PHOS/AliPHOSvFast.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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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 //_________________________________________________________________________
  17 // Manager class for PHOS version for fast simulations
  18 //*-- Author : Y. Schutz SUBATECH
  19 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  20
  21 // --- ROOT system ---
  22
  23 #include "TBRIK.h"
  24 #include "TNode.h"
  25 #include "TParticle.h"
  26
  27 // --- Standard library ---
  28
  29 #include <cstdio>
  30 #include <cassert>
  31
  32 // --- AliRoot header files ---
  33
  34 #include "AliPHOSvFast.h"
  35 #include "AliRun.h"
  36 #include "AliConst.h"
  37
  38 ClassImp(AliPHOSvFast)
  39
  40 //____________________________________________________________________________
  41 AliPHOSvFast::AliPHOSvFast()
  42 {
  43   fFastRecParticles = 0 ;
  44   fNRecParticles = 0 ;
  45 }
  46
  47 //____________________________________________________________________________
  48 AliPHOSvFast::AliPHOSvFast(const char *name, const char *title):
  49   AliPHOS(name,title)
  50 {
  51   // gets an instance of the geometry parameters class
  52
  53   fGeom =  AliPHOSGeometry::GetInstance(title, "") ;
  54
  55   if (fGeom->IsInitialized() )
  56     cout << "AliPHOSvFast : PHOS geometry intialized for " << fGeom->GetName() << endl ;
  57   else
  58     cout << "AliPHOSvFast : PHOS geometry initialization failed !" << endl ;
  59
  60   SetBigBox(0, fGeom->GetOuterBoxSize(0) ) ;
  61   SetBigBox(1, fGeom->GetOuterBoxSize(1) + fGeom->GetPPSDBoxSize(1) ) ;
  62   SetBigBox(2, fGeom->GetOuterBoxSize(0) );
  63
  64   fNRecParticles = 0 ;
  65   fFastRecParticles = new FastRecParticlesList("AliPHOSFastRecParticle", 100) ;
  66
  67   fResPara1 = 0.030 ;    // GeV
  68   fResPara2 = 0.00003 ;
  69   fResPara3 = 0.00001 ;
  70
  71   fPosParaA0 = 2.87 ;    // mm
  72   fPosParaA1 = -0.0975 ;
  73   fPosParaB0 = 0.257 ;
  74   fPosParaB1 = 0.137 ;
  75   fPosParaB2 = 0.00619 ;
  76 }
  77
  78 //____________________________________________________________________________
  79 AliPHOSvFast::~AliPHOSvFast()
  80 {
  81
  82   fFastRecParticles->Delete() ;
  83   delete fFastRecParticles ;
  84   fFastRecParticles = 0 ;
  85
  86 }
  87
  88 //____________________________________________________________________________
  89 void AliPHOSvFast::AddRecParticle(const AliPHOSFastRecParticle & rp)
  90 {
  91   new( (*fFastRecParticles)[fNRecParticles] ) AliPHOSFastRecParticle(rp) ;
  92   fNRecParticles++ ;
  93 }
  94
  95 //____________________________________________________________________________
  96 void AliPHOSvFast::BuildGeometry()
  97 {
  98
  99   // Build the PHOS geometry for the ROOT display
 100
 101   const Int_t kColorPHOS = kRed ;
 102
 103   Double_t const kRADDEG = 180.0 / kPI ;
 104
 105   new TBRIK( "BigBox", "PHOS box", "void", GetBigBox(0)/2,
