FMD/scripts/GetXsection.C

   1 //____________________________________________________________________
   2 //
   3 // $Id$
   4 //
   5 // Script to get the various cross sections, energy loss, and ranges
   6 // of a particular particle type in a particular medium.
   7 //
   8 // This script should be compiled to speed it up.
   9 //
  10 // It creates a tree on the current output file, with the relevant
  11 // information.
  12 //
  13 // Note, that VMC _must_ be the TGeant3TGeo VMC.
  14 //
  15 #include <TArrayF.h>
  16 #include <TTree.h>
  17 #include <TMath.h>
  18 #include <iostream>
  19 #include <TVirtualMC.h>
  20 #include <TDatabasePDG.h>
  21 #include <TString.h>
  22 #include <TGeoManager.h>
  23 #include <TGeoMedium.h>
  24 #include <TGeant3.h>
  25
  26 //____________________________________________________________________
  27 struct Mech
  28 {
  29   char*    name;
  30   char*    title;
  31   char*    unit;
  32   TArrayF  values;
  33   int      status;
  34 };
  35
  36
  37 //____________________________________________________________________
  38 void
  39 GetXsection(const char* medName, const char* pdgName,
  40             Int_t n=91, Float_t emin=1e-5, Float_t emax=1e4)
  41 {
  42   TArrayF tkine(n);
  43   Float_t dp   = 1/TMath::Log10(emax/emin);
  44   Float_t pmin = TMath::Log10(emin);
  45   tkine[0]     = emin;
  46   for (Int_t i=1; i < tkine.fN; i++) {
  47     Float_t el = pmin + i * dp;
  48     tkine[i]   = TMath::Power(10, el);
  49   }
  50   TArrayF cuts(5);
  51   cuts.Reset(1e-4);
  52
  53   Mech mechs[] =
  54     {{ "HADF","total hadronic x-section according to FLUKA","cm^{1}",n,0},
  55      { "INEF","hadronic inelastic x-section according to FLUKA","cm^{1}",n,0},
  56      { "ELAF","hadronic elastic x-section according to FLUKA","cm^{1}",n,0},
  57      { "HADG","total hadronic x-section according to GHEISHA","cm^{1}",n,0},
  58      { "INEG","hadronic inelastic x-section according to GHEISHA","cm^{1}",n,0},
  59      { "ELAG","hadronic elastic x-section according to GHEISHA","cm^{1}",n,0},
  60      { "FISG","nuclear fission x-section according to GHEISHA","cm^{1}",n,0},
  61      { "CAPG","neutron capture x-section according to GHEISHA","cm^{1}",n,0},
  62      { "LOSS","stopping power","cm^{1}",n,0},
  63      { "PHOT","photoelectric x-section","MeV/cm",n,0},
  64      { "ANNI","positron annihilation x-section","cm^{1}",n,0},
  65      { "COMP","Compton effect x-section","cm^{1}",n,0},
  66      { "BREM","bremsstrahlung x-section","cm^{1}",n,0},
  67      { "PAIR","photon and muon direct- pair x-section","cm^{1}",n,0},
  68      { "DRAY","delta-rays x-section","cm^{1}",n,0},
  69      { "PFIS","photo-fission x-section","cm^{1}",n,0},
  70      { "RAYL","Rayleigh scattering x-section","cm^{1}",n,0},
  71      { "MUNU","muon-nuclear interaction x-section","cm^{1}",n,0},
  72      { "RANG","range","cm",n,0},
  73      { "STEP","maximum step","cm",n,0},
  74      { 0, 0, 0, 0, 0}};
  75   TGeant3* mc = (TGeant3*)gMC;
  76   if (!mc) {
  77     std::cerr << "Couldn't get VMC" << std::endl;
  78     return;
  79   }
  80   TGeoMedium* medium = gGeoManager->GetMedium(medName);
  81   if (!medium) {
  82     std::cerr << "Couldn't find medium " << medName << std::endl;
  83     return;
  84   }
  85   Int_t medNo = medium->GetMaterial()->GetUniqueID();
  86   TDatabasePDG* pdgDb = TDatabasePDG::Instance();
  87   TParticlePDG* pdgP  = pdgDb->GetParticle(pdgName);
  88   if (!pdgP) {
  89     std::cerr << "Couldn't find particle " << pdgName << std::endl;
  90     return;
  91   }
  92   Int_t pdgNo = pdgP->PdgCode();
  93   Int_t pidNo = mc->IdFromPDG(pdgNo);
  94
  95   Mech* mech = &(mechs[0]);
  96   Int_t nMech = 0;
  97   Int_t nOk = 0;
  98   TString vars("T/F");
  99   while (mech->name) {
 100     cout << mech->name << ": " << mech->title << " ... " << std::flush;
 101     nMech++;
 102     Int_t ixst;
 103     mc->Gftmat(medNo, pidNo, mech->name, n,
 104                tkine.fArray, mech->values.fArray, cuts.fArray, ixst);
 105     mech->status = ixst;
 106     if (ixst) {
 107       nOk++;
 108       vars.Append(Form(":%s", mech->name));
 109       if (!strcmp("LOSS", mech->name)) {
 110         for (Int_t i = 0; i < n; i++)
 111           std::cout << i << "\t" << tkine[i] << "\t"
 112                     << mech->values[i] << std::endl;
 113       }
 114     }
 115     std::cout << (ixst ? "ok" : "failed") << std::endl;
 116     mech++;
 117   }
 118   // TFile* file = TFile::Open(Form("xsec-%d.root", pdgNo),
 119   // "RECREATE");
 120   TArrayF cache(nOk+1);
 121   TTree* tree = new TTree(Form("%s_%s", medName, pdgName),
 122                           Form("%s_%s", medName, pdgName));
 123   tree->Branch("xsec", cache.fArray, vars.Data());
 124   for (Int_t i = 0; i < n; i++) {
 125     cache[0] = tkine[i];
 126     Int_t k = 0;
 127     for (Int_t j = 0; j < nMech; j++) {
 128       if (mechs[j].status) {
 129         if (!strcmp(mechs[j].name, "LOSS"))
 130           std::cout << tkine[i] << "\t" << mechs[j].values[i] << std::endl;
 131         cache[k+1] = mechs[j].values[i];
 132         k++;
 133       }
 134     }
 135     std::cout << k << "\t" << (k == nOk) << std::endl;
 136     tree->Fill();
 137   }
 138   tree->Write();
 139 }
 140 //____________________________________________________________________
 141 //
 142 // EOF
 143 //