EVGEN/AliGenPythia.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 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.38  2001/07/13 10:58:54  morsch
  19 - Some coded moved to AliGenMC
  20 - Improved handling of secondary vertices.
  21
  22 Revision 1.37  2001/06/28 11:17:28  morsch
  23 SetEventListRange setter added. Events in specified range are listed for
  24 debugging. (Yuri Kharlov)
  25
  26 Revision 1.36  2001/03/30 07:05:49  morsch
  27 Final print-out in finish run.
  28 Write parton system for jet-production (preliminary solution).
  29
  30 Revision 1.35  2001/03/09 13:03:40  morsch
  31 Process_t and Struc_Func_t moved to AliPythia.h
  32
  33 Revision 1.34  2001/02/14 15:50:40  hristov
  34 The last particle in event marked using SetHighWaterMark
  35
  36 Revision 1.33  2001/01/30 09:23:12  hristov
  37 Streamers removed (R.Brun)
  38
  39 Revision 1.32  2001/01/26 19:55:51  hristov
  40 Major upgrade of AliRoot code
  41
  42 Revision 1.31  2001/01/17 10:54:31  hristov
  43 Better protection against FPE
  44
  45 Revision 1.30  2000/12/18 08:55:35  morsch
  46 Make AliPythia dependent generartors work with new scheme of random number generation
  47
  48 Revision 1.29  2000/12/04 11:22:03  morsch
  49 Init of sRandom as in 1.15
  50
  51 Revision 1.28  2000/12/02 11:41:39  morsch
  52 Use SetRandom() to initialize random number generator in constructor.
  53
  54 Revision 1.27  2000/11/30 20:29:02  morsch
  55 Initialise static variable sRandom in constructor: sRandom = fRandom;
  56
  57 Revision 1.26  2000/11/30 07:12:50  alibrary
  58 Introducing new Rndm and QA classes
  59
  60 Revision 1.25  2000/10/18 19:11:27  hristov
  61 Division by zero fixed
  62
  63 Revision 1.24  2000/09/18 10:41:35  morsch
  64 Add possibility to use nuclear structure functions from PDF library V8.
  65
  66 Revision 1.23  2000/09/14 14:05:40  morsch
  67 dito
  68
  69 Revision 1.22  2000/09/14 14:02:22  morsch
  70 - Correct conversion from mm to cm when passing particle vertex to MC.
  71 - Correct handling of fForceDecay == all.
  72
  73 Revision 1.21  2000/09/12 14:14:55  morsch
  74 Call fDecayer->ForceDecay() at the beginning of Generate().
  75
  76 Revision 1.20  2000/09/06 14:29:33  morsch
  77 Use AliPythia for event generation an AliDecayPythia for decays.
  78 Correct handling of "nodecay" option
  79
  80 Revision 1.19  2000/07/11 18:24:56  fca
  81 Coding convention corrections + few minor bug fixes
  82
  83 Revision 1.18  2000/06/30 12:40:34  morsch
  84 Pythia takes care of vertex smearing. Correct conversion from Pythia units (mm) to
  85 Geant units (cm).
  86
  87 Revision 1.17  2000/06/09 20:34:07  morsch
  88 All coding rule violations except RS3 corrected
  89
  90 Revision 1.16  2000/05/15 15:04:20  morsch
  91 The full event is written for fNtrack = -1
  92 Coding rule violations corrected.
  93
  94 Revision 1.15  2000/04/26 10:14:24  morsch
  95 Particles array has one entry more than pythia particle list. Upper bound of
  96 particle loop changed to np-1 (R. Guernane, AM)
  97
  98 Revision 1.14  2000/04/05 08:36:13  morsch
  99 Check status code of particles in Pythia event
 100 to avoid double counting as partonic state and final state particle.
