PHOS/PHOS-HTML/geometry.html

   1 <!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 4.0 Transitional//EN"
   2                "http://www.w3.org/TR/REC-html40/loose.dtd">
   3 <html>
   4 <head>
   5    <meta http-equiv="Content-Type" content="text/html; charset=iso-8859-1">
   6    <meta name="GENERATOR" content="Mozilla/4.51 [en] (X11; I; Linux 2.2.5-15 i686) [Netscape]">
   7    <title>PHOS Geometry in AliRoot</title>
   8 <link REL="stylesheet" href="http://www-subatech.in2p3.fr/~photons/gps_alice.css" type="text/css">
   9   <body>
  10
  11 <h1 class="page-header">
  12 Geometry & Materials
  13 </h1>
  14
  15
  16 This document result from the effort lead by the Photon Group at SUBATECH
  17 to organize within the PHOS collaboration the software needed for the performance
  18 and physics simulation of PHOS and for the reconstruction of the raw data
  19 (presently simulated one's and real data in the future). The PHOS software
  20 so far distributed with the AliRoot
  21 V3.02 package is still rather shaky, lacks documentation and organisation.
  22 It was therefore necessary to establish a few rules to achieve a coherent
  23 software package usable by any interested user.
  24 <h1>
  25 Rules</h1>
  26
  27 <ol>
  28 <li>
  29 <a href="http://www-subatech.in2p3.fr/~photons/subatech/">SUBATECH</a>
  30 represented by <a href="mailto:schutz@in2p3.fr">Yves Schutz</a> is the
  31 librarian of the PHOS contribution to AliRoot</li>
  32
  33 <li>
  34 Any modification to the existing software or any new piece of software
  35 must be approved by the librarian who is in charge of the updates</li>
  36
  37 <li>
  38 Developpers must used CVS to download the official software from the CERN
  39 repository</li>
  40
  41 <li>
  42 Developpers must comply with the AliRoot coding convention</li>
  43
  44 <li>
  45 FORTRAN is a strictly prohibited language</li>
  46
  47 <li>
  48 Any new piece of code must be documented along the line: what is the purpose,
  49 how is it done, how to use it</li>
  50 </ol>
  51 <br><br>
  52 The PHOS package is organized along two directions which we will try to
  53 keep as independent as possible. The simulation is the first one, the reconstruction
  54 the second one.
  55 <h1>
  56 Simulation</h1>
  57 The simulation is done in two steps, one which describes the detector geometry
  58 and material and one which does the particle tracking and stores the hits
  59 and digits in a TTree itself written on a disk file. These two steps are
  60 steered through a macro file launched at the AliRoot prompt.
  61 <h2>
  62 Geometry</h2>
  63
  64 <h4>
  65 Definition</h4>
  66 PHOS consists of two distinct parts. The calorimeter, named EMCA, consists
  67 of the PbW04 crystals within their housing. The crystals are assembled
  68 in <i>fNModules</i> modules of <i>fNPhi </i>rows along the x-axis direction
  69 and <i>fNZ</i> modules along the z-axis direction. Since the total number
  70 of crystals and their layout within ALICE is presently (11/11/1999) not
  71 final it was decided to fully parametrize the geometry. A change in any
  72 of the three previously defined parameters will provide automatically a
  73 new layout of the modules.
  74 <br>The second part of PHOS is the charged particle identifier. Since until
  75 end of 2000 no decision will be taken on the final design of this element
  76 two or more versions can be considered. Today (11/11/1999) only one version
  77 is implemented and is named PPSD for PHOS Pre-Shower Detector. It consists
  78 of a first layer of <i>fNumberOfModulesPhi</i> x <i>fNumberOfModulesZ </i>gas
  79 detectors per PHOS module, each detectors being subdivided into <i>fNumberOfPadsPhi</i>
  80 x <i>fNumberOfPadsZ </i>gas cells, a Lead converter and a second layer
  81 of gas detectors identical to the first layer. This second part is positionned
  82 on top of the EMCA module.
