PHOS/AliPHOSv3.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
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   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //_________________________________________________________________________
  19 // Implementation version v0 of PHOS Manager class
  20 // Layout EMC + PPSD has name GPS2
  21 // The main goal of this version of AliPHOS is to calculte the
  22 //  induced charged in the PIN diode, taking into account light
  23 //  tracking in the PbWO4 crystal, induced signal in the
  24 //  PIN due to MIPS particle and electronic noise.
  25 // This is done in the StepManager
  26 //
  27 //*-- Author:  Odd Harald Oddland & Gines Martinez (SUBATECH)
  28
  29
  30 // --- ROOT system ---
  31 #include "TRandom.h"
  32
  33 // --- Standard library ---
  34
  35 #include <stdio.h>
  36 #include <string.h>
  37 #include <stdlib.h>
  38 #include <strstream.h>
  39
  40 // --- AliRoot header files ---
  41
  42 #include "AliPHOSv3.h"
  43 #include "AliPHOSHit.h"
  44 #include "AliPHOSDigit.h"
  45 #include "AliRun.h"
  46 #include "AliConst.h"
  47 #include "AliMC.h"
  48
  49 ClassImp(AliPHOSv3)
  50
  51 //____________________________________________________________________________
  52   AliPHOSv3::AliPHOSv3(const char *name, const char *title):
  53 AliPHOSv1(name,title)
  54 {
  55   // ctor
  56
  57   // Number of electrons created in the PIN due to light collected in the PbWo4 crystal is calculated using
  58   // following formula
  59   // NumberOfElectrons = EnergyLost * LightYield * PINEfficiency *
  60   //                     exp (-LightYieldAttenuation * DistanceToPINdiodeFromTheHit) *
  61   //                     RecalibrationFactor ;
  62   // LightYield is obtained as a Poissonian distribution with a mean at 700000 photons per GeV fromValery Antonenko
  63   // PINEfficiency is 0.1875 from Odd Harald Odland work
  64   // k_0 is 0.0045 from Valery Antonenko
  65
  66
  67   fLightYieldMean = 700000. ;
  68   fIntrinsicPINEfficiency = 0.1875 ;
  69   fLightYieldAttenuation = 0.0045 ;
  70   fRecalibrationFactor = 6.2 / fLightYieldMean ;
  71   fElectronsPerGeV = 2.77e+8 ;
  72 }
  73
  74 //____________________________________________________________________________
  75 AliPHOSv3::AliPHOSv3(AliPHOSReconstructioner * Reconstructioner, const char *name, const char *title):
  76   AliPHOSv1(Reconstructioner,name,title)
  77 {
  78   // ctor
  79
  80   // Number of electrons created in the PIN due to light collected in the PbWo4 crystal is calculated using
  81   // following formula
  82   // NumberOfElectrons = EnergyLost * LightYield * PINEfficiency *
  83   //                     exp (-LightYieldAttenuation * DistanceToPINdiodeFromTheHit) *
  84   //                     RecalibrationFactor ;
  85   // LightYield is obtained as a Poissonian distribution with a mean at 700000 photons per GeV fromValery Antonenko
  86   // PINEfficiency is 0.1875 from Odd Harald Odland work
  87   // k_0 is 0.0045 from Valery Antonenko
  88
  89   fLightYieldMean = 700000.;
  90   fIntrinsicPINEfficiency = 0.1875 ;
  91   fLightYieldAttenuation = 0.0045 ;
  92   fRecalibrationFactor = 6.2 / fLightYieldMean ;
  93   fElectronsPerGeV = 2.77e+8 ;
  94 }
  95 //____________________________________________________________________________
  96
  97 void AliPHOSv3::StepManager(void)
  98 {
  99   // Accumulates hits as long as the track stays in a single crystal or PPSD gas Cell
 100
 101 //    if (gMC->IsTrackEntering())
 102 //      cout << "Track enters the volume " << gMC->CurrentVolName() << endl;
 103 //    if (gMC->IsTrackExiting())
 104 //      cout << "Track leaves the volume " << gMC->CurrentVolName() << endl;
 105
 106   Int_t          relid[4] ;        // (box, layer, row, column) indices
 107   Int_t          absid    ;        // absolute cell ID number
 108   Float_t        xyze[4]={0,0,0,0}  ; // position wrt MRS and energy deposited
 109   TLorentzVector pos      ;        // Lorentz vector of the track current position
 110   Int_t          copy     ;
 111
 112   Int_t tracknumber =  gAlice->CurrentTrack() ;
 113   Int_t primary     =  gAlice->GetPrimary( gAlice->CurrentTrack() );