 101
 102 Revision 1.13  1999/11/09 07:38:48  fca
 103 Changes for compatibility with version 2.23 of ROOT
 104
 105 Revision 1.12  1999/11/03 17:43:20  fca
 106 New version from G.Martinez & A.Morsch
 107
 108 Revision 1.11  1999/09/29 09:24:14  fca
 109 Introduction of the Copyright and cvs Log
 110 */
 111
 112 #include "AliGenPythia.h"
 113 #include "AliGenPythiaEventHeader.h"
 114 #include "AliDecayerPythia.h"
 115 #include "AliRun.h"
 116 #include "AliPythia.h"
 117 #include "AliPDG.h"
 118 #include <TParticle.h>
 119 #include <TSystem.h>
 120
 121  ClassImp(AliGenPythia)
 122
 123 AliGenPythia::AliGenPythia()
 124                  :AliGenMC()
 125 {
 126 // Default Constructor
 127   fDecayer = new AliDecayerPythia();
 128   SetEventListRange();
 129 }
 130
 131 AliGenPythia::AliGenPythia(Int_t npart)
 132                  :AliGenMC(npart)
 133 {
 134 // default charm production at 5. 5 TeV
 135 // semimuonic decay
 136 // structure function GRVHO
 137 //
 138     fXsection  = 0.;
 139     fNucA1=0;
 140     fNucA2=0;
 141     SetProcess();
 142     SetStrucFunc();
 143     SetForceDecay();
 144     SetPtHard();
 145     SetEnergyCMS();
 146     fDecayer = new AliDecayerPythia();
 147     // Set random number generator
 148     sRandom=fRandom;
 149     SetEventListRange();
 150     fFlavorSelect   = 0;
 151     // Produced particles
 152     fParticles = new TClonesArray("TParticle",1000);
 153 }
 154
 155 AliGenPythia::AliGenPythia(const AliGenPythia & Pythia)
 156 {
 157 // copy constructor
 158 }
 159
 160 AliGenPythia::~AliGenPythia()
 161 {
 162 // Destructor
 163 }
 164
 165 void AliGenPythia::SetEventListRange(Int_t eventFirst, Int_t eventLast)
 166 {
 167   // Set a range of event numbers, for which a table
 168   // of generated particle will be printed
 169   fDebugEventFirst = eventFirst;
 170   fDebugEventLast  = eventLast;
 171   if (fDebugEventLast==-1) fDebugEventLast=fDebugEventFirst;
 172 }
 173
 174 void AliGenPythia::Init()
 175 {
 176 // Initialisation
 177   SetMC(AliPythia::Instance());
 178     fPythia=(AliPythia*) fgMCEvGen;
 179 //
 180     fParentWeight=1./Float_t(fNpart);
 181 //
 182 //  Forward Paramters to the AliPythia object
 183     fDecayer->SetForceDecay(fForceDecay);
 184     fDecayer->Init();
 185
 186
 187     fPythia->SetCKIN(3,fPtHardMin);
 188     fPythia->SetCKIN(4,fPtHardMax);
 189     if (fNucA1 > 0 && fNucA2 > 0) fPythia->SetNuclei(fNucA1, fNucA2);
 190     fPythia->ProcInit(fProcess,fEnergyCMS,fStrucFunc);
 191
 192     //    fPythia->Pylist(0);
 193     //    fPythia->Pystat(2);
 194 //  Parent and Children Selection
 195     switch (fProcess)
 196     {
 197     case kPyCharm:
 198         fParentSelect[0] =  411;
 199         fParentSelect[1] =  421;
 200         fParentSelect[2] =  431;
 201         fParentSelect[3] = 4122;
 202         fFlavorSelect    = 4;
 203         break;
 204     case kPyCharmUnforced:
 205         fParentSelect[0] =  411;
 206         fParentSelect[1] =  421;
 207         fParentSelect[2] =  431;
 208         fParentSelect[3]=  4122;
 209         fFlavorSelect    = 4;
 210         break;
 211     case kPyBeauty:
 212         fParentSelect[0]=  511;
 213         fParentSelect[1]=  521;
 214         fParentSelect[2]=  531;
 215         fParentSelect[3]= 5122;
 216         fParentSelect[4]= 5132;
 217         fParentSelect[5]= 5232;
 218         fParentSelect[6]= 5332;
 219         fFlavorSelect   = 5;
 220         break;
 221     case kPyBeautyUnforced:
 222         fParentSelect[0] =  511;
 223         fParentSelect[1] =  521;
 224         fParentSelect[2] =  531;
 225         fParentSelect[3] = 5122;
 226         fParentSelect[4] = 5132;
 227         fParentSelect[5] = 5232;
 228         fParentSelect[6] = 5332;
 229         fFlavorSelect    = 5;
 230         break;
 231     case kPyJpsiChi:
 232     case kPyJpsi:
 233         fParentSelect[0] = 443;
 234         break;
 235     case kPyMb:
 236     case kPyJets:
 237     case kPyDirectGamma:
 238         break;
 239     }
 240     AliGenMC::Init();
 241 }
 242
 243 void AliGenPythia::Generate()
 244 {
 245 // Generate one event
 246     fDecayer->ForceDecay();
 247
 248     Float_t polar[3]   =   {0,0,0};
 249     Float_t origin[3]  =   {0,0,0};
 250     Float_t origin0[3] =   {0,0,0};
 251     Float_t p[3];
 252 //  converts from mm/c to s
 253     const Float_t kconv=0.001/2.999792458e8;
 254 //
 255     Int_t nt=0;
 256     Int_t jev=0;
 257     Int_t j, kf;
 258     fTrials=0;
 259
 260 //  Set collision vertex position
 261     for (j=0;j<3;j++) origin0[j]=fOrigin[j];
 262     if(fVertexSmear==kPerEvent) {
 263         fPythia->SetMSTP(151,1);
 264         for (j=0;j<3;j++) {
 265             fPythia->SetPARP(151+j, fOsigma[j]*10.);
 266         }
 267     } else if (fVertexSmear==kPerTrack) {
 268         fPythia->SetMSTP(151,0);
 269     }
 270 //  event loop
 271     while(1)
 272     {
 273         fPythia->Pyevnt();
 274         if (gAlice->GetEvNumber()>=fDebugEventFirst &&
 275             gAlice->GetEvNumber()<=fDebugEventLast) fPythia->Pylist(1);
 276         fTrials++;
 277         fPythia->ImportParticles(fParticles,"All");
 278
 279 //
 280 //
 281 //
 282         Int_t i;
 283
 284         Int_t np = fParticles->GetEntriesFast();
 285         Int_t* pParent   = new Int_t[np];
 286         Int_t* pSelected = new Int_t[np];
 287         Int_t* trackIt   = new Int_t[np];
 288         for (i=0; i< np-1; i++) {
 289             pParent[i]   = -1;
 290             pSelected[i] =  0;
 291         }
 292         printf("\n **************************************************%d\n",np);
 293         Int_t nc = 0;
 294         if (np == 0 ) continue;
 295         if (fProcess != kPyMb && fProcess != kPyJets && fProcess != kPyDirectGamma) {
 296             for (i = 0; i<np-1; i++) {
 297                 TParticle *  iparticle = (TParticle *) fParticles->At(i);
 298                 Int_t ks = iparticle->GetStatusCode();
 299                 kf = CheckPDGCode(iparticle->GetPdgCode());
 300 // No initial state partons
 301                 if (ks==21) continue;
 302 //
 303 // Heavy Flavor Selection
 304 //
 305                 // quark ?
 306                 kf = TMath::Abs(kf);
 307                 Int_t kfl = kf;
 308                 // meson ?
 309                 if  (kfl > 10) kfl/=100;
 310                 // baryon
 311                 if (kfl > 10) kfl/=10;
 312                 if (kfl > 10) kfl/=10;
 313
 314                 Int_t ipa = iparticle->GetFirstMother()-1;
 315                 Int_t kfMo = 0;
 316
 317                 if (ipa > -1) {
 318                     TParticle *  mother = (TParticle *) fParticles->At(ipa);
 319                     kfMo = TMath::Abs(mother->GetPdgCode());
 320                 }
 321 //              printf("\n particle (all)  %d %d %d", i, pSelected[i], kf);
 322                 if (kfl >= fFlavorSelect) {
 323 //
 324 // Heavy flavor hadron or quark
 325 //
 326 // Kinematic seletion on final state heavy flavor mesons
 327                     if (ParentSelected(kf) && !KinematicSelection(iparticle, 0))
 328                     {
 329                         nc = -1;
 330                         break;
 331                     }
 332                     pSelected[i] = 1;
 333 //                  printf("\n particle (HF)  %d %d %d", i, pSelected[i], kf);
 334                 } else {
 335 // Kinematic seletion on decay products
 336                     if (fCutOnChild && ParentSelected(kfMo) && ChildSelected(kf)
 337                         && !KinematicSelection(iparticle, 1))
 338                     {
 339                         nc = -1;
 340                         break;
 341                     }
 342 //
 343 // Decay products
 344 // Select if mother was selected and is not tracked
 345
 346                     if (pSelected[ipa] &&
 347                         !trackIt[ipa]  &&     // mother will be  tracked ?
