HBTAN/AliHBTLLWeights.cxx

   1 #include "AliHBTLLWeights.h"
   2 /**************************************************************************
   3  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  *                                                                        *
   5  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   6  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   7  *                                                                        *
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   9  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
  10  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
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  12  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  13  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  14  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  15  **************************************************************************/
  16
  17 //_________________________________________________________________________
  18 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  19 //
  20 //  class AliHBTLLWeights
  21 //
  22 //  This class introduces the weight's calculation
  23 //  according to the Lednicky's algorithm.
  24 //
  25 //
  26 //  fsiw.f, fsiini.f
  27 //
  28 //  Description from fortran code by author R. Lednicky
  29 //
  30 //  Calculates final state interaction (FSI) weights
  31 //  WEIF = weight due to particle - (effective) nucleus FSI (p-N)
  32 //  WEI  = weight due to p-p-N FSI
  33 //  WEIN = weight due to p-p FSI; note that WEIN=WEI if I3C=0;
  34 //                                note that if I3C=1 the calculation of
  35 //                                WEIN can be skipped by putting J=0
  36 //.......................................................................
  37 //  Correlation Functions:
  38 //  CF(p-p-N)   = sum(WEI)/sum(WEIF)
  39 //  CF(p-p)     = sum(WEIN)/sum(1); here the nucleus is completely
  40 //                                  inactive
  41 //  CF(p-p-"N") = sum(WEIN*WEIF')/sum(WEIF'), where WEIN and WEIF'
  42 //                are not correlated (calculated at different emission
  43 //                points, e.g., for different events);
  44 //                thus here the nucleus affects one-particle
  45 //                spectra but not the correlation
  46 //.......................................................................
  47 //  User must supply data file <fn> on unit NUNIT (e.g. =11) specifying
  48 //  LL   : particle pair
  49 //  NS   : approximation used to calculate Bethe-Salpeter amplitude
  50 //  ITEST: test switch
  51 //         If ITEST=1 then also following parameters are required
  52 //  ICH  : 1(0) Coulomb interaction between the two particles ON (OFF)
  53 //  IQS  : 1(0) quantum statistics for the two particles ON (OFF)
  54 //  ISI  : 1(0) strong interaction between the two particles ON (OFF)
  55 //  I3C  : 1(0) Coulomb interaction with residual nucleus ON (OFF)
  56 //  This data file can contain other information useful for the user.
  57 //  It is read by subroutines READINT4 and READREA8(4) (or READ_FILE).
  58 //  -------------------------------------------------------------------
  59 //-   LL       1  2  3  4   5    6   7  8  9 10  11  12  13  14 15 16 17
  60 //-   part. 1: n  p  n alfa pi+ pi0 pi+ n  p pi+ pi+ pi+ pi- K+ K+ K+ K-
  61 //-   part. 2: n  p  p alfa pi- pi0 pi+ d  d  K-  K+  p   p  K- K+ p  p
  62 //   NS=1 y/n: +  +  +  +   +    -   -  -  -  -   -   -   -  -  -  -  -
  63 //  -------------------------------------------------------------------
  64 //-   LL       18  19 20  21  22 23 24 25 26    27     28
  65 //-   part. 1:  d  d   t  t   K0 K0  d p  p      p      n
  66 //-   part. 2:  d alfa t alfa K0 K0b t t alfa lambda lambda
  67 //   NS=1 y/n:  -  -   -  -   -  -   - -  -      +      +
  68 //  -------------------------------------------------------------------
  69 //   NS=1  Square well potential,
  70 //   NS=3  not used
  71 //   NS=4  scattered wave approximated by the spherical wave,
  72 //   NS=2  same as NS=4 but the approx. of equal emission times in PRF
  73 //       not required (t=0 approx. used in all other cases).
