PYTHIA6/AliPythia.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 /* $Id$ */
  17
  18 #include "AliPythia.h"
  19 #include "AliPythiaRndm.h"
  20 #include "../FASTSIM/AliFastGlauber.h"
  21 #include "../FASTSIM/AliQuenchingWeights.h"
  22 #include "TVector3.h"
  23
  24 ClassImp(AliPythia)
  25
  26 #ifndef WIN32
  27 # define pyclus pyclus_
  28 # define pycell pycell_
  29 # define pyshow pyshow_
  30 # define pyrobo pyrobo_
  31 # define type_of_call
  32 #else
  33 # define pyclus PYCLUS
  34 # define pycell PYCELL
  35 # define pyrobo PYROBO
  36 # define type_of_call _stdcall
  37 #endif
  38
  39 extern "C" void type_of_call pyclus(Int_t & );
  40 extern "C" void type_of_call pycell(Int_t & );
  41 extern "C" void type_of_call pyshow(Int_t &, Int_t &, Double_t &);
  42 extern "C" void type_of_call pyrobo(Int_t &, Int_t &, Double_t &, Double_t &, Double_t &, Double_t &, Double_t &);
  43
  44 //_____________________________________________________________________________
  45
  46 AliPythia* AliPythia::fgAliPythia=NULL;
  47
  48 AliPythia::AliPythia()
  49 {
  50 // Default Constructor
  51 //
  52 //  Set random number
  53     if (!AliPythiaRndm::GetPythiaRandom())
  54       AliPythiaRndm::SetPythiaRandom(GetRandom());
  55     fGlauber          = 0;
  56     fQuenchingWeights = 0;
  57 }
  58
  59 void AliPythia::ProcInit(Process_t process, Float_t energy, StrucFunc_t strucfunc)
  60 {
  61 // Initialise the process to generate
  62     if (!AliPythiaRndm::GetPythiaRandom())
  63       AliPythiaRndm::SetPythiaRandom(GetRandom());
  64
  65     fProcess = process;
  66     fEcms = energy;
  67     fStrucFunc = strucfunc;
  68 //  don't decay p0
  69     SetMDCY(Pycomp(111),1,0);
  70 //  select structure function
  71     SetMSTP(52,2);
  72     SetMSTP(51,strucfunc);
  73 //
  74 // Pythia initialisation for selected processes//
  75 //
  76 // Make MSEL clean
  77 //
  78     for (Int_t i=1; i<= 200; i++) {
  79         SetMSUB(i,0);
  80     }
  81 //  select charm production
  82     switch (process)
  83     {
  84     case kPyCharm:
  85         SetMSEL(4);
  86 //
  87 //  heavy quark masses
  88
  89         SetPMAS(4,1,1.2);
  90         SetMSTU(16,2);
  91 //
  92 //    primordial pT
  93         SetMSTP(91,1);
  94         SetPARP(91,1.);
  95         SetPARP(93,5.);
  96 //
  97         break;
  98     case kPyBeauty:
  99         SetMSEL(5);
 100         SetPMAS(5,1,4.75);
 101         SetMSTU(16,2);
 102         break;
 103     case kPyJpsi:
 104         SetMSEL(0);
 105 // gg->J/Psi g
 106         SetMSUB(86,1);
 107         break;
 108     case kPyJpsiChi:
 109         SetMSEL(0);
 110 // gg->J/Psi g
 111         SetMSUB(86,1);
 112 // gg-> chi_0c g
 113         SetMSUB(87,1);
 114 // gg-> chi_1c g
 115         SetMSUB(88,1);
 116 // gg-> chi_2c g
 117         SetMSUB(89,1);
 118         break;
 119     case kPyCharmUnforced:
 120         SetMSEL(0);
 121 // gq->qg
 122         SetMSUB(28,1);
 123 // gg->qq
 124         SetMSUB(53,1);
 125 // gg->gg
 126         SetMSUB(68,1);
 127         break;
 128     case kPyBeautyUnforced:
 129         SetMSEL(0);
 130 // gq->qg
 131         SetMSUB(28,1);
 132 // gg->qq
 133         SetMSUB(53,1);
 134 // gg->gg
 135         SetMSUB(68,1);
 136         break;
 137     case kPyMb:
 138 // Minimum Bias pp-Collisions
 139 //
 140 //
 141 //      select Pythia min. bias model
 142         SetMSEL(0);
 143         SetMSUB(92,1);             // single diffraction AB-->XB
 144         SetMSUB(93,1);             // single diffraction AB-->AX
 145         SetMSUB(94,1);             // double diffraction
 146         SetMSUB(95,1);             // low pt production
 147
 148 //
 149 // ATLAS Tuning
 150 //
 151         SetMSTP(51,7);             // CTEQ5L pdf
 152         SetMSTP(81,1);             // Multiple Interactions ON
 153         SetMSTP(82,4);             // Double Gaussian Model
 154
 155         SetPARP(82,1.8);           // [GeV]    PT_min at Ref. energy
 156         SetPARP(89,1000.);         // [GeV]   Ref. energy
 157         SetPARP(90,0.16);          // 2*epsilon (exponent in power law)
 158         SetPARP(83,0.5);           // Core density in proton matter distribution (def.value)
 159         SetPARP(84,0.5);           // Core radius
 160         SetPARP(85,0.33);          // Regulates gluon prod. mechanism
 161         SetPARP(86,0.66);          // Regulates gluon prod. mechanism
 162         SetPARP(67,1);             // Regulates Initial State Radiation
 163         break;
 164     case kPyMbNonDiffr:
 165 // Minimum Bias pp-Collisions
 166 //
 167 //
 168 //      select Pythia min. bias model
 169         SetMSEL(0);
 170         SetMSUB(95,1);             // low pt production
 171
 172 //
 173 // ATLAS Tuning
 174 //
 175
 176         SetMSTP(51,7);             // CTEQ5L pdf
 177         SetMSTP(81,1);             // Multiple Interactions ON
