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 /* $Id$ */
  16 /** @file    AliFMDv1.cxx
  17     @author  Christian Holm Christensen <cholm@nbi.dk>
  18     @date    Mon Mar 27 12:48:51 2006
  19     @brief   Concrete implementation of FMD detector driver - detailed
  20     version
  21     @ingroup FMD_sim
  22 */
  23 //____________________________________________________________________
  24 //
  25 // Forward Multiplicity Detector based on Silicon wafers. This class
  26 // contains the base procedures for the Forward Multiplicity detector
  27 // Detector consists of 3 sub-detectors FMD1, FMD2, and FMD3, each of
  28 // which has 1 or 2 rings of silicon sensors.
  29 // This class contains the detailed version of the FMD - that is, hits
  30 // are produced during simulation.
  31 //
  32 // See also the class AliFMD for a more detailed explanation of the
  33 // various componets.
  34 //
  35 #include <TVirtualMC.h>         // ROOT_TVirtualMC
  36 #include <AliRun.h>             // ALIRUN_H
  37 #include <AliMC.h>              // ALIMC_H
  38 #include <AliLog.h>             // ALILOG_H
  39 #include "AliFMDv1.h"           // ALIFMDV1_H
  40 // #include "AliFMDGeometryBuilder.h"
  41 #include "AliFMDGeometry.h"
  42 #include "AliFMDDetector.h"
  43 #include "AliFMDRing.h"
  44 #include <TParticlePDG.h>
  45 #include <TDatabasePDG.h>
  46 #include "AliFMDHit.h"
  47
  48 //____________________________________________________________________
  49 ClassImp(AliFMDv1)
  50 #if 0
  51   ; // This is here to keep Emacs for indenting the next line
  52 #endif
  53
  54
  55 //____________________________________________________________________
  56 Bool_t
  57 AliFMDv1::VMC2FMD(TLorentzVector& v, UShort_t& detector,
  58                   Char_t& ring, UShort_t& sector, UShort_t& strip) const
  59 {
  60   // Convert VMC coordinates to detector coordinates
  61   TVirtualMC* mc = TVirtualMC::GetMC();
  62   AliFMDGeometry*  fmd = AliFMDGeometry::Instance();
  63
  64   // Get track position
  65   mc->TrackPosition(v);
  66   Int_t moduleno; mc->CurrentVolOffID(fmd->GetModuleOff(), moduleno);
  67   Int_t iring;    mc->CurrentVolOffID(fmd->GetRingOff(), iring);
  68   ring = Char_t(iring);
  69   Int_t det;      mc->CurrentVolOffID(fmd->GetDetectorOff(), det);
  70   detector = det;
  71
  72
  73   // Get the ring geometry
  74   //Int_t     nsec = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetNSectors();
  75   Int_t     nstr  = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetNStrips();
  76   Double_t  lowr  = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetMinR();
  77   Double_t  theta = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetTheta();
  78   Double_t  pitch = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetPitch();
  79
  80   // Figure out the strip number
  81   Double_t r     = TMath::Sqrt(v.X() * v.X() + v.Y() * v.Y());
  82   Int_t    str   = Int_t((r - lowr) / pitch);
  83   if (str < 0 || str >= nstr) return kFALSE;
  84   strip          = str;
  85
  86   // Figure out the sector number
  87   Double_t phi    = TMath::ATan2(v.Y(), v.X()) * 180. / TMath::Pi();
  88   if (phi < 0) phi = 360. + phi;
  89   Double_t t      = phi - 2 * moduleno * theta;
  90   sector          = 2 * moduleno;
