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
  14 // STEER includes
  15 #include "AliRun.h"
  16 #include "AliLog.h"
  17 #include "AliRunLoader.h"
  18 #include "AliHeader.h"
  19 #include "AliLoader.h"
  20 #include "AliStack.h"
  21 #include "AliMagFMaps.h"
  22 #include "AliESD.h"
  23 #include "AliTracker.h"
  24
  25 // MUON includes
  26 #include "AliMUONTrackParam.h"
  27 #include "AliMUONTrackExtrap.h"
  28 #include "AliESDMuonTrack.h"
  29 #endif
  30 //
  31 // Macro MUONmassPlot.C for ESD
  32 // Ch. Finck, Subatech, April. 2004
  33 //
  34
  35 // macro to make invariant mass plots
  36 // for combinations of 2 muons with opposite charges,
  37 // from root file "MUON.tracks.root" containing the result of track reconstruction.
  38 // Histograms are stored on the "MUONmassPlot.root" file.
  39 // introducing TLorentzVector for parameter calculations (Pt, P,rap,etc...)
  40 // using Invariant Mass for rapidity.
  41
  42 // Arguments:
  43 //   FirstEvent (default 0)
  44 //   LastEvent (default 0)
  45 //   ResType (default 553)
  46 //      553 for Upsilon, anything else for J/Psi
  47 //   Chi2Cut (default 100)
  48 //      to keep only tracks with chi2 per d.o.f. < Chi2Cut
  49 //   PtCutMin (default 1)
  50 //      to keep only tracks with transverse momentum > PtCutMin
  51 //   PtCutMax (default 10000)
  52 //      to keep only tracks with transverse momentum < PtCutMax
  53 //   massMin (default 9.17 for Upsilon)
  54 //      &  massMax (default 9.77 for Upsilon)
  55 //         to calculate the reconstruction efficiency for resonances with invariant mass
  56 //         massMin < mass < massMax.
  57
  58 // Add parameters and histograms for analysis
  59
  60 Bool_t MUONmassPlot(char* filename = "galice.root", Int_t FirstEvent = 0, Int_t LastEvent = 10000,
  61                   char* esdFileName = "AliESDs.root", Int_t ResType = 553,
  62                   Float_t Chi2Cut = 100., Float_t PtCutMin = 1., Float_t PtCutMax = 10000.,
  63                   Float_t massMin = 9.17,Float_t massMax = 9.77)
  64 {
  65   cout << "MUONmassPlot " << endl;
  66   cout << "FirstEvent " << FirstEvent << endl;
  67   cout << "LastEvent " << LastEvent << endl;
  68   cout << "ResType " << ResType << endl;
  69   cout << "Chi2Cut " << Chi2Cut << endl;
  70   cout << "PtCutMin " << PtCutMin << endl;
  71   cout << "PtCutMax " << PtCutMax << endl;
  72   cout << "massMin " << massMin << endl;
  73   cout << "massMax " << massMax << endl;
  74
  75
  76   //Reset ROOT and connect tree file
  77   gROOT->Reset();
  78
  79   // File for histograms and histogram booking
  80   TFile *histoFile = new TFile("MUONmassPlot.root", "RECREATE");
  81   TH1F *hPtMuon = new TH1F("hPtMuon", "Muon Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  82   TH1F *hPtMuonPlus = new TH1F("hPtMuonPlus", "Muon+ Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  83   TH1F *hPtMuonMinus = new TH1F("hPtMuonMinus", "Muon- Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  84   TH1F *hPMuon = new TH1F("hPMuon", "Muon P (GeV/c)", 100, 0., 200.);
  85   TH1F *hChi2PerDof = new TH1F("hChi2PerDof", "Muon track chi2/d.o.f.", 100, 0., 20.);
  86   TH1F *hInvMassAll = new TH1F("hInvMassAll", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2)", 480, 0., 12.);
  87   TH1F *hInvMassBg = new TH1F("hInvMassBg", "Mu+Mu- invariant mass BG(GeV/c2)", 480, 0., 12.);
  88   TH2F *hInvMassAll_vs_Pt = new TH2F("hInvMassAll_vs_Pt","hInvMassAll_vs_Pt",480,0.,12.,80,0.,20.);
  89   TH2F *hInvMassBgk_vs_Pt = new TH2F("hInvMassBgk_vs_Pt","hInvMassBgk_vs_Pt",480,0.,12.,80,0.,20.);
  90   TH1F *hInvMassRes;
  91   TH1F *hPrimaryVertex = new TH1F("hPrimaryVertex","SPD reconstructed Z vertex",150,-15,15);
  92
  93   if (ResType == 553) {
  94     hInvMassRes = new TH1F("hInvMassRes", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2) around Upsilon", 60, 8., 11.);
  95   } else {
  96     hInvMassRes = new TH1F("hInvMassRes", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2) around J/Psi", 80, 0., 5.);
