MUON/MUONmassPlot_ESD.C

   1 #if !defined(__CINT__) || defined(__MAKECINT__)
   2 // ROOT includes
   3 #include "TTree.h"
   4 #include "TBranch.h"
   5 #include "TClonesArray.h"
   6 #include "TLorentzVector.h"
   7 #include "TFile.h"
   8 #include "TH1.h"
   9 #include "TH2.h"
  10 #include "TParticle.h"
  11 #include "TTree.h"
  12 #include <Riostream.h>
  13 #include <TGeoManager.h>
  14 #include <TROOT.h>
  15
  16 // STEER includes
  17 #include "AliRun.h"
  18 #include "AliLog.h"
  19 #include "AliRunLoader.h"
  20 #include "AliHeader.h"
  21 #include "AliLoader.h"
  22 #include "AliStack.h"
  23 #include "AliMagFMaps.h"
  24 #include "AliESDEvent.h"
  25 #include "AliESDVertex.h"
  26 #include "AliTracker.h"
  27
  28 // MUON includes
  29 #include "AliMUONTrackParam.h"
  30 #include "AliMUONTrackExtrap.h"
  31 #include "AliESDMuonTrack.h"
  32 #endif
  33 //
  34 // Macro MUONmassPlot.C for ESD
  35 // Ch. Finck, Subatech, April. 2004
  36 //
  37
  38 // macro to make invariant mass plots
  39 // for combinations of 2 muons with opposite charges,
  40 // from root file "MUON.tracks.root" containing the result of track reconstruction.
  41 // Histograms are stored on the "MUONmassPlot.root" file.
  42 // introducing TLorentzVector for parameter calculations (Pt, P,rap,etc...)
  43 // using Invariant Mass for rapidity.
  44
  45 // Arguments:
  46 //   ExtrapToVertex (default -1)
  47 //      <0: no extrapolation;
  48 //      =0: extrapolation to (0,0,0);
  49 //      >0: extrapolation to ESDVertex if available, else to (0,0,0)
  50 //   FirstEvent (default 0)
  51 //   LastEvent (default 0)
  52 //   ResType (default 553)
  53 //      553 for Upsilon, anything else for J/Psi
  54 //   Chi2Cut (default 100)
  55 //      to keep only tracks with chi2 per d.o.f. < Chi2Cut
  56 //   PtCutMin (default 1)
  57 //      to keep only tracks with transverse momentum > PtCutMin
  58 //   PtCutMax (default 10000)
  59 //      to keep only tracks with transverse momentum < PtCutMax
  60 //   massMin (default 9.17 for Upsilon)
  61 //      &  massMax (default 9.77 for Upsilon)
  62 //         to calculate the reconstruction efficiency for resonances with invariant mass
  63 //         massMin < mass < massMax.
  64
  65 // Add parameters and histograms for analysis
  66
  67 Bool_t MUONmassPlot(char* filename = "generated/galice.root", Int_t ExtrapToVertex = -1, char* geoFilename = "geometry.root",
  68                   Int_t FirstEvent = 0, Int_t LastEvent = 10000, char* esdFileName = "AliESDs.root", Int_t ResType = 553,
  69                   Float_t Chi2Cut = 100., Float_t PtCutMin = 1., Float_t PtCutMax = 10000.,
  70                   Float_t massMin = 9.17,Float_t massMax = 9.77)
  71 {
  72   cout << "MUONmassPlot " << endl;
  73   cout << "FirstEvent " << FirstEvent << endl;
  74   cout << "LastEvent " << LastEvent << endl;
  75   cout << "ResType " << ResType << endl;
  76   cout << "Chi2Cut " << Chi2Cut << endl;
  77   cout << "PtCutMin " << PtCutMin << endl;
  78   cout << "PtCutMax " << PtCutMax << endl;
  79   cout << "massMin " << massMin << endl;
  80   cout << "massMax " << massMax << endl;
  81
  82
  83   //Reset ROOT and connect tree file
  84   gROOT->Reset();
  85
  86   // File for histograms and histogram booking
  87   TFile *histoFile = new TFile("MUONmassPlot.root", "RECREATE");
