]> git.uio.no Git - u/mrichter/AliRoot.git/blob - MUON/AliMUONSegment.cxx
f932bbb6e59dff12f7601665bb45758c60814b00
[u/mrichter/AliRoot.git] / MUON / AliMUONSegment.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
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 purpose. It is          *
13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15
16 /*
17 $Log$
18 Revision 1.8.10.1  2002/10/11 06:56:48  hristov
19 Updating VirtualMC to v3-09-02
20
21 Revision 1.9  2002/09/20 13:32:26  cussonno
22 Minor bugs in the definition of the bending impact parameter corrected (thanks to A. Zinchenko)
23
24 Revision 1.8  2001/04/25 14:50:42  gosset
25 Corrections to violations of coding conventions
26
27 Revision 1.7  2001/02/08 10:34:41  gosset
28 Add a "real" default constructor.
29
30 Revision 1.6  2001/02/05 14:49:29  hristov
31 Compare() declared const (R.Brun)
32
33 Revision 1.5  2001/01/08 11:01:02  gosset
34 Modifications used for addendum to Dimuon TDR (JP Cussonneau):
35 *. MaxBendingMomentum to make both a segment and a track (default 500)
36 *. MaxChi2 per degree of freedom to make a track (default 100)
37 *. MinBendingMomentum used also to make a track
38    and not only a segment (default 3)
39 *. wider roads for track search in stations 1 to 3
40 *. extrapolation to actual Z instead of Z(chamber) in FollowTracks
41 *. in track fit:
42    - limits on parameters X and Y (+/-500)
43    - covariance matrices in double precision
44    - normalization of covariance matrices before inversion
45    - suppression of Minuit printouts
46 *. correction against memory leak (delete extrapHit) in FollowTracks
47 *. RMax to 10 degrees with Z(chamber) instead of fixed values;
48    RMin and Rmax cuts suppressed in NewHitForRecFromGEANT,
49    because useless with realistic geometry
50
51 Revision 1.4  2000/06/30 10:15:48  gosset
52 Changes to EventReconstructor...:
53 precision fit with multiple Coulomb scattering;
54 extrapolation to vertex with Branson correction in absorber (JPC)
55
56 Revision 1.3  2000/06/25 13:06:39  hristov
57 Inline functions moved from *.cxx to *.h files instead of forward declarations
58
59 Revision 1.2  2000/06/15 07:58:48  morsch
60 Code from MUON-dev joined
61
62 Revision 1.1.2.4  2000/06/12 10:10:21  morsch
63 Dummy copy constructor and assignment operator added
64
65 Revision 1.1.2.3  2000/06/09 21:01:16  morsch
66 Make includes consistent with new file structure.
67
68 Revision 1.1.2.2  2000/06/09 12:58:05  gosset
69 Removed comment beginnings in Log sections of .cxx files
70 Suppressed most violations of coding rules
71
72 Revision 1.1.2.1  2000/06/07 14:44:53  gosset
73 Addition of files for track reconstruction in C++
74 */
75
76 ///////////////////////////////////////////////////////////
77 //
78 // Segment for reconstruction
79 // in 
80 // ALICE 
81 // dimuon 
82 // spectrometer:
83 // two hits for reconstruction in the two chambers of one station
84 //
85 ///////////////////////////////////////////////////////////
86
87 #include "AliMUON.h"
88 #include "AliMUONChamber.h" 
89 #include "AliMUONHitForRec.h" 
90 #include "AliMUONSegment.h" 
91 #include "AliMUONTrackParam.h" 
92 #include "AliRun.h" // for gAlice
93
94 ClassImp(AliMUONSegment) // Class implementation in ROOT context
95
96   //__________________________________________________________________________
97 AliMUONSegment::AliMUONSegment()
98 {
99   // Default constructor
