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  *                                                                        *
   8  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   9  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
  10  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  11  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  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(kTRUE),
 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::Instance()
 199 {
 200 // returns instance of class
 201  if (fgLLWeights)
 202   {
 203     return fgLLWeights;
 204   }
 205  else
 206   {
 207    fgLLWeights = new AliHBTLLWeights();
 208    return fgLLWeights;
 209   }
 210 }
 211
 212
 213 Double_t AliHBTLLWeights::GetWeight(const AliHBTPair* partpair)
 214 {
 215 // calculates weight for a pair
 216   static const Double_t cmtofm = 1.e13;
 217
 218   AliHBTParticle *part1 = partpair->Particle1();
 219   AliHBTParticle *part2 = partpair->Particle2();
 220
 221   if ( (part1 == 0x0) || (part2 == 0x0))
 222    {
 223      Error("GetWeight","Null particle pointer");
 224      return 0.0;
 225    }
 226
 227
 228 //eats a lot of time
 229   if ( (part1->Px() == part2->Px()) &&
 230        (part1->Py() == part2->Py()) &&
 231        (part1->Pz() == part2->Pz()) )
 232    {
 233      return 0.0;
 234    }
 235
 236   if ((!fRandomPosition) &&
 237       (part1->Vx()  == part2->Vx()) &&
 238       (part1->Vy()  == part2->Vy()) &&
 239       (part1->Vz()  == part2->Vz()) )
 240     {
 241       return 0.0;
 242     }
 243
 244   FSI_MOM.P1X = part1->Px();
 245   FSI_MOM.P1Y = part1->Py();
 246   FSI_MOM.P1Z = part1->Pz();
 247
 248   FSI_MOM.P2X = part2->Px();
 249   FSI_MOM.P2Y = part2->Py();
 250   FSI_MOM.P2Z = part2->Pz();
 251
 252   FSI_COOR.X1 = part1->Vx()*cmtofm;
 253   FSI_COOR.Y1 = part1->Vy()*cmtofm;
 254   FSI_COOR.Z1 = part1->Vz()*cmtofm;
 255   FSI_COOR.T1 = part1->T();
 256
 257   FSI_COOR.X2 = part2->Vx()*cmtofm;
 258   FSI_COOR.Y2 = part2->Vy()*cmtofm;
 259   FSI_COOR.Z2 = part2->Vz()*cmtofm;
 260   FSI_COOR.T2 = part2->T();
 261
 262   ltran12();
 263
 264   //this must  be after ltran12 because it would overwrite what we set below
 265   if (fRandomPosition)
 266    {
 267      Double_t rxcm = fSigma*gRandom->Gaus();
 268      Double_t rycm = fSigma*gRandom->Gaus();
 269      Double_t rzcm = fSigma*gRandom->Gaus();
 270
 271      FSI_PRF.X=rxcm*fgkWcons;
 272      FSI_PRF.Y=rycm*fgkWcons;
 273      FSI_PRF.Z=rzcm*fgkWcons;
 274      FSI_PRF.T=0.;
 275
 276      Double_t rps=rxcm*rxcm+rycm*rycm+rzcm*rzcm;
 277      Double_t rp=TMath::Sqrt(rps);
 278      setpdist(rp);
 279    }
 280
 281   fsiw();
 282   return LEDWEIGHT.WEIN;
 283 }
 284 /************************************************************/
 285
 286 void AliHBTLLWeights::Init()
 287 {
 288 //initial parameters of model
 289
 290   FSI_NS.NS = fApproximationModel;
 291
 292   LEDWEIGHT.ITEST = fTest;
 293   if(fTest)
 294    {
 295      FSI_NS.ICH = fColoumbSwitch;
 296      FSI_NS.ISI = fStrongInterSwitch;
 297      FSI_NS.IQS = fQuantStatSwitch;
 298      FSI_NS.I3C = fColWithResidNuclSwitch;
 299      LEDWEIGHT.IRANPOS = fRandomPosition;
 300    }
 301
 302   if ( (fPID1 == 0) || (fPID2 == 0) )
 303    {
 304      Fatal("Init","Particles types are not set");
 305      return;//pro forma
 306    }
 307   FSI_NS.LL = GetPairCode(fPID1,fPID2);
 308
 309   if (FSI_NS.LL == 0)
 310    {
 311      Fatal("Init","Particles types are not supported");
 312      return;//pro forma
 313    }
 314
 315
 316   TParticlePDG* tpart1 = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(fPID1);
 317   if (tpart1 == 0x0)
 318    {
 319      Fatal("init","We can not find particle with ID=%d in PDG DataBase",fPID1);
 320      return;
 321    }
 322
 323   FSI_POC.AM1=tpart1->Mass();
 324   FSI_POC.C1=tpart1->Charge();
 325
 326   TParticlePDG* tpart2 = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(fPID2);