  88   TH1F *hPtMuon = new TH1F("hPtMuon", "Muon Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  89   TH1F *hPtMuonPlus = new TH1F("hPtMuonPlus", "Muon+ Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  90   TH1F *hPtMuonMinus = new TH1F("hPtMuonMinus", "Muon- Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  91   TH1F *hPMuon = new TH1F("hPMuon", "Muon P (GeV/c)", 100, 0., 200.);
  92   TH1F *hChi2PerDof = new TH1F("hChi2PerDof", "Muon track chi2/d.o.f.", 100, 0., 20.);
  93   TH1F *hInvMassAll = new TH1F("hInvMassAll", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2)", 480, 0., 12.);
  94   TH1F *hInvMassBg = new TH1F("hInvMassBg", "Mu+Mu- invariant mass BG(GeV/c2)", 480, 0., 12.);
  95   TH2F *hInvMassAll_vs_Pt = new TH2F("hInvMassAll_vs_Pt","hInvMassAll_vs_Pt",480,0.,12.,80,0.,20.);
  96   TH2F *hInvMassBgk_vs_Pt = new TH2F("hInvMassBgk_vs_Pt","hInvMassBgk_vs_Pt",480,0.,12.,80,0.,20.);
  97   TH1F *hInvMassRes;
  98   TH1F *hPrimaryVertex = new TH1F("hPrimaryVertex","SPD reconstructed Z vertex",150,-15,15);
  99
 100   if (ResType == 553) {
 101     hInvMassRes = new TH1F("hInvMassRes", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2) around Upsilon", 60, 8., 11.);
 102   } else {
 103     hInvMassRes = new TH1F("hInvMassRes", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2) around J/Psi", 80, 0., 5.);
 104   }
 105
 106   TH1F *hNumberOfTrack = new TH1F("hNumberOfTrack","nb of track /evt ",20,-0.5,19.5);
 107   TH1F *hRapMuon = new TH1F("hRapMuon"," Muon Rapidity",50,-4.5,-2);
 108   TH1F *hRapResonance = new TH1F("hRapResonance"," Resonance Rapidity",50,-4.5,-2);
 109   TH1F *hPtResonance = new TH1F("hPtResonance", "Resonance Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
 110   TH2F *hThetaPhiPlus = new TH2F("hThetaPhiPlus", "Theta vs Phi +", 760, -190., 190., 400, 160., 180.);
 111   TH2F *hThetaPhiMinus = new TH2F("hThetaPhiMinus", "Theta vs Phi -", 760, -190., 190., 400, 160., 180.);
 112
 113
 114   // settings
 115   Int_t EventInMass = 0;
 116   Int_t EventInMassMatch = 0;
 117   Int_t NbTrigger = 0;
 118
 119   Float_t muonMass = 0.105658389;
 120 //   Float_t UpsilonMass = 9.46037;
 121 //   Float_t JPsiMass = 3.097;
 122
 123   Int_t fCharge1, fCharge2;
 124   Double_t fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, fE1;
 125   Double_t fPxRec2, fPyRec2, fPzRec2, fE2;
 126
 127   Int_t ntrackhits, nevents;
 128   Double_t fitfmin;
 129   Double_t fZVertex=0;
 130   Double_t fYVertex=0;
 131   Double_t fXVertex=0;
 132   Double_t errXVtx=0;
 133   Double_t errYVtx=0;
 134
 135   TLorentzVector fV1, fV2, fVtot;
 136
 137   // Import TGeo geometry (needed by AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex)
 138   if (!gGeoManager) {
 139     TGeoManager::Import(geoFilename);
 140     if (!gGeoManager) {
 141       Error("MUONmass_ESD", "getting geometry from file %s failed", filename);
 142       return kFALSE;
 143     }
 144   }
 145
 146   // set mag field
 147   // waiting for mag field in CDB
 148   printf("Loading field map...\n");
 149   AliMagFMaps* field = new AliMagFMaps("Maps","Maps", 1, 1., 10., AliMagFMaps::k5kG);
 150   AliTracker::SetFieldMap(field, kFALSE);
 151
 152   // open run loader and load gAlice, kinematics and header
 153   AliRunLoader* runLoader = AliRunLoader::Open(filename);
 154   if (!runLoader) {
 155     Error("MUONmass_ESD", "getting run loader from file %s failed", filename);
 156     return kFALSE;
 157   }
 158 /*
 159   runLoader->LoadgAlice();
 160   if (!gAlice) {