  91   if (t < 0 || t > 2 * theta) return kFALSE;
  92   else if (t > theta)         sector += 1;
  93
  94   AliDebug(40, Form("<1> Inside an active FMD volume FMD%d%c[%2d,%3d] %s",
  95                     detector, ring, sector, strip, mc->CurrentVolPath()));
  96   return kTRUE;
  97 }
  98
  99 //____________________________________________________________________
 100 Bool_t
 101 AliFMDv1::VMC2FMD(Int_t copy, TLorentzVector& v,
 102                   UShort_t& detector, Char_t& ring,
 103                   UShort_t& sector, UShort_t& strip) const
 104 {
 105   // Convert VMC coordinates to detector coordinates
 106   TVirtualMC* mc = TVirtualMC::GetMC();
 107   AliFMDGeometry* fmd = AliFMDGeometry::Instance();
 108
 109   strip = copy - 1;
 110   Int_t sectordiv; mc->CurrentVolOffID(fmd->GetSectorOff(), sectordiv);
 111   if (fmd->GetModuleOff() >= 0) {
 112     Int_t module;    mc->CurrentVolOffID(fmd->GetModuleOff(), module);
 113     sector = 2 * module + sectordiv;
 114   }
 115   else
 116     sector = sectordiv;
 117   AliDebug(30, Form("Getting ring volume with offset %d -> %s",
 118                     fmd->GetRingOff(),
 119                     mc->CurrentVolOffName(fmd->GetRingOff())));
 120   Int_t iring;     mc->CurrentVolOffID(fmd->GetRingOff(), iring);
 121   ring = Char_t(iring);
 122   Int_t det;       mc->CurrentVolOffID(fmd->GetDetectorOff(), det);
 123   detector = det;
 124
 125   //Double_t  rz  = fmd->GetDetector(detector)->GetRingZ(ring);
 126   AliFMDDetector* gdet  = fmd->GetDetector(detector);
 127   AliFMDRing*     gring = gdet->GetRing(ring);
 128   if (!gring) {
 129     AliFatal(Form("Ring %c not found (volume was %s at offset %d in path %s)",
 130                   ring, fmd->GetRingOff(),
 131                   mc->CurrentVolOffName(fmd->GetRingOff()),
 132                   mc->CurrentVolPath()));
 133   }
 134   Int_t n = gring->GetNSectors();
 135 #if 0
 136   if (rz < 0) {
 137     Int_t s = ((n - sector + n / 2) % n) + 1;
 138     AliDebug(1, Form("Recalculating sector to %d (=%d-%d+%d/2%%%d+1 z=%f)",
 139                      s, n, sector, n, n, rz));
 140     sector = s;
 141   }
 142 #endif
 143   if (sector < 1 || sector > n) {
 144     AliWarning(Form("sector # %d out of range (0-%d)", sector-1, n-1));
 145     return kFALSE;
 146   }
 147   sector--;
 148   // Get track position
 149   mc->TrackPosition(v);
 150   AliDebug(15, Form("<2> Inside an active FMD volume FMD%d%c[%2d,%3d] %s",
 151                     detector, ring, sector, strip, mc->CurrentVolPath()));
 152
 153   return kTRUE;
 154 }
 155
 156
 157 //____________________________________________________________________
 158 Bool_t
 159 AliFMDv1::CheckHit(Int_t trackno, Int_t pdg, Float_t absQ,
 160                    const TLorentzVector& p, Float_t edep) const
 161 {
 162   // Check that a hit is good
 163   if (AliLog::GetDebugLevel("FMD", "AliFMD") < 5) return kFALSE;
 164   TVirtualMC* mc   = TVirtualMC::GetMC();
 165   Double_t mass    = mc->TrackMass();
 166   Double_t poverm  = (mass == 0 ? 0 : p.P() / mass);
 167
 168   // This `if' is to debug abnormal energy depositions.  We trigger on
 169   // p/m approx larger than or equal to a MIP, and a large edep - more
 170   // than 1 keV - a MIP is 100 eV.