  74 //   Note: if NS=2,4, the B-S amplitude diverges at zero distance r* in
  75 //       the two-particle c.m.s.; user can specify a cutoff AA in
  76 //       SUBROUTINE FSIINI, for example:
  77 //       IF(NS.EQ.2.OR.NS.EQ.4)AA=5.D0 !! in 1/GeV --> AA=1. fm
  78 //  ------------------------------------------------------------------
  79 //  ITEST=1 any values of parameters ICH, IQS, ISI, I3C are allowed
  80 //          and should be given in data file <fn>
  81 //  ITEST=0 physical values of these parameters are put automatically
  82 //          in FSIINI (their values are not required in data file)
  83 //=====================================================================
  84 //  At the beginning of calculation user should call FSIINI,
  85 //  which reads LL, NS, ITEST (and eventually ICH, IQS, ISI, I3C)
  86 //  and initializes various parameters.
  87 //  In particular the constants in
  88 //    COMMON/FSI_CONS/PI,PI2,SPI,DR,W
  89 //  may be useful for the user:
  90 //   W=1/.1973D0    ! from fm to 1/GeV
  91 //   PI=4*DATAN(1.D0)
  92 //   PI2=2*PI
  93 //   SPI=DSQRT(PI)
  94 //   DR=180.D0/PI   ! from radian to degree
  95 //    _______________________________________________________
  96 //  !! |Important note: all real quantities are assumed REAL*8 | !!
  97 //    -------------------------------------------------------
  98 //  For each event user should fill in the following information
  99 //  in COMMONs (all COMMONs in FSI calculation start with FSI_):
 100 //  ...................................................................
 101 //   COMMON/FSI_POC/AMN,AM1,AM2,CN,C1,C2,AC1,AC2
 102 //  Only
 103 //       AMN  = mass of the effective nucleus   [GeV/c**2]
 104 //       CN   = charge of the effective nucleus [elem. charge units]
 105 //  are required
 106 //  ...................................................................
 107 //   COMMON/FSI_MOM/P1X,P1Y,P1Z,E1,P1, !part. momenta in the rest frame
 108 //  1               P2X,P2Y,P2Z,E2,P2  !of effective nucleus (NRF)
 109 //  Only the components
 110 //                      PiX,PiY,PiZ  [GeV/c]
 111 //  in NRF are required.
 112 //  To make the corresponding Lorentz transformation user can use the
 113 //  subroutines LTRAN and LTRANB
 114 //  ...................................................................
 115 //  COMMON/FSI_COOR/X1,Y1,Z1,T1,R1,     ! 4-coord. of emission
 116 //  1               X2,Y2,Z2,T2,R2      ! points in NRF
 117 //  The componets
 118 //                     Xi,Yi,Zi  [fm]
 119 //  and emission times
 120 //                        Ti   [fm/c]
 121 //  should be given in NRF with the origin assumed at the center
 122 //  of the effective nucleus. If the effect of residual nucleus is
 123 //  not calculated within FSIW, the NRF can be any fixed frame.
 124 //  --------------------------------------------------------------------
 125 //  Before calling FSIW the user must call
 126 //   CALL LTRAN12
 127 //  Besides Lorentz transformation to pair rest frame:
 128 //  (p1-p2)/2 --> k* it also transforms 4-coordinates of
 129 //  emission points from fm to 1/GeV and calculates Ei,Pi and Ri.
