FMD/AliFMDv1.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 /* $Id$ */
  17
  18 //____________________________________________________________________
  19 //
  20 // Forward Multiplicity Detector based on Silicon wafers. This class
  21 // contains the base procedures for the Forward Multiplicity detector
  22 // Detector consists of 3 sub-detectors FMD1, FMD2, and FMD3, each of
  23 // which has 1 or 2 rings of silicon sensors.
  24 //
  25 // This class contains the detailed version of the FMD - that is, hits
  26 // are produced during simulation.
  27 //
  28 // See also the class AliFMD for a more detailed explanation of the
  29 // various componets.
  30 //
  31 #include <TVirtualMC.h>         // ROOT_TVirtualMC
  32 #include <AliRun.h>             // ALIRUN_H
  33 #include <AliMC.h>              // ALIMC_H
  34 #include <AliLog.h>             // ALILOG_H
  35 #include "AliFMDv1.h"           // ALIFMDV1_H
  36 #include "AliFMDGeometryBuilder.h"
  37 #include "AliFMDGeometry.h"
  38 #include "AliFMDDetector.h"
  39 #include "AliFMDRing.h"
  40 #include <TParticlePDG.h>
  41 #include <TDatabasePDG.h>
  42 #include "AliFMDHit.h"
  43
  44 //____________________________________________________________________
  45 ClassImp(AliFMDv1)
  46 #if 0
  47   ; // This is here to keep Emacs for indenting the next line
  48 #endif
  49
  50
  51 //____________________________________________________________________
  52 Bool_t
  53 AliFMDv1::VMC2FMD(TLorentzVector& v, UShort_t& detector,
  54                   Char_t& ring, UShort_t& sector, UShort_t& strip) const
  55 {
  56   TVirtualMC* mc = TVirtualMC::GetMC();
  57   AliFMDGeometry*  fmd = AliFMDGeometry::Instance();
  58
  59   // Get track position
  60   mc->TrackPosition(v);
  61   Int_t moduleno; mc->CurrentVolOffID(fmd->GetModuleOff(), moduleno);
  62   Int_t iring;    mc->CurrentVolOffID(fmd->GetRingOff(), iring);
  63   ring = Char_t(iring);
  64   Int_t det;      mc->CurrentVolOffID(fmd->GetDetectorOff(), det);
  65   detector = det;
  66
  67
  68   // Get the ring geometry
  69   //Int_t     nsec = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetNSectors();
  70   Int_t     nstr  = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetNStrips();
  71   Double_t  lowr  = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetMinR();
  72   Double_t  theta = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetTheta();
  73   Double_t  pitch = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetPitch();
  74
  75   // Figure out the strip number
  76   Double_t r     = TMath::Sqrt(v.X() * v.X() + v.Y() * v.Y());
  77   Int_t    str   = Int_t((r - lowr) / pitch);
  78   if (str < 0 || str >= nstr) return kFALSE;
  79   strip          = str;
  80
  81   // Figure out the sector number
  82   Double_t phi    = TMath::ATan2(v.Y(), v.X()) * 180. / TMath::Pi();
  83   if (phi < 0) phi = 360. + phi;
  84   Double_t t      = phi - 2 * moduleno * theta;
  85   sector          = 2 * moduleno;
  86   if (t < 0 || t > 2 * theta) return kFALSE;
  87   else if (t > theta)         sector += 1;