 106              GetBigBox(1)/2,
 107              GetBigBox(2)/2 );
 108
 109   // position PHOS into ALICE
 110
 111   Float_t r = fGeom->GetIPtoOuterCoverDistance() + GetBigBox(1) / 2.0 ;
 112   Int_t number = 988 ;
 113   Float_t pphi =  TMath::ATan( GetBigBox(0)  / ( 2.0 * fGeom->GetIPtoOuterCoverDistance() ) ) ;
 114   pphi *= kRADDEG ;
 115   TNode * top = gAlice->GetGeometry()->GetNode("alice") ;
 116
 117   char * nodename = new char[20] ;
 118   char * rotname  = new char[20] ;
 119
 120   for( Int_t i = 1; i <= fGeom->GetNModules(); i++ ) {
 121    Float_t angle = pphi * 2 * ( i - fGeom->GetNModules() / 2.0 - 0.5 ) ;
 122    sprintf(rotname, "%s%d", "rot", number++) ;
 123    new TRotMatrix(rotname, rotname, 90, angle, 90, 90 + angle, 0, 0);
 124    top->cd();
 125    sprintf(nodename,"%s%d", "Module", i) ;
 126    Float_t x =  r * TMath::Sin( angle / kRADDEG ) ;
 127    Float_t y = -r * TMath::Cos( angle / kRADDEG ) ;
 128    TNode * bigboxnode = new TNode(nodename, nodename, "BigBox", x, y, 0, rotname ) ;
 129    bigboxnode->SetLineColor(kColorPHOS) ;
 130    fNodes->Add(bigboxnode) ;
 131   }
 132   delete[] nodename ;
 133   delete[] rotname ;
 134 }
 135
 136 //____________________________________________________________________________
 137 void AliPHOSvFast::CreateGeometry()
 138 {
 139
 140   AliPHOSvFast *phostmp = (AliPHOSvFast*)gAlice->GetModule("PHOS") ;
 141
 142   if ( phostmp == NULL ) {
 143
 144     fprintf(stderr, "PHOS detector not found!\n") ;
 145     return ;
 146
 147   }
 148
 149   // Get pointer to the array containing media indeces
 150   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray() - 699 ;
 151
 152   Float_t bigbox[3] ;
 153   bigbox[0] =   GetBigBox(0) / 2.0 ;
 154   bigbox[1] =   GetBigBox(1) / 2.0 ;
 155   bigbox[2] =   GetBigBox(2) / 2.0 ;
 156
 157   gMC->Gsvolu("PHOS", "BOX ", idtmed[798], bigbox, 3) ;
 158
 159   // --- Position  PHOS mdules in ALICE setup ---
 160
 161   Int_t idrotm[99] ;
 162   Double_t const kRADDEG = 180.0 / kPI ;
 163
 164   for( Int_t i = 1; i <= fGeom->GetNModules(); i++ ) {
 165
 166     Float_t angle = fGeom->GetPHOSAngle(i) ;
 167     AliMatrix(idrotm[i-1], 90.0, angle, 90.0, 90.0+angle, 0.0, 0.0) ;
 168
 169     Float_t r = fGeom->GetIPtoOuterCoverDistance() + GetBigBox(1) / 2.0 ;
 170
 171     Float_t xP1 = r * TMath::Sin( angle / kRADDEG ) ;
 172     Float_t yP1 = -r * TMath::Cos( angle / kRADDEG ) ;
 173     gMC->Gspos("PHOS", i, "ALIC", xP1, yP1, 0.0, idrotm[i-1], "ONLY") ;
 174
 175   } // for GetNModules
 176
 177 }
 178
 179
 180 //____________________________________________________________________________
 181 void AliPHOSvFast::Init(void)
 182 {
 183
 184   Int_t i;
 185
 186   printf("\n");
 187   for(i=0;i<35;i++) printf("*");
 188   printf(" FAST PHOS_INIT ");
 189   for(i=0;i<35;i++) printf("*");
 190   printf("\n");
 191
 192   // Here the PHOS initialisation code (if any!)