 171   if (!(edep > absQ * absQ && poverm > 1)) return kFALSE;
 172
 173   TArrayI procs;
 174   mc->StepProcesses(procs);
 175   TString processes;
 176   for (Int_t ip = 0; ip < procs.fN; ip++) {
 177     if (ip != 0) processes.Append(",");
 178     processes.Append(TMCProcessName[procs.fArray[ip]]);
 179   }
 180   TDatabasePDG* pdgDB        = TDatabasePDG::Instance();
 181   TParticlePDG* particleType = pdgDB->GetParticle(pdg);
 182   TString pname(particleType ? particleType->GetName() : "???");
 183   TString what;
 184   if (mc->IsTrackEntering())    what.Append("entering ");
 185   if (mc->IsTrackExiting())     what.Append("exiting ");
 186   if (mc->IsTrackInside())      what.Append("inside ");
 187   if (mc->IsTrackDisappeared()) what.Append("disappeared ");
 188   if (mc->IsTrackStop())        what.Append("stopped ");
 189   if (mc->IsNewTrack())         what.Append("new ");
 190   if (mc->IsTrackAlive())       what.Append("alive ");
 191   if (mc->IsTrackOut())         what.Append("out ");
 192
 193   Int_t mother = gAlice->GetMCApp()->GetPrimary(trackno);
 194   AliDebug(15, Form("Track # %5d deposits a lot of energy\n"
 195                     "  Volume:    %s\n"
 196                     "  Momentum:  (%7.4f,%7.4f,%7.4f)\n"
 197                     "  PDG:       %d (%s)\n"
 198                     "  Edep:      %-14.7f keV (mother %d)\n"
 199                     "  p/m:       %-7.4f/%-7.4f = %-14.7f\n"
 200                     "  Processes: %s\n"
 201                     "  What:      %s\n",
 202                     trackno, mc->CurrentVolPath(), p.X(), p.Y(), p.Z(),
 203                     pdg, pname.Data(), edep, mother, p.P(), mass,
 204                     poverm, processes.Data(), what.Data()));
 205   return kTRUE;
 206 }
 207
 208
 209 //____________________________________________________________________
 210 void
 211 AliFMDv1::StepManager()
 212 {
 213   // Member function that is executed each time a hit is made in the
 214   // FMD.  None-charged particles are ignored.   Dead tracks  are
 215   // ignored.
 216   //
 217   // The procedure is as follows:
 218   //
 219   //   - IF NOT track is alive THEN RETURN ENDIF
 220   //   - IF NOT particle is charged THEN RETURN ENDIF
 221   //   - IF NOT volume name is "STRI" or "STRO" THEN RETURN ENDIF
 222   //   - Get strip number (volume copy # minus 1)
 223   //   - Get phi division number (mother volume copy #)
 224   //   - Get module number (grand-mother volume copy #)
 225   //   - section # = 2 * module # + phi division # - 1
 226   //   - Get ring Id from volume name
 227   //   - Get detector # from grand-grand-grand-mother volume name
 228   //   - Get pointer to sub-detector object.
 229   //   - Get track position
 230   //   - IF track is entering volume AND track is inside real shape THEN
 231   //   -   Reset energy deposited
 232   //   -   Get track momentum
 233   //   -   Get particle ID #
 234   ///  - ENDIF
 235   //   - IF track is inside volume AND inside real shape THEN
 236   ///  -   Update energy deposited
 237   //   - ENDIF
 238   //   - IF track is inside real shape AND (track is leaving volume,
 239   //         or it died, or it is stopped  THEN
 240   //   -   Create a hit
 241   //   - ENDIF
 242   //
 243   TVirtualMC* mc = TVirtualMC::GetMC();
 244   if (!mc->IsTrackAlive()) return;
 245   Double_t absQ = TMath::Abs(mc->TrackCharge());
 246   if (absQ <= 0) return;
 247
 248   Int_t copy;
 249   Int_t vol = mc->CurrentVolID(copy);
 250   AliFMDGeometry*  fmd = AliFMDGeometry::Instance();
 251   if (!fmd->IsActive(vol)) {
 252     AliDebug(50, Form("Not an FMD volume %d '%s'",vol,mc->CurrentVolName()));
 253     return;
 254   }
 255   TLorentzVector v;
 256   UShort_t       detector;
 257   Char_t         ring;
 258   UShort_t       sector;
 259   UShort_t       strip;
 260
 261   if (fmd->IsDetailed()) {
 262     if (!VMC2FMD(copy, v, detector, ring, sector, strip)) return;
 263   } else {
 264     if (!VMC2FMD(v, detector, ring, sector, strip)) return;
 265   }
 266   TLorentzVector p;
 267   mc->TrackMomentum(p);
 268   Int_t    trackno = gAlice->GetMCApp()->GetCurrentTrackNumber();
 269   Int_t    pdg     = mc->TrackPid();
 270   Double_t edep    = mc->Edep() * 1000; // keV
 271   Bool_t   isBad   = CheckHit(trackno, pdg, absQ, p, edep);
 272
 273   // Check that the track is actually within the active area
 274   Bool_t entering = mc->IsTrackEntering();
 275   Bool_t inside   = mc->IsTrackInside();
 276   Bool_t out      = (mc->IsTrackExiting()|| mc->IsTrackDisappeared()||
 277                      mc->IsTrackStop());
 278   // Reset the energy deposition for this track, and update some of
 279   // our parameters.
