ITS/UPGRADE/DetectorK.h

   1 #ifndef DETECTORK_H
   2 #define DETECTORK_H
   3
   4 #include <TNamed.h>
   5 #include <TList.h>
   6 #include <TGraph.h>
   7 #include <Riostream.h>
   8
   9 /***********************************************************
  10
  11 Fast Simulation tool for Inner Tracker Systems
  12
  13 original code of using the billoir technique was developed
  14 for the HFT (STAR), James H. Thomas, jhthomas@lbl.gov
  15 http://rnc.lbl.gov/~jhthomas
  16
  17 Changes by S. Rossegger
  18
  19 April 2011 - Now uses the Kalman method (aliroot implementation) instead of the Billoir
  20              technique ... (changes by Ruben Shahoyan)
  21
  22 March 2011 - Changes to comply with the Alice Offline coding conventions
  23
  24 Feb. 2011 - Improvement in "lowest pt allowed" -> now uses helix param. for calc. of a,b
  25
  26           - Adding a more sophisticaed efficiency calculation which includes
  27             the possibility to make chi2 cuts via Confidence Levels (method of Ruben Shahoyan)
  28             plus adding 'basic' detection efficiencies per layer ...
  29
  30           - Adding "ITS Stand alone" tracking capabilities via
  31             forward+backward tracking -> Kalman smoothing is then
  32             used for the parameter estimates (important for efficiencies)
  33
  34 Jan. 2011 - Inclusion of ImpactParameter Plots (with vtx estimates)
  35             to allow comparison with ITS performances in pp data
  36
  37 Dec. 2010 - Translation into C++ class format
  38           - Adding various Setters and Getters to build the geometry
  39             (based on cylinders) plus handling of the layer properties
  40
  41
  42 ***********************************************************/
  43
  44 class AliExternalTrackParam;
  45
  46 class DetectorK : public TNamed {
  47  public:
  48   DetectorK();
  49   DetectorK(char *name,char *title);
  50   virtual ~DetectorK();
  51
  52   void AddLayer(char *name, Float_t radius, Float_t radL, Float_t phiRes=999999, Float_t zRes=999999, Float_t eff=1.);
  53
  54   void KillLayer(char *name);
  55   void SetRadius(char *name, Float_t radius);
  56   void SetRadiationLength(char *name, Float_t radL);
  57   void SetResolution(char *name, Float_t phiRes=999999, Float_t zRes=999999);
  58   void SetLayerEfficiency(char *name, Float_t eff=1.0);
  59   void RemoveLayer(char *name);
  60
  61   Float_t GetRadius(char *name);
  62   Float_t GetRadiationLength(char *name);
  63   Float_t GetResolution(char *name, Int_t axis=0);
  64   Float_t GetLayerEfficiency(char *name);
  65
  66   void PrintLayout();
  67   void PlotLayout(Int_t plotDead = kTRUE);
  68
  69   void MakeAliceAllNew(Bool_t flagTPC =1);
  70   void MakeAliceCurrent(Int_t AlignResiduals = 0, Bool_t flagTPC =1);
  71   void AddTPC(Float_t phiResMean, Float_t zResMean, Int_t skip=1);
  72   void RemoveTPC();
  73
  74   void SetBField(Float_t bfield) {fBField = bfield; }
  75   Float_t GetBField() const {return fBField; }
  76   void SetLhcUPCscale(Float_t lhcUPCscale) {fLhcUPCscale = lhcUPCscale; }
  77   Float_t GetLhcUPCscale() const { return fLhcUPCscale; }
  78   void SetParticleMass(Float_t particleMass) {fParticleMass = particleMass; }
  79   Float_t GetParticleMass() const { return fParticleMass; }
  80   void SetIntegrationTime(Float_t integrationTime) {fIntegrationTime = integrationTime; }
  81   Float_t GetIntegrationTime() const { return fIntegrationTime; }
  82   void SetMaxRadiusOfSlowDetectors(Float_t maxRadiusSlowDet) {fMaxRadiusSlowDet =  maxRadiusSlowDet; }
  83   Float_t GetMaxRadiusOfSlowDetectors() const { return fMaxRadiusSlowDet; }
  84   void SetAvgRapidity(Float_t avgRapidity) {fAvgRapidity = avgRapidity; }
  85   Float_t GetAvgRapidity() const { return fAvgRapidity; }
