PWGLF/totEt/AliAnalysisEtCommon.cxx

   1 //Created by Christine Nattrass, Rebecca Scott, Irakli Martashvili
   2 //University of Tennessee at Knoxville
   3 //
   4 // This class is designed for the analysis of the hadronic component of
   5 // transverse energy.  It is used by AliAnalysisTaskHadEt.
   6 // This gets information about the hadronic component of the transverse energy
   7 // from tracks reconstructed in an event
   8 // it has daughters, AliAnalysisEtCommonMonteCarlo and
   9 // AliAnalysisEtCommonReconstructed which loop over either Monte Carlo data or
  10 // real data to get Et
  11
  12 #include "AliAnalysisEtCommon.h"
  13 #include "TMath.h"
  14 #include "TList.h"
  15 #include "TH1F.h"
  16 #include "TH2F.h"
  17 #include "TF1.h"
  18 #include <iostream>
  19 #include "AliAnalysisEtCuts.h"
  20 #include "AliMCEvent.h"
  21 #include "AliVEvent.h"
  22 #include "AliStack.h"
  23 #include "AliESDtrackCuts.h"
  24 #include "TDatabasePDG.h"
  25 #include "TParticle.h"
  26 #include "Rtypes.h"
  27 #include "AliPDG.h"
  28
  29 using namespace std;
  30
  31 ClassImp(AliAnalysisEtCommon);
  32 //These are from the PDG database but by making them static the code is a bit more efficient and has no problems running with the plugin
  33 //Cuts are defined in $ROOTSYS/etc/pdg_table.txt
  34
  35 Float_t AliAnalysisEtCommon::fgPionMass = 0.13957;
  36 Float_t AliAnalysisEtCommon::fgKaonMass = 0.493677;
  37 Float_t AliAnalysisEtCommon::fgProtonMass = 0.938272;
  38 Float_t AliAnalysisEtCommon::fgElectronMass = 0.000510999;
  39 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgPiPlusCode = 211;
  40 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgPiMinusCode = -211;
  41 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgKPlusCode = 321;
  42 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgKMinusCode = -321;
  43 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgProtonCode = 2212;
  44 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgAntiProtonCode = -2212;
  45 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgLambdaCode = 3122;
  46 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgAntiLambdaCode = -3122;
  47 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgK0Code = 311;
  48 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgK0SCode = 310;
  49 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgOmegaCode = 3334;
  50 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgAntiOmegaCode = -3334;
  51 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgXi0Code = 3322;
  52 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgAntiXi0Code = -3322;
  53 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgXiCode = 3312;
  54 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgAntiXiCode = -3312;
  55 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgSigmaCode = 3112;
  56 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgAntiSigmaCode = -3112;
  57 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgK0LCode = 130;
  58 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgNeutronCode = 2112;
  59 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgAntiNeutronCode = -2112;
  60 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgEPlusCode = -11;
  61 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgEMinusCode = 11;
  62 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgMuPlusCode = -13;
  63 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgMuMinusCode = 13;
  64 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgGammaCode = 22;
  65 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgPi0Code = 111;
  66 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgEtaCode = 221;
  67 Int_t AliAnalysisEtCommon::fgOmega0Code = 223;
  68
  69
  70
  71 Float_t AliAnalysisEtCommon::fgPtTPCCutOff = 0.15;
  72 Float_t AliAnalysisEtCommon::fgPtITSCutOff = 0.10;
  73
  74 AliAnalysisEtCommon::AliAnalysisEtCommon() : TObject()
  75                                            ,fHistogramNameSuffix("")
  76                                            ,fCuts(0)
  77                                            ,fDataSet(2010)
  78                                            ,fV0ScaleDataSet(2010)
  79                                            ,fEsdtrackCutsITSTPC(0)
  80                                            ,fEsdtrackCutsTPC(0)
  81                                            ,fEsdtrackCutsITS(0)
  82                                            ,fK0PythiaD6T(0)
  83                                            ,fLambdaPythiaD6T(0)
  84                                            ,fAntiLambdaPythiaD6T(0)
  85                                            ,fK0Data(0)
  86                                            ,fLambdaData(0)
  87                                            ,fAntiLambdaData(0)
  88                                            ,fLambdaEnhancement(0)
  89                                            ,fProtonEnhancement(0)
  90                                            ,fCentralityMethod("V0M")
  91                                            ,fNCentBins(21)
  92                                            ,fCentBin(-1)
  93 {//default constructor
  94
  95 }
  96
  97 AliAnalysisEtCommon::~AliAnalysisEtCommon()
  98 {//destructor
  99   delete fCuts;
 100   delete fEsdtrackCutsITSTPC;
 101   delete fEsdtrackCutsITS;
 102   delete fEsdtrackCutsTPC;
 103   delete fK0PythiaD6T;
 104   delete fLambdaPythiaD6T;
 105   delete fAntiLambdaPythiaD6T;
 106   delete fK0Data;
 107   delete fLambdaData;
 108   delete fAntiLambdaData;
 109   delete fLambdaEnhancement;
 110   delete fProtonEnhancement;
 111 }
 112
 113 Int_t AliAnalysisEtCommon::AnalyseEvent(AliVEvent */*event*/)
 114 { //this line is basically here to eliminate a compiler warning that event is not used.  Making it a virtual function did not work with the plugin.
