EVGEN/AliGenMC.cxx

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