 130 //  Note that |k*|=AK in COMMON/FSI_PRF/
 131 //  --------------------------------------------------------------------
 132 //  After making some additional filtering using k* (say k* < k*max)
 133 //  or direction of vector k*,
 134 //  user can finally call FSIW to calculate the FSI weights
 135 //  to be used to construct the correlation function
 136 //======================================================================
 137
 138
 139 /*******************************************************************/
 140 /******      ROUTINES    USED    FOR     COMMUNUCATION      ********/
 141 /********************     WITH      FORTRAN     ********************/
 142 /*******************************************************************/
 143 #ifndef WIN32
 144 # define led_bldata led_bldata_
 145 # define fsiini fsiini_
 146 # define ltran12 ltran12_
 147 # define fsiw fsiw_
 148 # define setpdist setpdist_
 149 # define type_of_call
 150 #else
 151 # define led_bldata LED_BLDATA
 152 # define fsiini FSIINI
 153 # define ltran12 LTRAN12
 154 # define fsiw FSIW
 155 # define setpdist SETPDIST
 156 # define type_of_call _stdcall
 157 #endif
 158 /****************************************************************/
 159 extern "C" void type_of_call led_bldata();
 160 extern "C" void type_of_call fsiini();
 161 extern "C" void type_of_call ltran12();
 162 extern "C" void type_of_call fsiw();
 163 extern "C" void type_of_call setpdist(Double_t& r);
 164 /**************************************************************/
 165
 166 #include "AliHBTPair.h"
 167 #include "AliHBTParticle.h"
 168 #include "WLedCOMMONS.h"
 169 #include <TList.h>
 170 #include <TRandom.h>
 171 #include <TMath.h>
 172 #include <TPDGCode.h>
 173
 174
 175 ClassImp(AliHBTLLWeights)
 176
 177 AliHBTLLWeights* AliHBTLLWeights::fgLLWeights = 0x0;
 178 const Double_t AliHBTLLWeights::fgkWcons = 1./0.1973;
 179
 180 AliHBTLLWeights::AliHBTLLWeights():
 181  fTest(kTRUE),
 182  fColoumbSwitch(kTRUE),
 183  fQuantStatSwitch(kTRUE),
 184  fStrongInterSwitch(kTRUE),
 185  fColWithResidNuclSwitch(kFALSE),
 186  fNuclMass(0.0),
 187  fNuclCharge(0.0),
 188  fRandomPosition(kFALSE),
 189  fRadius(0.0),
 190  fPID1(0),
 191  fPID2(0),
 192  fSigma(0.0)
 193 {
 194 // Default Constructor
 195 }
 196 /**************************************************************/
 197
 198 AliHBTLLWeights::AliHBTLLWeights(const AliHBTLLWeights &/*source*/):
 199  TObject(),
 200  fTest(kTRUE),
 201  fColoumbSwitch(kTRUE),
 202  fQuantStatSwitch(kTRUE),
 203  fStrongInterSwitch(kTRUE),
 204  fColWithResidNuclSwitch(kFALSE),
 205  fNuclMass(0.0),
 206  fNuclCharge(0.0),
 207  fRandomPosition(kFALSE),
 208  fRadius(0.0),
 209  fPID1(0),
 210  fPID2(0),
 211  fSigma(0.0)
 212 {
 213   //Copy ctor needed by the coding conventions but not used
 214   Fatal("AliHBTLLWeights","copy ctor not implemented");
 215 }
 216 /************************************************************/
 217
 218 AliHBTLLWeights& AliHBTLLWeights::operator=(const AliHBTLLWeights& /*source*/)
 219 {
 220   //Assignment operator needed by the coding conventions but not used
 221   Fatal("AliHBTLLWeights","assignment operator not implemented");
 222   return * this;
 223 }
 224 /************************************************************/
 225
 226 AliHBTLLWeights* AliHBTLLWeights::Instance()
 227 {
 228 // returns instance of class
 229  if (fgLLWeights)
 230   {
 231     return fgLLWeights;
 232   }
 233  else
 234   {
 235    fgLLWeights = new AliHBTLLWeights();
 236    return fgLLWeights;
 237   }
 238 }
 239
 240
 241 Double_t AliHBTLLWeights::GetWeight(const AliHBTPair* partpair)
 242 {
 243 // calculates weight for a pair
 244   static const Double_t cmtofm = 1.e13;
