ITS/AliITSVertexerIons.cxx

   1 #include <AliITSVertexerIons.h>
   2 #include "stdlib.h"
   3 #include <TMath.h>
   4 #include <TRandom.h>
   5 #include <TObjArray.h>
   6 #include <TROOT.h>
   7 #include <TFile.h>
   8 #include <TTree.h>
   9 #include <Riostream.h>
  10
  11 #include "AliRun.h"
  12 #include "AliITS.h"
  13 #include "AliITSgeom.h"
  14 #include "AliITSLoader.h"
  15 #include "AliITSRecPoint.h"
  16 #include "AliGenerator.h"
  17 #include "AliMagF.h"
  18
  19 #include <TH1.h>
  20 #include <TF1.h>
  21 #include <TCanvas.h>
  22 #include <AliITSVertex.h>
  23 #include <TObjArray.h>
  24 #include <TObject.h>
  25 #include <AliITSVertexerPPZ.h>
  26 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  27 // AliITSVertexerIons is a class for full 3D primary vertex         //
  28 // finding optimized for Ion-Ion interactions                       //
  29 //                                                                  //
  30 //                                                                  //
  31 //                                                                  //
  32 //                                                                  //
  33 // Written by Giuseppe Lo Re and Francesco Riggi                    //
  34 //
  35 // Giuseppe.Lore@ct.infn.it                                         //
  36 // Franco.Riggi@ct.infn.it                                          //
  37 //                                                                  //
  38 // Release date: May 2001                                           //
  39 //                                                                  //
  40 //                                                                  //
  41 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  42
  43 ClassImp(AliITSVertexerIons)
  44
  45
  46
  47   //______________________________________________________________________
  48   AliITSVertexerIons::AliITSVertexerIons():AliITSVertexer() {
  49   // Default Constructor
  50
  51   fITS = 0;
  52   SetNpThreshold();
  53 }
  54
  55 //______________________________________________________________________
  56 AliITSVertexerIons::AliITSVertexerIons(TString fn):AliITSVertexer(fn) {
  57   // Standard constructor
  58
  59   fITS = 0;
  60   SetNpThreshold();
  61 }
  62
  63
  64 //______________________________________________________________________
  65 AliITSVertexerIons::~AliITSVertexerIons() {
  66   // Default Destructor
  67   fITS = 0;
  68 }
  69
  70 //______________________________________________________________________
  71 AliITSVertex* AliITSVertexerIons::FindVertexForCurrentEvent(Int_t evnumber){
  72   // Defines the AliITSVertex for the current event
  73   fCurrentVertex = 0;
  74   Double_t position[3];
  75   Double_t resolution[3];
  76   Double_t snr[3];
  77   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::GetRunLoader();
  78   AliITSLoader* itsloader =  (AliITSLoader*) rl->GetLoader("ITSLoader");
  79   if(!fITS) {
  80     fITS =(AliITS *)gAlice->GetDetector("ITS");
