #include <TGraph.h>
 112
 113
 114  ClassImp(AliGenHijing)
 115
 116 AliGenHijing::AliGenHijing()
 117                  :AliGenMC()
 118 {
 119 // Constructor
 120 }
 121
 122 AliGenHijing::AliGenHijing(Int_t npart)
 123     :AliGenMC(npart)
 124 {
 125 // Default PbPb collisions at 5. 5 TeV
 126 //
 127     SetEnergyCMS();
 128     SetImpactParameterRange();
 129     SetTarget();
 130     SetProjectile();
 131     fKeep       = 0;
 132     fQuench     = 1;
 133     fShadowing  = 1;
 134     fTrigger    = 0;
 135     fDecaysOff  = 1;
 136     fEvaluate   = 0;
 137     fSelectAll  = 0;
 138     fFlavor     = 0;
 139     fSpectators = 1;
 140     fDsigmaDb   = 0;
 141     fDnDb       = 0;
 142 //
 143 // Set random number generator
 144     sRandom = fRandom;
 145 }
 146
 147 AliGenHijing::AliGenHijing(const AliGenHijing & Hijing)
 148 {
 149 // copy constructor
 150 }
 151
 152
 153 AliGenHijing::~AliGenHijing()
 154 {
 155 // Destructor
 156     if ( fDsigmaDb) delete  fDsigmaDb;
 157     if ( fDnDb)     delete  fDnDb;
 158 }
 159
 160 void AliGenHijing::Init()
 161 {
 162 // Initialisation
 163     fFrame.Resize(8);
 164     fTarget.Resize(8);
 165     fProjectile.Resize(8);
 166
 167     SetMC(new THijing(fEnergyCMS, fFrame, fProjectile, fTarget,
 168                       fAProjectile, fZProjectile, fATarget, fZTarget,
 169                       fMinImpactParam, fMaxImpactParam));
 170
 171     fHijing=(THijing*) fgMCEvGen;
 172
 173     fHijing->SetIHPR2(3,  fTrigger);
 174     fHijing->SetIHPR2(4,  fQuench);
 175     fHijing->SetIHPR2(6,  fShadowing);
 176     fHijing->SetIHPR2(12, fDecaysOff);
 177     fHijing->SetIHPR2(21, fKeep);
 178     fHijing->Initialize();
 179
 180
 181 //
 182     if (fEvaluate) EvaluateCrossSections();
 183 //
 184 //
 185 //  Initialize random generator
 186 }
 187
 188 void AliGenHijing::Generate()
 189 {
 190 // Generate one event
 191
 192   Float_t polar[3]    =   {0,0,0};
 193   Float_t origin[3]   =   {0,0,0};
 194   Float_t origin0[3]  =   {0,0,0};
 195   Float_t p[3], random[6];
 196   Float_t tof;
 197
 198   static TClonesArray *particles;
 199 //  converts from mm/c to s
 200   const Float_t kconv = 0.001/2.999792458e8;
 201 //
 202   Int_t nt  = 0;
 203   Int_t jev = 0;
 204   Int_t j, kf, ks, imo;
 205   kf = 0;
 206
 207   if(!particles) particles = new TClonesArray("TParticle",10000);
 208
 209   fTrials = 0;
 210   for (j = 0;j < 3; j++) origin0[j] = fOrigin[j];
 211   if(fVertexSmear == kPerEvent) {
 212         Rndm(random,6);
 213         for (j=0; j < 3; j++) {
 214             origin0[j] += fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
 215                 TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
 216         }
 217   } else if (fVertexSmear == kPerTrack) {
 218 //          fHijing->SetMSTP(151,0);
 219       for (j = 0; j < 3; j++) {
 220 //            fHijing->SetPARP(151+j, fOsigma[j]*10.);
 221       }
 222   }
 223   while(1)
 224   {
 225 //    Generate one event
 226 // --------------------------------------------------------------------------
 227       fSpecn    = 0;
 228       fSpecp    = 0;
 229 // --------------------------------------------------------------------------
 230       fHijing->GenerateEvent();
 231       fTrials++;
 232       fHijing->ImportParticles(particles,"All");
 233       Int_t np = particles->GetEntriesFast();
 234       printf("\n **************************************************%d\n",np);
 235       Int_t nc = 0;
 236       if (np == 0 ) continue;
 237       Int_t i;
 238       Int_t * newPos = new Int_t[np];
 239
 240       for (i = 0; i < np; i++) *(newPos+i) = i;
 241 //
 242 //      First write parent particles
 243 //
 244
 245       for (i = 0; i < np; i++) {
 246           TParticle *  iparticle       = (TParticle *) particles->At(i);
 247 // Is this a parent particle ?