 245   static const Double_t cmtoOneOverGeV = cmtofm*fgkWcons;
 246
 247   AliHBTParticle *part1 = partpair->Particle1();
 248   AliHBTParticle *part2 = partpair->Particle2();
 249
 250   if ( (part1 == 0x0) || (part2 == 0x0))
 251    {
 252      Error("GetWeight","Null particle pointer");
 253      return 0.0;
 254    }
 255
 256
 257 //eats a lot of time
 258   if ( (part1->Px() == part2->Px()) &&
 259        (part1->Py() == part2->Py()) &&
 260        (part1->Pz() == part2->Pz()) )
 261    {
 262      return 0.0;
 263    }
 264
 265   if ((!fRandomPosition) &&
 266       (part1->Vx()  == part2->Vx()) &&
 267       (part1->Vy()  == part2->Vy()) &&
 268       (part1->Vz()  == part2->Vz()) )
 269     {
 270       return 0.0;
 271     }
 272
 273   FSI_MOM.P1X = part1->Px();
 274   FSI_MOM.P1Y = part1->Py();
 275   FSI_MOM.P1Z = part1->Pz();
 276
 277   FSI_MOM.P2X = part2->Px();
 278   FSI_MOM.P2Y = part2->Py();
 279   FSI_MOM.P2Z = part2->Pz();
 280
 281   FSI_COOR.X1 = part1->Vx()*cmtoOneOverGeV;
 282   FSI_COOR.Y1 = part1->Vy()*cmtoOneOverGeV;
 283   FSI_COOR.Z1 = part1->Vz()*cmtoOneOverGeV;
 284   FSI_COOR.T1 = part1->T();
 285
 286   FSI_COOR.X2 = part2->Vx()*cmtoOneOverGeV;
 287   FSI_COOR.Y2 = part2->Vy()*cmtoOneOverGeV;
 288   FSI_COOR.Z2 = part2->Vz()*cmtoOneOverGeV;
 289   FSI_COOR.T2 = part2->T();
 290
 291   ltran12();
 292
 293   //this must  be after ltran12 because it would overwrite what we set below
 294   if (fRandomPosition)
 295    {
 296      Double_t rxcm = fSigma*gRandom->Gaus();
 297      Double_t rycm = fSigma*gRandom->Gaus();
 298      Double_t rzcm = fSigma*gRandom->Gaus();
 299
 300      FSI_PRF.X=rxcm*fgkWcons;
 301      FSI_PRF.Y=rycm*fgkWcons;
 302      FSI_PRF.Z=rzcm*fgkWcons;
 303      FSI_PRF.T=0.;
 304
 305      Double_t rps=rxcm*rxcm+rycm*rycm+rzcm*rzcm;
 306      Double_t rp=TMath::Sqrt(rps);
 307      setpdist(rp);
 308    }
 309
 310   fsiw();
 311   return LEDWEIGHT.WEIN;
 312 }
 313 /************************************************************/
 314
 315 void AliHBTLLWeights::Init()
 316 {
 317 //initial parameters of model
 318
 319   FSI_NS.NS = fApproximationModel;
 320
 321   LEDWEIGHT.ITEST = fTest;
 322   if(fTest)
 323    {
 324      FSI_NS.ICH = fColoumbSwitch;
 325      FSI_NS.ISI = fStrongInterSwitch;
 326      FSI_NS.IQS = fQuantStatSwitch;
 327      FSI_NS.I3C = fColWithResidNuclSwitch;
 328      LEDWEIGHT.IRANPOS = fRandomPosition;
 329    }
 330
 331   if ( (fPID1 == 0) || (fPID2 == 0) )
 332    {
 333      Fatal("Init","Particles types are not set");
 334      return;//pro forma
 335    }
 336   FSI_NS.LL = GetPairCode(fPID1,fPID2);
 337
 338   if (FSI_NS.LL == 0)
 339    {
 340      Fatal("Init","Particles types are not supported");
 341      return;//pro forma
 342    }
 343
 344
 345   TParticlePDG* tpart1 = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(fPID1);
 346   if (tpart1 == 0x0)
 347    {
 348      Fatal("init","We can not find particle with ID=%d in PDG DataBase",fPID1);
 349      return;
 350    }
 351
 352   FSI_POC.AM1=tpart1->Mass();
 353   FSI_POC.C1=tpart1->Charge();
 354
 355   TParticlePDG* tpart2 = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(fPID2);
 356 //lv
 357   if (tpart2 == 0x0)
 358    {
 359      Fatal("init","We can not find particle with ID=%d in our DataBase",fPID2);
 360      return;
 361    }
 362
 363   FSI_POC.AM2=tpart2->Mass();
 364   FSI_POC.C1=tpart2->Charge();
 365
 366   led_bldata();
 367   fsiini();
 368
 369
 370 //constants for radii simulation
 371
 372   if(fRandomPosition)
 373    {
 374      fSigma =TMath::Sqrt(2.)*fRadius;
 375    }
 376 }
 377 /************************************************************/
 378
 379 Int_t AliHBTLLWeights::GetPairCode(const AliHBTPair* partpair)
 380 {