 178         SetMSTP(82,4);             // Double Gaussian Model
 179
 180         SetPARP(82,1.8);           // [GeV]    PT_min at Ref. energy
 181         SetPARP(89,1000.);         // [GeV]   Ref. energy
 182         SetPARP(90,0.16);          // 2*epsilon (exponent in power law)
 183         SetPARP(83,0.5);           // Core density in proton matter distribution (def.value)
 184         SetPARP(84,0.5);           // Core radius
 185         SetPARP(85,0.33);          // Regulates gluon prod. mechanism
 186         SetPARP(86,0.66);          // Regulates gluon prod. mechanism
 187         SetPARP(67,1);             // Regulates Initial State Radiation
 188         break;
 189     case kPyJets:
 190 //
 191 //  QCD Jets
 192 //
 193         SetMSEL(1);
 194         break;
 195     case kPyDirectGamma:
 196         SetMSEL(10);
 197         break;
 198     case kPyCharmPbPbMNR:
 199     case kPyD0PbPbMNR:
 200       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
 201       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
 202       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
 203       // This parameter settings are meant to work with Pb-Pb collisions
 204       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
 205       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
 206       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
 207
 208       // All QCD processes
 209       SetMSEL(1);
 210
 211       // No multiple interactions
 212       SetMSTP(81,0);
 213       SetPARP(81,0.0);
 214       SetPARP(82,0.0);
 215
 216       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
 217       SetMSTP(61,1);
 218       SetMSTP(71,1);
 219
 220       // 2nd order alpha_s
 221       SetMSTP(2,2);
 222
 223       // QCD scales
 224       SetMSTP(32,2);
 225       SetPARP(34,1.0);
 226
 227       // Intrinsic <kT>
 228       SetMSTP(91,1);
 229       SetPARP(91,1.304);
 230       SetPARP(93,6.52);
 231
 232       // Set c-quark mass
 233       SetPMAS(4,1,1.2);
 234
 235       break;
 236     case kPyCharmpPbMNR:
 237     case kPyD0pPbMNR:
 238       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
 239       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
 240       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
 241       // This parameter settings are meant to work with p-Pb collisions
 242       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
 243       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
 244       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
 245
 246       // All QCD processes
 247       SetMSEL(1);
 248
 249       // No multiple interactions
 250       SetMSTP(81,0);
 251       SetPARP(81,0.0);
 252       SetPARP(82,0.0);
 253
 254       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
 255       SetMSTP(61,1);
 256       SetMSTP(71,1);
 257
 258       // 2nd order alpha_s
 259       SetMSTP(2,2);
 260
 261       // QCD scales
 262       SetMSTP(32,2);
 263       SetPARP(34,1.0);
 264
 265       // Intrinsic <kT>
 266       SetMSTP(91,1);
 267       SetPARP(91,1.16);
 268       SetPARP(93,5.8);
 269
 270       // Set c-quark mass
 271       SetPMAS(4,1,1.2);
 272
 273       break;
 274     case kPyCharmppMNR:
 275     case kPyD0ppMNR:
 276       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
 277       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
 278       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
 279       // This parameter settings are meant to work with pp collisions
 280       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
 281       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
 282       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
 283
 284       // All QCD processes
 285       SetMSEL(1);
 286
 287       // No multiple interactions
 288       SetMSTP(81,0);
 289       SetPARP(81,0.0);
 290       SetPARP(82,0.0);
 291
 292       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
 293       SetMSTP(61,1);
 294       SetMSTP(71,1);
 295
 296       // 2nd order alpha_s
 297       SetMSTP(2,2);
 298
 299       // QCD scales
 300       SetMSTP(32,2);
 301       SetPARP(34,1.0);
 302
 303       // Intrinsic <kT^2>
 304       SetMSTP(91,1);
 305       SetPARP(91,1.);
 306       SetPARP(93,5.);
 307
 308       // Set c-quark mass
 309       SetPMAS(4,1,1.2);
 310
 311       break;
 312     case kPyBeautyPbPbMNR:
 313       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
 314       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
 315       // b-bbar single inclusive and double differential distributions.
 316       // This parameter settings are meant to work with Pb-Pb collisions
 317       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
 318       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
 319       // has to be set to 2.75GeV. Example in ConfigBeautyPPR.C.
