EVGEN/AliGenMC.cxx

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   3  *                                                                        *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 // Base class for generators using external MC generators.
  19 // For example AliGenPythia using Pythia.
  20 // Provides basic functionality: setting of kinematic cuts on
  21 // decay products and particle selection.
  22 // andreas.morsch@cern.ch
  23
  24 #include <TClonesArray.h>
  25 #include <TMath.h>
  26 #include <TPDGCode.h>
  27 #include <TParticle.h>
  28 #include <TLorentzVector.h>
  29 #include <TVector3.h>
  30
  31 #include "AliGenMC.h"
  32 #include "AliRun.h"
  33 #include "AliGeometry.h"
  34 #include "AliDecayer.h"
  35
  36 ClassImp(AliGenMC)
  37
  38 AliGenMC::AliGenMC()
  39     :AliGenerator(),
  40      fParticles("TParticle", 1000),
  41      fParentSelect(8),
  42      fChildSelect(8),
  43      fCutOnChild(0),
  44      fChildPtMin(0.),
  45      fChildPtMax(1.e10),
  46      fChildPMin(0.),
  47      fChildPMax(1.e10),
  48      fChildPhiMin(0.),
  49      fChildPhiMax(2. * TMath::Pi()),
  50      fChildThetaMin(0.),
  51      fChildThetaMax(TMath::Pi()),
  52      fChildYMin(-12.),
  53      fChildYMax(12.),
  54      fXingAngleX(0.),
  55      fXingAngleY(0.),
  56      fForceDecay(kAll),
  57      fMaxLifeTime(1.e-15),
  58      fDyBoost(0.),
  59      fGeometryAcceptance(0),
  60      fPdgCodeParticleforAcceptanceCut(0),
  61      fNumberOfAcceptedParticles(0),
  62      fNprimaries(0)
  63 {
  64 // Default Constructor
  65   fAProjectile = 1;
  66   fZProjectile = 1;
  67   fATarget = 1;
  68   fZTarget = 1;
  69   fProjectile = "P";
  70   fTarget = "P";
  71 }
  72
  73 AliGenMC::AliGenMC(Int_t npart)
  74     :AliGenerator(npart),
  75      fParticles("TParticle", 1000),
  76      fParentSelect(8),
  77      fChildSelect(8),
  78      fCutOnChild(0),
  79      fChildPtMin(0.),
  80      fChildPtMax(1.e10),
  81      fChildPMin(0.),
  82      fChildPMax(1.e10),
  83      fChildPhiMin(0.),
  84      fChildPhiMax(2. * TMath::Pi()),
  85      fChildThetaMin(0.),
  86      fChildThetaMax(TMath::Pi()),
  87      fChildYMin(-12.),
  88      fChildYMax(12.),
  89      fXingAngleX(0.),
  90      fXingAngleY(0.),
  91      fForceDecay(kAll),
  92      fMaxLifeTime(1.e-15),
  93      fDyBoost(0.),
  94      fGeometryAcceptance(0),
  95      fPdgCodeParticleforAcceptanceCut(0),
  96      fNumberOfAcceptedParticles(0),
  97      fNprimaries(0)
  98 {
  99 //  Constructor
 100 //
 101   fAProjectile = 1;
 102   fZProjectile = 1;
 103   fATarget = 1;
 104   fZTarget = 1;
 105   fProjectile = "P";
 106   fTarget = "P";
 107   for (Int_t i=0; i<8; i++) fParentSelect[i]=fChildSelect[i]=0;
 108 }
 109
 110 AliGenMC::~AliGenMC()
 111 {
 112 // Destructor
 113 }
 114
 115 void AliGenMC::Init()
 116 {
 117 //
 118 //  Initialization
 119     switch (fForceDecay) {
 120     case kBSemiElectronic:
 121     case kSemiElectronic:
 122     case kDiElectron:
 123     case kBJpsiDiElectron:
 124     case kBPsiPrimeDiElectron:
 125     case kElectronEM:
 126     case kDiElectronEM:
 127         fChildSelect[0] = kElectron;
 128         break;
 129     case kHardMuons:
 130     case kBSemiMuonic:
 131     case kSemiMuonic:
 132     case kDiMuon:
 133     case kBJpsiDiMuon:
 134     case kBPsiPrimeDiMuon:
 135     case kPiToMu:
 136     case kKaToMu:
 137     case kWToMuon:
 138     case kWToCharmToMuon:
 139     case kZDiMuon:
 140     case kZDiElectron:
 141         fChildSelect[0]=kMuonMinus;
 142         break;
 143     case kWToCharm:
 144         break;
 145     case kHadronicD:
 146     case kHadronicDWithout4Bodies:
 147         fChildSelect[0]=kPiPlus;
 148         fChildSelect[1]=kKPlus;
 149         break;
 150     case kPhiKK:
 151         fChildSelect[0]=kKPlus;
 152         break;
 153     case kBJpsi:
 154         fChildSelect[0]= 443;
 155         break;
 156    case kChiToJpsiGammaToMuonMuon:
 157         fChildSelect[0]= 22;
 158         fChildSelect[1]= 13;
 159         break;
 160     case kChiToJpsiGammaToElectronElectron:
 161         fChildSelect[0]= 22;
 162         fChildSelect[1]= 11;
 163         break;
 164     case kLambda:
 165         fChildSelect[0]= kProton;
 166         fChildSelect[1]= 211;
 167         break;
 168     case kPsiPrimeJpsiDiElectron:
 169         fChildSelect[0]= 211;
 170         fChildSelect[1]= 11;
 171         break;
 172     case kGammaEM:
 173         fChildSelect[0] = kGamma;
 174         break;
 175     case kOmega:
 176     case kAll:
 177     case kAllMuonic:
 178     case kNoDecay:
 179     case kNoDecayHeavy:
 180     case kNoDecayBeauty:
 181     case kNeutralPion:
 182         break;
 183     }
 184
 185     if (fZTarget != 0 && fAProjectile != 0)
 186     {
 187         fDyBoost    = - 0.5 * TMath::Log(Double_t(fZProjectile) * Double_t(fATarget) /
 188                                          (Double_t(fZTarget)    * Double_t(fAProjectile)));
 189     }
 190 }
 191
 192
 193 Bool_t AliGenMC::ParentSelected(Int_t ip) const
 194 {
 195 // True if particle is in list of parent particles to be selected
 196     for (Int_t i=0; i<8; i++)
 197     {
 198         if (fParentSelect.At(i) == ip) return kTRUE;
 199     }
 200     return kFALSE;
 201 }
 202
 203 Bool_t AliGenMC::ChildSelected(Int_t ip) const
 204 {
 205 // True if particle is in list of decay products to be selected
 206     for (Int_t i=0; i<5; i++)
 207     {
 208         if (fChildSelect.At(i) == ip) return kTRUE;
 209     }
 210     return kFALSE;
 211 }
 212
 213 Bool_t AliGenMC::KinematicSelection(const TParticle *particle, Int_t flag) const
 214 {
 215 // Perform kinematic selection
 216     Double_t pz    = particle->Pz();
 217     Double_t pt    = particle->Pt();
 218     Double_t p     = particle->P();
 219     Double_t theta = particle->Theta();
 220     Double_t mass  = particle->GetCalcMass();
 221     Double_t mt2   = pt * pt + mass * mass;
 222     Double_t phi   = particle->Phi();
 223     Double_t e     = particle->Energy();
 224
 225     if (e == 0.)