 381 //returns Code corresponding to that pair
 382  return GetPairCode(partpair->Particle1()->GetPdgCode(),partpair->Particle2()->GetPdgCode());
 383 }
 384 /************************************************************/
 385
 386 Int_t AliHBTLLWeights::GetPairCode(Int_t pid1,Int_t pid2)
 387 {
 388 // returns code corresponding to the pair of PIDs
 389 //   pairCode   1  2  3  4   5    6   7  8  9 10  11  12  13  14 15 16 17 18  19  20   21   22  23 24 25 26    27     28
 390 //   hpid:      n  p  n alfa pi+ pi0 pi+ n  p pi+ pi+ pi+ pi- K+ K+ K+ K-  d  d    t   t    K0  K0  d p  p      p      n
 391 //   lpid:      n  p  p alfa pi- pi0 pi+ d  d  K-  K+  p   p  K- K+ p  p   d alfa  t  alfa  K0  K0b t t alfa lambda lambda
 392 //   NS=1 y/n:  +  +  +  +   +    -   -  -  -  -   -   -   -  -  -  -  -   -  -    -    -    -  -   - -  -      -      -
 393
 394 //alphas, deuterons and tyts are NOT supported here
 395
 396   Int_t chargefactor = 1;
 397   Int_t hpid; //pid in higher row
 398   Int_t lpid; //pid in lower row
 399   Int_t code; //pairCode
 400
 401   Bool_t swap;
 402
 403 //determine the order of selcetion in switch
 404   if (TMath::Abs(pid1) < TMath::Abs(pid2) )
 405    {
 406     if (pid1<0) chargefactor=-1;
 407     hpid=pid2*chargefactor;
 408     lpid=pid1*chargefactor;
 409     swap = kFALSE;
 410    }
 411   else
 412    {
 413     if (pid2<0) chargefactor=-1;
 414     hpid=pid1*chargefactor;
 415     lpid=pid2*chargefactor;
 416     swap = kTRUE;
 417    }
 418
 419 //mlv
 420    hpid=pid1;
 421    lpid=pid2;
 422
 423
 424 //Determine the pair code
 425   switch (hpid) //switch on first  particle id
 426    {
 427      case kNeutron:
 428       switch (lpid)
 429        {
 430          case kNeutron:
 431            code = 1;  //neutron neutron
 432            break;
 433
 434          case kProton:
 435            code = 3;  //neutron proton
 436            break;
 437
 438          case kLambda0:
 439            code = 28;  //neutron lambda
 440            break;
 441
 442          default:
 443            return 0; //given pair not supported
 444            break;
 445        }
 446       break;
 447
 448      case kProton:
 449       switch (lpid)
 450        {
 451          case kProton:
 452            code = 2; //proton proton
 453            break;
 454
 455          case kLambda0:
 456            code = 27;//proton lambda
 457            break;
 458
 459          default:
 460            return 0; //given pair not supported
 461            break;
 462
 463        }
 464       break;
 465
 466      case kPiPlus:
 467
 468       switch (lpid)
 469        {
 470          case kPiPlus:
 471            code = 7; //piplus piplus
 472            break;
 473
 474          case kPiMinus:
 475            code = 5; //piplus piminus
 476            break;
 477
 478          case kKMinus:
 479            code = 10; //piplus Kminus
 480            break;
 481
 482          case kKPlus:
 483            code = 11; //piplus Kplus
 484            break;
 485
 486          case kProton:
 487            code = 12; //piplus proton
 488            chargefactor*=-1;
 489            break;
 490
 491          default:
 492            return 0; //given pair not supported
 493            break;
 494        }
 495       break;
 496      case kPi0:
 497       switch (lpid)
 498        {
 499          case kPi0:
 500            code = 6;
 501            break;
 502
 503          default:
 504            return 0; //given pair not supported
 505            break;
 506        }
 507       break;
 508
 509      case kKPlus:
 510       switch (lpid)
 511        {
 512          case kKMinus:
 513            code = 14; //Kplus Kminus
 514            break;
 515
 516          case kKPlus:
 517            code = 15; //Kplus Kplus