  88
  89   AliDebug(40, Form("<1> Inside an active FMD volume FMD%d%c[%2d,%3d] %s",
  90                     detector, ring, sector, strip, mc->CurrentVolPath()));
  91   return kTRUE;
  92 }
  93
  94 //____________________________________________________________________
  95 Bool_t
  96 AliFMDv1::VMC2FMD(Int_t copy, TLorentzVector& v,
  97                   UShort_t& detector, Char_t& ring,
  98                   UShort_t& sector, UShort_t& strip) const
  99 {
 100   TVirtualMC* mc = TVirtualMC::GetMC();
 101   AliFMDGeometry* fmd = AliFMDGeometry::Instance();
 102
 103   strip = copy - 1;
 104   Int_t sectordiv; mc->CurrentVolOffID(fmd->GetSectorOff(), sectordiv);
 105   if (fmd->GetModuleOff() >= 0) {
 106     Int_t module;    mc->CurrentVolOffID(fmd->GetModuleOff(), module);
 107     sector = 2 * module + sectordiv;
 108   }
 109   else
 110     sector = sectordiv;
 111   AliDebug(30, Form("Getting ring volume with offset %d -> %s",
 112                     fmd->GetRingOff(),
 113                     mc->CurrentVolOffName(fmd->GetRingOff())));
 114   Int_t iring;     mc->CurrentVolOffID(fmd->GetRingOff(), iring);
 115   ring = Char_t(iring);
 116   Int_t det;       mc->CurrentVolOffID(fmd->GetDetectorOff(), det);
 117   detector = det;
 118
 119   //Double_t  rz  = fmd->GetDetector(detector)->GetRingZ(ring);
 120   AliFMDDetector* gdet  = fmd->GetDetector(detector);
 121   AliFMDRing*     gring = gdet->GetRing(ring);
 122   if (!gring) {
 123     AliFatal(Form("Ring %c not found (volume was %s at offset %d in path %s)",
 124                   ring, fmd->GetRingOff(),
 125                   mc->CurrentVolOffName(fmd->GetRingOff()),
 126                   mc->CurrentVolPath()));
 127   }
 128   Int_t n = gring->GetNSectors();
 129 #if 0
 130   if (rz < 0) {
 131     Int_t s = ((n - sector + n / 2) % n) + 1;
 132     AliDebug(1, Form("Recalculating sector to %d (=%d-%d+%d/2%%%d+1 z=%f)",
 133                      s, n, sector, n, n, rz));
 134     sector = s;
 135   }
 136 #endif
 137   if (sector < 1 || sector > n) {
 138     AliWarning(Form("sector # %d out of range (0-%d)", sector-1, n-1));
 139     return kFALSE;
 140   }
 141   sector--;
 142   // Get track position
 143   mc->TrackPosition(v);
 144   AliDebug(15, Form("<2> Inside an active FMD volume FMD%d%c[%2d,%3d] %s",
 145                     detector, ring, sector, strip, mc->CurrentVolPath()));
 146
 147   return kTRUE;
 148 }
 149
 150
 151 //____________________________________________________________________
 152 Bool_t
 153 AliFMDv1::CheckHit(Int_t trackno, Int_t pdg, Float_t absQ,
 154                    const TLorentzVector& p, Float_t edep) const
 155 {
 156   if (AliLog::GetDebugLevel("FMD", "AliFMD") < 5) return kFALSE;
 157   TVirtualMC* mc   = TVirtualMC::GetMC();
 158   Double_t mass    = mc->TrackMass();
 159   Double_t poverm  = (mass == 0 ? 0 : p.P() / mass);
 160
 161   // This `if' is to debug abnormal energy depositions.  We trigger on
 162   // p/m approx larger than or equal to a MIP, and a large edep - more
 163   // than 1 keV - a MIP is 100 eV.