  81     if(!fITS) {
  82       Error("FindVertexForCurrentEvent","AliITS object was not found");
  83       return fCurrentVertex;
  84     }
  85   }
  86   fITS->SetTreeAddress();
  87   AliITSgeom *g2 = fITS->GetITSgeom();
  88   TClonesArray  *recpoints = fITS->RecPoints();
  89   AliITSRecPoint *pnt;
  90
  91   Int_t nopoints1 = 0;
  92   Int_t nopoints2 = 0;
  93   Double_t vzero[3];
  94   Double_t aspar[2];
  95
  96   //------------ Rough Vertex evaluation ---------------------------------
  97
  98   Int_t i,npoints,ipoint,j,k,max,binmax;
  99   Double_t zCentroid;
 100   Float_t l[3], p[3];
 101
 102   Double_t mxpiu = 0;
 103   Double_t mxmeno = 0;
 104   Double_t mypiu = 0;
 105   Double_t mymeno = 0;
 106
 107   TH1F *hITSz1         = new TH1F("hITSz1","",100,-14.35,14.35);
 108   TTree *tr =  itsloader->TreeR();
 109   for(i=g2->GetStartSPD();i<=g2->GetLastSPD();i++)
 110     {
 111       fITS->ResetRecPoints();
 112       tr->GetEvent(i);
 113       npoints = recpoints->GetEntries();
 114       for (ipoint=0;ipoint<npoints;ipoint++) {
 115         pnt = (AliITSRecPoint*)recpoints->UncheckedAt(ipoint);
 116         l[0]=pnt->GetX();
 117         l[1]=0;
 118         l[2]=pnt->GetZ();
 119         g2->LtoG(i, l, p);
 120         if(i<80 && TMath::Abs(p[2])<14.35) {
 121           if(p[0]>0) mxpiu++;
 122           if(p[0]<0) mxmeno++;
 123           if(p[1]>0) mypiu++;
 124           if(p[1]<0) mymeno++;
 125           hITSz1->Fill(p[2]);
 126         }
 127         if(i>=80 && TMath::Abs(p[2])<14.35) nopoints2++;
 128       }
 129     }
 130
 131   nopoints1 = (Int_t)(hITSz1->GetEntries());
 132
 133   aspar[0] = (mxpiu-mxmeno)/(mxpiu+mxmeno);
 134   aspar[1] = (mypiu-mymeno)/(mypiu+mymeno);
 135
 136   vzero[0] = 5.24441*aspar[0];
 137   vzero[1] = 5.24441*aspar[1];
 138
 139   zCentroid=  TMath::Abs(hITSz1->GetMean());
 140   vzero[2] = -5.31040e-02+1.42198*zCentroid+7.44718e-01*TMath::Power(zCentroid,2)
 141     -5.73426e-01*TMath::Power(zCentroid,3)+2.01500e-01*TMath::Power(zCentroid,4)
 142     -3.34118e-02*TMath::Power(zCentroid,5)+2.20816e-03*TMath::Power(zCentroid,6);
 143
 144   if(hITSz1->GetMean()<0) vzero[2] = -vzero[2];
 145
 146   //cout << "\nXvzero: " << vzero[0] << " cm" << "";
 147   //cout << "\nYvzero: " << vzero[1] << " cm" << "";
 148   //cout << "\nZvzero: " << vzero[2] << " cm" << "\n";
 149
 150   delete hITSz1;
 151
 152   Double_t dphi,r,deltaZ,a,b;
 153   Int_t np1=0;
 154   Int_t np2=0;
 155   Int_t niter=0;
 156
 157   Double_t deltaPhiZ = 0.08;
 158
 159   Float_t mag[3];
 160   Float_t origin[3];
 161   for(Int_t okm=0;okm<3;okm++) origin[okm]=0;
 162   gAlice->Field()->Field(origin,mag);
 163
 164   deltaPhiZ = deltaPhiZ*TMath::Abs(mag[2])/2;
 165   Double_t deltaPhiXY = 1.0;
 166
 167   //cout << "\ndeltaPhiZ: " << deltaPhiZ << " deg" << "\n";
 168   //cout << "deltaPhiXY: " << deltaPhiXY << " deg" << "\n";
 169
 170   Double_t *z1, *z2, *y1, *y2, *x1, *x2, *phi1, *phi2, *r1, *r2;
 171   z1=new Double_t[nopoints1];
