PWG2/FLOW/AliFlowTools/glauberMC/AliGlauberNucleus.cxx

   1 /**************************************************************************
   2 * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3 *                                                                        *
   4 * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5 * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6 *                                                                        *
   7 * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8 * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9 * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10 * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11 * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12 * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13 * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14 **************************************************************************/
  15
  16 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  17 //
  18 //  AliGlauberNucleus implementation
  19 //  support class for Glauber MC
  20 //
  21 //  origin: PHOBOS experiment
  22 //  alification: Mikolaj Krzewicki, Nikhef, mikolaj.krzewicki@cern.ch
  23 //
  24 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  25
  26 #include <Riostream.h>
  27 #include <TMath.h>
  28 #include <TEllipse.h>
  29 #include <TNamed.h>
  30 #include <TObjArray.h>
  31 #include <TF1.h>
  32 #include <TRandom.h>
  33 #include "AliGlauberNucleon.h"
  34 #include "AliGlauberNucleus.h"
  35
  36 ClassImp(AliGlauberNucleus)
  37
  38 //______________________________________________________________________________
  39 AliGlauberNucleus::AliGlauberNucleus(Option_t* iname, Int_t iN, Double_t iR, Double_t ia, Double_t iw, TF1* ifunc) :
  40   TNamed(iname,""),
  41   fN(iN),
  42   fR(iR),
  43   fA(ia),
  44   fW(iw),
  45   fMinDist(-1),
  46   fF(0),
  47   fTrials(0),
  48   fFunction(ifunc),
  49   fNucleons(NULL)
  50 {
  51    if (fN==0) {
  52       cout << "Setting up nucleus " << iname << endl;
  53       Lookup(iname);
  54    }
  55 }
  56
  57 //______________________________________________________________________________
  58 AliGlauberNucleus::~AliGlauberNucleus()
  59 {
  60    if (fNucleons) {
  61       delete fNucleons;
  62    }
  63    delete fFunction;
  64 }
  65
  66 //______________________________________________________________________________
  67 AliGlauberNucleus::AliGlauberNucleus(const AliGlauberNucleus& in):
  68   TNamed(in),
  69   fN(in.fN),
  70   fR(in.fR),
  71   fA(in.fA),
  72   fW(in.fW),
  73   fMinDist(in.fMinDist),
  74   fF(in.fF),
  75   fTrials(in.fTrials),
  76   fFunction(in.fFunction),
  77   fNucleons(NULL)
  78 {
  79   //copy ctor
  80   if (in.fNucleons)
  81     fNucleons=static_cast<TObjArray*>((in.fNucleons)->Clone());
  82 }
  83
  84 //______________________________________________________________________________
  85 AliGlauberNucleus& AliGlauberNucleus::operator=(const AliGlauberNucleus& in)
  86 {
  87   //assignment
  88   if (&in==this) return *this;
  89   fN=in.fN;
  90   fR=in.fR;
  91   fA=in.fA;
  92   fW=in.fW;
  93   fMinDist=in.fMinDist;
  94   fF=in.fF;
  95   fTrials=in.fTrials;
  96   fFunction=in.fFunction;
  97   delete fNucleons;
  98   fNucleons=static_cast<TObjArray*>((in.fNucleons)->Clone());
  99   fNucleons->SetOwner();
 100   return *this;
 101 }
 102
 103 //______________________________________________________________________________
 104 void AliGlauberNucleus::Draw(Double_t xs, Int_t col)
 105 {
 106    Double_t r = 0.5*sqrt(xs/TMath::Pi()/10.);
 107    TEllipse e;
 108    e.SetLineColor(col);
 109    e.SetFillColor(0);
 110    e.SetLineWidth(1);
 111
 112    for (Int_t i = 0;i<fNucleons->GetEntries();++i) {
 113       AliGlauberNucleon* gn = (AliGlauberNucleon*) fNucleons->UncheckedAt(i);
 114       e.SetLineStyle(1);
