PWG4/AliGammaMCDataReader.cxx

   1
   2 /**************************************************************************
   3  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  *                                                                        *
   5  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   6  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   7  *                                                                        *
   8  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   9  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
  10  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  11  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  12  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  13  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  14  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  15  **************************************************************************/
  16 /* $Id$ */
  17
  18 /* History of cvs commits:
  19  *
  20  * $Log$
  21  * Revision 1.4  2007/10/29 13:48:42  gustavo
  22  * Corrected coding violations
  23  *
  24  * Revision 1.2  2007/08/17 12:40:04  schutz
  25  * New analysis classes by Gustavo Conesa
  26  *
  27  * Revision 1.1.2.1  2007/07/26 10:32:09  schutz
  28  * new analysis classes in the the new analysis framework
  29  *
  30  *
  31  */
  32
  33 //_________________________________________________________________________
  34 // Class for reading data (Kinematics and ESDs) in order to do prompt gamma correlations
  35 //  Class created from old AliPHOSGammaJet
  36 //  (see AliRoot versions previous Release 4-09)
  37 //
  38 //*-- Author: Gustavo Conesa (LNF-INFN)
  39 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  40
  41
  42 // --- ROOT system ---
  43 #include <TFormula.h>
  44 #include <TParticle.h>
  45
  46 //---- ANALYSIS system ----
  47 #include "AliGammaMCDataReader.h"
  48 #include "AliESDEvent.h"
  49 #include "AliESDVertex.h"
  50 #include "AliESDCaloCluster.h"
  51 #include "AliStack.h"
  52 #include "AliLog.h"
  53
  54 ClassImp(AliGammaMCDataReader)
  55
  56 //____________________________________________________________________________
  57   AliGammaMCDataReader::AliGammaMCDataReader() :
  58     AliGammaReader()
  59 {
  60   //Default Ctor
  61
  62   //Initialize parameters
  63   fDataType=kMCData;
  64
  65 }
  66
  67 //____________________________________________________________________________
  68 AliGammaMCDataReader::AliGammaMCDataReader(const AliGammaMCDataReader & g) :
  69   AliGammaReader(g)
  70 {
  71   // cpy ctor
  72 }
  73
  74 //_________________________________________________________________________
  75 AliGammaMCDataReader & AliGammaMCDataReader::operator = (const AliGammaMCDataReader & source)
  76 {
  77   // assignment operator
  78
  79   if(&source == this) return *this;
  80
  81
  82   return *this;
  83
  84 }
  85
  86 //____________________________________________________________________________
  87 void AliGammaMCDataReader::CreateParticleList(TObject * data, TObject * kine,
  88                                               TClonesArray * plCTS,
  89                                               TClonesArray * plEMCAL,
  90                                               TClonesArray * plPHOS,
  91                                               TClonesArray * plPrimCTS,
  92                                               TClonesArray * plPrimEMCAL,
  93                                               TClonesArray * plPrimPHOS){
  94
  95   //Create a list of particles from the ESD. These particles have been measured
  96   //by the Central Tracking system (TPC+ITS+...), PHOS and EMCAL
  97   //Also create particle list with mothers.
  98
  99   AliESDEvent* esd = (AliESDEvent*) data;
 100   AliStack* stack = (AliStack*) kine;
 101
 102   Int_t npar  = 0 ;
 103   Double_t *pid = new Double_t[AliPID::kSPECIESN];
 104   AliDebug(3,"Fill particle lists");
 105
 106   //Get vertex for momentum calculation
 107   Double_t v[3] ; //vertex ;
 108   esd->GetVertex()->GetXYZ(v) ;
 109
 110   //########### CALORIMETERS ##############
 111   Int_t nCaloCluster = esd->GetNumberOfCaloClusters() ;
 112   Int_t indexPH = plPHOS->GetEntries() ;
