MUON/AliMUONGeometryBuilder.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *      SigmaEffect_thetadegrees                                                                  *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpeateose. It is      *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 // $Id$
  17 //
  18 // Class AliMUONGeometryBuilder
  19 // ----------------------------
  20 // MUON manager class for geometry construction,
  21 // separated form AliMUONv1
  22 //
  23 // Author: Ivana Hrivnacova, IPN Orsay
  24
  25 #include <TClonesArray.h>
  26 #include <TGeoMatrix.h>
  27 #include <TVirtualMC.h>
  28
  29 #include "AliMUONGeometryBuilder.h"
  30 #include "AliMUON.h"
  31 #include "AliMUONChamber.h"
  32 #include "AliMUONConstants.h"
  33 #include "AliMUONVGeometryBuilder.h"
  34 #include "AliMUONChamberGeometry.h"
  35 #include "AliMUONGeometryEnvelope.h"
  36 #include "AliMUONGeometryConstituent.h"
  37 #include "AliMagF.h"
  38 #include "AliRun.h"
  39
  40 ClassImp(AliMUONGeometryBuilder)
  41
  42 //______________________________________________________________________________//___________________________________________
  43 AliMUONGeometryBuilder::AliMUONGeometryBuilder()
  44   : TObject(),
  45     fMUON(0),
  46     fGlobalTransformation(0),
  47     fGeometryBuilders(0)
  48 {
  49 // Default constructor
  50 }
  51
  52 //______________________________________________________________________________//___________________________________________
  53 AliMUONGeometryBuilder::AliMUONGeometryBuilder(AliMUON* muon)
  54   : TObject(),
  55     fMUON(muon),
  56     fGlobalTransformation(0),
  57     fGeometryBuilders(0)
  58 {
  59 // Standars constructor
  60
  61   // Define the global transformation:
  62   // Transformation from the old ALICE coordinate system to a new one:
  63   // x->-x, z->-z
  64   TGeoRotation* rotGlobal
  65     = new TGeoRotation("rotGlobal", 90., 180., 90., 90., 180., 0.);
  66   fGlobalTransformation = new TGeoCombiTrans(0., 0., 0., rotGlobal);
  67
  68   fGeometryBuilders = new TObjArray(AliMUONConstants::NCh());
  69 }
  70
  71 //______________________________________________________________________________
  72 AliMUONGeometryBuilder::AliMUONGeometryBuilder(const AliMUONGeometryBuilder& right)
  73   : TObject(right)
  74 {
  75   // copy constructor (not implemented)
  76
  77   Fatal("AliMUONGeometryBuilder", "Copy constructor not provided.");
  78 }
  79
  80 //______________________________________________________________________________
  81 AliMUONGeometryBuilder::~AliMUONGeometryBuilder()
  82 {
  83 // Destructor
  84
  85   delete fGlobalTransformation;
  86
  87   if (fGeometryBuilders){
  88     fGeometryBuilders->Delete();
  89     delete fGeometryBuilders;
  90   }
  91 }
  92
  93 //______________________________________________________________________________
  94 AliMUONGeometryBuilder&
  95 AliMUONGeometryBuilder::operator=(const AliMUONGeometryBuilder& right)
  96 {
  97   // assignement operator (not implemented)
  98
  99   // check assignement to self
 100   if (this == &right) return *this;
 101
 102   Fatal("operator =", "Assignement operator not provided.");
 103
 104   return *this;
 105 }
 106
 107 //
 108 // private functions