 115       if (gn->IsSpectator()) e.SetLineStyle(3);
 116       e.DrawEllipse(gn->GetX(),gn->GetY(),r,r,0,360,0,"");
 117    }
 118 }
 119
 120 //______________________________________________________________________________
 121 void AliGlauberNucleus::Lookup(Option_t* name)
 122 {
 123    SetName(name);
 124
 125    if      (TString(name) == "p")    {fN = 1;   fR = 0.6;   fA = 0;      fW =  0;      fF = 0;}
 126    else if (TString(name) == "d")    {fN = 2;   fR = 0.01;  fA = 0.5882; fW =  0;      fF = 1;}
 127    else if (TString(name) == "dh")   {fN = 2;   fR = 0.01;  fA = 0.5882; fW =  0;      fF = 3;}
 128    else if (TString(name) == "dhh")  {fN = 2;   fR = 0.01;  fA = 0.5882; fW =  0;      fF = 4;}
 129    else if (TString(name) == "O")    {fN = 16;  fR = 2.608; fA = 0.513;  fW = -0.051;  fF = 1;}
 130    else if (TString(name) == "Si")   {fN = 28;  fR = 3.34;  fA = 0.580;  fW = -0.233;  fF = 1;}
 131    else if (TString(name) == "S")    {fN = 32;  fR = 2.54;  fA = 2.191;  fW =  0.16;   fF = 2;}
 132    else if (TString(name) == "Ca")   {fN = 40;  fR = 3.766; fA = 0.586;  fW = -0.161;  fF = 1;}
 133    else if (TString(name) == "Ni")   {fN = 58;  fR = 4.309; fA = 0.517;  fW = -0.1308; fF = 1;}
 134    else if (TString(name) == "Cu")   {fN = 63;  fR = 4.2;   fA = 0.596;  fW =  0;      fF = 1;}
 135    else if (TString(name) == "W")    {fN = 186; fR = 6.58;  fA = 0.480;  fW =  0;      fF = 1;}
 136    else if (TString(name) == "Au")   {fN = 197; fR = 6.38;  fA = 0.535;  fW =  0;      fF = 1;}
 137    else if (TString(name) == "Pb")   {fN = 208; fR = 6.62;  fA = 0.546;  fW =  0;      fF = 1;}
 138    else if (TString(name) == "U")    {fN = 238; fR = 6.81;  fA = 0.6;    fW =  0;      fF = 1;}
 139    else {
 140       cout << "Could not find nucleus " << name << endl;
 141       return;
 142    }
 143
 144    switch (fF)
 145    {
 146       case 0: // Proton
 147          fFunction = new TF1("prot","x*x*exp(-x/[0])",0,10);
 148          fFunction->SetParameter(0,fR);
 149          break;
 150       case 1: // 3pF
 151          fFunction = new TF1(name,"x*x*(1+[2]*(x/[0])**2)/(1+exp((x-[0])/[1]))",0,15);
 152          fFunction->SetParameters(fR,fA,fW);
 153          break;
 154       case 2: // 3pG
 155          fFunction = new TF1("3pg","x*x*(1+[2]*(x/[0])**2)/(1+exp((x**2-[0]**2)/[1]**2))",0,15);
 156          fFunction->SetParameters(fR,fA,fW);
 157          break;
 158       case 3: // Hulthen
 159          fFunction = new TF1("f3","x*x*([0]*[1]*([0]+[1]))/(2*pi*(pow([0]-[1],2)))*pow((exp(-[0]*x)-exp(-[1]*x))/x,2)",0,10);
 160          fFunction->SetParameters(1/4.38,1/.85);
 161          break;
 162       case 4: // Hulthen HIJING
 163          fFunction = new TF1("f4","x*x*([0]*[1]*([0]+[1]))/(2*pi*(pow([0]-[1],2)))*pow((exp(-[0]*x)-exp(-[1]*x))/x,2)",0,20);
 164          fFunction->SetParameters(2/4.38,2/.85);
 165          break;
 166       default:
 167          cerr << "Could not find function type " << fF << endl;
 168          return;
 169    }
 170 }
 171
 172 //______________________________________________________________________________
 173 void AliGlauberNucleus::SetR(Double_t ir)
 174 {
 175    fR = ir;
 176    switch (fF)
 177    {
 178       case 0: // Proton
 179          fFunction->SetParameter(0,fR);
 180          break;
 181       case 1: // 3pF
 182          fFunction->SetParameter(0,fR);
 183          break;
 184       case 2: // 3pG
 185          fFunction->SetParameter(0,fR);
 186          break;
 187    }
 188 }
 189
 190 //______________________________________________________________________________
 191 void AliGlauberNucleus::SetA(Double_t ia)
 192 {
 193    fA = ia;
 194    switch (fF)
 195    {
 196       case 0: // Proton
 197          break;
 198       case 1: // 3pF
 199          fFunction->SetParameter(1,fA);
 200          break;
 201       case 2: // 3pG
 202          fFunction->SetParameter(1,fA);