 320
 321       // All QCD processes
 322       SetMSEL(1);
 323
 324       // No multiple interactions
 325       SetMSTP(81,0);
 326       SetPARP(81,0.0);
 327       SetPARP(82,0.0);
 328
 329       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
 330       SetMSTP(61,1);
 331       SetMSTP(71,1);
 332
 333       // 2nd order alpha_s
 334       SetMSTP(2,2);
 335
 336       // QCD scales
 337       SetMSTP(32,2);
 338       SetPARP(34,1.0);
 339       SetPARP(67,1.0);
 340       SetPARP(71,1.0);
 341
 342       // Intrinsic <kT>
 343       SetMSTP(91,1);
 344       SetPARP(91,2.035);
 345       SetPARP(93,10.17);
 346
 347       // Set b-quark mass
 348       SetPMAS(5,1,4.75);
 349
 350       break;
 351     case kPyBeautypPbMNR:
 352       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
 353       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
 354       // b-bbar single inclusive and double differential distributions.
 355       // This parameter settings are meant to work with p-Pb collisions
 356       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
 357       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
 358       // has to be set to 2.75GeV. Example in ConfigBeautyPPR.C.
 359
 360       // All QCD processes
 361       SetMSEL(1);
 362
 363       // No multiple interactions
 364       SetMSTP(81,0);
 365       SetPARP(81,0.0);
 366       SetPARP(82,0.0);
 367
 368       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
 369       SetMSTP(61,1);
 370       SetMSTP(71,1);
 371
 372       // 2nd order alpha_s
 373       SetMSTP(2,2);
 374
 375       // QCD scales
 376       SetMSTP(32,2);
 377       SetPARP(34,1.0);
 378       SetPARP(67,1.0);
 379       SetPARP(71,1.0);
 380
 381       // Intrinsic <kT>
 382       SetMSTP(91,1);
 383       SetPARP(91,1.60);
 384       SetPARP(93,8.00);
 385
 386       // Set b-quark mass
 387       SetPMAS(5,1,4.75);
 388
 389       break;
 390     case kPyBeautyppMNR:
 391       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
 392       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
 393       // b-bbar single inclusive and double differential distributions.
 394       // This parameter settings are meant to work with pp collisions
 395       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
 396       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
 397       // has to be set to 2.75GeV. Example in ConfigBeautyPPR.C.
 398
 399       // All QCD processes
 400       SetMSEL(1);
 401
 402       // No multiple interactions
 403       SetMSTP(81,0);
 404       SetPARP(81,0.0);
 405       SetPARP(82,0.0);
 406
 407       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
 408       SetMSTP(61,1);
 409       SetMSTP(71,1);
 410
 411       // 2nd order alpha_s
 412       SetMSTP(2,2);
 413
 414       // QCD scales
 415       SetMSTP(32,2);
 416       SetPARP(34,1.0);
 417       SetPARP(67,1.0);
 418       SetPARP(71,1.0);
 419
 420       // Intrinsic <kT>
 421       SetMSTP(91,1);
 422       SetPARP(91,1.);
 423       SetPARP(93,5.);
 424
 425       // Set b-quark mass
 426       SetPMAS(5,1,4.75);
 427
 428       break;
 429     }
 430 //
 431 //  Initialize PYTHIA
 432     SetMSTP(41,1);   // all resonance decays switched on
 433
 434     Initialize("CMS","p","p",fEcms);
 435
 436 }
 437
 438 Int_t AliPythia::CheckedLuComp(Int_t kf)
 439 {
 440 // Check Lund particle code (for debugging)
 441     Int_t kc=Pycomp(kf);
 442     printf("\n Lucomp kf,kc %d %d",kf,kc);
 443     return kc;
 444 }
 445
 446 void AliPythia::SetNuclei(Int_t a1, Int_t a2)
 447 {
 448 // Treat protons as inside nuclei with mass numbers a1 and a2
 449 //    The MSTP array in the PYPARS common block is used to enable and
 450 //    select the nuclear structure functions.
 451 //    MSTP(52)  : (D=1) choice of proton and nuclear structure-function library
 452 //            =1: internal PYTHIA acording to MSTP(51)
 453 //            =2: PDFLIB proton  s.f., with MSTP(51)  = 1000xNGROUP+NSET
 454 //    If the following mass number both not equal zero, nuclear corrections of the stf are used.