 109 //
 110
 111 //______________________________________________________________________________
 112 void AliMUONGeometryBuilder::PlaceVolume(const TString& name, const TString& mName,
 113                             Int_t copyNo, const TGeoHMatrix& matrix,
 114                             Int_t npar, Double_t* param, const char* only) const
 115 {
 116 // Place the volume specified by name with the given transformation matrix
 117 // ---
 118
 119   // Do not apply global transformation
 120   // if mother volume == DDIP
 121   // (as it is applied on this volume)
 122   TGeoHMatrix transform(matrix);
 123   if (mName == TString("DDIP")) {
 124     transform = (*fGlobalTransformation) * transform;
 125                // To be changed to (*fGlobalTransformation).inverse()
 126                // when available in TGeo
 127                // To make this correct also for a general case when
 128                // (*fGlobalTransformation) * *fGlobalTransformation) != 1
 129   }
 130
 131   // Decompose transformation
 132   const Double_t* xyz = transform.GetTranslation();
 133   const Double_t* rm = transform.GetRotationMatrix();
 134
 135   //cout << "Got translation: "
 136   //     << xyz[0] << " " << xyz[1] << " " << xyz[2] << endl;
 137
 138   //cout << "Got rotation: "
 139   //     << rm[0] << " " << rm[1] << " " << rm[2] << endl
 140   //     << rm[3] << " " << rm[4] << " " << rm[5] << endl
 141   //     << rm[6] << " " << rm[7] << " " << rm[8] << endl;
 142
 143   // Check for presence of rotation
 144   // (will be nice to be available in TGeo)
 145   const Double_t kTolerance = 1e-04;
 146   Bool_t isRotation = true;
 147   if (TMath::Abs(rm[0] - 1.) < kTolerance &&
 148       TMath::Abs(rm[1] - 0.) < kTolerance &&
 149       TMath::Abs(rm[2] - 0.) < kTolerance &&
 150       TMath::Abs(rm[3] - 0.) < kTolerance &&
 151       TMath::Abs(rm[4] - 1.) < kTolerance &&
 152       TMath::Abs(rm[5] - 0.) < kTolerance &&
 153       TMath::Abs(rm[6] - 0.) < kTolerance &&
 154       TMath::Abs(rm[7] - 0.) < kTolerance &&
 155       TMath::Abs(rm[8] - 1.) < kTolerance) isRotation = false;
 156
 157   Int_t krot = 0;
 158   if (isRotation) {
 159     TGeoRotation rot;
 160     rot.SetMatrix(const_cast<Double_t*>(transform.GetRotationMatrix()));
 161     Double_t theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3;
 162     rot.GetAngles(theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 163
 164     //cout << "angles: "
 165     //     << theta1 << " " << phi1 << " "
 166     //     << theta2 << " " << phi2 << " "
 167     //     << theta3 << " " << phi3 << endl;
 168
 169     fMUON->AliMatrix(krot, theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 170   }
 171
 172   // Place the volume in ALIC
 173   if (npar == 0)
 174     gMC->Gspos(name, copyNo, mName, xyz[0], xyz[1], xyz[2] , krot, only);
 175   else
 176     gMC->Gsposp(name, copyNo, mName, xyz[0], xyz[1], xyz[2] , krot, only,
 177                 param, npar);
 178
 179 }
 180
 181 //
 182 // public functions
 183 //
 184
 185 //______________________________________________________________________________
 186 void AliMUONGeometryBuilder::CreateGeometry()
 187 {
 188 //
 189 // Construct geometry using geometry builders.