100   fHitForRecPtr1 = 0; // pointer to HitForRec in first chamber
101   fHitForRecPtr2 = 0; // pointer to HitForRec in second chamber
102   // Bending plane:
103   fBendingCoor = 0.0; // Coordinate in bending plane
104   fBendingSlope = 0.0; // Slope in bending plane
105   // Covariance in bending plane:
106   fBendingCoorReso2 = 0.0; // Covariance(coordinate C1 in first chamber)
107   fBendingSlopeReso2 = 0.0; // Covariance(slope)
108   fBendingCoorSlopeReso2 = 0.0; // Covariance(C1,slope)
109   fBendingImpact = 0.0; // Impact parameter in bending plane
110   // Non Bending plane:
111   fNonBendingCoor = 0.0; // Coordinate in non bending plane
112   fNonBendingSlope = 0.0; // Slope in non bending plane
113   // Covariance in non bending plane:
114   fNonBendingCoorReso2 = 0.0; // Covariance(coordinate C1 in first chamber)
115   fNonBendingSlopeReso2 = 0.0; // Covariance(slope)
116   fNonBendingCoorSlopeReso2 = 0.0; // Covariance(C1,slope)
117   fNonBendingImpact = 0.0; // Impact parameter in non bending plane
118   fInTrack = kFALSE; // TRUE if segment belongs to one track
119 }
120
121   //__________________________________________________________________________
122 AliMUONSegment::AliMUONSegment(AliMUONHitForRec* Hit1, AliMUONHitForRec* Hit2)
123 {
124   // Constructor for AliMUONSegment from two HitForRec's,
125   // one, in the first chamber of the station, pointed to by "Hit1",
126   // the other one, in the second chamber of the station, pointed to by "Hit1".
127   // Fills the pointers to both hits,
128   // the slope, the covariance for (coordinate in first chamber, slope),
129   // and the impact parameter at vertex (Z=0),
130   // in bending and non bending planes.
131   // Puts the "fInTrack" flag to "kFALSE".
132   Double_t dz;
133   // pointers to HitForRec's
134   fHitForRecPtr1 = Hit1;
135   fHitForRecPtr2 = Hit2;
136   dz = Hit1->GetZ() - Hit2->GetZ();
137   // bending plane
138   fBendingCoor = Hit1->GetBendingCoor();
139   fBendingSlope = (fBendingCoor - Hit2->GetBendingCoor()) / dz;
140   fBendingImpact = fBendingCoor - Hit1->GetZ() * fBendingSlope;
141   fBendingCoorReso2 = Hit1->GetBendingReso2();
142   fBendingSlopeReso2 = ( Hit1->GetBendingReso2() +
143                          Hit2->GetBendingReso2() ) / dz / dz;
144   fBendingCoorSlopeReso2 = Hit1->GetBendingReso2() / dz;
145   // non bending plane
146   fNonBendingCoor = Hit1->GetNonBendingCoor();
147   fNonBendingSlope = (fNonBendingCoor - Hit2->GetNonBendingCoor()) / dz;
148   fNonBendingImpact = fNonBendingCoor - Hit1->GetZ() * fNonBendingSlope;
149   fNonBendingCoorReso2 = Hit1->GetNonBendingReso2();
150   fNonBendingSlopeReso2 = ( Hit1->GetNonBendingReso2() +
151                             Hit2->GetNonBendingReso2() ) / dz / dz;
152   fNonBendingCoorSlopeReso2 = Hit1->GetNonBendingReso2() / dz;
153   // "fInTrack" flag to "kFALSE"
154   fInTrack = kFALSE;
155   return;
156 }
157
158 AliMUONSegment::AliMUONSegment (const AliMUONSegment& MUONSegment)
159 {
160 // Dummy copy constructor
161 }
162
163 AliMUONSegment & AliMUONSegment::operator=(const AliMUONSegment& MUONSegment)
164 {
165 // Dummy assignment operator
166     return *this;
167 }
168
169   //__________________________________________________________________________
170 Int_t AliMUONSegment::Compare(const TObject* Segment) const
171 {
172   // "Compare" function to sort with increasing absolute value
173   // of the "impact parameter" in bending plane.