 114   TString name      =  fGeom->GetName() ;
 115
 116
 117   if ( name == "GPS2" || name == "MIXT" ) {            // ======> CPV is a GPS' PPSD
 118
 119     if( gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("GCEL") ) // We are inside a gas cell
 120     {
 121       gMC->TrackPosition(pos) ;
 122       xyze[0] = pos[0] ;
 123       xyze[1] = pos[1] ;
 124       xyze[2] = pos[2] ;
 125       xyze[3] = gMC->Edep() ;
 126
 127       if ( xyze[3] != 0) { // there is deposited energy
 128         gMC->CurrentVolOffID(5, relid[0]) ;  // get the PHOS Module number
 129         if ( name == "MIXT" && strcmp(gMC->CurrentVolOffName(5),"PHO1") == 0 ){
 130           relid[0] += fGeom->GetNModules() - fGeom->GetNPPSDModules();
 131         }
 132         gMC->CurrentVolOffID(3, relid[1]) ;  // get the Micromegas Module number
 133       // 1-> fGeom->GetNumberOfModulesPhi() * fGeom->GetNumberOfModulesZ() upper
 134       //   > fGeom->GetNumberOfModulesPhi() * fGeom->GetNumberOfModulesZ() lower
 135         gMC->CurrentVolOffID(1, relid[2]) ;  // get the row number of the cell
 136         gMC->CurrentVolID(relid[3]) ;        // get the column number
 137
 138         // get the absolute Id number
 139
 140         fGeom->RelToAbsNumbering(relid, absid) ;
 141
 142         // add current hit to the hit list
 143           AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze);
 144
 145
 146       } // there is deposited energy
 147     } // We are inside the gas of the CPV
 148   } // GPS2 configuration
 149
 150   if ( name == "IHEP" || name == "MIXT" ) {       // ======> CPV is a IHEP's one
 151
 152     // Yuri Kharlov, 28 September 2000
 153
 154     if( gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("CPVQ") &&
 155         gMC->IsTrackEntering()  &&
 156         gMC->TrackCharge() != 0) {
 157
 158       gMC -> TrackPosition(pos);
 159       Float_t xyzm[3], xyzd[3] ;
 160       Int_t i;
 161       for (i=0; i<3; i++) xyzm[i] = pos[i];
 162       gMC -> Gmtod (xyzm, xyzd, 1);    // transform coordinate from master to daughter system
 163
 164       Float_t        xyd[3]={0,0,0}   ;   //local posiiton of the entering
 165       xyd[0]  = xyzd[0];
 166       xyd[1]  =-xyzd[1];
 167       xyd[2]  =-xyzd[2];
 168
 169
 170       // Current momentum of the hit's track in the local ref. system
 171         TLorentzVector pmom     ;        //momentum of the particle initiated hit
 172       gMC -> TrackMomentum(pmom);
 173       Float_t pm[3], pd[3];
 174       for (i=0; i<3; i++) pm[i]   = pmom[i];
 175       gMC -> Gmtod (pm, pd, 2);        // transform 3-momentum from master to daughter system
 176       pmom[0] = pd[0];
 177       pmom[1] =-pd[1];
 178       pmom[2] =-pd[2];
 179
 180       // Digitize the current CPV hit:
 181
 182       // 1. find pad response and
 183
 184       Int_t moduleNumber;
 185       gMC->CurrentVolOffID(3,moduleNumber);
 186       moduleNumber--;
 187
 188
 189       TClonesArray *cpvDigits = new TClonesArray("AliPHOSCPVDigit",0);   // array of digits for current hit
 190       CPVDigitize(pmom,xyd,moduleNumber,cpvDigits);
 191
 192       Float_t xmean = 0;
 193       Float_t zmean = 0;
 194       Float_t qsum  = 0;
 195       Int_t   idigit,ndigits;
 196
 197       // 2. go through the current digit list and sum digits in pads
 198
 199       ndigits = cpvDigits->GetEntriesFast();
 200       for (idigit=0; idigit<ndigits-1; idigit++) {
 201         AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit1 = (AliPHOSCPVDigit*) cpvDigits->UncheckedAt(idigit);
 202         Float_t x1 = cpvDigit1->GetXpad() ;
 203         Float_t z1 = cpvDigit1->GetYpad() ;
 204         for (Int_t jdigit=idigit+1; jdigit<ndigits; jdigit++) {
 205           AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit2 = (AliPHOSCPVDigit*) cpvDigits->UncheckedAt(jdigit);
 206           Float_t x2 = cpvDigit2->GetXpad() ;
 207           Float_t z2 = cpvDigit2->GetYpad() ;
 208           if (x1==x2 && z1==z2) {
 209             Float_t qsum = cpvDigit1->GetQpad() + cpvDigit2->GetQpad() ;
 210             cpvDigit2->SetQpad(qsum) ;
 211             cpvDigits->RemoveAt(idigit) ;
 212           }
 213         }