 172   z2=new Double_t[nopoints2];
 173   y1=new Double_t[nopoints1];
 174   y2=new Double_t[nopoints2];
 175   x1=new Double_t[nopoints1];
 176   x2=new Double_t[nopoints2];
 177   phi1=new Double_t[nopoints1];
 178   phi2=new Double_t[nopoints2];
 179   r1=new Double_t[nopoints1];
 180   r2=new Double_t[nopoints2];
 181
 182   deltaZ = 4.91617e-01+2.67567e-02*vzero[2]+1.49626e-02*TMath::Power(vzero[2],2);
 183   Float_t multFactorZ = 28000./(Float_t)nopoints1;
 184   Int_t nbin=(Int_t)((deltaZ/0.005)/multFactorZ);
 185   Int_t nbinxy=250;
 186   Int_t *vectorBinZ,*vectorBinXY;
 187   vectorBinZ=new Int_t[nbin];
 188   vectorBinXY=new Int_t[nbinxy];
 189   Float_t f1= 0;
 190   Float_t f2= 0;
 191   Double_t sigma,averagebg;
 192
 193   TH1D *hITSZv         = new TH1D("hITSZv","",nbin,vzero[2]-deltaZ,vzero[2]+deltaZ);
 194   TH1D *hITSXv         = new TH1D("hITSXv","",nbinxy,-3,3);
 195   TH1D *hITSYv         = new TH1D("hITSYv","",nbinxy,-3,3);
 196
 197   //cout << "deltaZeta: " << deltaZ << " cm" << "\n";
 198
 199
 200  start:
 201
 202   hITSZv->Add(hITSZv,-1);
 203   hITSXv->Add(hITSXv,-1);
 204   hITSYv->Add(hITSYv,-1);
 205
 206   np1=np2=0;
 207
 208
 209   for(i=g2->GetStartSPD();i<=g2->GetLastSPD();i++)
 210     {
 211       fITS->ResetRecPoints();
 212       itsloader->TreeR()->GetEvent(i);
 213       npoints = recpoints->GetEntries();
 214       for (ipoint=0;ipoint<npoints;ipoint++) {
 215
 216         pnt = (AliITSRecPoint*)recpoints->UncheckedAt(ipoint);
 217         l[0]=pnt->GetX();
 218         l[1]=0;
 219         l[2]=pnt->GetZ();
 220         g2->LtoG(i, l, p);
 221
 222         if(i<80 && TMath::Abs(p[2])<14.35) {
 223           p[0]=p[0]-vzero[0];
 224           p[1]=p[1]-vzero[1];
 225           r=TMath::Sqrt(TMath::Power(p[0],2)+TMath::Power(p[1],2));
 226           y1[np1]=p[1];
 227           x1[np1]=p[0];
 228           z1[np1]=p[2];
 229           r1[np1]=r;
 230           phi1[np1]=PhiFunc(p);
 231           np1++;
 232         }
 233
 234         if(i>=80 &&  TMath::Abs(p[2])<14.35) {
 235           p[0]=p[0]-vzero[0];
 236           p[1]=p[1]-vzero[1];
 237           r=TMath::Sqrt(TMath::Power(p[0],2)+TMath::Power(p[1],2));
 238           y2[np2]=p[1];
 239           x2[np2]=p[0];
 240           z2[np2]=p[2];
 241           r2[np2]=r;
 242           phi2[np2]=PhiFunc(p);
 243           np2++;
 244         }
 245
 246       }
 247     }
 248
 249   //------------------ Correlation between rec points ----------------------
 250
 251
 252   if(np1<fNpThreshold) {
 253     /*    cout << "Warning: AliITSVertexerIons finder is not reliable for low multiplicity events. May be you have to use AliITSVertexerPPZ.\n";
 254           position[0]=vzero[0];
 255           position[1]=vzero[1];
 256           position[2]=vzero[2];
 257           resolution[0]=-123;
 258           resolution[1]=-123;
 259           resolution[2]=-123;
 260           snr[0]=-123;
 261           snr[1]=-123;
 262           snr[2]=-123;
 263           Char_t name[30];