 193
 194   for(i=0;i<80;i++) printf("*");
 195   printf("\n");
 196
 197 }
 198
 199 //___________________________________________________________________________
 200 Float_t AliPHOSvFast::GetBigBox(Int_t index)
 201 {
 202   Float_t rv = 0 ;
 203
 204   switch (index) {
 205   case 0:
 206     rv = fBigBoxX ;
 207     break ;
 208   case 1:
 209      rv = fBigBoxY ;
 210     break ;
 211   case 2:
 212      rv = fBigBoxZ ;
 213     break ;
 214  }
 215   return rv ;
 216 }
 217
 218 //___________________________________________________________________________
 219 void AliPHOSvFast::MakeBranch(Option_t* opt)
 220 {
 221   //
 222   // Create a new branch in the current Root Tree
 223
 224   AliDetector::MakeBranch(opt) ;
 225
 226   char branchname[10];
 227   sprintf(branchname,"%s",GetName());
 228   char *cd = strstr(opt,"R");
 229
 230   if (fFastRecParticles && gAlice->TreeR() && cd) {
 231     gAlice->TreeR()->Branch(branchname, &fFastRecParticles, fBufferSize);
 232   }
 233 }
 234
 235 //____________________________________________________________________________
 236 Double_t AliPHOSvFast::MakeEnergy(const Double_t energy)
 237 {
 238   Double_t sigma  = SigmaE(energy) ;
 239   return  fRan.Gaus(energy, sigma) ;
 240 }
 241
 242 //____________________________________________________________________________
 243 TVector3 AliPHOSvFast::MakePosition(const Double_t energy, const TVector3 pos, const Double_t theta, const Double_t phi)
 244 {
 245   TVector3 newpos ;
 246   Double_t sigma = SigmaP( energy, theta*180./TMath::Pi() ) ;
 247   Double_t x = fRan.Gaus( pos.X(), sigma ) ;
 248   sigma = SigmaP( energy, phi*180./TMath::Pi() ) ;
 249   Double_t z = fRan.Gaus( pos.Z(), sigma ) ;
 250   Double_t y = pos.Y() ;
 251
 252   newpos.SetX(x) ;
 253   newpos.SetY(y) ;
 254   newpos.SetZ(z) ;
 255
 256   return newpos ;
 257 }
 258
 259 //____________________________________________________________________________
 260 void AliPHOSvFast::MakeRecParticle(const Int_t modid, const TVector3 pos, AliPHOSFastRecParticle & rp)
 261 {
 262   // get the detected type of particle
 263
 264   Int_t type = MakeType( rp ) ;
 265   rp.SetType(type) ;
 266
 267
 268   // get the detected energy
 269
 270   TLorentzVector momentum ;
 271   rp.Momentum(momentum) ;
 272   Double_t kineticenergy = TMath::Sqrt( TMath::Power(momentum.E(), 2) - TMath::Power(rp.GetMass(), 2) ) ;
 273   Double_t modifiedkineticenergy = MakeEnergy(kineticenergy ) ;
 274   Double_t modifiedenergy = TMath::Sqrt( TMath::Power(modifiedkineticenergy, 2)
 275                                          + TMath::Power( rp.GetMass(), 2) ) ;
 276
 277   // get the angle of incidence
 278
 279   Double_t incidencetheta = 90. * TMath::Pi() /180 - rp.Theta() ;
 280   Double_t incidencephi   = ( 270 + fGeom->GetPHOSAngle(modid) ) * TMath::Pi() / 180. - rp.Phi() ;
 281
 282   // get the detected direction
 283
 284   TVector3 modifiedposition = MakePosition(kineticenergy, pos, incidencetheta, incidencephi) ;
 285   modifiedposition *= modifiedkineticenergy / modifiedposition.Mag() ;
 286
 287   // Set the modified 4-momentum of the reconstructed particle
 288
 289   rp.SetMomentum(modifiedposition.X(), modifiedposition.Y(), modifiedposition.Z(), modifiedenergy) ;
 290
 291  }
 292
 293 //____________________________________________________________________________
 294 Int_t AliPHOSvFast::MakeType(AliPHOSFastRecParticle & rp )
 295 {
 296   Int_t rv =  kUNDEFINED ;
 297   Int_t charge = (Int_t)rp.GetPDG()->Charge() ;
 298   Int_t test ;
 299   Float_t ran ;
 300   if ( charge != 0 && ( TMath::Abs(rp.GetPdgCode()) != 11 ) )
 301     test = - 1 ;
 302   else
 303     test = rp.GetPdgCode() ;
 304
 305   switch (test) {
 306
 307   case 22:    // it's a photon
 308     ran = fRan.Rndm() ;