 161     Error("MUONmass_ESD", "no galice object found");
 162     return kFALSE;
 163   }
 164 */
 165
 166   // open the ESD file
 167   TFile* esdFile = TFile::Open(esdFileName);
 168   if (!esdFile || !esdFile->IsOpen()) {
 169     Error("MUONmass_ESD", "opening ESD file %s failed", esdFileName);
 170     return kFALSE;
 171   }
 172
 173   AliESDEvent* esd = new AliESDEvent();
 174   TTree* tree = (TTree*) esdFile->Get("esdTree");
 175   if (!tree) {
 176     Error("CheckESD", "no ESD tree found");
 177     return kFALSE;
 178   }
 179 //  tree->SetBranchAddress("ESD", &esd);
 180   esd->ReadFromTree(tree);
 181
 182
 183   runLoader->LoadHeader();
 184   nevents = runLoader->GetNumberOfEvents();
 185
 186   AliMUONTrackParam trackParam;
 187
 188   // Loop over events
 189   for (Int_t iEvent = FirstEvent; iEvent <= TMath::Min(LastEvent, nevents - 1); iEvent++) {
 190
 191     // get current event
 192     runLoader->GetEvent(iEvent);
 193
 194     // get the event summary data
 195     tree->GetEvent(iEvent);
 196     if (!esd) {
 197       Error("CheckESD", "no ESD object found for event %d", iEvent);
 198       return kFALSE;
 199     }
 200
 201     // get the SPD reconstructed vertex (vertexer) and fill the histogram
 202     AliESDVertex* Vertex = (AliESDVertex*) esd->GetVertex();
 203     if (Vertex->GetNContributors()) {
 204       fZVertex = Vertex->GetZv();
 205       fYVertex = Vertex->GetYv();
 206       fXVertex = Vertex->GetXv();
 207       errXVtx = Vertex->GetXRes();
 208       errYVtx = Vertex->GetYRes();
 209     }
 210     hPrimaryVertex->Fill(fZVertex);
 211
 212     Int_t nTracks = (Int_t)esd->GetNumberOfMuonTracks() ;
 213
 214     //    printf("\n Nb of events analysed: %d\r",iEvent);
 215     //      cout << " number of tracks: " << nTracks  <<endl;
 216
 217     // set the magnetic field for track extrapolations
 218     AliMUONTrackExtrap::SetField(AliTracker::GetFieldMap());
 219     // loop over all reconstructed tracks (also first track of combination)
 220     for (Int_t iTrack = 0; iTrack <  nTracks;  iTrack++) {
 221
 222       AliESDMuonTrack* muonTrack = new AliESDMuonTrack(*(esd->GetMuonTrack(iTrack)));
 223
 224       // extrapolate to vertex if required and available
 225       if (ExtrapToVertex > 0 && Vertex->GetNContributors()) {
 226         trackParam.GetParamFromUncorrected(*muonTrack);
 227         AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, fXVertex, fYVertex, fZVertex, errXVtx, errYVtx);
 228         trackParam.SetParamFor(*muonTrack); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 229       } else if ((ExtrapToVertex > 0 && !Vertex->GetNContributors()) || ExtrapToVertex == 0){
 230         trackParam.GetParamFromUncorrected(*muonTrack);
 231         AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, 0., 0., 0., 0., 0.);
 232         trackParam.SetParamFor(*muonTrack); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 233       }
 234
 235       fCharge1 = Int_t(TMath::Sign(1.,muonTrack->GetInverseBendingMomentum()));
 236
 237       muonTrack->LorentzP(fV1);
 238
 239       ntrackhits = muonTrack->GetNHit();
 240       fitfmin    = muonTrack->GetChi2();
 241
 242       // transverse momentum
 243       Float_t pt1 = fV1.Pt();
 244
 245       // total momentum
 246       Float_t p1 = fV1.P();
 247
 248       // Rapidity
 249       Float_t rapMuon1 = fV1.Rapidity();
 250
 251       // chi2 per d.o.f.