 190 //
 191
 192   for (Int_t i=0; i<fGeometryBuilders->GetEntriesFast(); i++) {
 193
 194     // Get the builder
 195     AliMUONVGeometryBuilder* builder
 196       = (AliMUONVGeometryBuilder*)fGeometryBuilders->At(i);
 197
 198     // Create geometry with each builder
 199     if (builder) {
 200       builder->CreateGeometry();
 201       builder->SetTransformations();
 202     }
 203   }
 204
 205   for (Int_t j=0; j<AliMUONConstants::NCh(); j++) {
 206
 207     AliMUONChamberGeometry* geometry = fMUON->Chamber(j).GetGeometry();
 208
 209     if (!geometry) continue;
 210           // Skip chambers with not defined geometry
 211
 212     // Loop over envelopes
 213     const TObjArray* kEnvelopes = geometry->GetEnvelopes();
 214     for (Int_t k=0; k<kEnvelopes->GetEntriesFast(); k++) {
 215
 216       // Get envelope
 217       AliMUONGeometryEnvelope* env = (AliMUONGeometryEnvelope*)kEnvelopes->At(k);
 218       const TGeoCombiTrans* kEnvTrans = env->GetTransformation();
 219       const char* only = "ONLY";
 220       if (env->IsMANY()) only = "MANY";
 221
 222       if (env->IsVirtual() && env->GetConstituents()->GetEntriesFast() == 0 ) {
 223         // virtual envelope + nof constituents = 0
 224         //         => not allowed;
 225         //            empty virtual envelope has no sense
 226         Fatal("CreateGeometry", "Virtual envelope must have constituents.");
 227         return;
 228       }
 229
 230       if (!env->IsVirtual() && env->GetConstituents()->GetEntriesFast() > 0 ) {
 231         // non virtual envelope + nof constituents > 0
 232         //        => not allowed;
 233         //           use VMC to place constituents
 234         Fatal("CreateGeometry", "Non virtual envelope cannot have constituents.");
 235         return;
 236       }
 237
 238       if (!env->IsVirtual() && env->GetConstituents()->GetEntriesFast() == 0 ) {
 239         // non virtual envelope + nof constituents = 0
 240         //        => place envelope in ALICE by composed transformation:
 241         //           Tglobal * Tch * Tenv
 242
 243         // Compound chamber transformation with the envelope one
 244         TGeoHMatrix total
 245           = (*fGlobalTransformation) *
 246             (*geometry->GetTransformation()) *
 247             (*kEnvTrans);
 248         PlaceVolume(env->GetName(), geometry->GetMotherVolume(),
 249                     env->GetCopyNo(), total, 0, 0, only);
 250       }
 251
 252       if (env->IsVirtual() && env->GetConstituents()->GetEntriesFast() > 0 ) {
 253         // virtual envelope + nof constituents > 0
 254         //         => do not place envelope and place constituents
 255         //            in ALICE by composed transformation:
 256         //            Tglobal * Tch * Tenv * Tconst
 257
 258         for  (Int_t l=0; l<env->GetConstituents()->GetEntriesFast(); l++) {
 259           AliMUONGeometryConstituent* constituent
 260             = (AliMUONGeometryConstituent*)env->GetConstituents()->At(l);
 261
 262           // Compound chamber transformation with the envelope one + the constituent one
 263           TGeoHMatrix total
 264             = (*fGlobalTransformation) *
 265               (*geometry->GetTransformation()) *
 266               (*kEnvTrans) *
 267               (*constituent->GetTransformation());
 268
 269           PlaceVolume(constituent->GetName(), geometry->GetMotherVolume(),
 270                       constituent->GetCopyNo(), total,
 271                       constituent->GetNpar(), constituent->GetParam(), only);
 272         }
 273       }
 274     }
 275   }
 276 }
 277
 278 //_____________________________________________________________________________
 279 void AliMUONGeometryBuilder::CreateMaterials()