 113   Int_t indexEM = plEMCAL->GetEntries() ;
 114
 115   for (npar =  0; npar <  nCaloCluster; npar++) {//////////////CaloCluster loop
 116     AliESDCaloCluster * clus = esd->GetCaloCluster(npar) ; // retrieve cluster from esd
 117     Int_t type = clus->GetClusterType();
 118
 119     //########### PHOS ##############
 120     if(fSwitchOnPHOS && type ==  AliESDCaloCluster::kPHOSCluster){
 121       AliDebug(4,Form("PHOS clusters: E %f, match %d", clus->E(),clus->GetTrackMatched()));
 122
 123       if(clus->GetTrackMatched()==-1){
 124         TLorentzVector momentum ;
 125         clus->GetMomentum(momentum, v);
 126         Double_t phi = momentum.Phi();
 127         if(phi<0) phi+=TMath::TwoPi() ;
 128         if(momentum.Pt() > fNeutralPtCut &&  TMath::Abs(momentum.Eta()) < fPHOSEtaCut &&
 129            phi > fPhiPHOSCut[0] && phi < fPhiPHOSCut[1] ) {
 130
 131           pid=clus->GetPid();
 132           Int_t pdg = 22;
 133
 134           if(IsPHOSPIDOn()){
 135             AliDebug(5,Form("E %1.2f; PID: ph %0.2f, pi0 %0.2f, el %0.2f, conv el %0.2f,pi %0.2f, k %0.2f, p %0.2f, k0 %0.2f, n %0.2f, mu %0.2f ",
 136                             momentum.E(),pid[AliPID::kPhoton],pid[AliPID::kPi0],pid[AliPID::kElectron],pid[AliPID::kEleCon],pid[AliPID::kPion],
 137                             pid[AliPID::kKaon],pid[AliPID::kProton], pid[AliPID::kKaon0],pid[AliPID::kNeutron], pid[AliPID::kMuon]));
 138
 139             Float_t wPhoton =  fPHOSPhotonWeight;
 140             Float_t wPi0 =  fPHOSPi0Weight;
 141
 142             if(fPHOSWeightFormula){
 143               wPhoton = fPHOSPhotonWeightFormula->Eval(momentum.E()) ;
 144               wPi0 =    fPHOSPi0WeightFormula->Eval(momentum.E());
 145             }
 146
 147             if(pid[AliPID::kPhoton] > wPhoton)
 148               pdg = kPhoton ;
 149             else if(pid[AliPID::kPi0] > wPi0)
 150               pdg = kPi0 ;
 151             else if(pid[AliPID::kElectron] > fPHOSElectronWeight)
 152               pdg = kElectron ;
 153             else if(pid[AliPID::kEleCon] > fPHOSElectronWeight)
 154               pdg = kEleCon ;
 155             else if(pid[AliPID::kPion]+pid[AliPID::kKaon]+pid[AliPID::kProton] > fPHOSChargeWeight)
 156               pdg = kChargedHadron ;
 157             else if(pid[AliPID::kKaon0]+pid[AliPID::kNeutron] > fPHOSNeutralWeight)
 158               pdg = kNeutralHadron ;
 159
 160             else if(pid[AliPID::kElectron]+pid[AliPID::kEleCon]+pid[AliPID::kPion]+pid[AliPID::kKaon]+pid[AliPID::kProton]  >
 161                     pid[AliPID::kPhoton] + pid[AliPID::kPi0]+pid[AliPID::kKaon0]+pid[AliPID::kNeutron])
 162               pdg = kChargedUnknown  ;
 163             else
 164               pdg = kNeutralUnknown ;
 165             //neutral cluster, unidentifed.
 166           }
 167
 168           if(pdg != kElectron && pdg != kEleCon && pdg !=kChargedHadron && pdg !=kChargedUnknown ){//keep only neutral particles in the array
 169
 170             TParticle * particle = new TParticle(pdg, 1, -1, -1, -1, -1, momentum.Px(), momentum.Py(), momentum.Pz(), momentum.E(), v[0], v[1], v[2], 0);
 171             new((*plPHOS)[indexPH])   TParticle(*particle) ;
 172             AliDebug(4,Form("PHOS added: pdg %d, pt %f, phi %f, eta %f", pdg, particle->Pt(),particle->Phi(),particle->Eta()));
 173
 174             //###############
 175             //Check kinematics
 176             //###############
 177             TParticle * pmother = new TParticle();
 178             Int_t label = clus->GetLabel();
 179             if(label < stack->GetNprimary())
 180               pmother = GetMotherParticle(label,stack, "PHOS",momentum);
 181             else
 182               AliInfo(Form("PHOS: Bad label %d, too large, NPrimaries %d",label,stack->GetNprimary()));
 183             new((*plPrimPHOS)[indexPH])   TParticle(*pmother) ;
 184
 185             indexPH++;
 186           }
 187           else AliDebug(4,Form("PHOS charged cluster NOT added: pdg %d, pt %f, phi %f, eta %f\n",
 188                                pdg, momentum.Pt(),momentum.Phi(),momentum.Eta()));
 189
 190         }//pt, eta, phi cut
 191         else    AliDebug(4,"Particle not added");
 192       }//track-match?