 252       Float_t ch1 =  fitfmin / (2.0 * ntrackhits - 5);
 253 //      printf(" px %f py %f pz %f NHits %d  Norm.chi2 %f charge %d\n",
 254 //           fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, ntrackhits, ch1, fCharge1);
 255
 256       // condition for good track (Chi2Cut and PtCut)
 257
 258       if ((ch1 < Chi2Cut) && (pt1 > PtCutMin) && (pt1 < PtCutMax)) {
 259
 260         // fill histos hPtMuon and hChi2PerDof
 261         hPtMuon->Fill(pt1);
 262         hPMuon->Fill(p1);
 263         hChi2PerDof->Fill(ch1);
 264         hRapMuon->Fill(rapMuon1);
 265         if (fCharge1 > 0) {
 266           hPtMuonPlus->Fill(pt1);
 267           hThetaPhiPlus->Fill(fV1.Phi()*180./TMath::Pi(),fV1.Theta()*180./TMath::Pi());
 268         } else {
 269           hPtMuonMinus->Fill(pt1);
 270           hThetaPhiMinus->Fill(fV1.Phi()*180./TMath::Pi(),fV1.Theta()*180./TMath::Pi());
 271         }
 272         // loop over second track of combination
 273         for (Int_t iTrack2 = iTrack + 1; iTrack2 < nTracks; iTrack2++) {
 274
 275           AliESDMuonTrack* muonTrack2 = new AliESDMuonTrack(*(esd->GetMuonTrack(iTrack2)));
 276
 277           // extrapolate to vertex if required and available
 278           if (ExtrapToVertex > 0 && Vertex->GetNContributors()) {
 279             trackParam.GetParamFromUncorrected(*muonTrack2);
 280             AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, fXVertex, fYVertex, fZVertex, errXVtx, errYVtx);
 281             trackParam.SetParamFor(*muonTrack2); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 282           } else if ((ExtrapToVertex > 0 && !Vertex->GetNContributors()) || ExtrapToVertex == 0){
 283             trackParam.GetParamFromUncorrected(*muonTrack2);
 284             AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, 0., 0., 0., 0., 0.);
 285             trackParam.SetParamFor(*muonTrack2); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 286           }
 287
 288           fCharge2 = Int_t(TMath::Sign(1.,muonTrack2->GetInverseBendingMomentum()));
 289
 290           muonTrack2->LorentzP(fV2);
 291
 292           ntrackhits = muonTrack2->GetNHit();
 293           fitfmin    = muonTrack2->GetChi2();
 294
 295           // transverse momentum
 296           Float_t pt2 = fV2.Pt();
 297
 298           // chi2 per d.o.f.