 248         if (Stable(iparticle)) continue;
 249 //
 250         Bool_t  hasMother            =  (iparticle->GetFirstMother()   >=0);
 251         Bool_t  selected             =  kTRUE;
 252         Bool_t  hasSelectedDaughters =  kFALSE;
 253
 254
 255         kf        = iparticle->GetPdgCode();
 256         ks        = iparticle->GetStatusCode();
 257         if (kf == 92) continue;
 258
 259         if (!fSelectAll) selected = KinematicSelection(iparticle, 0)&&SelectFlavor(kf);
 260         hasSelectedDaughters = DaughtersSelection(iparticle, particles);
 261 //
 262 // Put particle on the stack if it is either selected or it is the mother of at least one seleted particle
 263 //
 264         if (selected || hasSelectedDaughters) {
 265             nc++;
 266             p[0] = iparticle->Px();
 267             p[1] = iparticle->Py();
 268             p[2] = iparticle->Pz();
 269             origin[0] = origin0[0]+iparticle->Vx()/10;
 270             origin[1] = origin0[1]+iparticle->Vy()/10;
 271             origin[2] = origin0[2]+iparticle->Vz()/10;
 272             tof = kconv*iparticle->T();
 273             imo = -1;
 274             if (hasMother) {
 275                 imo = iparticle->GetFirstMother();
 276                 TParticle* mother = (TParticle *) particles->At(imo);
 277                 imo = (mother->GetPdgCode() != 92) ? imo =* (newPos+imo) : -1;
 278             }
 279 // Put particle on the stack ...
 280 //              printf("\n set track mother: %d %d %d %d %d %d ",i,imo, kf, nt+1, selected, hasSelectedDaughters);
 281
 282             gAlice->SetTrack(0,imo,kf,p,origin,polar,
 283                              tof,kPPrimary,nt);
 284 // ... and keep it there
 285             gAlice->KeepTrack(nt);
 286 //
 287             *(newPos+i)=nt;
 288         } // selected
 289       } // particle loop parents
 290 //
 291 // Now write the final state particles
 292 //
 293
 294       for (i = 0; i<np; i++) {
 295         TParticle *  iparticle       = (TParticle *) particles->At(i);
 296 // Is this a final state particle ?
 297         if (!Stable(iparticle)) continue;
 298
 299         Bool_t  hasMother            =  (iparticle->GetFirstMother()   >=0);
 300         Bool_t  selected             =  kTRUE;
 301         kf        = iparticle->GetPdgCode();
 302         ks        = iparticle->GetStatusCode();
 303 // --------------------------------------------------------------------------
 304 // Count spectator neutrons and protons
 305         if(ks == 0 || ks == 1 || ks == 10 || ks == 11){
 306           if(kf == kNeutron) fSpecn += 1;
 307           if(kf == kProton)  fSpecp += 1;
 308         }
 309 // --------------------------------------------------------------------------
 310 //
 311         if (!fSelectAll) {
 312             selected = KinematicSelection(iparticle,0)&&SelectFlavor(kf);
 313             if (!fSpectators && selected) selected = (ks != 0 && ks != 1 && ks != 10
 314                                                       && ks != 11);
 315         }
 316 //
 317 // Put particle on the stack if selected
 318 //
 319         if (selected) {
 320             nc++;
 321             p[0] = iparticle->Px();
 322             p[1] = iparticle->Py();
 323             p[2] = iparticle->Pz();
 324             origin[0] = origin0[0]+iparticle->Vx()/10;
 325             origin[1] = origin0[1]+iparticle->Vy()/10;
 326             origin[2] = origin0[2]+iparticle->Vz()/10;
 327             tof = kconv*iparticle->T();
 328             imo = -1;
 329
 330             if (hasMother) {
 331                 imo = iparticle->GetFirstMother();