 115 //  cout << "This event has " << event->GetNumberOfTracks() << " tracks" << endl;
 116   ResetEventValues();
 117   return 0;
 118 }
 119
 120
 121 void AliAnalysisEtCommon::Init()
 122 {// clear variables, set up cuts and PDG info
 123   // LevyPt function described in LevyFitEvaluate below
 124   //parameter 0 = dNdy
 125   //parameter 1 = temp
 126   //parameter 2 = power
 127   if(fK0PythiaD6T) delete fK0PythiaD6T;
 128   if(fLambdaPythiaD6T) delete fLambdaPythiaD6T;
 129   if(fAntiLambdaPythiaD6T) delete fAntiLambdaPythiaD6T;
 130   if(fK0Data) delete fK0Data;
 131   if(fLambdaData) delete fLambdaData;
 132   if(fAntiLambdaData) delete fAntiLambdaData;
 133
 134   fK0PythiaD6T = new TF1("K0PythiaD6T", LevyPtEvaluate, 0,50,4);
 135   fLambdaPythiaD6T = new TF1("LambdaPythiaD6T", LevyPtEvaluate,0,50,4);
 136   fAntiLambdaPythiaD6T = new TF1("AntiLambdaPythiaD6T", LevyPtEvaluate,0,50,4);
 137   fK0Data = new TF1("K0Data", LevyPtEvaluate,0,50,4);
 138   fLambdaData = new TF1("LambdaData", LevyPtEvaluate,0,50,4);
 139   fAntiLambdaData = new TF1("AntiLambdaData", LevyPtEvaluate,0,50,4);
 140
 141   fK0PythiaD6T->FixParameter(3,0.493677);
 142   fK0Data->FixParameter(3,0.493677);
 143   fLambdaPythiaD6T->FixParameter(3,1.115683);
 144   fAntiLambdaPythiaD6T->FixParameter(3,1.115683);
 145   fLambdaData->FixParameter(3,1.115683);
 146   fAntiLambdaData->FixParameter(3,1.115683);
 147   if(fV0ScaleDataSet==2009){
 148     //These data are from the ALICE 900 GeV p+p paper
 149     //from email from Boris 10/31/10
 150 //                              dN/dy                   Tlevy                   n                       <pt>     extra(%)       chi2/ndf
 151 // K0S
 152 // D6T-109      0.1437±0.0002    0.1497±0.0004   6.94±0.04       0.5765  14.24   162.5/24=6.8
 153 // CSC-306      0.1938±0.0002    0.1363±0.0003   8.84±0.06       0.4950  16.80   1075.1/24=44.8
 154 // P0-320               0.1395±0.0002    0.1440±0.0004   6.43±0.04       0.5778  14.56   387.0/24=16.1
 155 // PHOJET               0.1967±0.0002    0.1292±0.0003   7.01±0.04       0.5115  16.90   1735.4/24=72.3
 156
 157 // Lambda
 158 // D6T-109      0.0213±0.0001    0.1315±0.0011   4.60±0.05       0.7889  48.25   200.1/26=7.7
 159 // CSC-306      0.0279±0.0001    0.1074±0.0007   5.71±0.07       0.6131  59.25   71.8/26=2.8
 160 // P0-320               0.0161±0.0001    0.1125±0.0010   4.53±0.05       0.7126  53.61   171.1/26=6.6
 161 // PHOJET               0.0190±0.0001    0.1013±0.0008   4.70±0.05       0.6469  58.14   162.2/26=6.2
 162     //paper available at http://arxiv.org/pdf/1012.3257v2
 163     //so that if I'm working at home and don't have library access I can read the paper...