 164   if (!(edep > absQ * absQ && poverm > 1)) return kFALSE;
 165
 166   TArrayI procs;
 167   mc->StepProcesses(procs);
 168   TString processes;
 169   for (Int_t ip = 0; ip < procs.fN; ip++) {
 170     if (ip != 0) processes.Append(",");
 171     processes.Append(TMCProcessName[procs.fArray[ip]]);
 172   }
 173   TDatabasePDG* pdgDB        = TDatabasePDG::Instance();
 174   TParticlePDG* particleType = pdgDB->GetParticle(pdg);
 175   TString pname(particleType ? particleType->GetName() : "???");
 176   TString what;
 177   if (mc->IsTrackEntering())    what.Append("entering ");
 178   if (mc->IsTrackExiting())     what.Append("exiting ");
 179   if (mc->IsTrackInside())      what.Append("inside ");
 180   if (mc->IsTrackDisappeared()) what.Append("disappeared ");
 181   if (mc->IsTrackStop())        what.Append("stopped ");
 182   if (mc->IsNewTrack())         what.Append("new ");
 183   if (mc->IsTrackAlive())       what.Append("alive ");
 184   if (mc->IsTrackOut())         what.Append("out ");
 185
 186   Int_t mother = gAlice->GetMCApp()->GetPrimary(trackno);
 187   AliDebug(15, Form("Track # %5d deposits a lot of energy\n"
 188                     "  Volume:    %s\n"
 189                     "  Momentum:  (%7.4f,%7.4f,%7.4f)\n"
 190                     "  PDG:       %d (%s)\n"
 191                     "  Edep:      %-14.7f keV (mother %d)\n"
 192                     "  p/m:       %-7.4f/%-7.4f = %-14.7f\n"
 193                     "  Processes: %s\n"
 194                     "  What:      %s\n",
 195                     trackno, mc->CurrentVolPath(), p.X(), p.Y(), p.Z(),
 196                     pdg, pname.Data(), edep, mother, p.P(), mass,
 197                     poverm, processes.Data(), what.Data()));
 198   return kTRUE;
 199 }
 200
 201
 202 //____________________________________________________________________
 203 void
 204 AliFMDv1::StepManager()
 205 {
 206   // Member function that is executed each time a hit is made in the
 207   // FMD.  None-charged particles are ignored.   Dead tracks  are
 208   // ignored.
 209   //
 210   // The procedure is as follows:
 211   //
 212   //   - IF NOT track is alive THEN RETURN ENDIF
 213   //   - IF NOT particle is charged THEN RETURN ENDIF
 214   //   - IF NOT volume name is "STRI" or "STRO" THEN RETURN ENDIF
 215   //   - Get strip number (volume copy # minus 1)
 216   //   - Get phi division number (mother volume copy #)
 217   //   - Get module number (grand-mother volume copy #)
 218   //   - section # = 2 * module # + phi division # - 1
 219   //   - Get ring Id from volume name
 220   //   - Get detector # from grand-grand-grand-mother volume name
 221   //   - Get pointer to sub-detector object.
 222   //   - Get track position
 223   //   - IF track is entering volume AND track is inside real shape THEN
 224   //   -   Reset energy deposited
 225   //   -   Get track momentum
 226   //   -   Get particle ID #
 227   ///  - ENDIF
 228   //   - IF track is inside volume AND inside real shape THEN
 229   ///  -   Update energy deposited
 230   //   - ENDIF
 231   //   - IF track is inside real shape AND (track is leaving volume,
 232   //         or it died, or it is stopped  THEN
 233   //   -   Create a hit
 234   //   - ENDIF
 235   //
 236   TVirtualMC* mc = TVirtualMC::GetMC();
 237   if (!mc->IsTrackAlive()) return;
 238   Double_t absQ = TMath::Abs(mc->TrackCharge());
 239   if (absQ <= 0) return;
 240
 241   Int_t copy;
 242   Int_t vol = mc->CurrentVolID(copy);
 243   AliFMDGeometry*  fmd = AliFMDGeometry::Instance();
 244   if (!fmd->IsActive(vol)) {
 245     AliDebug(50, Form("Not an FMD volume %d '%s'",vol,mc->CurrentVolName()));
 246     return;
 247   }
 248   TLorentzVector v;
 249   UShort_t       detector;
 250   Char_t         ring;
 251   UShort_t       sector;
 252   UShort_t       strip;
 253
 254   if (fmd->IsDetailed()) {
 255     if (!VMC2FMD(copy, v, detector, ring, sector, strip)) return;
 256   } else {
 257     if (!VMC2FMD(v, detector, ring, sector, strip)) return;
 258   }
 259   TLorentzVector p;
 260   mc->TrackMomentum(p);
 261   Int_t    trackno = gAlice->GetMCApp()->GetCurrentTrackNumber();
 262   Int_t    pdg     = mc->TrackPid();
 263   Double_t edep    = mc->Edep() * 1000; // keV
 264   Bool_t   isBad   = CheckHit(trackno, pdg, absQ, p, edep);
 265
 266   // Check that the track is actually within the active area
 267   Bool_t entering = mc->IsTrackEntering();
 268   Bool_t inside   = mc->IsTrackInside();
 269   Bool_t out      = (mc->IsTrackExiting()|| mc->IsTrackDisappeared()||
 270                      mc->IsTrackStop());
 271   // Reset the energy deposition for this track, and update some of
 272   // our parameters.