  97   }
  98
  99   TH1F *hNumberOfTrack = new TH1F("hNumberOfTrack","nb of track /evt ",20,-0.5,19.5);
 100   TH1F *hRapMuon = new TH1F("hRapMuon"," Muon Rapidity",50,-4.5,-2);
 101   TH1F *hRapResonance = new TH1F("hRapResonance"," Resonance Rapidity",50,-4.5,-2);
 102   TH1F *hPtResonance = new TH1F("hPtResonance", "Resonance Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
 103   TH2F *hThetaPhiPlus = new TH2F("hThetaPhiPlus", "Theta vs Phi +", 760, -190., 190., 400, 160., 180.);
 104   TH2F *hThetaPhiMinus = new TH2F("hThetaPhiMinus", "Theta vs Phi -", 760, -190., 190., 400, 160., 180.);
 105
 106
 107   // settings
 108   Int_t EventInMass = 0;
 109   Int_t EventInMassMatch = 0;
 110   Int_t NbTrigger = 0;
 111
 112   Float_t muonMass = 0.105658389;
 113 //   Float_t UpsilonMass = 9.46037;
 114 //   Float_t JPsiMass = 3.097;
 115
 116   Double_t thetaX, thetaY, pYZ;
 117   Double_t fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, fE1;
 118   Double_t fPxRec2, fPyRec2, fPzRec2, fE2;
 119   Int_t fCharge, fCharge2;
 120
 121   Int_t ntrackhits, nevents;
 122   Double_t fitfmin;
 123   Double_t fZVertex=0;
 124   Double_t fYVertex=0;
 125   Double_t fXVertex=0;
 126
 127   TLorentzVector fV1, fV2, fVtot;
 128
 129   // set mag field
 130   // waiting for mag field in CDB
 131   printf("Loading field map...\n");
 132   AliMagFMaps* field = new AliMagFMaps("Maps","Maps", 1, 1., 10., AliMagFMaps::k5kG);
 133   AliTracker::SetFieldMap(field, kFALSE);
 134
 135   // open run loader and load gAlice, kinematics and header
 136   AliRunLoader* runLoader = AliRunLoader::Open(filename);
 137   if (!runLoader) {
 138     Error("MUONmass_ESD", "getting run loader from file %s failed",
 139             filename);
 140     return kFALSE;
 141   }
 142
 143   if (!gAlice) {
 144     Error("MUONmass_ESD", "no galice object found");
 145     return kFALSE;
 146   }
 147
 148
 149   // open the ESD file
 150   TFile* esdFile = TFile::Open(esdFileName);
 151   if (!esdFile || !esdFile->IsOpen()) {
 152     Error("MUONmass_ESD", "opening ESD file %s failed", esdFileName);
 153     return kFALSE;
 154   }
 155
 156   AliESD* esd = new AliESD();
 157   TTree* tree = (TTree*) esdFile->Get("esdTree");
 158   if (!tree) {
 159     Error("CheckESD", "no ESD tree found");
 160     return kFALSE;
 161   }
 162   tree->SetBranchAddress("ESD", &esd);
 163
 164
 165
 166   runLoader->LoadHeader();
 167   nevents = runLoader->GetNumberOfEvents();
 168
 169   AliMUONTrackParam trackParam;
 170
 171   // Loop over events
 172   for (Int_t iEvent = FirstEvent; iEvent <= TMath::Min(LastEvent, nevents - 1); iEvent++) {
 173
 174     // get current event
 175     runLoader->GetEvent(iEvent);
 176
 177     // get the event summary data
 178     tree->GetEvent(iEvent);
 179     if (!esd) {
 180       Error("CheckESD", "no ESD object found for event %d", iEvent);
 181       return kFALSE;
 182     }
 183
 184     // get the SPD reconstructed vertex (vertexer) and fill the histogram
 185     AliESDVertex* Vertex = (AliESDVertex*) esd->GetVertex();
 186
 187     if (Vertex->GetNContributors()) {
 188       fZVertex = Vertex->GetZv();
 189       fYVertex = Vertex->GetYv();
 190       fXVertex = Vertex->GetXv();
 191
 192     }
 193     hPrimaryVertex->Fill(fZVertex);
 194
 195     Int_t nTracks = (Int_t)esd->GetNumberOfMuonTracks() ;
 196
 197     //    printf("\n Nb of events analysed: %d\r",iEvent);
 198     //      cout << " number of tracks: " << nTracks  <<endl;
 199
 200     // set the magnetic field for track extrapolations
 201     AliMUONTrackExtrap::SetField(AliTracker::GetFieldMap());
 202     // loop over all reconstructed tracks (also first track of combination)
 203     for (Int_t iTrack = 0; iTrack <  nTracks;  iTrack++) {
 204
 205       AliESDMuonTrack* muonTrack = esd->GetMuonTrack(iTrack);
 206
 207       if (!Vertex->GetNContributors()) {
 208         //re-extrapolate to vertex, if not kown before.