 193     }//PHOS cluster
 194
 195     //################ EMCAL ##############
 196     else if(fSwitchOnEMCAL &&  type ==  AliESDCaloCluster::kEMCALClusterv1){
 197       AliDebug(4,Form("EMCAL clusters: E %f, match %d", clus->E(),clus->GetTrackMatched()));
 198
 199       if(clus->GetTrackMatched()==-1 ){
 200         TLorentzVector momentum ;
 201         clus->GetMomentum(momentum, v);
 202         Double_t phi = momentum.Phi();
 203         if(phi<0) phi+=TMath::TwoPi() ;
 204         if(momentum.Pt() > fNeutralPtCut &&  TMath::Abs(momentum.Eta()) < fEMCALEtaCut &&
 205            phi > fPhiEMCALCut[0] && phi < fPhiEMCALCut[1] ) {
 206
 207           pid=clus->GetPid();
 208           Int_t pdg = 22;
 209
 210           if(IsEMCALPIDOn()){
 211             AliDebug(5,Form("E %1.2f; PID: ph %0.2f, pi0 %0.2f, el %0.2f, conv el %0.2f,pi %0.2f, k %0.2f, p %0.2f, k0 %0.2f, n %0.2f, mu %0.2f ",
 212                             momentum.E(),pid[AliPID::kPhoton],pid[AliPID::kPi0],pid[AliPID::kElectron],pid[AliPID::kEleCon],pid[AliPID::kPion],
 213                             pid[AliPID::kKaon],pid[AliPID::kProton], pid[AliPID::kKaon0],pid[AliPID::kNeutron], pid[AliPID::kMuon]));
 214
 215             if(pid[AliPID::kPhoton] > fEMCALPhotonWeight)
 216               pdg = kPhoton ;
 217             else if(pid[AliPID::kPi0] > fEMCALPi0Weight)
 218               pdg = kPi0 ;
 219             else if(pid[AliPID::kElectron] > fEMCALElectronWeight)
 220               pdg = kElectron ;
 221             else if(pid[AliPID::kEleCon] > fEMCALElectronWeight)
 222               pdg = kEleCon ;
 223             else if(pid[AliPID::kPion]+pid[AliPID::kKaon]+pid[AliPID::kProton] > fEMCALChargeWeight)
 224               pdg = kChargedHadron ;
 225             else if(pid[AliPID::kKaon0]+pid[AliPID::kNeutron] > fEMCALNeutralWeight)
 226               pdg = kNeutralHadron ;
 227             else if(pid[AliPID::kElectron]+pid[AliPID::kEleCon]+pid[AliPID::kPion]+pid[AliPID::kKaon]+pid[AliPID::kProton]  >
 228                     pid[AliPID::kPhoton] + pid[AliPID::kPi0]+pid[AliPID::kKaon0]+pid[AliPID::kNeutron])
 229               pdg = kChargedUnknown ;
 230             else
 231               pdg = kNeutralUnknown ;
 232           }
 233
 234           if(pdg != kElectron && pdg != kEleCon && pdg !=kChargedHadron && pdg !=kChargedUnknown){//keep only neutral particles in the array
 235
 236             TParticle * particle = new TParticle(pdg, 1, -1, -1, -1, -1, momentum.Px(), momentum.Py(), momentum.Pz(), momentum.E(), v[0], v[1], v[2], 0);
 237             new((*plEMCAL)[indexEM])   TParticle(*particle) ;
 238             AliDebug(4,Form("EMCAL cluster added: pdg %f, pt %f, phi %f, eta %f", pdg, particle->Pt(),particle->Phi(),particle->Eta()));
 239
 240             //###############
 241             //Check kinematics
 242             //###############
 243             TParticle * pmother = new TParticle();
 244             Int_t label = clus->GetLabel();
 245             if(label < stack->GetNprimary())
 246               pmother = GetMotherParticle(label,stack, "EMCAL",momentum);
 247             else
 248               AliInfo(Form("EMCAL: Bad label %d, too large, NPrimaries %d",label,stack->GetNprimary()));
 249             new((*plPrimEMCAL)[indexEM])   TParticle(*pmother) ;
 250
 251             indexEM++;
 252           }
 253           else AliDebug(4,Form("EMCAL charged cluster NOT added: pdg %d, pt %f, phi %f, eta %f",
 254                                pdg, momentum.Pt(),momentum.Phi(),momentum.Eta()));
 255
 256         }//pt, phi, eta cut
 257         else    AliDebug(4,"Particle not added");
 258       }//track-matched
 259     }//EMCAL cluster
 260
 261   }//cluster loop
 262
 263
 264
 265   //########### CTS (TPC+ITS) #####################
 266   Int_t nTracks   = esd->GetNumberOfTracks() ;
 267   Int_t indexCh  = plCTS->GetEntries() ;
 268
 269   if(fSwitchOnCTS){
 270     AliDebug(3,Form("Number of tracks %d",nTracks));
 271
 272     for (npar =  0; npar <  nTracks; npar++) {////////////// track loop
 273       AliESDtrack * track = esd->GetTrack(npar) ; // retrieve track from esd
 274
 275       //We want tracks fitted in the detectors:
 276       ULong_t status=AliESDtrack::kTPCrefit;
 277       status|=AliESDtrack::kITSrefit;
 278
 279       //We want tracks whose PID bit is set:
 280       //     ULong_t status =AliESDtrack::kITSpid;
 281       //     status|=AliESDtrack::kTPCpid;
 282
 283       if ( (track->GetStatus() & status) == status) {//Check if the bits we want are set
 284         // Do something with the tracks which were successfully
 285         // re-fitted
 286         Double_t en = 0; //track ->GetTPCsignal() ;
 287         Double_t mom[3];
 288         track->GetPxPyPz(mom) ;