  83 <P>
  84 The class <a href="AliPHOSv0.html"> AliPHOSv0 </a> ( <a href="AliPHOSv0_Tree.ps"> inheritance tree </a>) describes this geometry. We have defined also a class
  85 <a href="AliPHOSv1.html"> AliPHOSv1 </a> ( <a href="AliPHOSv1_Tree.ps"> inheritance tree </a>) which in addition contains the photodiode response and the light transport through the crystal.
  86 <P>
  87 The parameters of the geometry are given in class  <a href="AliPHOSGeometry.html"> AliPHOSGeometry </a>( <a href="AliPHOSGeometry_Tree.ps"> inheritance tree </a>)
  88 <br><br>
  89     <center>
  90       <img SRC=" images/EMCinAlice.gif" ALT="Geant Tree for PHOS" >
  91       <br><br>
  92       <b> Figure 1.a: </b> <i> GEANT Tree which describes the EMC-PHOS geometry </i>
  93     </center>
  94     <P>
  95     <center>
  96       <img SRC=" images/PPSDinAlice.gif" ALT="Geant Tree for PHOS" >
  97       <br><br>
  98       <b> Figure 1.b: </b> <i> GEANT Tree which describes the PPSD-PHOS geometry </i>
  99     </center>
 100
 101 <h4>
 102 Implementation</h4>
 103 <p>
 104     <center>
 105       <img SRC="aliphossimulation.gif" ALT="Geom/Simul class diagram" >
 106       <br><br>
 107       <b> Figure 2.: </b> <i> Class diagram for the geometry/simulation package </i>
 108     </center>
 109 <p>
 110 <i><u>AliPHOS</u> : </i>This is the base class. It derives from <i>AliDetector.
 111 </i>It's only purpose so far (11/11/1999) is to describe the materials
 112 (&agrave; la <i>AliMC</i>) needed for the EMCA and PPSD construction.
 113 <p>
 114 <i><u>AliPHOSv4</u></i>: It derives from <i>AliPHOS</i>.
 115 <br>
 116 <ul>
 117 <li>
 118 It sets up the geometry for the Root display (<i>AliPHOSv4::BuildGeometry()</i>)
 119 and for the GEANT tracking (<i>AliPHOSv4::CreateGeometry()</i>).</li>
 120
 121 <li>
 122 It watches the tracks passing through the active media of EMCA and PPSD
 123 (<i>AliPHOSv4::StepManager()</i>).</li>
 124
 125 <li>
 126 It stores the hits (<i>AliPHOSv4::AddHit()</i>), using the <i>AliPHOSHit</i>
 127 class.</li>
 128
 129 <li>
 130 It stores the digits (<i>AliPHOSv4::FinishEvent()</i>), using the <i>AliPHOSDigit</i>
 131 class.</li>
 132 </ul>
 133 <p>
 134 <i><u>AliPHOSGeometry</u></i>: It derives from <i>TObject</i> to make it
 135 persistent. It is a singleton, i.e., a pointer to the unique instance of
 136 this class is obtained by:
 137 <center><PRE class="code">AliPHOSGeometry * Geom = AliPHOSGeometry::GetInstance()</PRE></center>
 138
 139 <ul>
 140 <li>
 141 It sets the various parameters for the geometry description and provides
 142 the method to access all the parameters. To avoid cumbersome macros at
 143 run time these parameters can only be changed manually in the source code.</li>
 144
 145 <li>
 146 It provides the method to convert the absolute detector Id (crystal in
 147 EMCA or pad in PPSD) into a relative Id : PHOS module number, PPSD module
 148 number, row, column (<i>AliPHOSGeometry::AbsToRelNumbering()</i>) and the
 149 reverse operation (<i>AliPHOSGeometry::RelToAbsNumbering()</i>).</li>
 150
