EVGEN/AliGenSlowNucleons.cxx

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  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17 $Log$
  18 */
  19
  20 /*
  21   Generator for slow nucluons in pA interactions.
  22   Source is modelled by a relativistic Maxwell distributions.
  23   Original code by  Ferenc Sikler  <sikler@rmki.kfki.hu>
  24  */
  25
  26 #include <TDatabasePDG.h>
  27 #include <TPDGCode.h>
  28 #include <TH2F.h>
  29
  30 #include "AliCollisionGeometry.h"
  31 #include "AliGenSlowNucleons.h"
  32 #include "AliSlowNucleonModel.h"
  33
  34  ClassImp(AliGenSlowNucleons)
  35
  36  AliGenSlowNucleons::AliGenSlowNucleons():AliGenerator(-1)
  37 {
  38 // Default constructor
  39     fSlowNucleonModel = 0;
  40     fCollisionGeometry = 0;
  41 }
  42
  43 AliGenSlowNucleons::AliGenSlowNucleons(Int_t npart)
  44     :AliGenerator(npart)
  45 {
  46 // Constructor
  47     fName  = "SlowNucleons";
  48     fTitle = "Generator for gray particles in pA collisions";
  49     SetPmax();
  50     SetTarget();
  51     SetNominalCmsEnergy();
  52     SetCharge();
  53     SetTemperature();
  54     SetBetaSource();
  55     fSlowNucleonModel = new AliSlowNucleonModel();
  56     fCollisionGeometry = 0;
  57     fDebug = 0;
  58 }
  59
  60 //____________________________________________________________
  61 AliGenSlowNucleons::~AliGenSlowNucleons()
  62 {
  63 // Destructor
  64     delete  fSlowNucleonModel;
  65 }
  66
  67
  68 void AliGenSlowNucleons::Init()
  69 {
  70   //
  71   // Initialization
  72   //
  73     Float_t kMass  = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(kProton)->Mass();
  74     fMomentum = fCMS/2. * fZTarget / fATarget;
  75     fBeta     = fMomentum / TMath::Sqrt(kMass * kMass + fMomentum * fMomentum);
  76     if (fDebug) {
  77         fDebugHist = new TH2F("DebugHist", "N_heavy vs nu", 50, 0., 50., 50, 0., 50.);
  78     }
  79 }
  80
  81 void AliGenSlowNucleons::FinishRun()
  82 {
  83     if (fDebug) {
  84         fDebugHist->Draw();
  85     }
  86 }
  87
  88
  89 void AliGenSlowNucleons::Generate()
  90 {
  91   //
  92   // Generate one event
  93   //
  94   //
  95   // Communication with Gray Particle Model
  96   //
  97     Int_t ngp, ngn, nbp, nbn;
  98
  99     Float_t b = fCollisionGeometry->ImpactParameter();
 100     Int_t  nn   = fCollisionGeometry->NN();
 101     Int_t  nwn  = fCollisionGeometry->NwN();
 102     Int_t  nnw  = fCollisionGeometry->NNw();
 103     Int_t  nwnw = fCollisionGeometry->NwNw();
 104
 105     printf("AliGenSlowNucleons: Impact parameter from Collision Geometry %f %d %d %d %d\n",
 106            b, nn, nwn, nnw, nwnw);
 107
 108     fSlowNucleonModel->GetNumberOfSlowNucleons(fCollisionGeometry, ngp, ngn, nbp, nbn);
 109
 110     if (fDebug) {
 111         printf("nucleons %d %d %d %d \n", ngp, ngn, nbp, nbn);
 112
 113         fDebugHist->Fill(Float_t(ngp + ngn + nbp + nbn), fCollisionGeometry->NwN(), 1.);
 114     }
 115
 116
 117    //
 118     Float_t p[3];
 119     Float_t origin[3] = {0., 0., 0.};
 120     Float_t polar [3] = {0., 0., 0.};
 121     Int_t nt, i;
 122     Int_t kf;
 123 //
 124 //  Gray protons
 125 //
 126     fCharge = 1;
 127     kf = kProton;
 128     for(i = 0; i < ngp; i++) {
 129         GenerateSlow(fCharge, fTemperatureG, fBetaSourceG, p);
 130         SetTrack(fTrackIt, -1, kf, p, origin, polar,
 131                  0., kPNoProcess, nt, 1.);