 203          break;
 204    }
 205 }
 206
 207 //______________________________________________________________________________
 208 void AliGlauberNucleus::SetW(Double_t iw)
 209 {
 210    fW = iw;
 211    switch (fF)
 212    {
 213       case 0: // Proton
 214          break;
 215       case 1: // 3pF
 216          fFunction->SetParameter(2,fW);
 217          break;
 218       case 2: // 3pG
 219          fFunction->SetParameter(2,fW);
 220          break;
 221    }
 222 }
 223
 224 //______________________________________________________________________________
 225 void AliGlauberNucleus::ThrowNucleons(Double_t xshift)
 226 {
 227    if (fNucleons==0) {
 228       fNucleons=new TObjArray(fN);
 229       fNucleons->SetOwner();
 230       for(Int_t i=0;i<fN;i++) {
 231          AliGlauberNucleon *nucleon=new AliGlauberNucleon();
 232          fNucleons->Add(nucleon);
 233       }
 234    }
 235
 236    fTrials = 0;
 237
 238    Double_t sumx=0;
 239    Double_t sumy=0;
 240    Double_t sumz=0;
 241
 242    Bool_t hulthen = (TString(GetName())=="dh");
 243    if (fN==2 && hulthen) { //special treatmeant for Hulten
 244
 245       Double_t r = fFunction->GetRandom()/2;
 246       Double_t phi = gRandom->Rndm() * 2 * TMath::Pi() ;
 247       Double_t ctheta = 2*gRandom->Rndm() - 1 ;
 248       Double_t stheta = sqrt(1-ctheta*ctheta);
 249
 250       AliGlauberNucleon *nucleon1=(AliGlauberNucleon*)(fNucleons->UncheckedAt(0));
 251       AliGlauberNucleon *nucleon2=(AliGlauberNucleon*)(fNucleons->UncheckedAt(1));
 252       nucleon1->Reset();
 253       nucleon1->SetXYZ(r * stheta * cos(phi) + xshift,
 254                        r * stheta * sin(phi),
 255                        r * ctheta);
 256       nucleon2->Reset();
 257       nucleon2->SetXYZ(-nucleon1->GetX() + 2*xshift,
 258                        -nucleon1->GetY(),
 259                        -nucleon1->GetZ());
 260       fTrials = 1;
 261       return;
 262    }
 263
 264    for (Int_t i = 0; i<fN; i++) {
 265       AliGlauberNucleon *nucleon=(AliGlauberNucleon*)(fNucleons->UncheckedAt(i));
 266       nucleon->Reset();
 267       while(1) {
 268          fTrials++;
 269          Double_t r = fFunction->GetRandom();
 270          Double_t phi = gRandom->Rndm() * 2 * TMath::Pi() ;
 271          Double_t ctheta = 2*gRandom->Rndm() - 1 ;
 272          Double_t stheta = TMath::Sqrt(1-ctheta*ctheta);
 273          Double_t x = r * stheta * cos(phi) + xshift;
 274          Double_t y = r * stheta * sin(phi);
 275          Double_t z = r * ctheta;
 276          nucleon->SetXYZ(x,y,z);
 277          if(fMinDist<0) break;
 278          Bool_t test=1;
 279          for (Int_t j = 0; j<i; j++) {
 280             AliGlauberNucleon *other=(AliGlauberNucleon*)fNucleons->UncheckedAt(j);
 281             Double_t xo=other->GetX();
 282             Double_t yo=other->GetY();
 283             Double_t zo=other->GetZ();
 284             Double_t dist = TMath::Sqrt((x-xo)*(x-xo)+
 285                                        (y-yo)*(y-yo)+
 286                                        (z-zo)*(z-zo));
 287
 288             if(dist<fMinDist) {
 289                test=0;
 290                break;
 291             }
 292          }
 293          if (test) break; //found nucleuon outside of mindist
 294       }
 295
 296       sumx += nucleon->GetX();
 297       sumy += nucleon->GetY();
 298       sumz += nucleon->GetZ();
 299    }
 300
 301    if(1) { // set the centre-of-mass to be at zero (+xshift)
 302       sumx = sumx/fN;
 303       sumy = sumy/fN;
 304       sumz = sumz/fN;
 305       for (Int_t i = 0; i<fN; i++) {
 306          AliGlauberNucleon *nucleon=(AliGlauberNucleon*)(fNucleons->UncheckedAt(i));
 307          nucleon->SetXYZ(nucleon->GetX()-sumx-xshift,
 308                          nucleon->GetY()-sumy,
 309                          nucleon->GetZ()-sumz);
 310       }
 311    }
 312 }
 313