 164     //While all of these functions are labeled D6T, they are actually Perugia-0.  I did this to avoid the complication of renaming all of the variables.
 165     fK0PythiaD6T->SetParameter(0,0.1395);
 166     fK0PythiaD6T->SetParameter(1,0.1440);
 167     fK0PythiaD6T->SetParameter(2,6.43);
 168     fLambdaPythiaD6T->SetParameter(0,0.0161);
 169     fLambdaPythiaD6T->SetParameter(1,0.1125);
 170     fLambdaPythiaD6T->SetParameter(2,4.53);
 171     fAntiLambdaPythiaD6T->SetParameter(0,0.0161);
 172     fAntiLambdaPythiaD6T->SetParameter(1,0.1125);
 173     fAntiLambdaPythiaD6T->SetParameter(2,4.53);
 174     fK0Data->SetParameter(0,0.184);
 175     fK0Data->SetParameter(1,0.168);
 176     fK0Data->SetParameter(2,6.6);
 177     fLambdaData->SetParameter(0,0.048);
 178     fLambdaData->SetParameter(1,0.229);
 179     fLambdaData->SetParameter(2,10.8);
 180     fAntiLambdaData->SetParameter(0,0.047);
 181     fAntiLambdaData->SetParameter(1,0.210);
 182     fAntiLambdaData->SetParameter(2,9.2);
 183   }
 184   else{
 185   //if(fV0ScaleDataSet==2010 ||fV0ScaleDataSet==20100 ||fV0ScaleDataSet==20111||fV0ScaleDataSet==2013){
 186     //These data are from the CMS analysis note on 7 TeV spectra
 187     //http://cdsweb.cern.ch/record/1279344/files/QCD-10-007-pas.pdf
 188     //Note the CMS parameterization of the Levy function differs from the ALICE parameterization by a constant.
 189     //CMS does not list the overall constant in their fit, the ratios of the dN/dy(y=0) is used.
 190     //While all of these functions are labeled D6T, they are actually Perugia-0.  I did this to avoid the complication of renaming all of the variables.
 191     fK0PythiaD6T->SetParameter(0,0.72);//K0S in CMS analysis note Fig. 10 - Perugia 0 and D6T level comparable
 192     fK0PythiaD6T->SetParameter(1,0.168);
 193     fK0PythiaD6T->SetParameter(2,5.39);
 194     fLambdaPythiaD6T->SetParameter(0,0.54/1.12);//from looking at the difference in lambdas in Perugia 0 and D6T in fig. 10
 195     fLambdaPythiaD6T->SetParameter(1,0.163);
 196     fLambdaPythiaD6T->SetParameter(2,4.64);
 197     fAntiLambdaPythiaD6T->SetParameter(0,0.54/1.12);//
 198     fAntiLambdaPythiaD6T->SetParameter(1,0.163);
 199     fAntiLambdaPythiaD6T->SetParameter(2,4.64);
 200 //     fK0PythiaD6T->SetParameter(0,0.72);
 201 //     fK0PythiaD6T->SetParameter(1,0.183);
 202 //     fK0PythiaD6T->SetParameter(2,5.71);
 203 //     fLambdaPythiaD6T->SetParameter(0,0.54);
 204 //     fLambdaPythiaD6T->SetParameter(1,0.216);
 205 //     fLambdaPythiaD6T->SetParameter(2,5.11);
 206 //     fAntiLambdaPythiaD6T->SetParameter(0,0.54);
 207 //     fAntiLambdaPythiaD6T->SetParameter(1,0.216);
 208 //     fAntiLambdaPythiaD6T->SetParameter(2,5.11);
 209     fK0Data->SetParameter(0,1.0);
 210     fK0Data->SetParameter(1,0.215);
 211     fK0Data->SetParameter(2,6.79);
 212     fLambdaData->SetParameter(0,1.0);
 213     fLambdaData->SetParameter(1,0.290);
 214     fLambdaData->SetParameter(2,9.28);