 209         trackParam.GetParamFrom(*muonTrack);
 210         AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, fXVertex, fYVertex, fZVertex);
 211         trackParam.SetParamFor(*muonTrack);
 212       }
 213       thetaX = muonTrack->GetThetaX();
 214       thetaY = muonTrack->GetThetaY();
 215
 216       pYZ     =  1./TMath::Abs(muonTrack->GetInverseBendingMomentum());
 217       fPzRec1  = - pYZ / TMath::Sqrt(1.0 + TMath::Tan(thetaY)*TMath::Tan(thetaY));
 218       fPxRec1  = fPzRec1 * TMath::Tan(thetaX);
 219       fPyRec1  = fPzRec1 * TMath::Tan(thetaY);
 220       fCharge = Int_t(TMath::Sign(1.,muonTrack->GetInverseBendingMomentum()));
 221
 222       fE1 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec1 * fPxRec1 + fPyRec1 * fPyRec1 + fPzRec1 * fPzRec1);
 223       fV1.SetPxPyPzE(fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, fE1);
 224
 225       ntrackhits = muonTrack->GetNHit();
 226       fitfmin    = muonTrack->GetChi2();
 227
 228       // transverse momentum
 229       Float_t pt1 = fV1.Pt();
 230
 231       // total momentum
 232       Float_t p1 = fV1.P();
 233
 234       // Rapidity
 235       Float_t rapMuon1 = fV1.Rapidity();
 236
 237       // chi2 per d.o.f.
 238       Float_t ch1 =  fitfmin / (2.0 * ntrackhits - 5);
 239 //      printf(" px %f py %f pz %f NHits %d  Norm.chi2 %f charge %d\n",
 240 //           fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, ntrackhits, ch1, fCharge);
 241
 242       // condition for good track (Chi2Cut and PtCut)
 243
 244       if ((ch1 < Chi2Cut) && (pt1 > PtCutMin) && (pt1 < PtCutMax)) {
 245
 246         // fill histos hPtMuon and hChi2PerDof
 247         hPtMuon->Fill(pt1);
 248         hPMuon->Fill(p1);
 249         hChi2PerDof->Fill(ch1);
 250         hRapMuon->Fill(rapMuon1);
 251         if (fCharge > 0) {
 252           hPtMuonPlus->Fill(pt1);
 253           hThetaPhiPlus->Fill(TMath::ATan2(fPyRec1,fPxRec1)*180./TMath::Pi(),TMath::ATan2(pt1,fPzRec1)*180./3.1415);
 254         } else {
 255           hPtMuonMinus->Fill(pt1);
 256           hThetaPhiMinus->Fill(TMath::ATan2(fPyRec1,fPxRec1)*180./TMath::Pi(),TMath::ATan2(pt1,fPzRec1)*180./3.1415);
 257         }
 258         // loop over second track of combination
 259         for (Int_t iTrack2 = iTrack + 1; iTrack2 < nTracks; iTrack2++) {
 260
 261           AliESDMuonTrack* muonTrack = esd->GetMuonTrack(iTrack2);
 262
 263           if (!Vertex->GetNContributors()) {
 264             trackParam.GetParamFrom(*muonTrack);
 265             AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, fXVertex, fYVertex, fZVertex);
 266             trackParam.SetParamFor(*muonTrack);
 267           }
 268
 269           thetaX = muonTrack->GetThetaX();
 270           thetaY = muonTrack->GetThetaY();
 271
 272           pYZ      =  1./TMath::Abs(muonTrack->GetInverseBendingMomentum());
 273           fPzRec2  = - pYZ / TMath::Sqrt(1.0 + TMath::Tan(thetaY)*TMath::Tan(thetaY));
 274           fPxRec2  = fPzRec2 * TMath::Tan(thetaX);
 275           fPyRec2  = fPzRec2 * TMath::Tan(thetaY);
 276           fCharge2 = Int_t(TMath::Sign(1.,muonTrack->GetInverseBendingMomentum()));
 277
 278           fE2 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec2 * fPxRec2 + fPyRec2 * fPyRec2 + fPzRec2 * fPzRec2);
 279           fV2.SetPxPyPzE(fPxRec2, fPyRec2, fPzRec2, fE2);
 280
 281           ntrackhits = muonTrack->GetNHit();
 282           fitfmin    = muonTrack->GetChi2();
 283
 284           // transverse momentum
 285           Float_t pt2 = fV2.Pt();
 286
 287           // chi2 per d.o.f.