 309     if ( ran <= 0.5 )  // 50 %
 310       rv = kGAMMA ;
 311     else {
 312       ran = fRan.Rndm() ;
 313       if( ran <= 0.9498 )
 314         rv = kNEUTRALEM ;
 315       else
 316         rv = kNEUTRALHADRON ;
 317     }
 318     break ;
 319
 320   case 2112:  // it's a neutron
 321     ran = fRan.Rndm() ;
 322     if ( ran <= 0.9998 )
 323       rv = kNEUTRALHADRON ;
 324     else
 325       rv = kNEUTRALEM ;
 326     break ;
 327
 328   case -2112: // it's a anti-neutron
 329     ran = fRan.Rndm() ;
 330     if ( ran <= 0.9984 )
 331       rv = kNEUTRALHADRON ;
 332     else
 333       rv = kNEUTRALEM ;
 334     break ;
 335
 336   case 11:    // it's a electron
 337     ran = fRan.Rndm() ;
 338     if ( ran <= 0.9996 )
 339       rv = kELECTRON ;
 340     else
 341       rv = kCHARGEDHADRON ;
 342     break;
 343
 344   case -11:   // it's a positon
 345     ran = fRan.Rndm() ;
 346     if ( ran <= 0.9996 )
 347       rv = kELECTRON ;
 348     else
 349       rv = kCHARGEDHADRON ;
 350     break;
 351
 352   case -1:    // it's a charged
 353     ran = fRan.Rndm() ;
 354     if ( ran <= 0.9996 )
 355       rv = kCHARGEDHADRON ;
 356     else
 357       rv = kGAMMA ;
 358
 359     break ;
 360   }
 361
 362
 363   return rv ;
 364 }
 365
 366 //___________________________________________________________________________
 367 void AliPHOSvFast::ResetPoints()
 368 {
 369   ResetFastRecParticles() ;
 370 }
 371
 372 //___________________________________________________________________________
 373 void AliPHOSvFast::ResetFastRecParticles()
 374 {
 375   if (fFastRecParticles)
 376     fFastRecParticles->Clear() ;
 377   fNRecParticles = 0 ;
 378 }
 379
 380 //___________________________________________________________________________
 381 void AliPHOSvFast::SetBigBox(Int_t index, Float_t value)
 382 {
 383
 384   switch (index) {
 385   case 0:
 386     fBigBoxX = value ;
 387     break ;
 388   case 1:
 389     fBigBoxY = value ;
 390     break ;
 391   case 2:
 392     fBigBoxZ = value ;
 393     break ;
 394  }
 395
 396 }
 397
 398 //____________________________________________________________________________
 399 Double_t AliPHOSvFast::SigmaE(Double_t energy)
 400 {
 401   Double_t rv = -1 ;
 402
 403   rv = TMath::Sqrt( TMath::Power(fResPara1/energy, 2)
 404                + TMath::Power(fResPara2/TMath::Sqrt(energy), 2)
 405                + TMath::Power(fResPara3, 2) ) ;
 406
 407   return rv * energy ;
 408 }
 409
 410 //____________________________________________________________________________
 411 Double_t AliPHOSvFast::SigmaP(Double_t energy, Int_t incidence)
 412 {
 413
 414   Double_t paraA = fPosParaA0 + fPosParaA1 * incidence ;
 415   Double_t paraB = fPosParaB0 + fPosParaB1 * incidence + fPosParaB2 * incidence * incidence ;
 416
 417   return ( paraA / TMath::Sqrt(energy) + paraB ) * 0.1   ; // in cm
 418 }
 419
 420 //____________________________________________________________________________
 421 void AliPHOSvFast::StepManager(void)
 422 {
 423
 424   Int_t primary =  gAlice->GetPrimary( gAlice->CurrentTrack() );
 425   TLorentzVector lv ;
 426   gMC->TrackPosition(lv) ;
 427   TVector3 pos = lv.Vect() ;
 428   Int_t modid  ;
 429   gMC->CurrentVolID(modid);
 430
 431   // Makes a reconstructed particle from the primary particle
 432
 433   TClonesArray * particlelist = gAlice->Particles() ;
 434   TParticle * part = (TParticle *)particlelist->At(primary) ;
 435
 436   AliPHOSFastRecParticle rp(*part) ;
 437
 438   // Adds the response of PHOS to the particle
 439
 440   MakeRecParticle(modid, pos, rp) ;
 441
 442   // add the primary particle to the FastRecParticles list
 443
 444   AddRecParticle(rp) ;
 445
 446   // stop the track as soon PHOS is reached
 447
 448   gMC->StopTrack() ;
 449
 450 }
 451