 215     fAntiLambdaData->SetParameter(0,1.0);
 216     fAntiLambdaData->SetParameter(1,0.290);
 217     fAntiLambdaData->SetParameter(2,9.28);
 218   }
 219   if(fLambdaEnhancement) delete fLambdaEnhancement;
 220   fLambdaEnhancement = new TF1("fLambdaEnhancement","([0]*pow(x,[1])*exp(-pow(x/[2],[3])))/([4]*exp(-pow([5]/x,[6]))+[7]*x)",0,50);
 221    fLambdaEnhancement->SetParameter(0,0.5630487);
 222    fLambdaEnhancement->SetParameter(1,1.388818);
 223    fLambdaEnhancement->SetParameter(2,3.954147);
 224    fLambdaEnhancement->SetParameter(3,3.443772);
 225    fLambdaEnhancement->SetParameter(4,2.844288);
 226    fLambdaEnhancement->SetParameter(5,2);
 227    fLambdaEnhancement->SetParameter(6,0.4747893);
 228    fLambdaEnhancement->SetParameter(7,-0.2250856);
 229    if(fProtonEnhancement) delete fProtonEnhancement;
 230    fProtonEnhancement = new TF1("fProtonEnhancement","[0]*pow(x,[1])*exp(-pow(x/[2],[3]))/([4]+[5]*x)",0,50);
 231    fProtonEnhancement->SetParameter(0,0.5630487*1.6);
 232    fProtonEnhancement->SetParameter(1,1.388818);
 233    fProtonEnhancement->SetParameter(2,3.954147/1.5);
 234    fProtonEnhancement->SetParameter(3,3.443772/2.5);
 235    fProtonEnhancement->SetParameter(4,0.5);
 236    fProtonEnhancement->SetParameter(5,-.03);
 237 }
 238
 239 void AliAnalysisEtCommon::ResetEventValues()
 240 {//Resets event values of et to zero
 241
 242   if (!fCuts) { // some Init's needed
 243     //cout << __FILE__ << ":" << __LINE__ << " : Init " << endl;
 244     if (!fCuts) {
 245       cout << " setting up Cuts " << endl;
 246       fCuts = new AliAnalysisEtCuts();
 247     }
 248   }
 249 }
 250
 251 Double_t AliAnalysisEtCommon::LevyPtEvaluate(const Double_t *pt,
 252                                              const Double_t *par)
 253 {//LevyPt function for TF1's
 254
 255   Double_t lMass  = par[3];
 256   Double_t ldNdy  = par[0];
 257   Double_t l2pi   = 2*TMath::Pi();
 258   Double_t lTemp = par[1];
 259   Double_t lPower = par[2];
 260
 261   Double_t lBigCoef = ((lPower-1)*(lPower-2)) / (l2pi*lPower*lTemp*(lPower*lTemp+lMass*(lPower-2)));
 262   Double_t lInPower = 1 + (TMath::Sqrt(pt[0]*pt[0]+lMass*lMass)-lMass) / (lPower*lTemp);
 263
 264   return ldNdy * pt[0] * lBigCoef * TMath::Power(lInPower,(-1)*lPower);
 265 }
 266
 267
 268 Float_t AliAnalysisEtCommon::Et(TParticle *part, float mass){//function to calculate et in the same way as it would be calculated in a calorimeter
 269   if(mass+1000<0.01){//if no mass given return default.  The default argument is -1000
 270     if(TMath::Abs(part->GetPDG(0)->PdgCode())==2212 || TMath::Abs(part->GetPDG(0)->PdgCode())==2112){
 271       if(part->GetPDG(0)->PdgCode()==-2212 || part->GetPDG(0)->PdgCode()==-2112){//antiproton or antineutron
 272         //for antinucleons we specifically want to return the kinetic energy plus twice the rest mass
 273         return (part->Energy()+part->GetMass())*TMath::Sin(part->Theta());