 280   if (entering) {
 281     AliDebug(15, Form("Track # %8d entering active FMD volume %s: "
 282                       "Edep=%f (%f,%f,%f)", trackno, mc->CurrentVolPath(),
 283                       edep, v.X(), v.Y(), v.Z()));
 284     fCurrentP      = p;
 285     fCurrentV      = v;
 286     fCurrentDeltaE = edep;
 287     fCurrentPdg    = pdg; // mc->IdFromPDG(pdg);
 288   }
 289   // If the track is inside, then update the energy deposition
 290   if (inside && fCurrentDeltaE >= 0) {
 291     fCurrentDeltaE += edep;
 292     AliDebug(15, Form("Track # %8d inside active FMD volume %s: Edep=%f, "
 293                       "Accumulated Edep=%f  (%f,%f,%f)", trackno,
 294                       mc->CurrentVolPath(), edep, fCurrentDeltaE,
 295                       v.X(), v.Y(), v.Z()));
 296   }
 297   // The track exits the volume, or it disappeared in the volume, or
 298   // the track is stopped because it no longer fulfills the cuts
 299   // defined, then we create a hit.
 300   if (out) {
 301     if (fCurrentDeltaE >= 0) {
 302       fCurrentDeltaE += edep;
 303       AliDebug(15, Form("Track # %8d exiting active FMD volume %s: Edep=%g, "
 304                         "Accumulated Edep=%g (%f,%f,%f)", trackno,
 305                         mc->CurrentVolPath(), edep, fCurrentDeltaE,
 306                         v.X(), v.Y(), v.Z()));
 307       TVector3 cur(v.Vect());
 308       cur -= fCurrentV.Vect();
 309       Double_t len = cur.Mag();
 310       AliFMDHit* h =
 311         AddHitByFields(trackno, detector, ring, sector, strip,
 312                        fCurrentV.X(),  fCurrentV.Y(), fCurrentV.Z(),
 313                        fCurrentP.X(),  fCurrentP.Y(), fCurrentP.Z(),
 314                        fCurrentDeltaE, fCurrentPdg,   fCurrentV.T(),
 315                        len, mc->IsTrackDisappeared()||mc->IsTrackStop());
 316       // Add a copy
 317       if (isBad && fBad) {
 318         new ((*fBad)[fBad->GetEntries()]) AliFMDHit(*h);
 319       }
 320       // Check the geometry that we can get back the coordinates.
 321 #ifdef CHECK_TRANS
 322       Double_t x, y, z;
 323       fmd->Detector2XYZ(detector, ring, sector, strip, x, y ,z);
 324       AliDebug(1, Form("Hit at (%f,%f,%f), geometry says (%f,%f,%f)",
 325                        fCurrentV.X(), fCurrentV.Y(), fCurrentV.Z(), x, y, z));
 326 #endif
 327     }
 328     fCurrentDeltaE = -1;
 329   }
 330 }
 331 //___________________________________________________________________
 332 //
 333 // EOF
 334 //