 280 {
 281 // Definition of common materials
 282 // --
 283
 284   //
 285   //     Ar-CO2 gas (80%+20%)
 286     Float_t ag1[3]   = { 39.95,12.01,16. };
 287     Float_t zg1[3]   = { 18.,6.,8. };
 288     Float_t wg1[3]   = { .8,.0667,.13333 };
 289     Float_t dg1      = .001821;
 290     //
 291     //     Ar-buthane-freon gas -- trigger chambers
 292     Float_t atr1[4]  = { 39.95,12.01,1.01,19. };
 293     Float_t ztr1[4]  = { 18.,6.,1.,9. };
 294     Float_t wtr1[4]  = { .56,.1262857,.2857143,.028 };
 295     Float_t dtr1     = .002599;
 296     //
 297     //     Ar-CO2 gas
 298     Float_t agas[3]  = { 39.95,12.01,16. };
 299     Float_t zgas[3]  = { 18.,6.,8. };
 300     Float_t wgas[3]  = { .74,.086684,.173316 };
 301     Float_t dgas     = .0018327;
 302     //
 303     //     Ar-Isobutane gas (80%+20%) -- tracking
 304     Float_t ag[3]    = { 39.95,12.01,1.01 };
 305     Float_t zg[3]    = { 18.,6.,1. };
 306     Float_t wg[3]    = { .8,.057,.143 };
 307     Float_t dg       = .0019596;
 308     //
 309     //     Ar-Isobutane-Forane-SF6 gas (49%+7%+40%+4%) -- trigger
 310     Float_t atrig[5] = { 39.95,12.01,1.01,19.,32.066 };
 311     Float_t ztrig[5] = { 18.,6.,1.,9.,16. };
 312     Float_t wtrig[5] = { .49,1.08,1.5,1.84,0.04 };
 313     Float_t dtrig    = .0031463;
 314     //
 315     //     bakelite
 316
 317     Float_t abak[3] = {12.01 , 1.01 , 16.};
 318     Float_t zbak[3] = {6.     , 1.   , 8.};
 319     Float_t wbak[3] = {6.     , 6.   , 1.};
 320     Float_t dbak = 1.4;
 321
 322     Int_t iSXFLD   = gAlice->Field()->Integ();
 323     Float_t sXMGMX = gAlice->Field()->Max();
 324     //
 325     // --- Define the various materials for GEANT ---
 326     fMUON->AliMaterial(9, "ALUMINIUM$", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 37.2);
 327     fMUON->AliMaterial(10, "ALUMINIUM$", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 37.2);
 328     // Air
 329     Float_t aAir[4]={12.0107,14.0067,15.9994,39.948};
 330     Float_t zAir[4]={6.,7.,8.,18.};
 331     Float_t wAir[4]={0.000124,0.755267,0.231781,0.012827};
 332     Float_t dAir = 1.20479E-3;
 333     fMUON->AliMixture(15, "AIR$      ", aAir,  zAir, dAir,4, wAir);
 334     //    fMUON->AliMaterial(15, "AIR$      ", 14.61, 7.3, .001205, 30423.24, 67500);
 335     fMUON->AliMixture(19, "Bakelite$", abak, zbak, dbak, -3, wbak);
 336     fMUON->AliMixture(20, "ArC4H10 GAS$", ag, zg, dg, 3, wg);
 337     fMUON->AliMixture(21, "TRIG GAS$", atrig, ztrig, dtrig, -5, wtrig);
 338     fMUON->AliMixture(22, "ArCO2 80%$", ag1, zg1, dg1, 3, wg1);
 339     fMUON->AliMixture(23, "Ar-freon $", atr1, ztr1, dtr1, 4, wtr1);
 340     fMUON->AliMixture(24, "ArCO2 GAS$", agas, zgas, dgas, 3, wgas);
 341     // materials for slat:
 342     //     Sensitive area: gas (already defined)
 343     //     PCB: copper
 344     //     insulating material and frame: vetronite
 345     //     walls: carbon, rohacell, carbon
 346   Float_t aglass[5]={12.01, 28.09, 16.,   10.8,  23.};
 347   Float_t zglass[5]={ 6.,   14.,    8.,    5.,   11.};
 348   Float_t wglass[5]={ 0.5,  0.105, 0.355, 0.03,  0.01};
 349   Float_t dglass=1.74;
 350
 351   // rohacell: C9 H13 N1 O2
 352   Float_t arohac[4] = {12.01,  1.01, 14.010, 16.};
 353   Float_t zrohac[4] = { 6.,    1.,    7.,     8.};
 354   Float_t wrohac[4] = { 9.,   13.,    1.,     2.};
 355   Float_t drohac    = 0.03;
 356
 357   fMUON->AliMaterial(31, "COPPER$",   63.54,    29.,   8.96,  1.4, 0.);
 358   fMUON->AliMixture(32, "Vetronite$",aglass, zglass, dglass,    5, wglass);
 359   fMUON->AliMaterial(33, "Carbon$",   12.01,     6.,  2.265, 18.8, 49.9);
 360   fMUON->AliMixture(34, "Rohacell$", arohac, zrohac, drohac,   -4, wrohac);
 361
 362    Float_t  epsil  = .001; // Tracking precision,