 274       }
 275       if(part->GetPDG(0)->PdgCode()==2212 || part->GetPDG(0)->PdgCode()==2112){//proton or neutron
 276         //for nucleons we specifically want to return the kinetic energy only
 277         return (part->Energy()-part->GetMass())*TMath::Sin(part->Theta());
 278       }
 279     }
 280     else{//otherwise go to the default
 281       return part->Energy()*TMath::Sin(part->Theta());
 282     }
 283   }
 284   else{//otherwise use the mass that was given
 285     return (TMath::Sqrt(TMath::Power(part->P(),2.0)+TMath::Power(mass,2.0)))*TMath::Sin(part->Theta());
 286   }
 287   return 0.0;
 288 }
 289 Float_t AliAnalysisEtCommon::Et(Float_t p, Float_t theta, Int_t pid, Short_t charge) const {//function to calculate et in the same way as it would be calculated in a calorimeter
 290   if(pid==fgPiPlusCode || pid==fgPiMinusCode){//Nothing special for pions
 291     return TMath::Sqrt(p*p + fgPionMass*fgPionMass) * TMath::Sin(theta);
 292   }
 293   if(pid==fgKPlusCode || pid==fgKMinusCode){//Nothing special for kaons
 294     return TMath::Sqrt(p*p + fgKaonMass*fgKaonMass) * TMath::Sin(theta);
 295   }
 296   if(pid==fgEPlusCode || pid==fgEMinusCode){//Nothing special for electrons
 297     return TMath::Sqrt(p*p + fgElectronMass*fgElectronMass) * TMath::Sin(theta);
 298   }
 299   if(pid==fgProtonCode || pid==fgAntiProtonCode){//But for protons we must be careful...
 300     if(charge<0.0){//antiprotns: kinetic energy plus twice the rest mass
 301       return (TMath::Sqrt(p*p + fgProtonMass*fgProtonMass) + fgProtonMass) * TMath::Sin(theta);
 302     }
 303     if(charge>0.0){//antiprotns: kinetic energy only
 304       return (TMath::Sqrt(p*p + fgProtonMass*fgProtonMass) - fgProtonMass) * TMath::Sin(theta);
 305     }
 306   }
 307   cerr<<"Uh-oh!  Et not set properly!"<<endl;
 308   return 0.0;
 309 }
 310
 311 Float_t AliAnalysisEtCommon::K0Weight(Float_t pt){
 312   Float_t data = fK0Data->Eval(pt);
 313   Float_t mc = fK0PythiaD6T->Eval(pt);
 314   return data/mc;
 315 }
 316 Float_t AliAnalysisEtCommon::LambdaWeight(Float_t pt){
 317   Float_t data = fLambdaData->Eval(pt);
 318   Float_t mc = fLambdaPythiaD6T->Eval(pt);
 319   return data/mc;
 320 }
 321 Float_t AliAnalysisEtCommon::AntiLambdaWeight(Float_t pt){
 322   Float_t data = fAntiLambdaData->Eval(pt);
 323   Float_t mc = fAntiLambdaPythiaD6T->Eval(pt);
 324   return data/mc;
 325 }
 326
 327 Float_t AliAnalysisEtCommon::LambdaBaryonEnhancement(Float_t pt){
 328   if(pt<0.8) return 1.0;
 329   return fLambdaEnhancement->Eval(pt);
 330 };//Function which gives the factor to reweigh a lambda or antilambda so it roughly matches baryon enhancement seen at RHIC
 331 Float_t AliAnalysisEtCommon::ProtonBaryonEnhancement(Float_t pt){
 332   if(pt<0.8) return 1.0;
 333   return fProtonEnhancement->Eval(pt);
 334 }//Function which gives the factor to reweigh a lambda or antilambda so it roughly matches baryon enhancement seen at RHIC