 264           sprintf(name,"Vertex");
 265           fCurrentVertex = new AliITSVertex(position,resolution,snr,name);
 266           return fCurrentVertex;*/
 267
 268     Warning("FindVertexForCurrentEvent","AliITSVertexerIons finder is not reliable for low multiplicity events. Switching to AliITSVertexerPPZ with default parameters...\n");
 269     Warning("FindVertexForCurrentEvent","N rec points = %d - Threshold is %d",np1,fNpThreshold);
 270     AliITSVertexerPPZ *dovert = new AliITSVertexerPPZ("default");
 271     fCurrentVertex =dovert->FindVertexForCurrentEvent(rl->GetEventNumber());
 272     delete dovert;
 273     return fCurrentVertex;
 274   }
 275
 276
 277   for(j=0; j<(np2)-1; j++) {
 278     for(k=0; k<(np1)-1; k++) {
 279       dphi=TMath::Abs(phi1[k]-phi2[j]);
 280       if(dphi>180) dphi = 360-dphi;
 281       if(dphi<deltaPhiZ && TMath::Abs((z1[k]-(z2[j]-z1[k])/((r2[j]/r1[k])-1))-vzero[2])
 282          <deltaZ) hITSZv->Fill(z1[k]-(z2[j]-z1[k])/((r2[j]/r1[k])-1));
 283     }
 284   }
 285
 286   //cout << "\nNumber of used pairs: \n";
 287
 288   a = vzero[2]-deltaZ;
 289   b = vzero[2]+deltaZ;
 290   max=(Int_t) hITSZv->GetMaximum();
 291   binmax=hITSZv->GetMaximumBin();
 292   sigma=0;
 293   for(i=0;i<nbin;i++) vectorBinZ[i]=(Int_t)hITSZv->GetBinContent(i);
 294   for(i=0;i<10;i++) f1=f1+vectorBinZ[i]/10;
 295   for(i=nbin-10;i<nbin;i++) f2=f2+vectorBinZ[i]/10;
 296   averagebg=(f1+f2)/2;
 297   for(i=0;i<nbin;i++) {
 298     if(vectorBinZ[i]-averagebg>(max-averagebg)*0.4 &&
 299        vectorBinZ[i]-averagebg<(max-averagebg)*0.7) {
 300       sigma=hITSZv->GetBinCenter(binmax)-hITSZv->GetBinCenter(i);
 301       sigma=TMath::Abs(sigma);
 302       if(sigma==0) sigma=0.05;
 303     }
 304   }
 305
 306
 307   TF1 *fz = new TF1 ("fz","([0]*exp(-0.5*((x-[1])/[2])*((x-[1])/[2])))+[3]",a,b);
 308
 309   fz->SetParameter(0,max);
 310   if(niter==0) {Double_t temp = hITSZv->GetBinCenter(binmax); vzero[2]=temp;}
 311   fz->SetParameter(1,vzero[2]);
 312   fz->SetParameter(2,sigma);
 313   fz->SetParameter(3,averagebg);
 314   fz->SetParLimits(2,0,999);
 315   fz->SetParLimits(3,0,999);
 316
 317   hITSZv->Fit("fz","RQ0");
 318
 319   snr[2] = fz->GetParameter(0)/fz->GetParameter(3);
 320   if(snr[2]<0.) {
 321     Error("FindVertexForCurrentEvent","\nNegative Signal to noise ratio for z!!!\n");
 322     Error("FindVertexForCurrentEvent","The algorithm cannot find the z vertex position.\n");
 323     //    exit(123456789);
 324     return fCurrentVertex;
 325   }
 326   else {
 327     position[2] = fz->GetParameter(1);
 328     if(position[2]<0)
 329       {
 330         position[2]=position[2]-TMath::Abs(position[2])*1.11/10000;
 331       }
 332     else
 333       {
 334         position[2]=position[2]+TMath::Abs(position[2])*1.11/10000;
 335       }
 336   }
 337   resolution[2] = fz->GetParError(1);
 338
 339   for(j=0; j<(np2)-1; j++) {
 340     for(k=0; k<(np1)-1; k++) {
 341       dphi=TMath::Abs(phi1[k]-phi2[j]);
 342       if(dphi>180) dphi = 360-dphi;