 348                         kfMo !=  5 &&         // mother is b-quark, don't store fragments
 349                         kfMo !=  4 &&         // mother is c-quark, don't store fragments
 350                         kf   != 92)           // don't store string
 351                     {
 352 //
 353 // Semi-stable or de-selected: diselect decay products:
 354 //
 355 //
 356                         if (pSelected[i] == -1 ||  fDecayer->GetLifetime(kf) > 10e-15)
 357                         {
 358                             Int_t ipF = iparticle->GetFirstDaughter();
 359                             Int_t ipL = iparticle->GetLastDaughter();
 360                             if (ipF > 0) for (j = ipF-1; j < ipL; j++) pSelected[j] = -1;
 361                         }
 362 //                      printf("\n particle (decay)  %d %d %d", i, pSelected[i], kf);
 363                         pSelected[i] = (pSelected[i] == -1) ? 0 : 1;
 364                     }
 365                 }
 366                 if (pSelected[i] == -1) pSelected[i] = 0;
 367                 if (!pSelected[i]) continue;
 368                 nc++;
 369 // Decision on tracking
 370                 trackIt[i] = 0;
 371 //
 372 // Track final state particle
 373                 if (ks == 1) trackIt[i] = 1;
 374 // Track semi-stable particles
 375                 if ((ks ==1) || (fDecayer->GetLifetime(kf)> 10e-15))  trackIt[i] = 1;
 376 // Track particles selected by process if undecayed.
 377                 if (fForceDecay == kNoDecay) {
 378                     if (ParentSelected(kf)) trackIt[i] = 1;
 379                 } else {
 380                     if (ParentSelected(kf)) trackIt[i] = 0;
 381                 }
 382 //
 383 //
 384
 385             } // particle selection loop
 386             if (nc > -1) {
 387                 for (i = 0; i<np-1; i++) {
 388                     if (!pSelected[i]) continue;
 389                     TParticle *  iparticle = (TParticle *) fParticles->At(i);
 390                     kf = CheckPDGCode(iparticle->GetPdgCode());
 391                     p[0]=iparticle->Px();
 392                     p[1]=iparticle->Py();
 393                     p[2]=iparticle->Pz();
 394                     origin[0]=origin0[0]+iparticle->Vx()/10.;
 395                     origin[1]=origin0[1]+iparticle->Vy()/10.;
 396                     origin[2]=origin0[2]+iparticle->Vz()/10.;
 397                     Float_t tof=kconv*iparticle->T();
 398                     Int_t ipa = iparticle->GetFirstMother()-1;
 399                     Int_t iparent = (ipa > -1) ? pParent[ipa] : -1;
 400 //                  printf("\n SetTrack %d %d %d %d", i, iparent, kf, trackIt[i]);
 401                     SetTrack(fTrackIt*trackIt[i] ,
 402                                      iparent, kf, p, origin, polar, tof, kPPrimary, nt, 1.);
 403                     pParent[i] = nt;
 404                     KeepTrack(nt);
 405                 } //  SetTrack loop
 406             }
 407         } else {
 408             nc = GenerateMB();
 409         } // mb ?
 410
 411         if (nc > 0) {
 412             jev+=nc;
 413             if (jev >= fNpart || fNpart == -1) {
 414                 fKineBias=Float_t(fNpart)/Float_t(fTrials);
 415                 printf("\n Trials: %i %i %i\n",fTrials, fNpart, jev);
 416                 break;
 417             }
 418         }
 419     } // event loop
 420     SetHighWaterMark(nt);
 421 //  adjust weight due to kinematic selection
 422     AdjustWeights();
 423 //  get cross-section
 424     fXsection=fPythia->GetPARI(1);
 425 }
 426
 427 Int_t  AliGenPythia::GenerateMB()
 428 {
 429     Int_t i, kf, nt, iparent;
 430     Int_t nc = 0;
 431     Float_t p[3];
 432     Float_t polar[3]   =   {0,0,0};
 433     Float_t origin[3]  =   {0,0,0};
 434     Float_t origin0[3] =   {0,0,0};
 435 //  converts from mm/c to s
 436     const Float_t kconv=0.001/2.999792458e8;
 437
 438     Int_t np = fParticles->GetEntriesFast();
 439     Int_t* pParent = new Int_t[np];
 440     for (i=0; i< np-1; i++) pParent[i] = -1;