 289         Double_t px = mom[0];
 290         Double_t py = mom[1];
 291         Double_t pz = mom[2]; //Check with TPC people if this is correct.
 292         Int_t pdg = 11; //Give any charged PDG code, in this case electron.
 293         //I just want to tag the particle as charged
 294
 295         //Check kinematics
 296         Int_t label = TMath::Abs(track->GetLabel());
 297         TParticle * pmother = new TParticle();
 298         pmother = stack->Particle(label);
 299
 300         TParticle * particle = new TParticle(pdg, 1, -1, -1, -1, -1,
 301                                              px, py, pz, en, v[0], v[1], v[2], 0);
 302
 303         if(particle->Pt() > fChargedPtCut && TMath::Abs(particle->Eta())<fCTSEtaCut){
 304           new((*plCTS)[indexCh])       TParticle(*particle) ;
 305           new((*plPrimCTS)[indexCh])       TParticle(*pmother) ;
 306           indexCh++;
 307
 308         }//kinematic selection
 309       }//select track from refit
 310     }//track loop
 311   }//CTS
 312
 313   AliDebug(3,Form("Particle lists filled, tracks  %d , clusters: EMCAL %d, PHOS %d", indexCh,indexEM,indexPH));
 314
 315 }
 316
 317 TParticle * AliGammaMCDataReader:: GetMotherParticle(Int_t label, AliStack *stack, TString calo,  TLorentzVector momentum)
 318 {
 319   //Gets the primary particle and do some checks:
 320   //Check if primary is inside calorimeter and look the mother outsie
 321   //Check if mother is a decay photon, in which case check if decay was overlapped
 322
 323   Float_t minangle = 0;
 324   Float_t ipdist = 0;
 325   TParticle * pmother = new TParticle();
 326
 327   if(calo == "PHOS"){
 328     ipdist= fPHOSIPDistance;
 329     minangle = fPHOSMinAngle;
 330   }
 331   else if (calo == "EMCAL"){
 332     ipdist = fEMCALIPDistance;
 333     minangle = fEMCALMinAngle;
 334   }
 335
 336
 337   if(label>=0){
 338     pmother = stack->Particle(label);
 339     Int_t mostatus = pmother->GetStatusCode();
 340     Int_t mopdg    = TMath::Abs(pmother->GetPdgCode());
 341
 342     //Check if mother is a conversion inside the calorimeter
 343     //In such case, return the mother before the calorimeter.
 344     //First approximation.
 345     Float_t vy = TMath::Abs(pmother->Vy()) ;
 346
 347     if( mostatus == 0 && vy >= ipdist){
 348
 349       //cout<<"Calo: "<<calo<<" vy "<<vy<<" E clus "<<momentum.E()<<" Emother "<<pmother->Energy()<<" "
 350       //  <<pmother->GetName()<<endl;
 351
 352       while( vy >= ipdist){//inside calorimeter
 353         AliDebug(4,Form("Conversion inside calorimeter, mother vertex %0.2f, IP distance %0.2f", vy, ipdist));
 354         pmother =  stack->Particle(pmother->GetMother(0));
 355         vy = TMath::Abs(pmother->Vy()) ;
 356         //cout<<" label "<<label<<" Mother: "<<pmother->GetName()<<" E "<<pmother->Energy()<<" Status "<<pmother->GetStatusCode()<<"  and vertex "<<vy<<endl;
 357         mostatus = pmother->GetStatusCode();
 358         mopdg    = TMath::Abs(pmother->GetPdgCode());
 359       }//while vertex is inside calorimeter
 360       //cout<<"Calo: "<<calo<<" final vy "<<vy<<" E clus "<<momentum.E()<<" Emother "<<pmother->Energy()<<" "
 361       //  <<pmother->GetName()<<endl;
 362     }//check status and vertex
 363
 364     AliDebug(4,Form("%s, ESD E %2.2f, PID %d,  mother: E %2.2f, label %d, status %d,  vertex %3.2f, mother 2 %d, grandmother %d \n",
 365                     calo.Data(),momentum.E(),pmother->Energy(), label, pmother->GetPdgCode(),
 366                     pmother->GetStatusCode(), vy, pmother->GetMother(0), stack->GetPrimary(label)));
 367
 368     //Check Decay photons
 369     if(mopdg == 22){
 370
 371       //his mother was a pi0?