 214       }
 215       cpvDigits->Compress() ;
 216
 217       // 3. add digits to temporary hit list fTmpHits
 218
 219       ndigits = cpvDigits->GetEntriesFast();
 220       for (idigit=0; idigit<ndigits; idigit++) {
 221         AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit = (AliPHOSCPVDigit*) cpvDigits->UncheckedAt(idigit);
 222         relid[0] = moduleNumber + 1 ;                             // CPV (or PHOS) module number
 223         relid[1] =-1 ;                                            // means CPV
 224         relid[2] = cpvDigit->GetXpad() ;                          // column number of a pad
 225         relid[3] = cpvDigit->GetYpad() ;                          // row    number of a pad
 226
 227         // get the absolute Id number
 228         fGeom->RelToAbsNumbering(relid, absid) ;
 229
 230         // add current digit to the temporary hit list
 231         xyze[0] = 0. ;
 232         xyze[1] = 0. ;
 233         xyze[2] = 0. ;
 234         xyze[3] = cpvDigit->GetQpad() ;                           // amplitude in a pad
 235         primary = -1;                                             // No need in primary for CPV
 236         AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze);
 237
 238         if (cpvDigit->GetQpad() > 0.02) {
 239           xmean += cpvDigit->GetQpad() * (cpvDigit->GetXpad() + 0.5);
 240           zmean += cpvDigit->GetQpad() * (cpvDigit->GetYpad() + 0.5);
 241           qsum  += cpvDigit->GetQpad();
 242         }
 243       }
 244       delete cpvDigits;
 245     }
 246   } // end of IHEP configuration
 247
 248
 249   if(gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("PXTL") ) { //  We are inside a PBWO crystal
 250     gMC->TrackPosition(pos) ;
 251     xyze[0] = pos[0] ;
 252     xyze[1] = pos[1] ;
 253     xyze[2] = pos[2] ;
 254     xyze[3] = gMC->Edep() ;
 255
 256
 257     if ( (xyze[3] != 0)  ) {  // Track is inside the crystal and deposits some energy
 258
 259       gMC->CurrentVolOffID(10, relid[0]) ; // get the PHOS module number ;
 260
 261       if ( name == "MIXT" && strcmp(gMC->CurrentVolOffName(10),"PHO1") == 0 )
 262         relid[0] += fGeom->GetNModules() - fGeom->GetNPPSDModules();
 263
 264       relid[1] = 0   ;                    // means PBW04
 265       gMC->CurrentVolOffID(4, relid[2]) ; // get the row number inside the module
 266       gMC->CurrentVolOffID(3, relid[3]) ; // get the cell number inside the module
 267
 268       // get the absolute Id number
 269       fGeom->RelToAbsNumbering(relid, absid) ;
 270
 271       // add current hit to the hit list
 272         AddHit(fIshunt, primary,tracknumber, absid, xyze);
 273
 274
 275     } // there is deposited energy
 276   } // we are inside a PHOS Xtal
 277
 278   if(gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("PPIN") ) // We are inside de PIN diode
 279     {
 280       gMC->TrackPosition(pos) ;
 281       xyze[0] = pos[0] ;
 282       xyze[1] = pos[1] ;
 283       xyze[2] = pos[2] ;
 284       Float_t lostenergy = gMC->Edep() ;
 285       xyze[3] = gMC->Edep() ;
 286
 287       if ( xyze[3] != 0 ) {
 288         gMC->CurrentVolOffID(11, relid[0]) ; // get the PHOS module number ;
 289         relid[1] = 0   ;                    // means PW04 and PIN
 290         gMC->CurrentVolOffID(5, relid[2]) ; // get the row number inside the module
 291         gMC->CurrentVolOffID(4, relid[3]) ; // get the cell number inside the module
 292
 293         // get the absolute Id number
 294
 295         Int_t absid ;
 296         fGeom->RelToAbsNumbering(relid,absid) ;
 297
 298         // calculating number of electrons in the PIN diode asociated to this hit
 299           Float_t nElectrons = lostenergy * fElectronsPerGeV ;
 300           xyze[3] = nElectrons * fRecalibrationFactor ;
 301
 302           // add current hit to the hit list
 303           AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze);
 304           //printf("PIN volume is  %d, %d, %d, %d \n",relid[0],relid[1],relid[2],relid[3]);
 305           //printf("Lost energy in the PIN is %f \n",lostenergy) ;
 306       } // there is deposited energy
 307     } // we are inside a PHOS XtalPHOS PIN diode
 308 }