 226         e = TMath::Sqrt(p * p + mass * mass);
 227
 228
 229     Double_t y, y0;
 230
 231     if (TMath::Abs(pz) <  e) {
 232         y = 0.5*TMath::Log((e+pz)/(e-pz));
 233     } else {
 234         y = 1.e10;
 235     }
 236
 237     if (mt2) {
 238         y0 = 0.5*TMath::Log((e+TMath::Abs(pz))*(e+TMath::Abs(pz))/mt2);
 239     } else {
 240         if (TMath::Abs(y) < 1.e10) {
 241             y0 = y;
 242         } else {
 243             y0 = 1.e10;
 244         }
 245     }
 246
 247     y = (pz < 0) ? -y0 : y0;
 248
 249     if (flag == 0) {
 250 //
 251 // Primary particle cuts
 252 //
 253 //  transverse momentum cut
 254         if (pt > fPtMax || pt < fPtMin) {
 255 //          printf("\n failed pt cut %f %f %f \n",pt,fPtMin,fPtMax);
 256             return kFALSE;
 257         }
 258 //
 259 // momentum cut
 260         if (p > fPMax || p < fPMin) {
 261 //          printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fPMin,fPMax);
 262             return kFALSE;
 263         }
 264 //
 265 // theta cut
 266         if (theta > fThetaMax || theta < fThetaMin) {
 267 //          printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fThetaMin,fThetaMax);
 268             return kFALSE;
 269         }
 270 //
 271 // rapidity cut
 272         if (y > fYMax || y < fYMin) {
 273 //          printf("\n failed y cut %f %f %f \n",y,fYMin,fYMax);
 274             return kFALSE;
 275         }
 276 //
 277 // phi cut
 278         if (phi > fPhiMax || phi < fPhiMin) {
 279 //          printf("\n failed phi cut %f %f %f \n",phi,fPhiMin,fPhiMax);
 280             return kFALSE;
 281         }
 282     } else {
 283 //
 284 // Decay product cuts
 285 //
 286 //  transverse momentum cut
 287         if (pt > fChildPtMax || pt < fChildPtMin) {
 288 //          printf("\n failed pt cut %f %f %f \n",pt,fChildPtMin,fChildPtMax);
 289             return kFALSE;
 290         }
 291 //
 292 // momentum cut
 293         if (p > fChildPMax || p < fChildPMin) {
 294 //          printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fChildPMin,fChildPMax);
 295             return kFALSE;
 296         }
 297 //
 298 // theta cut
 299         if (theta > fChildThetaMax || theta < fChildThetaMin) {
 300 //          printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fChildThetaMin,fChildThetaMax);
 301             return kFALSE;
 302         }
 303 //
 304 // rapidity cut
 305         if (y > fChildYMax || y < fChildYMin) {
 306 //          printf("\n failed y cut %f %f %f \n",y,fChildYMin,fChildYMax);
 307             return kFALSE;
 308         }
 309 //
 310 // phi cut
 311         if (phi > fChildPhiMax || phi < fChildPhiMin) {
 312 //          printf("\n failed phi cut %f %f %f \n",phi,fChildPhiMin,fChildPhiMax);
 313             return kFALSE;
 314         }
 315     }
 316
 317     return kTRUE;
 318 }
 319
 320 Bool_t AliGenMC::CheckAcceptanceGeometry(Int_t np, TClonesArray* particles)
 321 {
 322 // Check the geometrical acceptance for particle.