 332                 TParticle* mother = (TParticle *) particles->At(imo);
 333                 imo = (mother->GetPdgCode() != 92) ? imo=*(newPos+imo) : -1;
 334             }
 335 // Put particle on the stack
 336             gAlice->SetTrack(fTrackIt,imo,kf,p,origin,polar,
 337                              tof,kPNoProcess,nt);
 338             gAlice->KeepTrack(nt);
 339             *(newPos+i)=nt;
 340         } // selected
 341       } // particle loop final state
 342
 343       delete newPos;
 344
 345       printf("\n I've put %i particles on the stack \n",nc);
 346       if (nc > 0) {
 347           jev += nc;
 348           if (jev >= fNpart || fNpart == -1) {
 349               fKineBias = Float_t(fNpart)/Float_t(fTrials);
 350               printf("\n Trials: %i %i %i\n",fTrials, fNpart, jev);
 351               break;
 352           }
 353       }
 354   } // event loop
 355   MakeHeader();
 356
 357   gAlice->SetHighWaterMark(nt);
 358 }
 359
 360 void AliGenHijing::KeepFullEvent()
 361 {
 362     fKeep=1;
 363 }
 364
 365 void AliGenHijing::EvaluateCrossSections()
 366 {
 367 //     Glauber Calculation of geometrical x-section
 368 //
 369     Float_t xTot       = 0.;          // barn
 370     Float_t xTotHard   = 0.;          // barn
 371     Float_t xPart      = 0.;          // barn
 372     Float_t xPartHard  = 0.;          // barn
 373     Float_t sigmaHard  = 0.1;         // mbarn
 374     Float_t bMin       = 0.;
 375     Float_t bMax       = fHijing->GetHIPR1(34)+fHijing->GetHIPR1(35);
 376     const Float_t kdib = 0.2;
 377     Int_t   kMax       = Int_t((bMax-bMin)/kdib)+1;
 378
 379
 380     printf("\n Projectile Radius (fm): %f \n",fHijing->GetHIPR1(34));
 381     printf("\n Target     Radius (fm): %f \n",fHijing->GetHIPR1(35));
 382     Int_t i;
 383     Float_t oldvalue= 0.;
 384
 385     Float_t* b   = new Float_t[kMax];
 386     Float_t* si1 = new Float_t[kMax];
 387     Float_t* si2 = new Float_t[kMax];
 388
 389     for (i = 0; i < kMax; i++)
 390     {
 391         Float_t xb  = bMin+i*kdib;
 392         Float_t ov;
 393         ov=fHijing->Profile(xb);
 394         Float_t gb  =  2.*0.01*fHijing->GetHIPR1(40)*kdib*xb*(1.-TMath::Exp(-fHijing->GetHINT1(12)*ov));
 395         Float_t gbh =  2.*0.01*fHijing->GetHIPR1(40)*kdib*xb*sigmaHard*ov;
 396         xTot+=gb;
 397         xTotHard += gbh;
 398         if (xb > fMinImpactParam && xb < fMaxImpactParam)
 399         {
 400             xPart += gb;
 401             xPartHard += gbh;
 402         }
 403
 404         if(oldvalue) if ((xTot-oldvalue)/oldvalue<0.0001) break;
 405         oldvalue = xTot;
 406         printf("\n Total cross section (barn): %d %f %f \n",i, xb, xTot);
 407         printf("\n Hard  cross section (barn): %d %f %f \n\n",i, xb, xTotHard);
 408         if (i>0) {
 409             si1[i] = gb/kdib;
 410             si2[i] = gbh/gb;
 411             b[i]  = xb;
 412         }
 413     }
 414
 415     printf("\n Total cross section (barn): %f \n",xTot);
 416     printf("\n Hard  cross section (barn): %f \n \n",xTotHard);
 417     printf("\n Partial       cross section (barn): %f %f \n",xPart, xPart/xTot*100.);
 418     printf("\n Partial  hard cross section (barn): %f %f \n",xPartHard, xPartHard/xTotHard*100.);
 419
 420 //  Store result as a graph
 421     b[0] = 0;
 422     si1[0] = 0;
 423     si2[0]=si2[1];
 424
 425     fDsigmaDb  = new TGraph(i, b, si1);
 426     fDnDb      = new TGraph(i, b, si2);
 427 }
 428
 429 Bool_t AliGenHijing::DaughtersSelection(TParticle* iparticle, TClonesArray* particles)
 430 {
 431 //
 432 // Looks recursively if one of the daughters has been selected