174   // Returns -1 (0, +1) if |impact parameter| of current Segment
175   // is smaller than (equal to, larger than) |impact parameter| of Segment
176   if (TMath::Abs(((AliMUONSegment*)this)->fBendingImpact)
177       < TMath::Abs(((AliMUONSegment*)Segment)->fBendingImpact))
178     return(-1);
179   // continuous parameter, hence no need for testing equal case
180   else return(+1);
181 }
182
183   //__________________________________________________________________________
184 Double_t AliMUONSegment::NormalizedChi2WithSegment(AliMUONSegment* Segment, Double_t Sigma2Cut)
185 {
186   // Calculate the normalized Chi2 between the current Segment (this)
187   // and the Segment pointed to by "Segment",
188   // i.e. the square deviations between the coordinates and the slopes,
189   // in both the bending and the non bending plane,
190   // divided by the variance of the same quantities and by "Sigma2Cut".
191   // Returns 5 if none of the 4 quantities is OK,
192   // something smaller than or equal to 4 otherwise.
193   // Would it be more correct to use a real chi square
194   // including the non diagonal term ????
195   Double_t chi2, chi2Max, diff, normDiff;
196   chi2 = 0.0;
197   chi2Max = 5.0;
198   // coordinate in bending plane
199   diff = this->fBendingCoor - Segment->fBendingCoor;
200   normDiff = diff * diff /
201     (this->fBendingCoorReso2 + Segment->fBendingCoorReso2) / Sigma2Cut;
202   if (normDiff > 1.0) return chi2Max;
203   chi2 = chi2 + normDiff;
204   // slope in bending plane
205   diff = this->fBendingSlope - Segment->fBendingSlope;
206   normDiff = diff * diff /
207     (this->fBendingSlopeReso2 + Segment->fBendingSlopeReso2) / Sigma2Cut;
208   if (normDiff > 1.0) return chi2Max;
209   chi2 = chi2 + normDiff;
210   // coordinate in non bending plane
211   diff = this->fNonBendingCoor - Segment->fNonBendingCoor;
212   normDiff = diff * diff /
213     (this->fNonBendingCoorReso2 + Segment->fNonBendingCoorReso2) / Sigma2Cut;
214   if (normDiff > 1.0) return chi2Max;
215   chi2 = chi2 + normDiff;
216   // slope in non bending plane
217   diff = this->fNonBendingSlope - Segment->fNonBendingSlope;
218   normDiff = diff * diff /
219     (this->fNonBendingSlopeReso2 + Segment->fNonBendingSlopeReso2) / Sigma2Cut;
220   if (normDiff > 1.0) return chi2Max;
221   chi2 = chi2 + normDiff;
222   return chi2;
223 }
224
225   //__________________________________________________________________________
226 AliMUONSegment* AliMUONSegment::CreateSegmentFromLinearExtrapToStation (Int_t Station, Double_t MCSfactor)
227 {
228   // Extrapolates linearly the current Segment (this) to station (0..) "Station".
229   // Multiple Coulomb scattering calculated from "MCSfactor"
230   // corresponding to one chamber,
231   // with one chamber for the coordinate, two chambers for the angle,
232   // due to the arrangement in stations.
233   // Valid from station(1..) 4 to 5 or vice versa.
234   // Returns the pointer to the created AliMUONSegment object
235   // corresponding to this extrapolation.
236   // The caller has the responsibility to delete this object.
237   AliMUONSegment* extrapSegment = new AliMUONSegment(); // creates empty new segment
238   // dZ from first hit of current Segment to first chamber of station "Station"
239   AliMUON *pMUON = (AliMUON*) gAlice->GetModule("MUON"); // necessary ????
240   Double_t dZ =
241     (&(pMUON->Chamber(2 * Station)))->Z() - (this->fHitForRecPtr1)->GetZ();
242   // Data in bending plane
243   //  coordinate
244   extrapSegment->fBendingCoor = this->fBendingCoor + this->fBendingSlope * dZ;
245   //  slope
246   extrapSegment->fBendingSlope = this->fBendingSlope;
247   //  covariance, including multiple Coulomb scattering over dZ due to one chamber
248   extrapSegment->fBendingCoorReso2 = this->fBendingCoorReso2 +
249     (this->fBendingSlopeReso2 + MCSfactor) * dZ * dZ; // missing non diagonal term: "2.0 * this->fBendingCoorSlopeReso2 * dZ" !!!!