 288           Float_t ch2 = fitfmin  / (2.0 * ntrackhits - 5);
 289
 290           // condition for good track (Chi2Cut and PtCut)
 291           if ((ch2 < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin)  && (pt2 < PtCutMax)) {
 292
 293             // condition for opposite charges
 294             if ((fCharge * fCharge2) == -1) {
 295
 296               // invariant mass
 297               fVtot = fV1 + fV2;
 298               Float_t invMass = fVtot.M();
 299
 300               // fill histos hInvMassAll and hInvMassRes
 301               hInvMassAll->Fill(invMass);
 302               hInvMassRes->Fill(invMass);
 303               hInvMassAll_vs_Pt->Fill(invMass,fVtot.Pt());
 304               Int_t ptTrig;
 305               if (ResType == 553)
 306                 ptTrig =  0x20;// mask for Hpt unlike sign pair
 307               else
 308                 ptTrig =  0x10;// mask for Lpt unlike sign pair
 309
 310               if (esd->GetTriggerMask() &  ptTrig) NbTrigger++;
 311               if (invMass > massMin && invMass < massMax) {
 312                 EventInMass++;
 313                 if (muonTrack->GetMatchTrigger() && (esd->GetTriggerMask() & ptTrig))// match with trigger
 314                   EventInMassMatch++;
 315
 316                 hRapResonance->Fill(fVtot.Rapidity());
 317                 hPtResonance->Fill(fVtot.Pt());
 318               }
 319
 320             } // if (fCharge * fCharge2) == -1)
 321           } // if ((ch2 < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin) && (pt2 < PtCutMax))
 322         } //  for (Int_t iTrack2 = iTrack + 1; iTrack2 < iTrack; iTrack2++)
 323       } // if (ch1 < Chi2Cut) && (pt1 > PtCutMin)&& (pt1 < PtCutMax) )
 324     } // for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nrectracks; iTrack++)
 325
 326     hNumberOfTrack->Fill(nTracks);
 327     //    esdFile->Delete();
 328   } // for (Int_t iEvent = FirstEvent;
 329
 330 // Loop over events for bg event
 331
 332   Double_t thetaPlus,  phiPlus;
 333   Double_t thetaMinus, phiMinus;
 334   Float_t PtMinus, PtPlus;
 335
 336   for (Int_t iEvent = 0; iEvent < hInvMassAll->Integral(); iEvent++) {
 337
 338     hThetaPhiPlus->GetRandom2(phiPlus, thetaPlus);
 339     hThetaPhiMinus->GetRandom2(phiMinus,thetaMinus);
 340     PtPlus = hPtMuonPlus->GetRandom();
 341     PtMinus = hPtMuonMinus->GetRandom();
 342
 343     fPxRec1  = PtPlus * TMath::Cos(TMath::Pi()/180.*phiPlus);
 344     fPyRec1  = PtPlus * TMath::Sin(TMath::Pi()/180.*phiPlus);
 345     fPzRec1  = PtPlus / TMath::Tan(TMath::Pi()/180.*thetaPlus);
 346
 347     fE1 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec1 * fPxRec1 + fPyRec1 * fPyRec1 + fPzRec1 * fPzRec1);
 348     fV1.SetPxPyPzE(fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, fE1);
 349
 350     fPxRec2  = PtMinus * TMath::Cos(TMath::Pi()/180.*phiMinus);
 351     fPyRec2  = PtMinus * TMath::Sin(TMath::Pi()/180.*phiMinus);
 352     fPzRec2  = PtMinus / TMath::Tan(TMath::Pi()/180.*thetaMinus);
 353
 354     fE2 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec2 * fPxRec2 + fPyRec2 * fPyRec2 + fPzRec2 * fPzRec2);
 355     fV2.SetPxPyPzE(fPxRec2, fPyRec2, fPzRec2, fE2);
 356
 357     // invariant mass
 358     fVtot = fV1 + fV2;
 359
 360     // fill histos hInvMassAll and hInvMassRes
 361     hInvMassBg->Fill(fVtot.M());
 362     hInvMassBgk_vs_Pt->Fill( fVtot.M(), fVtot.Pt() );
 363   }
 364
 365   histoFile->Write();
 366   histoFile->Close();
 367
 368   cout << endl;
 369   cout << "EventInMass " << EventInMass << endl;
 370   cout << "NbTrigger " << NbTrigger << endl;
 371   cout << "EventInMass match with trigger " << EventInMassMatch << endl;
 372
 373   return kTRUE;
 374 }
 375