 327 //lv
 328   if (tpart2 == 0x0)
 329    {
 330      Fatal("init","We can not find particle with ID=%d in our DataBase",fPID2);
 331      return;
 332    }
 333
 334   FSI_POC.AM2=tpart2->Mass();
 335   FSI_POC.C1=tpart2->Charge();
 336
 337   led_bldata();
 338   fsiini();
 339
 340
 341 //constants for radii simulation
 342
 343   if(fRandomPosition)
 344    {
 345      fSigma =TMath::Sqrt(2.)*fRadius;
 346    }
 347 }
 348 /************************************************************/
 349
 350 Int_t AliHBTLLWeights::GetPairCode(const AliHBTPair* partpair)
 351 {
 352 //returns Code corresponding to that pair
 353  return GetPairCode(partpair->Particle1()->GetPdgCode(),partpair->Particle2()->GetPdgCode());
 354 }
 355 /************************************************************/
 356
 357 Int_t AliHBTLLWeights::GetPairCode(Int_t pid1,Int_t pid2)
 358 {
 359 // returns code corresponding to the pair of PIDs
 360 //   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
 361 //   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
 362 //   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
 363 //   NS=1 y/n:  +  +  +  +   +    -   -  -  -  -   -   -   -  -  -  -  -   -  -    -    -    -  -   - -  -      -      -
 364
 365 //alphas, deuterons and tyts are NOT supported here
 366
 367   Int_t chargefactor = 1;
 368   Int_t hpid; //pid in higher row
 369   Int_t lpid; //pid in lower row
 370   Int_t code; //pairCode
 371
 372   Bool_t swap;
 373
 374 //determine the order of selcetion in switch
 375   if (TMath::Abs(pid1) < TMath::Abs(pid2) )
 376    {
 377     if (pid1<0) chargefactor=-1;
 378     hpid=pid2*chargefactor;
 379     lpid=pid1*chargefactor;
 380     swap = kFALSE;
 381    }
 382   else
 383    {
 384     if (pid2<0) chargefactor=-1;
 385     hpid=pid1*chargefactor;
 386     lpid=pid2*chargefactor;
 387     swap = kTRUE;
 388    }
 389
 390 //mlv
 391    hpid=pid1;
 392    lpid=pid2;
 393
 394
 395 //Determine the pair code
 396   switch (hpid) //switch on first  particle id
 397    {
 398      case kNeutron:
 399       switch (lpid)
 400        {
 401          case kNeutron:
 402            code = 1;  //neutron neutron
 403            break;
 404
 405          case kProton:
 406            code = 3;  //neutron proton
 407            break;
 408
 409          case kLambda0:
 410            code = 28;  //neutron lambda
 411            break;
 412
 413          default:
 414            return 0; //given pair not supported
 415            break;
 416        }
 417       break;
 418
 419      case kProton:
 420       switch (lpid)
 421        {
 422          case kProton:
 423            code = 2; //proton proton
 424            break;
 425
 426          case kLambda0:
 427            code = 27;//proton lambda
 428            break;
 429
 430          default:
 431            return 0; //given pair not supported
 432            break;
 433
 434        }
 435       break;
 436
 437      case kPiPlus:
 438
 439       switch (lpid)
 440        {
 441          case kPiPlus:
 442            code = 7; //piplus piplus
 443            break;
 444
 445          case kPiMinus:
 446            code = 5; //piplus piminus
 447            break;
 448
 449          case kKMinus:
 450            code = 10; //piplus Kminus
 451            break;
 452
 453          case kKPlus:
 454            code = 11; //piplus Kplus
 455            break;
 456
 457          case kProton:
 458            code = 12; //piplus proton
 459            chargefactor*=-1;
 460            break;
 461
 462          default:
 463            return 0; //given pair not supported
 464            break;
 465        }
 466       break;
 467      case kPi0:
 468       switch (lpid)
 469        {
 470          case kPi0:
 471            code = 6;
 472            break;
 473
 474          default:
 475            return 0; //given pair not supported
 476            break;
 477        }
 478       break;
 479
 480      case kKPlus:
 481       switch (lpid)
 482        {
 483          case kKMinus:
 484            code = 14; //Kplus Kminus
 485            break;
 486
 487          case kKPlus:
 488            code = 15; //Kplus Kplus
 489            break;
 490
 491          case kProton:
 492            code = 16; //Kplus proton
 493            break;
 494
 495          default:
 496            return 0; //given pair not supported
 497            break;
 498        }
 499       break;
 500
 501      case kKMinus:
 502       switch (lpid)
 503        {
 504          case kProton:
 505            code = 17; //Kminus proton
 506            chargefactor*=1;
 507            break;
 508
 509          default:
 510            return 0; //given pair not supported
 511            break;
 512        }
 513       break;
 514
 515      case kK0:
 516       switch (lpid)
 517        {
 518          case kK0:
 519            code = 2; //Kzero Kzero
 520            break;
 521
 522          case kK0Bar:
 523            code = 17; //Kzero KzeroBar
 524            break;
 525
 526          default:
 527            return 0; //given pair not supported
 528            break;
 529        }
 530       break;
 531
 532      default: return 0;
 533    }
 534   return code;
 535 }
 536 /************************************************************/
 537
 538 void AliHBTLLWeights::SetTest(Bool_t rtest)
 539 {
 540   //Sets fTest member
 541   fTest = rtest;
 542 }
 543 /************************************************************/
 544
 545 void AliHBTLLWeights::SetColoumb(Bool_t col)
 546 {
 547   // (ICH in fortran code) Coulomb interaction between the two particles ON (OFF)
 548   fColoumbSwitch = col;
 549 }
 550 /************************************************************/
 551
 552 void AliHBTLLWeights::SetQuantumStatistics(Bool_t qss)
 553 {
 554   //IQS: quantum statistics for the two particles ON (OFF)
 555   //if non-identical particles automatically off
 556   fQuantStatSwitch = qss;
 557 }
 558 /************************************************************/
 559
 560 void AliHBTLLWeights::SetStrongInterSwitch(Bool_t sis)
 561 {
 562   //ISI: strong interaction between the two particles ON (OFF)
 563   fStrongInterSwitch = sis;
 564 }
 565 /************************************************************/
 566
 567 void AliHBTLLWeights::SetColWithResidNuclSwitch(Bool_t crn)
 568 {
 569   //I3C: Coulomb interaction with residual nucleus ON (OFF)
 570   fColWithResidNuclSwitch = crn;
 571 }
 572 /************************************************************/
 573
 574 void AliHBTLLWeights::SetApproxModel(Int_t ap)
 575 {
 576   //sets  Model of Approximation (NS in Fortran code)
 577   fApproximationModel=ap;
 578 }
 579 /************************************************************/
 580
 581 void AliHBTLLWeights::SetRandomPosition(Bool_t rp)
 582 {
 583  //ON=kTRUE(OFF=kFALSE)
 584  //ON -- calculation of the Gauss source radii
 585  //if the generator don't allows the source generation (for example MeVSim)
 586  //if ON the following parameters are requested:
 587  fRandomPosition = rp;
 588 }
 589 /************************************************************/
 590
 591 void AliHBTLLWeights::SetR1dw(Double_t R)
 592 {
 593   //spherical source model radii
 594   fRadius=R;
 595 }
 596 /************************************************************/
 597
 598 void AliHBTLLWeights::SetParticlesTypes(Int_t pid1, Int_t pid2)
 599 {
 600   //set AliRoot particles types
 601   fPID1 = pid1;
 602   fPID2 = pid2;
 603 }
 604 /************************************************************/
 605
 606 void AliHBTLLWeights::SetNucleusCharge(Double_t ch)
 607 {
 608   // not used now  (see comments in fortran code)
 609   fNuclCharge=ch;
 610 }
 611 /************************************************************/
 612
 613 void AliHBTLLWeights::SetNucleusMass(Double_t mass)
 614 {
 615   // (see comments in fortran code)
 616   fNuclMass=mass;
 617 }