 273   if (entering) {
 274     AliDebug(15, Form("Track # %8d entering active FMD volume %s: "
 275                       "Edep=%f (%f,%f,%f)", trackno, mc->CurrentVolPath(),
 276                       edep, v.X(), v.Y(), v.Z()));
 277     fCurrentP      = p;
 278     fCurrentV      = v;
 279     fCurrentDeltaE = edep;
 280     fCurrentPdg    = pdg; // mc->IdFromPDG(pdg);
 281   }
 282   // If the track is inside, then update the energy deposition
 283   if (inside && fCurrentDeltaE >= 0) {
 284     fCurrentDeltaE += edep;
 285     AliDebug(15, Form("Track # %8d inside active FMD volume %s: Edep=%f, "
 286                       "Accumulated Edep=%f  (%f,%f,%f)", trackno,
 287                       mc->CurrentVolPath(), edep, fCurrentDeltaE,
 288                       v.X(), v.Y(), v.Z()));
 289   }
 290   // The track exits the volume, or it disappeared in the volume, or
 291   // the track is stopped because it no longer fulfills the cuts
 292   // defined, then we create a hit.
 293   if (out) {
 294     if (fCurrentDeltaE >= 0) {
 295       fCurrentDeltaE += edep;
 296       AliDebug(15, Form("Track # %8d exiting active FMD volume %s: Edep=%g, "
 297                         "Accumulated Edep=%g (%f,%f,%f)", trackno,
 298                         mc->CurrentVolPath(), edep, fCurrentDeltaE,
 299                         v.X(), v.Y(), v.Z()));
 300       TVector3 cur(v.Vect());
 301       cur -= fCurrentV.Vect();
 302       Double_t len = cur.Mag();
 303       AliFMDHit* h =
 304         AddHitByFields(trackno, detector, ring, sector, strip,
 305                        fCurrentV.X(),  fCurrentV.Y(), fCurrentV.Z(),
 306                        fCurrentP.X(),  fCurrentP.Y(), fCurrentP.Z(),
 307                        fCurrentDeltaE, fCurrentPdg,   fCurrentV.T(),
 308                        len, mc->IsTrackDisappeared()||mc->IsTrackStop());
 309       // Add a copy
 310       if (isBad && fBad) {
 311         new ((*fBad)[fBad->GetEntries()]) AliFMDHit(*h);
 312       }
 313       // Check the geometry that we can get back the coordinates.
 314 #ifdef CHECK_TRANS
 315       Double_t x, y, z;
 316       fmd->Detector2XYZ(detector, ring, sector, strip, x, y ,z);
 317       AliDebug(1, Form("Hit at (%f,%f,%f), geometry says (%f,%f,%f)",
 318                        fCurrentV.X(), fCurrentV.Y(), fCurrentV.Z(), x, y, z));
 319 #endif
 320     }
 321     fCurrentDeltaE = -1;
 322   }
 323 }
 324 //___________________________________________________________________
 325 //
 326 // EOF
 327 //