  86   void SetConfidenceLevel(Float_t confLevel) {fConfLevel = confLevel; }
  87   Float_t GetConfidenceLevel() const { return fConfLevel; }
  88
  89    Float_t GetNumberOfActiveLayers() const {return fNumberOfActiveLayers; }
  90
  91   void SolveViaBilloir(Int_t flagD0=1,Int_t print=1, Bool_t allPt=1, Double_t meanPt =0.750);
  92   void SolveDOFminusOneAverage();
  93
  94   // Helper functions
  95   Double_t ThetaMCS                 ( Double_t mass, Double_t RadLength, Double_t momentum ) const;
  96   Double_t ProbGoodHit              ( Double_t radius, Double_t searchRadiusRPhi, Double_t searchRadiusZ )   ;
  97   Double_t ProbGoodChiSqHit         ( Double_t radius, Double_t searchRadiusRPhi, Double_t searchRadiusZ )   ;
  98   Double_t ProbGoodChiSqPlusConfHit ( Double_t radius, Double_t leff, Double_t searchRadiusRPhi, Double_t searchRadiusZ )   ;
  99
 100   // Howard W. hit distribution and convolution integral
 101   Double_t Dist              ( Double_t Z, Double_t radius ) ;
 102   Double_t HitDensity        ( Double_t radius )   ;
 103   Double_t UpcHitDensity     ( Double_t radius )   ;
 104   Double_t IntegratedHitDensity  ( Double_t multiplicity, Double_t radius )   ;
 105   Double_t OneEventHitDensity    ( Double_t multiplicity, Double_t radius ) const   ;
 106   Double_t D0IntegratedEfficiency( Double_t pt, Double_t corrEfficiency[][400] ) const ;
 107
 108   TGraph* GetGraphMomentumResolution(Int_t color, Int_t linewidth=1);
 109   TGraph* GetGraphPointingResolution(Int_t axis,Int_t color, Int_t linewidth=1);
 110   TGraph* GetGraphPointingResolutionTeleEqu(Int_t axis,Int_t color, Int_t linewidth=1);
 111
 112   TGraph* GetGraphImpactParam(Int_t mode, Int_t axis, Int_t color, Int_t linewidth=1);
 113
 114   TGraph* GetGraphRecoEfficiency(Int_t particle, Int_t color, Int_t linewidth=1);
 115
 116   TGraph* GetGraph(Int_t number, Int_t color, Int_t linewidth=1);
 117
 118   void MakeStandardPlots(Bool_t add =0, Int_t color=1, Int_t linewidth=1,Bool_t onlyPionEff=0);
 119
 120   // method to extend AliExternalTrackParam functionality
 121   Bool_t GetXatLabR(AliExternalTrackParam* tr,Double_t r,Double_t &x, Double_t bz, Int_t dir=0) const;
 122
 123  protected:
 124
 125   Int_t fNumberOfLayers;        // total number of layers in the model
 126   Int_t fNumberOfActiveLayers;  // number of active layers in the model
 127   TList fLayers;                // List of layer pointers
 128   Float_t fBField;              // Magnetic Field in Tesla
 129   Float_t fLhcUPCscale;         // UltraPeripheralElectrons: scale from RHIC to LHC
 130   Float_t fIntegrationTime;     // electronics integration time
 131   Float_t fConfLevel;           // Confidence Level for the tracking
 132   Float_t fAvgRapidity;         // rapidity of the track (= mean)
 133   Float_t fParticleMass;        // Particle used for tracking. Standard: mass of pion
 134   Double_t fMaxRadiusSlowDet;   // Maximum radius for slow detectors.  Fast detectors
 135                                 // and only fast detectors reside outside this radius.
 136
 137   enum {kMaxNumberOfDetectors = 200};
 138
 139   Double_t fTransMomenta[400];                          // array of transverse momenta
 140   Double_t fMomentumRes[400];                           // array of momentum resolution
 141   Double_t fResolutionRPhi[400];                        // array of rphi resolution
 142   Double_t fResolutionZ[400];                           // array of z resolution
 143   Double_t fDetPointRes[kMaxNumberOfDetectors][400];    // array of rphi resolution per layer
 144   Double_t fDetPointZRes[kMaxNumberOfDetectors][400];   // array of z resolution per layer
 145   Double_t fEfficiency[3][400];                         // efficiency for different particles
 146
 147   ClassDef(DetectorK,1);
 148 };
 149
 150 #endif