 132         KeepTrack(nt);
 133     }
 134 //
 135 //  Gray neutrons
 136 //
 137     fCharge = 0;
 138     kf = kNeutron;
 139     for(i = 0; i < ngn; i++) {
 140         GenerateSlow(fCharge, fTemperatureG, fBetaSourceG, p);
 141         SetTrack(fTrackIt, -1, kf, p, origin, polar,
 142                  0., kPNoProcess, nt, 1.);
 143         KeepTrack(nt);
 144     }
 145 //
 146 //  Black protons
 147 //
 148     fCharge = 1;
 149     kf = kProton;
 150     for(i = 0; i < nbp; i++) {
 151         GenerateSlow(fCharge, fTemperatureB, fBetaSourceB, p);
 152         SetTrack(fTrackIt, -1, kf, p, origin, polar,
 153                  0., kPNoProcess, nt, 1.);
 154         KeepTrack(nt);
 155     }
 156 //
 157 //  Black neutrons
 158 //
 159     fCharge = 0;
 160     kf = kNeutron;
 161     for(i = 0; i < nbn; i++) {
 162         GenerateSlow(fCharge, fTemperatureB, fBetaSourceB, p);
 163         SetTrack(fTrackIt, -1, kf, p, origin, polar,
 164                  0., kPNoProcess, nt, 1.);
 165         KeepTrack(nt);
 166     }
 167 }
 168
 169
 170
 171
 172 void AliGenSlowNucleons::GenerateSlow(Int_t charge, Double_t T, Double_t beta, Float_t* q)
 173 /*
 174    Emit a slow nucleon with "temperature" T [GeV],
 175    from a source moving with velocity beta
 176    Three-momentum [GeV/c] is given back in q[3]
 177 */
 178
 179 {
 180  Double_t m, pmax, p, f, theta, phi;
 181
 182  TDatabasePDG * pdg = TDatabasePDG::Instance();
 183  const Double_t kMassProton  = pdg->GetParticle(kProton) ->Mass();
 184  const Double_t kMassNeutron = pdg->GetParticle(kNeutron)->Mass();
 185
 186  /* Select nucleon type */
 187  if(charge == 0) m = kMassNeutron;
 188  else m = kMassProton;
 189
 190  /* Momentum at maximum of Maxwell-distribution */
 191
 192  pmax = TMath::Sqrt(2*T*(T+sqrt(T*T+m*m)));
 193
 194  /* Try until proper momentum                                  */
 195  /* for lack of primitive function of the Maxwell-distribution */
 196  /* a brute force trial-accept loop, normalized at pmax        */
 197
 198  do
 199  {
 200      p = Rndm() * fPmax;
 201      f = Maxwell(m, p, T) / Maxwell(m , pmax, T);
 202  }
 203  while(f < Rndm());
 204
 205  /* Spherical symmetric emission */
 206  theta = TMath::ACos(2. * Rndm() - 1.);
 207  phi   = 2. * TMath::Pi() * Rndm();
 208
 209  /* Determine momentum components in system of the moving source */
 210  q[0] = p * TMath::Sin(theta) * TMath::Cos(phi);
 211  q[1] = p * TMath::Sin(theta) * TMath::Sin(phi);
 212  q[2] = p * TMath::Cos(theta);
 213
 214  /* Transform to system of the target nucleus                             */
 215  /* beta is passed as negative, because the gray nucleons are slowed down */
 216  Lorentz(m, -beta, q);
 217
 218  /* Transform to laboratory system */
 219  Lorentz(m, fBeta, q);
 220 }
 221
 222 Double_t AliGenSlowNucleons::Maxwell(Double_t m, Double_t p, Double_t T)
 223 {
 224 /* Relativistic Maxwell-distribution */
 225     Double_t ekin;
 226     ekin = TMath::Sqrt(p*p+m*m)-m;
 227     return (p*p * exp(-ekin/T));
 228 }
 229
 230
 231 void AliGenSlowNucleons::Lorentz(Double_t m, Double_t beta, Float_t* q)
 232 {
 233 /* Lorentz transform in the direction of q[2] */
 234
 235     Double_t gamma  = 1/sqrt(1-beta*beta);
 236     Double_t energy = sqrt(m*m + q[0]*q[0] + q[1]*q[1] + q[2]*q[2]);
 237     q[2] = gamma * (q[2] + beta*energy);
 238 }
 239
 240
 241
 242
 243
 244
 245