250   extrapSegment->fBendingSlopeReso2 = this->fBendingSlopeReso2 + 2.0 * MCSfactor;
251   extrapSegment->fBendingCoorSlopeReso2 =
252     this->fBendingCoorSlopeReso2 + this->fBendingSlopeReso2 * dZ; // missing: contribution from multiple Coulomb scattering !!!!
253   // Data in non bending plane
254   //  coordinate
255   extrapSegment->fNonBendingCoor =
256     this->fNonBendingCoor + this->fNonBendingSlope * dZ;
257   //  slope
258   extrapSegment->fNonBendingSlope = this->fNonBendingSlope;
259   //  covariance, including multiple Coulomb scattering over dZ due to one chamber
260   extrapSegment->fNonBendingCoorReso2 = this->fNonBendingCoorReso2 +
261     (this->fNonBendingSlopeReso2 + MCSfactor) *dZ * dZ; // missing non diagonal term: "2.0 * this->fNonBendingCoorSlopeReso2 * dZ" !!!!
262   extrapSegment->fNonBendingSlopeReso2 =
263     this->fNonBendingSlopeReso2 + 2.0 * MCSfactor;
264   extrapSegment->fNonBendingCoorSlopeReso2 =
265     this->fNonBendingCoorSlopeReso2 + this->fNonBendingSlopeReso2 * dZ; // missing: contribution from multiple Coulomb scattering !!!!
266   return extrapSegment;
267 }
268
269   //__________________________________________________________________________
270 AliMUONHitForRec* AliMUONSegment::CreateHitForRecFromLinearExtrapToChamber (Int_t Chamber, Double_t MCSfactor)
271 {
272   // Extrapolates linearly the current Segment (this) to chamber(0..) "Chamber".
273   // Multiple Coulomb scattering calculated from "MCSfactor"
274   // corresponding to one chamber.
275   // Valid from station(1..) 4 to 5 or vice versa.
276   // Returns the pointer to the created AliMUONHitForRec object
277   // corresponding to this extrapolation.
278   // The caller has the responsibility to delete this object.
279   AliMUONHitForRec* extrapHitForRec = new AliMUONHitForRec(); // creates empty new HitForRec
280   // dZ from first hit of current Segment to chamber
281   AliMUON *pMUON = (AliMUON*) gAlice->GetModule("MUON"); // necessary ????
282   Double_t dZ =
283     (&(pMUON->Chamber(Chamber)))->Z() - (this->fHitForRecPtr1)->GetZ();
284   // Data in bending plane
285   //  coordinate
286   extrapHitForRec->SetBendingCoor(this->fBendingCoor + this->fBendingSlope * dZ);
287   //  covariance, including multiple Coulomb scattering over dZ due to one chamber
288   extrapHitForRec->SetBendingReso2(this->fBendingCoorReso2 +
289                                    (this->fBendingSlopeReso2 + MCSfactor) * dZ * dZ); // missing non diagonal term: "2.0 * this->fBendingCoorSlopeReso2 * dZ" !!!!
290   // Data in non bending plane
291   //  coordinate
292  extrapHitForRec ->SetNonBendingCoor(this->fNonBendingCoor +
293                                      this->fNonBendingSlope * dZ);
294   //  covariance, including multiple Coulomb scattering over dZ due to one chamber
295   extrapHitForRec->
296     SetNonBendingReso2(this->fNonBendingCoorReso2 +
297                        (this->fNonBendingSlopeReso2 + MCSfactor) * dZ * dZ); // missing non diagonal term: "2.0 * this->fNonBendingCoorSlopeReso2 * dZ" !!!!
298   return extrapHitForRec;
299 }
300
301   //__________________________________________________________________________
302 void AliMUONSegment::UpdateFromStationTrackParam(AliMUONTrackParam *TrackParam, Double_t MCSfactor, Double_t Dz1, Double_t Dz2, Double_t Dz3, Int_t Station, Double_t InverseMomentum)
303 {
304   // Fill data members with values calculated from the array of track parameters
305   // pointed to by "TrackParam" (index = 0 and 1 for first and second chambers
306   // of the station, respectively).