 455 //    MSTP(192) : Mass number of nucleus side 1
 456 //    MSTP(193) : Mass number of nucleus side 2
 457     SetMSTP(52,2);
 458     SetMSTP(192, a1);
 459     SetMSTP(193, a2);
 460 }
 461
 462
 463 AliPythia* AliPythia::Instance()
 464 {
 465 // Set random number generator
 466     if (fgAliPythia) {
 467         return fgAliPythia;
 468     } else {
 469         fgAliPythia = new AliPythia();
 470         return fgAliPythia;
 471     }
 472 }
 473
 474 void AliPythia::PrintParticles()
 475 {
 476 // Print list of particl properties
 477     Int_t np = 0;
 478     char*   name = new char[16];
 479     for (Int_t kf=0; kf<1000000; kf++) {
 480         for (Int_t c = 1;  c > -2; c-=2) {
 481             Int_t kc = Pycomp(c*kf);
 482             if (kc) {
 483                 Float_t mass  = GetPMAS(kc,1);
 484                 Float_t width = GetPMAS(kc,2);
 485                 Float_t tau   = GetPMAS(kc,4);
 486
 487                 Pyname(kf,name);
 488
 489                 np++;
 490
 491                 printf("\n mass, width, tau: %6d %s %10.3f %10.3e %10.3e",
 492                        c*kf, name, mass, width, tau);
 493             }
 494         }
 495     }
 496     printf("\n Number of particles %d \n \n", np);
 497 }
 498
 499 void  AliPythia::ResetDecayTable()
 500 {
 501 //  Set default values for pythia decay switches
 502     Int_t i;
 503     for (i = 1; i <  501; i++) SetMDCY(i,1,fDefMDCY[i]);
 504     for (i = 1; i < 2001; i++) SetMDME(i,1,fDefMDME[i]);
 505 }
 506
 507 void  AliPythia::SetDecayTable()
 508 {
 509 //  Set default values for pythia decay switches
 510 //
 511     Int_t i;
 512     for (i = 1; i <  501; i++) fDefMDCY[i] = GetMDCY(i,1);
 513     for (i = 1; i < 2001; i++) fDefMDME[i] = GetMDME(i,1);
 514 }
 515
 516 void  AliPythia::Pyclus(Int_t& njet)
 517 {
 518 //  Call Pythia clustering algorithm
 519 //
 520     pyclus(njet);
 521 }
 522
 523 void  AliPythia::Pycell(Int_t& njet)
 524 {
 525 //  Call Pythia jet reconstruction algorithm
 526 //
 527     pycell(njet);
 528 }
 529
 530 void  AliPythia::Pyshow(Int_t ip1, Int_t ip2, Double_t qmax)
 531 {
 532 //  Call Pythia jet reconstruction algorithm
 533 //
 534     pyshow(ip1, ip2, qmax);
 535 }
 536
 537 void AliPythia::Pyrobo(Int_t imi, Int_t ima, Double_t the, Double_t phi, Double_t bex, Double_t bey, Double_t bez)
 538 {
 539     pyrobo(imi, ima, the, phi, bex, bey, bez);
 540 }
 541
 542
 543
 544 void AliPythia::InitQuenching(Float_t cMin, Float_t cMax, Float_t qTransport, Float_t maxLength, Int_t iECMethod)
 545 {
 546 // Initializes
 547 // (1) The quenching model using quenching weights according to C. Salgado and U. Wiedemann
 548 // (2) The nuclear geometry using the Glauber Model
 549 //
 550
 551
 552     fGlauber = new AliFastGlauber();
 553     fGlauber->Init(2);
 554     fGlauber->SetCentralityClass(cMin, cMax);
 555
 556     fQuenchingWeights = new AliQuenchingWeights();
 557     fQuenchingWeights->InitMult();
 558     fQuenchingWeights->SetQTransport(qTransport);
 559     fQuenchingWeights->SetECMethod(AliQuenchingWeights::kECMethod(iECMethod));
 560     fQuenchingWeights->SetLengthMax(Int_t(maxLength));
 561     fQuenchingWeights->SampleEnergyLoss();
 562
 563 }
 564
 565
 566 void  AliPythia::Quench()
 567 {
 568 //
 569 //
 570 //  Simple Jet Quenching routine:
 571 //  =============================
 572 //  The jet formed by all final state partons radiated by the parton created
 573 //  in the hard collisions is quenched by a factor (1-z) using light cone variables in
 574 //  the initial parton reference frame:
 575 //  (E + p_z)new = (1-z) (E + p_z)old
 576 //
 577 //
 578 //
 579 //
 580 //   The lost momentum is first balanced by one gluon with virtuality > 0.
 581 //   Subsequently the gluon splits to yield two gluons with E = p.