 299           Float_t ch2 = fitfmin  / (2.0 * ntrackhits - 5);
 300
 301           // condition for good track (Chi2Cut and PtCut)
 302           if ((ch2 < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin)  && (pt2 < PtCutMax)) {
 303
 304             // condition for opposite charges
 305             if ((fCharge1 * fCharge2) == -1) {
 306
 307               // invariant mass
 308               fVtot = fV1 + fV2;
 309               Float_t invMass = fVtot.M();
 310
 311               // fill histos hInvMassAll and hInvMassRes
 312               hInvMassAll->Fill(invMass);
 313               hInvMassRes->Fill(invMass);
 314               hInvMassAll_vs_Pt->Fill(invMass,fVtot.Pt());
 315               Int_t ptTrig;
 316               if (ResType == 553)
 317                 ptTrig =  0x20;// mask for Hpt unlike sign pair
 318               else
 319                 ptTrig =  0x10;// mask for Lpt unlike sign pair
 320
 321               if (esd->GetTriggerMask() &  ptTrig) NbTrigger++;
 322               if (invMass > massMin && invMass < massMax) {
 323                 EventInMass++;
 324                 if (muonTrack2->GetMatchTrigger() && (esd->GetTriggerMask() & ptTrig))// match with trigger
 325                   EventInMassMatch++;
 326
 327                 hRapResonance->Fill(fVtot.Rapidity());
 328                 hPtResonance->Fill(fVtot.Pt());
 329               }
 330
 331             } // if (fCharge1 * fCharge2) == -1)
 332           } // if ((ch2 < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin) && (pt2 < PtCutMax))
 333           delete muonTrack2;
 334         } //  for (Int_t iTrack2 = iTrack + 1; iTrack2 < iTrack; iTrack2++)
 335       } // if (ch1 < Chi2Cut) && (pt1 > PtCutMin)&& (pt1 < PtCutMax) )
 336       delete muonTrack;
 337     } // for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nrectracks; iTrack++)
 338
 339     hNumberOfTrack->Fill(nTracks);
 340     //    esdFile->Delete();
 341   } // for (Int_t iEvent = FirstEvent;
 342
 343 // Loop over events for bg event
 344
 345   Double_t thetaPlus,  phiPlus;
 346   Double_t thetaMinus, phiMinus;
 347   Float_t PtMinus, PtPlus;
 348
 349   for (Int_t iEvent = 0; iEvent < hInvMassAll->Integral(); iEvent++) {
 350
 351     hThetaPhiPlus->GetRandom2(phiPlus, thetaPlus);
 352     hThetaPhiMinus->GetRandom2(phiMinus,thetaMinus);
 353     PtPlus = hPtMuonPlus->GetRandom();
 354     PtMinus = hPtMuonMinus->GetRandom();
 355
 356     fPxRec1  = PtPlus * TMath::Cos(TMath::Pi()/180.*phiPlus);
 357     fPyRec1  = PtPlus * TMath::Sin(TMath::Pi()/180.*phiPlus);
 358     fPzRec1  = PtPlus / TMath::Tan(TMath::Pi()/180.*thetaPlus);
 359
 360     fE1 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec1 * fPxRec1 + fPyRec1 * fPyRec1 + fPzRec1 * fPzRec1);
 361     fV1.SetPxPyPzE(fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, fE1);
 362
 363     fPxRec2  = PtMinus * TMath::Cos(TMath::Pi()/180.*phiMinus);
 364     fPyRec2  = PtMinus * TMath::Sin(TMath::Pi()/180.*phiMinus);
 365     fPzRec2  = PtMinus / TMath::Tan(TMath::Pi()/180.*thetaMinus);
 366
 367     fE2 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec2 * fPxRec2 + fPyRec2 * fPyRec2 + fPzRec2 * fPzRec2);
 368     fV2.SetPxPyPzE(fPxRec2, fPyRec2, fPzRec2, fE2);
 369
 370     // invariant mass
 371     fVtot = fV1 + fV2;
 372
 373     // fill histos hInvMassAll and hInvMassRes
 374     hInvMassBg->Fill(fVtot.M());
 375     hInvMassBgk_vs_Pt->Fill( fVtot.M(), fVtot.Pt() );
 376   }
 377
 378   histoFile->Write();
 379   histoFile->Close();
 380
 381   cout << endl;
 382   cout << "EventInMass " << EventInMass << endl;
 383   cout << "NbTrigger " << NbTrigger << endl;
 384   cout << "EventInMass match with trigger " << EventInMassMatch << endl;
 385
 386   return kTRUE;
 387 }
 388