 151 <li>
 152 It provides the method to convert an absolute Id into a three-vector giving
 153 the position of the detector in ALICE (<i>AliPHOSGeometry::RelPosInAlice()</i>)</li>
 154 </ul>
 155 <p>
 156 <i><u>AliPHOSHit</u></i>: It derives from <i>AliHit</i>. It stores the
 157 hits as the pair (absolute Id, deposited energy) in the hit TTree when
 158 ordered by the step manager of <i>AliPHOSv4</i>
 159 <p>
 160 <i><u>AliPHOSDigit</u></i> : It derives from <i>AliDigit</i>. It stores
 161 the digits as the pair (absolute Id, energy) in the&nbsp; digit TTree when
 162 ordered by the finish event&nbsp; of <i>AliPHOSv4</i>
 163 <h4>
 164 Usage</h4>
 165 <p>
 166 <PRE class="code">
 167 Int_t iPHOS=1;
 168 if(iPHOS) {
 169 AliPHOS * phos = new AliPHOSv4("PHOS", char * name) ;
 170 }
 171 </PRE>
 172 <br>where name can take the following values:
 173 <ul>
 174 <li>
 175 <i>GPS2</i>: will create EMCA plus PPSD
 176 <br><br>
 177     <center>
 178           <img SRC="images/AliPHOSv0AllViews.gif" ALT="ROOT display of PHOS: All Views" >
 179           <b> Figure 3a.: </b> <i> ROOT Display of ALICE: All Views   </i>
 180           <P>
 181           <img SRC="images/AliPHOSv0FrontView.gif" ALT="ROOT display of PHOS: Front View" >
 182           <b> Figure 3b.: </b> <i> ROOT Display of ALICE: Front Views   </i>
 183           <P>
 184           <img SRC="images/AliPHOSv03DView1.gif" ALT="ROOT display of PHOS: 3D View" >
 185           <b> Figure 3c.: </b> <i> ROOT Display of ALICE: All View3   </i>
 186           <P>
 187            <img SRC="images/AliPHOSv0PPSDFrontView.gif" ALT="Zoom on PPSD: Front View " >
 188           <b> Figure 4.a: </b> <i> ROOT Display of ALICE: zoom on PPSD, Front Views  </i>
 189           <P>
 190            <img SRC="images/AliPHOSv0PPSDPerspectiveView.gif" ALT="Zoom on PPSD: Perspective View " >
 191           <b> Figure 4.b: </b> <i> ROOT Display of ALICE: zoom on PPSD, Perspective View  </i>
 192         </center> <br><br>
 193 </li>
 194
 195 <li>
 196 more to come from Protvino (EMCA plus other CPV type)</li>
 197 </ul>
 198
 199 <br>EMCA consists of 5 modules of 64x64 modules each, positionned at
 200 azimuthal angles -40, -20, 0, +20, +40 (see figures). PPSD consists per
 201 EMCA module of 2 layers of 4x4 gas detectors each, each detector having
 202 24x24 gas cells.
 203
 204 <hr>
 205 <address class="left">
 206       &copy; <a href="mailto:schutz@in2p3.fr">>Groupe Photons Subatech (Yves SCHUTZ)</a>
 207       <a href="http://www-subatech.in2p3.fr/~photons/subatech/en_index.shtml">[Go
 208         to the GPS Home Page]</a>
 209 </address>
 210 <!-- Created: Wed Nov 17 12:16:58 CET 1999 -->
 211 <!-- hhmts start -->
 212 Last modified: Mon Mar 13 10:46:53 CET 2000
 213 <!-- hhmts end -->
 214 <div align=right><a href="http://validator.w3.org/check/referer"><img SRC="vh40.gif" ALT="Valid HTML 4.0!" BORDER=0 height=31 width=88></a><a href="http://jigsaw.w3.org/css-validator"><img SRC="vcss.gif" ALT="Valid CSS!" BORDER=0 height=31 width=88></a></div>
 215
 216
 217 </body>
 218 </html>
 219