 582 //
 583 //
 584 //
 585     static Float_t eMean = 0.;
 586     static Int_t   icall = 0;
 587
 588     Double_t p0[2][5];
 589     Double_t p1[2][5];
 590     Double_t p2[2][5];
 591     Int_t   klast[2] = {-1, -1};
 592
 593     Int_t numpart   = fPyjets->N;
 594     Double_t px = 0., py = 0., pz = 0., e = 0., m = 0., p = 0., pt = 0., theta = 0.;
 595     Double_t pxq[2], pyq[2], pzq[2], eq[2], yq[2], mq[2], pq[2], phiq[2], thetaq[2], ptq[2];
 596     Bool_t  quenched[2];
 597     Double_t phi;
 598     Double_t zInitial[2], wjtKick[2];
 599     Int_t nGluon[2];
 600
 601     Int_t   imo, kst, pdg;
 602 //
 603 //  Primary partons
 604 //
 605
 606
 607
 608     for (Int_t i = 6; i <= 7; i++) {
 609         Int_t j = i - 6;
 610
 611         pxq[j]    = fPyjets->P[0][i];
 612         pyq[j]    = fPyjets->P[1][i];
 613         pzq[j]    = fPyjets->P[2][i];
 614         eq[j]     = fPyjets->P[3][i];
 615         mq[j]     = fPyjets->P[4][i];
 616         yq[j]     = 0.5 * TMath::Log((eq[j] + pzq[j] + 1.e-14) / (eq[j] - pzq[j] + 1.e-14));
 617         pq[j]     = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j] + pzq[j] * pzq[j]);
 618         phiq[j]   = TMath::Pi()+TMath::ATan2(-pyq[j], -pxq[j]);
 619         ptq[j]    = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j]);
 620         thetaq[j] = TMath::ATan2(ptq[j], pzq[j]);
 621         phi       = phiq[j];
 622
 623         // Quench only central jets
 624         if (TMath::Abs(yq[j]) > 2.5) {
 625             zInitial[j] = 0.;
 626         } else {
 627             pdg =  fPyjets->K[1][i];
 628
 629             // Get length in nucleus
 630             Double_t l;
 631             fGlauber->GetLengthsForPythia(1, &phi, &l, -1.);
 632             //
 633             // Energy loss for given length and parton typr
 634             Int_t itype = (pdg == 21) ? 2 : 1;
 635
 636             Double_t eloss   = fQuenchingWeights->GetELossRandom(itype, l, eq[j]);
 637             if (eq[j] > 80. && TMath::Abs(yq[j]) < 0.5) {
 638                 icall ++;
 639                 eMean += eloss;
 640             }
 641
 642             //
 643             // Extra pt
 644
 645             wjtKick[j] = TMath::Sqrt(l *  fQuenchingWeights->GetQTransport());
 646             //
 647             // Fractional energy loss
 648             zInitial[j] = eloss / eq[j];
 649             //
 650             // Avoid complete loss
 651             //
 652             if (zInitial[j] == 1.) zInitial[j] = 0.95;
 653             //
 654             // Some debug printing
 655             printf("Initial parton # %3d, Type %3d Energy %10.3f Phi %10.3f Length %10.3f Loss %10.3f Kick %10.3f Mean: %10.3f %10.3f\n",
 656                    j, itype, eq[j], phi, l, eloss, wjtKick[j], eMean / Float_t(icall+1), yq[j]);
 657
 658             zInitial[j] = 1.;
 659             while (zInitial[j] >= 0.95)  zInitial[j] = gRandom->Exp(0.2);
 660         }
 661
 662         quenched[j] = (zInitial[j] > 0.01);
 663     } // primary partons
 664
 665     Double_t pNew[1000][4];
 666     Int_t    kNew[1000];
 667     Int_t icount = 0;
 668 //
 669 //  System Loop
 670     for (Int_t isys = 0; isys < 2; isys++) {
 671 //      Skip to next system if not quenched.
 672         if (!quenched[isys]) continue;
 673
 674         nGluon[isys]   = 1 + Int_t(zInitial[isys] / (1. - zInitial[isys]));
 675         if (nGluon[isys] > 6) nGluon[isys] = 6;
 676         zInitial[isys] = 1. - TMath::Power(1. - zInitial[isys], 1./Double_t(nGluon[isys]));
 677         wjtKick[isys]  = wjtKick[isys] / TMath::Sqrt(Double_t(nGluon[isys]));
 678
 679
 680
 681         Int_t igMin = -1;
 682         Int_t igMax = -1;
 683         Double_t pg[4] = {0., 0., 0., 0.};
 684
 685 //
 686 // Loop on radiation events
 687
 688         for (Int_t iglu = 0; iglu < nGluon[isys]; iglu++) {
 689             Double_t zHeavy = zInitial[isys];
 690 //
 691
 692             while (1) {
 693                 icount = 0;
 694                 for (Int_t k = 0; k < 4; k++)
 695                 {
 696                     p0[isys][k] = 0.;
 697                     p1[isys][k] = 0.;
 698                     p2[isys][k] = 0.;
 699                 }
 700 //      Loop over partons
 701                 for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
 702                 {
 703                     imo =  fPyjets->K[2][i];
 704                     kst =  fPyjets->K[0][i];
 705                     pdg =  fPyjets->K[1][i];
 706
 707
 708
 709 //      Quarks and gluons only
 710                     if (pdg != 21 && TMath::Abs(pdg) > 6) continue;
 711 //      Particles from hard scattering only
 712                     if (imo > 8 && imo < 1000) imo = fPyjets->K[2][imo - 1];
 713                     if (imo != (isys + 7) && (imo % 1000)  != (isys + 7)) continue;
 714
 715 //      Skip comment lines
 716                     if (kst != 1 && kst != 2) continue;
 717 //
 718 //      Parton kinematic
 719                     px    = fPyjets->P[0][i];
 720                     py    = fPyjets->P[1][i];
 721                     pz    = fPyjets->P[2][i];