 343       if(dphi>deltaPhiXY) continue;
 344       if(TMath::Abs((z1[k]-(z2[j]-z1[k])/((r2[j]/r1[k])-1))-position[2])
 345          <4*resolution[2]) {
 346         hITSXv->Fill(vzero[0]+(x2[j]-((x2[j]-x1[k])/(y2[j]-y1[k]))*y2[j]));
 347         hITSYv->Fill(vzero[1]+(y2[j]-((y2[j]-y1[k])/(x2[j]-x1[k]))*x2[j]));
 348       }
 349     }
 350   }
 351
 352   TF1 *fx = new TF1("fx","([0]*exp(-0.5*((x-[1])/[2])*((x-[1])/[2])))+[3]",vzero[0]-0.5,vzero[0]+0.5);
 353
 354   max=(Int_t) hITSXv->GetMaximum();
 355   binmax=hITSXv->GetMaximumBin();
 356   sigma=0;
 357   f1=f2=0;
 358   for(i=0;i<nbinxy;i++) vectorBinXY[i]=(Int_t)hITSXv->GetBinContent(i);
 359   for(i=0;i<10;i++) f1=f1+vectorBinXY[i]/10;
 360   for(i=nbinxy-10;i<nbinxy;i++) f2=f2+vectorBinXY[i]/10;
 361   averagebg=(f1+f2)/2;
 362   for(i=0;i<nbinxy;i++) {
 363     if(vectorBinXY[i]-averagebg>(max-averagebg)*0.4 &&
 364        vectorBinXY[i]-averagebg<(max-averagebg)*0.7) {
 365       sigma=hITSXv->GetBinCenter(binmax)-hITSXv->GetBinCenter(i);
 366       sigma=TMath::Abs(sigma);
 367       if(sigma==0) sigma=0.05;
 368     }
 369   }
 370
 371
 372   fx->SetParameter(0,max);
 373   fx->SetParameter(1,vzero[0]);
 374   fx->SetParameter(2,sigma);
 375   fx->SetParameter(3,averagebg);
 376
 377   hITSXv->Fit("fx","RQ0");
 378
 379   snr[0] = fx->GetParameter(0)/fx->GetParameter(3);
 380
 381   if(snr[0]<0.) {
 382     Error("FindVertexForCurrentEvent","\nNegative Signal to noise ratio for x!\n");
 383     Error("FindVertexForCurrentEvent","The algorithm cannot find the x vertex position\n");
 384     //   exit(123456789);
 385     return fCurrentVertex;
 386   }
 387   else {
 388     position[0]=fx->GetParameter(1);
 389     resolution[0]=fx->GetParError(1);
 390   }
 391
 392   TF1 *fy = new TF1("fy","([0]*exp(-0.5*((x-[1])/[2])*((x-[1])/[2])))+[3]",vzero[1]-0.5,vzero[1]+0.5);
 393
 394   max=(Int_t) hITSYv->GetMaximum();
 395   binmax=hITSYv->GetMaximumBin();
 396   sigma=0;
 397   f1=f2=0;
 398   for(i=0;i<nbinxy;i++) vectorBinXY[i]=(Int_t)hITSYv->GetBinContent(i);
 399   for(i=0;i<10;i++) f1=f1+vectorBinXY[i]/10;
 400   for(i=nbinxy-10;i<nbinxy;i++) f2=f2+vectorBinXY[i]/10;
 401   averagebg=(f1+f2)/2;
 402   for(i=0;i<nbinxy;i++) {
 403     if(vectorBinXY[i]-averagebg>(max-averagebg)*0.4 &&
 404        vectorBinXY[i]-averagebg<(max-averagebg)*0.7) {
 405       sigma=hITSYv->GetBinCenter(binmax)-hITSYv->GetBinCenter(i);
 406       sigma=TMath::Abs(sigma);
 407       if(sigma==0) sigma=0.05;
 408     }
 409   }
 410
 411   fy->SetParameter(0,max);
 412   fy->SetParameter(1,vzero[1]);
 413   fy->SetParameter(2,sigma);
 414   fy->SetParameter(3,averagebg);
 415
 416   hITSYv->Fit("fy","RQ0");
 417
 418   snr[1] = fy->GetParameter(0)/fy->GetParameter(3);
 419   if(snr[1]<0.) {
 420     Error("FindVertexForCurrentEvent","\nNegative Signal to noise ratio for y!\n");
 421     Error("FindVertexForCurrentEvent","The algorithm cannot find the y vertex position.\n");
 422     //    exit(123456789);
 423     return fCurrentVertex;
 424   }