307   // Multiple Coulomb scattering is taking into account with "MCSfactor"
308   // corresponding to one chamber,
309   // with one chamber for the coordinate, two chambers for the angle,
310   // due to the arrangement in stations.
311   // Resolution coming from:
312   // coordinate in closest station at "Dz1" from current "Station",
313   // slope between closest stations, with "Dz2" interval between them,
314   // interval "Dz3" between chambers of closest station,
315   // extrapolation over "Dz1" from closest station,
316   // "InverseMomentum".
317   // When called, "fBendingCoorReso2" and "fNonBendingCoorReso2"
318   // are assumed to be filled
319   // with the variance on bending and non bending coordinates.
320   // The "road" is parametrized from the old reco_muon.F
321   // with 8 cm between stations.
322   AliMUONTrackParam *param0;
323 //   Double_t cReso2, sReso2;
324   // parameters to define the widths of the searching roads in station 0,1,2
325   // width = p0 + p1/ (momentum)^2
326   //                  station number:        0         1          2
327 //   static Double_t p0BendingCoor[3] =     { 6.43e-2, 1.64e-2,   0.034 };   
328 //   static Double_t p1BendingCoor[3] =     {    986.,    821.,    446. };  
329 //   static Double_t p0BendingSlope[3] =    { 3.54e-6, 3.63e-6,  3.6e-6 };  
330 //   static Double_t p1BendingSlope[3] =    { 4.49e-3,  4.8e-3,   0.011 };  
331 //   static Double_t p0NonBendingCoor[3] =  { 4.66e-2, 4.83e-2,   0.049 };   
332 //   static Double_t p1NonBendingCoor[3] =  {   1444.,    866.,    354. };  
333 //   static Double_t p0NonBendingSlope[3] = { 6.14e-4, 6.49e-4, 6.85e-4 };  
334 //   static Double_t p1NonBendingSlope[3] = {      0.,      0.,      0. };
335   
336   static Double_t p0BendingCoor[3] =     { 6.43e-2, 6.43e-2,   6.43e-2  };   
337   static Double_t p1BendingCoor[3] =     {    986.,    986.,       986. };  
338   static Double_t p0BendingSlope[3] =    {   3.6e-6,   3.6e-6,     3.6e-6  };  
339   static Double_t p1BendingSlope[3] =    {  1.1e-2,  1.1e-2,    1.1e-2  };  
340   static Double_t p0NonBendingCoor[3] =  {   0.049,   0.049,     0.049  };   
341   static Double_t p1NonBendingCoor[3] =  {   1444.,   1444.,      1444. };  
342   static Double_t p0NonBendingSlope[3] = {   6.8e-4,   6.8e-4,     6.8e-4  };  
343   static Double_t p1NonBendingSlope[3] = {      0.,      0.,         0. };  
344   param0 = &(TrackParam[0]);
345
346 // OLD version
347 //   // Bending plane
348 //   fBendingCoor = param0->GetBendingCoor(); // coordinate
349 //   fBendingSlope = param0->GetBendingSlope(); // slope
350 //   cReso2 = fBendingCoorReso2;
351 //   sReso2 = 2.0 * cReso2 / Dz2 / Dz2;
352 //   fBendingCoorReso2 = cReso2 + (sReso2 + MCSfactor) * Dz1 * Dz1;
353 //   fBendingSlopeReso2 = sReso2 + 2.0 * MCSfactor;
354 //   // Non bending plane
355 //   fNonBendingCoor = param0->GetNonBendingCoor(); // coordinate
356 //   fNonBendingSlope = param0->GetNonBendingSlope(); // slope
357 //   cReso2 = fNonBendingCoorReso2;
358 //   sReso2 = 2.0 * cReso2 / Dz2 / Dz2;
359 //   fNonBendingCoorReso2 = cReso2 + (sReso2 + MCSfactor) * Dz1 * Dz1;
360 //   fNonBendingSlopeReso2 = sReso2 + 2.0 * MCSfactor;
361
362   // Coordinate and slope
363   // Bending plane
364   fBendingCoor = param0->GetBendingCoor(); // coordinate