 722                     e     = fPyjets->P[3][i];
 723                     m     = fPyjets->P[4][i];
 724                     pt    = TMath::Sqrt(px * px + py * py);
 725                     p     = TMath::Sqrt(px * px + py * py + pz * pz);
 726                     phi   = TMath::Pi() + TMath::ATan2(-py, -px);
 727                     theta = TMath::ATan2(pt, pz);
 728
 729 //
 730 //      Save 4-momentum sum for balancing
 731                     Int_t index = imo - 7;
 732                     if (index >=  1000) index = imo % 1000 - 7;
 733
 734                     p0[index][0] += px;
 735                     p0[index][1] += py;
 736                     p0[index][2] += pz;
 737                     p0[index][3] += e;
 738
 739                     klast[index] = i;
 740
 741 //
 742 //      Fractional energy loss
 743                     Double_t z = zInitial[index];
 744
 745 //      Don't fully quench radiated gluons
 746 //
 747                     if (imo > 1000) {
 748 //      This small factor makes sure that the gluons are not too close in phase space to avoid recombination
 749 //
 750
 751                         z = 0.05;
 752                     }
 753
 754 //
 755
 756                     if (m > 0.) z = zHeavy;
 757
 758                     //
 759                     //
 760                     //      Transform into frame in which initial parton is along z-axis
 761                     //
 762                     TVector3 v(px, py, pz);
 763                     v.RotateZ(-phiq[index]);  v.RotateY(-thetaq[index]);
 764                     Double_t pxs = v.X(); Double_t pys = v.Y(); Double_t pl  = v.Z();
 765
 766                     Double_t jt  = TMath::Sqrt(pxs * pxs + pys * pys);
 767                     Double_t mt2 = jt * jt + m * m;
 768                     Double_t zmax = 1.;
 769                     //
 770                     // Kinematic limit on z
 771                     //
 772                     if (m > 0.) zmax = 1. - m / TMath::Sqrt(m * m + jt * jt);
 773                     //
 774                     // Change light-cone kinematics rel. to initial parton
 775                     //
 776                     Double_t eppzOld = e + pl;
 777                     Double_t empzOld = e - pl;
 778
 779                     Double_t eppzNew = (1. - z) * eppzOld;
 780                     Double_t empzNew = empzOld - mt2 * z / eppzOld;
 781                     Double_t eNew    = 0.5 * (eppzNew + empzNew);
 782                     Double_t plNew   = 0.5 * (eppzNew - empzNew);
 783
 784                     Double_t jtNew;
 785                     //
 786                     // if mt very small (or sometimes even < 0 for numerical reasons) set it to 0
 787                     Double_t mt2New = eppzNew * empzNew;
 788                     if (mt2New < 1.e-8) mt2New = 0.;
 789                     if (z < zmax) {
 790                         if (m * m > mt2New) {
 791                             //
 792                             // This should not happen
 793                             //
 794                             Fatal("Quench()", "This should never happen %e %e %e!", m, eppzNew, empzNew);
 795                             jtNew = 0;
 796                         } else {
 797                             jtNew    = TMath::Sqrt(mt2New - m * m);
 798                         }
 799                     } else {
 800                         // If pT is to small (probably a leading massive particle) we scale only the energy
 801                         // This can cause negative masses of the radiated gluon
 802                         // Let's hope for the best ...
 803                         jtNew = jt;
 804                         eNew  = TMath::Sqrt(plNew * plNew + mt2);
 805
 806                     }
 807                     //
 808                     //     Calculate new px, py
 809                     //
 810                     Double_t pxNew   = jtNew / jt * pxs;
 811                     Double_t pyNew   = jtNew / jt * pys;
 812
 813 //                  Double_t dpx = pxs - pxNew;
 814 //                  Double_t dpy = pys - pyNew;
 815 //                  Double_t dpz = pl  - plNew;
 816 //                  Double_t de  = e   - eNew;
 817 //                  Double_t dmass2 = de * de  - dpx * dpx - dpy * dpy - dpz * dpz;
 818 //                  printf("New mass (1) %e %e %e %e %e %e %e \n", dmass2, jt, jtNew, pl, plNew, e, eNew);
 819 //                  printf("New mass (2) %e %e \n", pxNew, pyNew);
 820                     //
 821                     //      Rotate back
 822                     //
 823                     TVector3 w(pxNew, pyNew, plNew);
 824                     w.RotateY(thetaq[index]); w.RotateZ(phiq[index]);
 825                     pxNew = w.X(); pyNew = w.Y(); plNew = w.Z();
 826
 827                     p1[index][0] += pxNew;
 828                     p1[index][1] += pyNew;
 829                     p1[index][2] += plNew;
 830                     p1[index][3] += eNew;
 831                     //
 832                     // Updated 4-momentum vectors
 833                     //