 323
 324   Bool_t check ;
 325   Int_t numberOfPdgCodeParticleforAcceptanceCut = 0;
 326   Int_t numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut = 0;
 327   TParticle * particle;
 328   Int_t i;
 329   for (i = 0; i < np; i++) {
 330     particle =  (TParticle *) particles->At(i);
 331     if( TMath::Abs( particle->GetPdgCode() ) == TMath::Abs( fPdgCodeParticleforAcceptanceCut ) ) {
 332       numberOfPdgCodeParticleforAcceptanceCut++;
 333       if (fGeometryAcceptance->Impact(particle)) numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut++;
 334     }
 335   }
 336   if ( numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut > (fNumberOfAcceptedParticles-1) )
 337     check = kTRUE;
 338   else
 339     check = kFALSE;
 340
 341   return check;
 342 }
 343
 344 Int_t AliGenMC::CheckPDGCode(Int_t pdgcode) const
 345 {
 346 //
 347 //  If the particle is in a diffractive state, then take action accordingly
 348   switch (pdgcode) {
 349   case 91:
 350     return 92;
 351   case 110:
 352     //rho_diff0 -- difficult to translate, return rho0
 353     return 113;
 354   case 210:
 355     //pi_diffr+ -- change to pi+
 356     return 211;
 357   case 220:
 358     //omega_di0 -- change to omega0
 359     return 223;
 360   case 330:
 361     //phi_diff0 -- return phi0
 362     return 333;
 363   case 440:
 364     //J/psi_di0 -- return J/psi
 365     return 443;
 366   case 2110:
 367     //n_diffr -- return neutron
 368     return 2112;
 369   case 2210:
 370     //p_diffr+ -- return proton
 371     return 2212;
 372   }
 373   //non diffractive state -- return code unchanged
 374   return pdgcode;
 375 }
 376
 377 void AliGenMC::Boost()
 378 {
 379 //
 380 // Boost cms into LHC lab frame
 381 //
 382
 383     Double_t beta  = TMath::TanH(fDyBoost);
 384     Double_t gamma = 1./TMath::Sqrt((1.-beta)*(1.+beta));
 385     Double_t gb    = gamma * beta;
 386
 387     //    printf("\n Boosting particles to lab frame %f %f %f", fDyBoost, beta, gamma);
 388
 389     Int_t i;
 390     Int_t np = fParticles.GetEntriesFast();
 391     for (i = 0; i < np; i++)
 392     {
 393         TParticle* iparticle = (TParticle*) fParticles.At(i);
 394
 395         Double_t e   = iparticle->Energy();
 396         Double_t px  = iparticle->Px();
 397         Double_t py  = iparticle->Py();
 398         Double_t pz  = iparticle->Pz();
 399
 400         Double_t eb  = gamma * e -      gb * pz;
 401         Double_t pzb =   -gb * e +   gamma * pz;
 402
 403         iparticle->SetMomentum(px, py, pzb, eb);
 404     }
 405 }
 406
 407 void AliGenMC::BeamCrossAngle()
 408 {
 409   // Applies a boost in the y-direction in order to take into account the
 410   // beam crossing angle
 411
 412   Double_t thetaPr0, phiPr0, pyPr2, pzPr2;
 413   TVector3 beta;
 414
 415   thetaPr0 = fXingAngleY / 2.;
 416   phiPr0 = 0;
 417
 418   // Momentum of the CMS system
 419   pyPr2 = TMath::Sqrt(fEnergyCMS * fEnergyCMS/ 4 - 0.938 * 0.938) * TMath::Sin(thetaPr0);
 420   pzPr2 = TMath::Sqrt(fEnergyCMS * fEnergyCMS/ 4 - 0.938 * 0.938) * TMath::Cos(thetaPr0);
 421
 422   TLorentzVector proj1Vect, proj2Vect, projVect;
 423   proj1Vect.SetPxPyPzE(0., pyPr2, pzPr2, fEnergyCMS/2);
 424   proj2Vect.SetPxPyPzE(0., pyPr2,-pzPr2, fEnergyCMS/2);
 425   projVect = proj1Vect + proj2Vect;
 426   beta=(1. / projVect.E()) * (projVect.Vect());
 427
 428   Int_t i;
 429   Int_t np = fParticles.GetEntriesFast();
 430   for (i = 0; i < np; i++)
 431     {
 432       TParticle* iparticle = (TParticle*) fParticles.At(i);
 433
 434       Double_t e   = iparticle->Energy();
 435       Double_t px  = iparticle->Px();
 436       Double_t py  = iparticle->Py();
 437       Double_t pz  = iparticle->Pz();
 438
 439       TLorentzVector partIn;
 440       partIn.SetPxPyPzE(px,py,pz,e);
 441       partIn.Boost(beta);
 442       iparticle->SetMomentum(partIn.Px(),partIn.Py(),partIn.Pz(),partIn.E());
 443     }
 444 }
 445
 446
 447 void AliGenMC::AddHeader(AliGenEventHeader* header)
 448 {
 449     // Passes header either to the container or to gAlice
 450     if (fContainer) {
 451         fContainer->AddHeader(header);
 452     } else {
 453         gAlice->SetGenEventHeader(header);
 454     }
 455 }