 363    Float_t  stemax = -1.;  // Maximum displacement for multiple scat
 364    Float_t  tmaxfd = -20.; // Maximum angle due to field deflection
 365    Float_t  deemax = -.3;  // Maximum fractional energy loss, DLS
 366    Float_t  stmin  = -.8;
 367    Float_t  maxDestepAlu = fMUON->GetMaxDestepAlu();
 368    Float_t  maxDestepGas = fMUON->GetMaxDestepGas();
 369    Float_t  maxStepAlu = fMUON->GetMaxStepAlu();
 370    Float_t  maxStepGas = fMUON->GetMaxStepGas();
 371
 372     //
 373     //    Air
 374     fMUON->AliMedium(1, "AIR_CH_US         ", 15, 1, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 375     //
 376     //    Aluminum
 377
 378     fMUON->AliMedium(4, "ALU_CH_US          ", 9, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, maxStepAlu,
 379             maxDestepAlu, epsil, stmin);
 380     fMUON->AliMedium(5, "ALU_CH_US          ", 10, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, maxStepAlu,
 381             maxDestepAlu, epsil, stmin);
 382     //
 383     //    Ar-isoC4H10 gas
 384
 385     fMUON->AliMedium(6, "AR_CH_US          ", 20, 1, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, maxStepGas,
 386             maxDestepGas, epsil, stmin);
 387 //
 388     //    Ar-Isobuthane-Forane-SF6 gas
 389
 390     fMUON->AliMedium(7, "GAS_CH_TRIGGER    ", 21, 1, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 391
 392     fMUON->AliMedium(8, "BAKE_CH_TRIGGER   ", 19, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, maxStepAlu,
 393             maxDestepAlu, epsil, stmin);
 394
 395     fMUON->AliMedium(9, "ARG_CO2   ", 22, 1, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd, maxStepGas,
 396             maxDestepAlu, epsil, stmin);
 397     // tracking media for slats: check the parameters!!
 398     fMUON->AliMedium(11, "PCB_COPPER        ", 31, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd,
 399               maxStepAlu, maxDestepAlu, epsil, stmin);
 400     fMUON->AliMedium(12, "VETRONITE         ", 32, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd,
 401               maxStepAlu, maxDestepAlu, epsil, stmin);
 402     fMUON->AliMedium(13, "CARBON            ", 33, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd,
 403               maxStepAlu, maxDestepAlu, epsil, stmin);
 404     fMUON->AliMedium(14, "Rohacell          ", 34, 0, iSXFLD, sXMGMX, tmaxfd,
 405               maxStepAlu, maxDestepAlu, epsil, stmin);
 406
 407
 408
 409   //.Materials specific to stations
 410   // created via builders
 411
 412   for (Int_t i=0; i<fGeometryBuilders->GetEntriesFast(); i++) {
 413
 414     // Get the builder
 415     AliMUONVGeometryBuilder* builder
 416       = (AliMUONVGeometryBuilder*)fGeometryBuilders->At(i);
 417
 418     // Create materials with each builder
 419     if (builder) builder->CreateMaterials();
 420   }
 421 }
 422
 423 //______________________________________________________________________________
 424 void AliMUONGeometryBuilder::InitGeometry()
 425 {
 426  // Initialize geometry
 427  // ---
 428
 429   //
 430   // Set the chamber (sensitive region) GEANT identifier
 431   //
 432   for (Int_t i=0; i<fGeometryBuilders->GetEntriesFast(); i++) {
 433
 434     // Get the builder
 435     AliMUONVGeometryBuilder* builder
 436       = (AliMUONVGeometryBuilder*)fGeometryBuilders->At(i);
 437
 438     // Set sesitive volumes with each builder
 439     if (builder) builder->SetSensitiveVolumes();
 440   }
 441 }
 442
 443 //_____________________________________________________________________________
 444 void AliMUONGeometryBuilder::AddBuilder(AliMUONVGeometryBuilder* geomBuilder)
 445 {
 446 // Adds the geometry builder to the list
 447 // ---
 448
 449   fGeometryBuilders->Add(geomBuilder);
 450 }
 451