 834                     pNew[icount][0]  = pxNew;
 835                     pNew[icount][1]  = pyNew;
 836                     pNew[icount][2]  = plNew;
 837                     pNew[icount][3]  = eNew;
 838                     kNew[icount]     = i;
 839                     icount++;
 840                 } // parton loop
 841                 //
 842                 // Check if there was phase-space for quenching
 843                 //
 844
 845                 if (icount == 0) quenched[isys] = kFALSE;
 846                 if (!quenched[isys]) break;
 847
 848                 for (Int_t j = 0; j < 4; j++)
 849                 {
 850                     p2[isys][j] = p0[isys][j] - p1[isys][j];
 851                 }
 852                 p2[isys][4] = p2[isys][3] * p2[isys][3] - p2[isys][0] * p2[isys][0] - p2[isys][1] * p2[isys][1] - p2[isys][2] * p2[isys][2];
 853                 if (p2[isys][4] > 0.) {
 854                     p2[isys][4] = TMath::Sqrt(p2[isys][4]);
 855                     break;
 856                 } else {
 857                     printf("Warning negative mass squared in system %d %f ! \n", isys, zInitial[isys]);
 858                     printf("4-Momentum: %10.3e %10.3e %10.3e %10.3e %10.3e \n", p2[isys][0], p2[isys][1], p2[isys][2], p2[isys][3], p2[isys][4]);
 859                     if (p2[isys][4] < -0.01) {
 860                         printf("Negative mass squared !\n");
 861                         // Here we have to put the gluon back to mass shell
 862                         // This will lead to a small energy imbalance
 863                         p2[isys][4]  = 0.;
 864                         p2[isys][3]  = TMath::Sqrt(p2[isys][0] * p2[isys][0] + p2[isys][1] * p2[isys][1] + p2[isys][2] * p2[isys][2]);
 865                         break;
 866                     } else {
 867                         p2[isys][4] = 0.;
 868                         break;
 869                     }
 870                 }
 871                 /*
 872                 zHeavy *= 0.98;
 873                 printf("zHeavy lowered to %f\n", zHeavy);
 874                 if (zHeavy < 0.01) {
 875                     printf("No success ! \n");
 876                     icount = 0;
 877                     quenched[isys] = kFALSE;
 878                     break;
 879                 }
 880                 */
 881             } // iteration on z (while)
 882
 883 //          Update  event record
 884             for (Int_t k = 0; k < icount; k++) {
 885 //              printf("%6d %6d %10.3e %10.3e %10.3e %10.3e\n", k, kNew[k], pNew[k][0],pNew[k][1], pNew[k][2], pNew[k][3] );
 886                 fPyjets->P[0][kNew[k]] = pNew[k][0];
 887                 fPyjets->P[1][kNew[k]] = pNew[k][1];
 888                 fPyjets->P[2][kNew[k]] = pNew[k][2];
 889                 fPyjets->P[3][kNew[k]] = pNew[k][3];
 890             }
 891             //
 892             // Add the gluons
 893             //
 894             Int_t ish = 0;
 895             Int_t iGlu;
 896             if (!quenched[isys]) continue;
 897 //
 898 //      Last parton from shower i
 899             Int_t in = klast[isys];
 900 //
 901 //      Continue if no parton in shower i selected
 902             if (in == -1) continue;
 903 //
 904 //      If this is the second initial parton and it is behind the first move pointer by previous ish
 905             if (isys == 1 && klast[1] > klast[0]) in += ish;
 906 //
 907 //      Starting index
 908
 909 //          jmin = in - 1;
 910 // How many additional gluons will be generated
 911             ish  = 1;
 912             if (p2[isys][4] > 0.05) ish = 2;
 913 //
 914 //      Position of gluons
 915             iGlu = numpart;
 916             if (iglu == 0) igMin = iGlu;
 917             igMax = iGlu;
 918             numpart += ish;
 919             (fPyjets->N) += ish;
 920
 921             if (ish == 1) {
 922                 fPyjets->P[0][iGlu] = p2[isys][0];
 923                 fPyjets->P[1][iGlu] = p2[isys][1];
 924                 fPyjets->P[2][iGlu] = p2[isys][2];
 925                 fPyjets->P[3][iGlu] = p2[isys][3];
 926                 fPyjets->P[4][iGlu] = p2[isys][4];
 927
 928                 fPyjets->K[0][iGlu] = 1;
 929                 if (iglu == nGluon[isys] - 1) fPyjets->K[0][iGlu] = 1;
 930                 fPyjets->K[1][iGlu] = 21;
 931                 fPyjets->K[2][iGlu] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
 932                 fPyjets->K[3][iGlu] = -1;
 933                 fPyjets->K[4][iGlu] = -1;
 934
 935                 pg[0] += p2[isys][0];
 936                 pg[1] += p2[isys][1];
 937                 pg[2] += p2[isys][2];
 938                 pg[3] += p2[isys][3];
 939             } else {
 940                 //
 941                 // Split gluon in rest frame.
 942                 //
 943                 Double_t bx   =  p2[isys][0] / p2[isys][3];
 944                 Double_t by   =  p2[isys][1] / p2[isys][3];
 945                 Double_t bz   =  p2[isys][2] / p2[isys][3];
 946                 Double_t pst  =  p2[isys][4] / 2.;
 947                 //
 948                 // Isotropic decay ????