365   fBendingSlope = param0->GetBendingSlope(); // slope
366   // Non bending plane
367   fNonBendingCoor = param0->GetNonBendingCoor(); // coordinate
368   fNonBendingSlope = param0->GetNonBendingSlope(); // slope
369
370   // Resolutions
371   // cReso2 and sReso2 have to be subtracted here from the parametrization
372   // because they are added in the functions "NormalizedChi2WithSegment"
373   // and "NormalizedChi2WithHitForRec"
374   // Bending plane
375 //   cReso2 = fBendingCoorReso2;
376 //   sReso2 = (2. * cReso2 )/ (Dz3*Dz3) ;
377   fBendingCoorReso2 = p0BendingCoor[Station] + p1BendingCoor[Station]*InverseMomentum*InverseMomentum ;  // - cReso2
378   fBendingSlopeReso2 = p0BendingSlope[Station] + p1BendingSlope[Station]*InverseMomentum*InverseMomentum; //  - sReso2;
379   // Non bending plane
380 //   cReso2 = fNonBendingCoorReso2;
381 //   sReso2 =  (2. * cReso2 )/ (Dz3*Dz3) ;
382   fNonBendingCoorReso2 = p0NonBendingCoor[Station] + p1NonBendingCoor[Station]*InverseMomentum*InverseMomentum; // - cReso2;
383   fNonBendingSlopeReso2 = p0NonBendingSlope[Station] + p1NonBendingSlope[Station]*InverseMomentum*InverseMomentum; //  - sReso2;
384   return;
385 }
386
387 // OLD function, with roads automatically calculated instead from being parametrized
388 // kept because it would be a better solution,
389 // if one can really find the right values.
390 //   //__________________________________________________________________________
391 // void AliMUONSegment::UpdateFromStationTrackParam(AliMUONTrackParam *TrackParam, Double_t MCSfactor, Double_t Dz1, Double_t Dz2)
392 // {
393 //   // Fill data members with values calculated from the array of track parameters
394 //   // pointed to by "TrackParam" (index = 0 and 1 for first and second chambers
395 //   // of the station, respectively).
396 //   // Multiple Coulomb scattering is taking into account with "MCSfactor"
397 //   // corresponding to one chamber,
398 //   // with one chamber for the coordinate, two chambers for the angle,
399 //   // due to the arrangement in stations.
400 //   // Resolution coming from:
401 //   // coordinate in closest station at "Dz1",
402 //   // slope between closest stations, with "Dz2" interval between them,
403 //   // extrapolation over "Dz" from closest station.
404 //   // When called, "fBendingCoorReso2" and "fNonBendingCoorReso2"
405 //   // are assumed to be filled
406 //   // with the variance on bending and non bending coordinates.
407 //   AliMUONTrackParam *param0;
408 //   Double_t cReso2, sReso2;
409 //   param0 = &(TrackParam[0]);
410 //   // Bending plane
411 //   fBendingCoor = param0->GetBendingCoor(); // coordinate
412 //   fBendingSlope = param0->GetBendingSlope(); // slope
413 //   cReso2 = fBendingCoorReso2;
414 //   sReso2 = 2.0 * cReso2 / Dz2 / Dz2;
415 //   fBendingCoorReso2 = cReso2 + (sReso2 + MCSfactor) * Dz1 * Dz1;
416 //   fBendingSlopeReso2 = sReso2 + 2.0 * MCSfactor;
417 //   // Non bending plane
418 //   fNonBendingCoor = param0->GetNonBendingCoor(); // coordinate
419 //   fNonBendingSlope = param0->GetNonBendingSlope(); // slope
420 //   cReso2 = fNonBendingCoorReso2;
421 //   sReso2 = 2.0 * cReso2 / Dz2 / Dz2;
422 //   fNonBendingCoorReso2 = cReso2 + (sReso2 + MCSfactor) * Dz1 * Dz1;
423 //   fNonBendingSlopeReso2 = sReso2 + 2.0 * MCSfactor;
424 //   return;
425 // }