 433 //
 434 //    printf("\n Consider daughters %d:",iparticle->GetPdgCode());
 435     Int_t imin = -1;
 436     Int_t imax = -1;
 437     Int_t i;
 438     Bool_t hasDaughters = (iparticle->GetFirstDaughter() >=0);
 439     Bool_t selected = kFALSE;
 440     if (hasDaughters) {
 441         imin = iparticle->GetFirstDaughter();
 442         imax = iparticle->GetLastDaughter();
 443         for (i = imin; i <= imax; i++){
 444             TParticle *  jparticle = (TParticle *) particles->At(i);
 445             Int_t ip = jparticle->GetPdgCode();
 446             if (KinematicSelection(jparticle,0)&&SelectFlavor(ip)) {
 447                 selected=kTRUE; break;
 448             }
 449             if (DaughtersSelection(jparticle, particles)) {selected=kTRUE; break; }
 450         }
 451     } else {
 452         return kFALSE;
 453     }
 454     return selected;
 455 }
 456
 457
 458 Bool_t AliGenHijing::SelectFlavor(Int_t pid)
 459 {
 460 // Select flavor of particle
 461 // 0: all
 462 // 4: charm and beauty
 463 // 5: beauty
 464     if (fFlavor == 0) return kTRUE;
 465
 466     Int_t ifl = TMath::Abs(pid/100);
 467     if (ifl > 10) ifl/=10;
 468     return (fFlavor == ifl);
 469 }
 470
 471 Bool_t AliGenHijing::Stable(TParticle*  particle)
 472 {
 473 // Return true for a stable particle
 474 //
 475     Int_t kf = TMath::Abs(particle->GetPdgCode());
 476
 477     if ( (particle->GetFirstDaughter() < 0 ) || (kf == 1000*fFlavor+122))
 478     {
 479         return kTRUE;
 480     } else {
 481         return kFALSE;
 482     }
 483 }
 484
 485 void AliGenHijing::MakeHeader()
 486 {
 487 // Builds the event header, to be called after each event
 488     AliGenEventHeader* header = new AliGenHijingEventHeader("Hijing");
 489    ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetNProduced(fHijing->GetNATT());
 490    ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetImpactParameter(fHijing->GetHINT1(19));
 491    ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetTotalEnergy(fHijing->GetEATT());
 492    ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetHardScatters(fHijing->GetJATT());
 493    ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetParticipants(fHijing->GetNP(), fHijing->GetNT());
 494    ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetCollisions(fHijing->GetN0(),
 495                           fHijing->GetN01(),
 496                           fHijing->GetN10(),
 497                           fHijing->GetN11());
 498    ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetSpectators(fSpecn, fSpecp);
 499    gAlice->SetGenEventHeader(header);
 500
 501 }
 502
 503 AliGenHijing& AliGenHijing::operator=(const  AliGenHijing& rhs)
 504 {
 505 // Assignment operator
 506     return *this;
 507 }
 508
 509 #ifndef WIN32
 510 # define rluget_hijing rluget_hijing_
 511 # define rluset_hijing rluset_hijing_
 512 # define rlu_hijing    rlu_hijing_
 513 # define type_of_call
 514 #else
 515 # define rluget_hijing RLUGET_HIJING
 516 # define rluset_hijing RLUSET_HIJING
 517 # define rlu_hijing    RLU_HIJING
 518 # define type_of_call _stdcall
 519 #endif
 520
 521
 522 extern "C" {
 523   void type_of_call rluget_hijing(Int_t & /*lfn*/, Int_t & /*move*/)
 524   {printf("Dummy version of rluget_hijing reached\n");}
 525
 526   void type_of_call rluset_hijing(Int_t & /*lfn*/, Int_t & /*move*/)
 527   {printf("Dummy version of rluset_hijing reached\n");}
 528
 529   Double_t type_of_call rlu_hijing(Int_t & /*idum*/)
 530   {
 531       Float_t r;
 532       do r=sRandom->Rndm(); while(0 >= r || r >= 1);
 533       return r;
 534   }
 535 }