 949                 Double_t cost = 2. * gRandom->Rndm() - 1.;
 950                 Double_t sint = TMath::Sqrt(1. - cost * cost);
 951                 Double_t phi =  2. * TMath::Pi() * gRandom->Rndm();
 952
 953                 Double_t pz1 =   pst * cost;
 954                 Double_t pz2 =  -pst * cost;
 955                 Double_t pt1 =   pst * sint;
 956                 Double_t pt2 =  -pst * sint;
 957                 Double_t px1 =   pt1 * TMath::Cos(phi);
 958                 Double_t py1 =   pt1 * TMath::Sin(phi);
 959                 Double_t px2 =   pt2 * TMath::Cos(phi);
 960                 Double_t py2 =   pt2 * TMath::Sin(phi);
 961
 962                 fPyjets->P[0][iGlu] = px1;
 963                 fPyjets->P[1][iGlu] = py1;
 964                 fPyjets->P[2][iGlu] = pz1;
 965                 fPyjets->P[3][iGlu] = pst;
 966                 fPyjets->P[4][iGlu] = 0.;
 967
 968                 fPyjets->K[0][iGlu] = 1 ;
 969                 fPyjets->K[1][iGlu] = 21;
 970                 fPyjets->K[2][iGlu] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
 971                 fPyjets->K[3][iGlu] = -1;
 972                 fPyjets->K[4][iGlu] = -1;
 973
 974                 fPyjets->P[0][iGlu+1] = px2;
 975                 fPyjets->P[1][iGlu+1] = py2;
 976                 fPyjets->P[2][iGlu+1] = pz2;
 977                 fPyjets->P[3][iGlu+1] = pst;
 978                 fPyjets->P[4][iGlu+1] = 0.;
 979
 980                 fPyjets->K[0][iGlu+1] = 1;
 981                 if (iglu == nGluon[isys] - 1) fPyjets->K[0][iGlu+1] = 1;
 982                 fPyjets->K[1][iGlu+1] = 21;
 983                 fPyjets->K[2][iGlu+1] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
 984                 fPyjets->K[3][iGlu+1] = -1;
 985                 fPyjets->K[4][iGlu+1] = -1;
 986                 SetMSTU(1,0);
 987                 SetMSTU(2,0);
 988                 //
 989                 // Boost back
 990                 //
 991                 Pyrobo(iGlu + 1, iGlu + 2, 0., 0., bx, by, bz);
 992             }
 993 /*
 994             for (Int_t ig = iGlu; ig < iGlu+ish; ig++) {
 995                 Double_t px, py, pz;
 996                 px = fPyjets->P[0][ig];
 997                 py = fPyjets->P[1][ig];
 998                 pz = fPyjets->P[2][ig];
 999                 TVector3 v(px, py, pz);
1000                 v.RotateZ(-phiq[isys]);
1001                 v.RotateY(-thetaq[isys]);
1002                 Double_t pxs     = v.X(); Double_t pys = v.Y(); Double_t pzs  = v.Z();
1003                 Double_t r       = AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()->Rndm();
1004                 Double_t jtKick  = 0.3 * TMath::Sqrt(-TMath::Log(r));
1005                 if (ish == 2)   jtKick  = wjtKick[i] * TMath::Sqrt(-TMath::Log(r)) / TMath::Sqrt(2.);
1006                 Double_t phiKick = 2. * TMath::Pi() * AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()->Rndm();
1007                 pxs += jtKick * TMath::Cos(phiKick);
1008                 pys += jtKick * TMath::Sin(phiKick);
1009                 TVector3 w(pxs, pys, pzs);
1010                 w.RotateY(thetaq[isys]);
1011                 w.RotateZ(phiq[isys]);
1012                 fPyjets->P[0][ig] = w.X();
1013                 fPyjets->P[1][ig] = w.Y();
1014                 fPyjets->P[2][ig] = w.Z();
1015                 fPyjets->P[2][ig] = w.Mag();
1016             }
1017 */
1018         } // kGluon
1019
1020
1021     // Check energy conservation
1022         Double_t pxs = 0.;
1023         Double_t pys = 0.;
1024         Double_t pzs = 0.;
1025         Double_t es  = 14000.;
1026
1027         for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
1028         {
1029             kst =  fPyjets->K[0][i];
1030             if (kst != 1 && kst != 2) continue;
1031             pxs += fPyjets->P[0][i];
1032             pys += fPyjets->P[1][i];
1033             pzs += fPyjets->P[2][i];
1034             es  -= fPyjets->P[3][i];
1035         }
1036         if (TMath::Abs(pxs) > 1.e-2 ||
1037             TMath::Abs(pys) > 1.e-2 ||
1038             TMath::Abs(pzs) > 1.e-1) {
1039             printf("%e %e %e %e\n", pxs, pys, pzs, es);
1040 //              Fatal("Quench()", "4-Momentum non-conservation");
1041         }
1042
1043     } // end quenching loop (systems)
1044 // Clean-up
1045     for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
1046     {
1047         imo =  fPyjets->K[2][i];
1048         if (imo > 1000) {
1049             fPyjets->K[2][i] = fPyjets->K[2][i] % 1000;
1050         }
1051     }
1052 //      this->Pylist(1);
1053 } // end quench