 518            break;
 519
 520          case kProton:
 521            code = 16; //Kplus proton
 522            break;
 523
 524          default:
 525            return 0; //given pair not supported
 526            break;
 527        }
 528       break;
 529
 530      case kKMinus:
 531       switch (lpid)
 532        {
 533          case kProton:
 534            code = 17; //Kminus proton
 535            chargefactor*=1;
 536            break;
 537
 538          default:
 539            return 0; //given pair not supported
 540            break;
 541        }
 542       break;
 543
 544      case kK0:
 545       switch (lpid)
 546        {
 547          case kK0:
 548            code = 2; //Kzero Kzero
 549            break;
 550
 551          case kK0Bar:
 552            code = 17; //Kzero KzeroBar
 553            break;
 554
 555          default:
 556            return 0; //given pair not supported
 557            break;
 558        }
 559       break;
 560
 561      default: return 0;
 562    }
 563   return code;
 564 }
 565 /************************************************************/
 566
 567 void AliHBTLLWeights::SetTest(Bool_t rtest)
 568 {
 569   //Sets fTest member
 570   fTest = rtest;
 571 }
 572 /************************************************************/
 573
 574 void AliHBTLLWeights::SetColoumb(Bool_t col)
 575 {
 576   // (ICH in fortran code) Coulomb interaction between the two particles ON (OFF)
 577   fColoumbSwitch = col;
 578 }
 579 /************************************************************/
 580
 581 void AliHBTLLWeights::SetQuantumStatistics(Bool_t qss)
 582 {
 583   //IQS: quantum statistics for the two particles ON (OFF)
 584   //if non-identical particles automatically off
 585   fQuantStatSwitch = qss;
 586 }
 587 /************************************************************/
 588
 589 void AliHBTLLWeights::SetStrongInterSwitch(Bool_t sis)
 590 {
 591   //ISI: strong interaction between the two particles ON (OFF)
 592   fStrongInterSwitch = sis;
 593 }
 594 /************************************************************/
 595
 596 void AliHBTLLWeights::SetColWithResidNuclSwitch(Bool_t crn)
 597 {
 598   //I3C: Coulomb interaction with residual nucleus ON (OFF)
 599   fColWithResidNuclSwitch = crn;
 600 }
 601 /************************************************************/
 602
 603 void AliHBTLLWeights::SetApproxModel(Int_t ap)
 604 {
 605   //sets  Model of Approximation (NS in Fortran code)
 606   fApproximationModel=ap;
 607 }
 608 /************************************************************/
 609
 610 void AliHBTLLWeights::SetRandomPosition(Bool_t rp)
 611 {
 612  //ON=kTRUE(OFF=kFALSE)
 613  //ON -- calculation of the Gauss source radii
 614  //if the generator don't allows the source generation (for example MeVSim)
 615  //if ON the following parameters are requested:
 616  fRandomPosition = rp;
 617 }
 618 /************************************************************/
 619
 620 void AliHBTLLWeights::SetR1dw(Double_t R)
 621 {
 622   //spherical source model radii
 623   fRadius=R;
 624 }
 625 /************************************************************/
 626
 627 void AliHBTLLWeights::SetParticlesTypes(Int_t pid1, Int_t pid2)
 628 {
 629   //set AliRoot particles types
 630   fPID1 = pid1;
 631   fPID2 = pid2;
 632 }
 633 /************************************************************/
 634
 635 void AliHBTLLWeights::SetNucleusCharge(Double_t ch)
 636 {
 637   // not used now  (see comments in fortran code)
 638   fNuclCharge=ch;
 639 }
 640 /************************************************************/
 641
 642 void AliHBTLLWeights::SetNucleusMass(Double_t mass)
 643 {
 644   // (see comments in fortran code)
 645   fNuclMass=mass;
 646 }