 425   else {
 426     position[1]=fy->GetParameter(1);
 427     resolution[1]=fy->GetParError(1);
 428   }
 429
 430
 431   /*cout << "iter = " << niter << " -> x = " << position[0] << endl;
 432     cout << "iter = " << niter << " -> y = " << position[1] << endl;
 433     cout << "iter = " << niter << " -> z = " << position[2] << endl;
 434     cout << "---\n";*/
 435
 436   niter++;
 437
 438   vzero[0] = position[0];
 439   vzero[1] = position[1];
 440   vzero[2] = position[2];
 441
 442   if(niter<3) goto start;  // number of iterations
 443
 444
 445   cout<<"Number of iterations: "<<niter<<endl;
 446   cout << "\nNo. of Points on the two pixel layers: "<<np1<<" "<<np2<<endl;
 447
 448   delete [] z1;
 449   delete [] z2;
 450   delete [] y1;
 451   delete [] y2;
 452   delete [] x1;
 453   delete [] x2;
 454   delete [] r1;
 455   delete [] r2;
 456   delete [] phi1;
 457   delete [] phi2;
 458   delete [] vectorBinZ;
 459   delete [] vectorBinXY;
 460
 461   delete hITSZv;
 462   delete hITSXv;
 463   delete hITSYv;
 464   Char_t name[30];
 465   //  sprintf(name,"Vertex_%d",evnumber);
 466   if(fDebug>0)Info("FindVertexForCurrentEvent","Vertex found for event %d",evnumber);
 467   sprintf(name,"Vertex");
 468   fCurrentVertex = new AliITSVertex(position,resolution,snr,name);
 469   return fCurrentVertex;
 470 }
 471
 472 //______________________________________________________________________
 473 Double_t AliITSVertexerIons::PhiFunc(Float_t p[]) {
 474   Double_t phi=0;
 475
 476   if(p[1]>0 && p[0]>0) phi=(TMath::ATan((Double_t)(p[1]/p[0]))*57.29578);
 477   if(p[1]>0 && p[0]<0) phi=(TMath::ATan((Double_t)(p[1]/p[0]))*57.29578)+180;
 478   if(p[1]<0 && p[0]<0) phi=(TMath::ATan((Double_t)(p[1]/p[0]))*57.29578)+180;
 479   if(p[1]<0 && p[0]>0) phi=(TMath::ATan((Double_t)(p[1]/p[0]))*57.29578)+360;
 480   return phi;
 481 }
 482
 483 //______________________________________________________________________
 484 void AliITSVertexerIons::FindVertices(){
 485   // computes the vertices of the events in the range FirstEvent - LastEvent
 486   AliRunLoader *rl = AliRunLoader::GetRunLoader();
 487   AliITSLoader* itsloader =  (AliITSLoader*) rl->GetLoader("ITSLoader");
 488   itsloader->LoadRecPoints("read");
 489   for(Int_t i=fFirstEvent;i<=fLastEvent;i++){
 490     rl->GetEvent(i);
 491     FindVertexForCurrentEvent(i);
 492     if(fCurrentVertex){
 493       WriteCurrentVertex();
 494     }
 495     else {
 496       if(fDebug>0){
 497         cout<<"Vertex not found for event "<<i<<endl;
 498       }
 499     }
 500   }
 501 }
 502
 503 //________________________________________________________
 504 void AliITSVertexerIons::PrintStatus() const {
 505   // Print current status
 506   cout <<"=======================================================\n";
 507   cout <<" Debug flag: "<<fDebug<<endl;
 508   cout<<"First event to be processed "<<fFirstEvent;
 509   cout<<"\n Last event to be processed "<<fLastEvent<<endl;
 510   if(fCurrentVertex)fCurrentVertex->PrintStatus();
 511 }