 372       TParticle * pmotherpi0 =  stack->Particle(pmother->GetMother(0));
 373       if( pmotherpi0->GetPdgCode() == 111){
 374
 375         AliDebug(4,Form(" %s: E cluster %2.2f, E gamma %2.2f, Mother Pi0, E %0.2f, status %d, daughters %d\n",
 376                         calo.Data(), momentum.E(),pmother->Energy(),pmotherpi0->Energy(),
 377                         pmotherpi0->GetStatusCode(), pmotherpi0->GetNDaughters()));
 378
 379         if(pmotherpi0->GetNDaughters() == 1) mostatus = 2 ; //signal that this photon can only be decay, not overlapped.
 380         else if(pmotherpi0->GetNDaughters() == 2){
 381
 382           TParticle * pd1 = stack->Particle(pmotherpi0->GetDaughter(0));
 383           TParticle * pd2 = stack->Particle(pmotherpi0->GetDaughter(1));
 384           //if(pmotherpi0->Energy()> 10 ){
 385 //        cout<<"Two "<<calo<<" daugthers, pi0 label "<<pmother->GetMother(0)<<" E :"<<pmotherpi0->Energy()<<endl;
 386 //        cout<<" 1) label "<<pmotherpi0->GetDaughter(0)<<" pdg "<<pd1->GetPdgCode()<<" E  "<<pd1->Energy()
 387 //            <<" phi "<<pd1->Phi()*TMath::RadToDeg()<<" eta "<<pd1->Eta()
 388 //            <<" mother label "<<pd1->GetMother(0)<<" n daug "<<pd1->GetNDaughters() <<endl;
 389 //          cout<<" 2) label "<<pmotherpi0->GetDaughter(1)<<" pdg "<<pd2->GetPdgCode()<<" E  "<<pd2->Energy()
 390 //              <<" phi "<<pd2->Phi()*TMath::RadToDeg()<<" eta "<<pd2->Eta()<<" mother label "
 391 //              <<pd2->GetMother(0)<<" n daug "<<pd2->GetNDaughters() <<endl;
 392             //}
 393           if(pd1->GetPdgCode() == 22 && pd2->GetPdgCode() == 22){
 394             TLorentzVector lv1 , lv2 ;
 395             pd1->Momentum(lv1);
 396             pd2->Momentum(lv2);
 397             Double_t angle = lv1.Angle(lv2.Vect());
 398 //          if(pmotherpi0->Energy()> 10 )
 399 //            cout<<"angle*ipdist "<<angle*ipdist<<" mindist "<< minangle <<endl;
 400             if (angle < minangle){
 401               //There is overlapping, pass the pi0 as mother
 402
 403               AliDebug(4,Form(">>>> %s cluster with E %2.2f is a overlapped pi0, E %2.2f, angle %2.4f < anglemin %2.4f\n",
 404                               calo.Data(), momentum.E(), pmotherpi0->Energy(), angle, minangle));
 405
 406               pmother = pmotherpi0 ;
 407
 408             }
 409             else mostatus = 2 ; // gamma decay not overlapped
 410           }// daughters are photons
 411           else mostatus = 2; // daughters are e-gamma or e-e, no overlapped, or charged cluster
 412         }//2 daughters
 413         else AliDebug(4,Form("pi0 has %d daughters",pmotherpi0->GetNDaughters()));
 414       }//pi0 decay photon?
 415     }//photon
 416
 417     pmother->SetStatusCode(mostatus); // if status = 2, decay photon.
 418
 419   }//label >=0
 420   else AliInfo(Form("Negative Kinematic label of PHOS cluster:  %d",label));
 421
 422   return pmother ;
 423
 424 }