 441
 442     for (i = 0; i<np-1; i++) {
 443         Int_t trackIt = 0;
 444         TParticle *  iparticle = (TParticle *) fParticles->At(i);
 445         kf = CheckPDGCode(iparticle->GetPdgCode());
 446         Int_t ks = iparticle->GetStatusCode();
 447         Int_t km = iparticle->GetFirstMother();
 448 //      printf("\n Particle: %d %d %d", i, kf, ks);
 449
 450         if ((ks == 1  && kf!=0 && KinematicSelection(iparticle, 0)) ||
 451             (ks != 1) ||
 452             (fProcess == kPyJets && ks == 21 && km == 0 && i>1)) {
 453             nc++;
 454             if (ks == 1) trackIt = 1;
 455             Int_t ipa = iparticle->GetFirstMother()-1;
 456
 457             iparent = (ipa > -1) ? pParent[ipa] : -1;
 458
 459 //
 460 // store track information
 461             p[0]=iparticle->Px();
 462             p[1]=iparticle->Py();
 463             p[2]=iparticle->Pz();
 464             origin[0]=origin0[0]+iparticle->Vx()/10.;
 465             origin[1]=origin0[1]+iparticle->Vy()/10.;
 466             origin[2]=origin0[2]+iparticle->Vz()/10.;
 467             Float_t tof=kconv*iparticle->T();
 468             SetTrack(fTrackIt*trackIt, iparent, kf, p, origin, polar,
 469                              tof, kPPrimary, nt);
 470             KeepTrack(nt);
 471             pParent[i] = nt;
 472         } // select particle
 473     } // particle loop
 474
 475     if (pParent) delete[] pParent;
 476
 477     printf("\n I've put %i particles on the stack \n",nc);
 478     MakeHeader();
 479     return nc;
 480 }
 481
 482
 483 void AliGenPythia::FinishRun()
 484 {
 485 // Print x-section summary
 486     fPythia->Pystat(1);
 487 }
 488
 489 void AliGenPythia::AdjustWeights()
 490 {
 491 // Adjust the weights after generation of all events
 492 //
 493     TParticle *part;
 494     Int_t ntrack=gAlice->GetNtrack();
 495     for (Int_t i=0; i<ntrack; i++) {
 496         part= gAlice->Particle(i);
 497         part->SetWeight(part->GetWeight()*fKineBias);
 498     }
 499 }
 500
 501 void AliGenPythia::SetNuclei(Int_t a1, Int_t a2)
 502 {
 503 // Treat protons as inside nuclei with mass numbers a1 and a2
 504     fNucA1 = a1;
 505     fNucA2 = a2;
 506 }
 507
 508
 509 void AliGenPythia::MakeHeader()
 510 {
 511 // Builds the event header, to be called after each event
 512     AliGenEventHeader* header = new AliGenPythiaEventHeader("Pythia");
 513    ((AliGenPythiaEventHeader*) header)->SetProcessType(fPythia->GetMSTI(1));
 514    gAlice->SetGenEventHeader(header);
 515 }
 516
 517
 518 AliGenPythia& AliGenPythia::operator=(const  AliGenPythia& rhs)
 519 {
 520 // Assignment operator
 521     return *this;
 522 }
 523
 524
 525
 526 #ifdef never
 527 void AliGenPythia::Streamer(TBuffer &R__b)
 528 {
 529    // Stream an object of class AliGenPythia.
 530
 531    if (R__b.IsReading()) {
 532       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(); if (R__v) { }
 533       AliGenerator::Streamer(R__b);
 534       R__b >> (Int_t&)fProcess;
 535       R__b >> (Int_t&)fStrucFunc;
 536       R__b >> (Int_t&)fForceDecay;
 537       R__b >> fEnergyCMS;
 538       R__b >> fKineBias;
 539       R__b >> fTrials;
 540       fParentSelect.Streamer(R__b);
 541       fChildSelect.Streamer(R__b);
 542       R__b >> fXsection;
 543 //      (AliPythia::Instance())->Streamer(R__b);
 544       R__b >> fPtHardMin;
 545       R__b >> fPtHardMax;
 546 //      if (fDecayer) fDecayer->Streamer(R__b);
 547    } else {
 548       R__b.WriteVersion(AliGenPythia::IsA());
 549       AliGenerator::Streamer(R__b);
 550       R__b << (Int_t)fProcess;
 551       R__b << (Int_t)fStrucFunc;
 552       R__b << (Int_t)fForceDecay;
 553       R__b << fEnergyCMS;
 554       R__b << fKineBias;
 555       R__b << fTrials;
 556       fParentSelect.Streamer(R__b);
 557       fChildSelect.Streamer(R__b);
 558       R__b << fXsection;
 559 //      R__b << fPythia;
 560       R__b << fPtHardMin;
 561       R__b << fPtHardMax;
 562       //     fDecayer->Streamer(R__b);
 563    }
 564 }
 565 #endif
 566