RICH/AliRICHParam.h

   1 #ifndef AliRICHParam_h
   2 #define AliRICHParam_h
   3
   4 #include "AliRICHConst.h"
   5 #include <TObject.h>
   6 #include <TMath.h>
   7 #include <TVector3.h>
   8 #include <TRandom.h>
   9
  10 class AliRICHParam :public TObject
  11 {
  12 public:
  13            AliRICHParam()                    {;}
  14   virtual ~AliRICHParam()                    {;}
  15   static const Int_t   NpadsX()             {return kNpadsX;}
  16   static const Int_t   NpadsY()             {return kNpadsY;}
  17   static Int_t   NpadsXsec()                {return NpadsX()/3;}
  18   static Int_t   NpadsYsec()                {return NpadsY()/2;}
  19   static Double_t DeadZone()                 {return 2.6;}
  20   static Double_t PadSizeX()                 {return 0.84;}
  21   static Double_t PadSizeY()                 {return 0.8;}
  22   static Double_t SectorSizeX()              {return NpadsX()*PadSizeX()/3;}
  23   static Double_t SectorSizeY()              {return NpadsY()*PadSizeY()/2;}
  24   static Double_t PcSizeX()                  {return NpadsX()*PadSizeX()+2*DeadZone();}
  25   static Double_t PcSizeY()                  {return NpadsY()*PadSizeY()+DeadZone();}
  26   static Double_t WirePitch()                {return PadSizeX()/2;}
  27   static Double_t SizeX()                    {return 132.6;}
  28   static Double_t SizeY()                    {return 26;}
  29   static Double_t SizeZ()                    {return 136.7;}
  30   static Double_t Offset()                   {return 490+1.267;}
  31   static Double_t AngleYZ()                  {return 19.5*TMath::DegToRad();}
  32   static Double_t AngleXY()                  {return 20*TMath::DegToRad();}
  33   static Double_t FreonThickness()           {return 1.5;}
  34   static Double_t QuartzThickness()          {return 0.5;}
  35   static Double_t GapThickness()             {return 8.0;}
  36   static Double_t RadiatorToPads()           {return FreonThickness()+QuartzThickness()+GapThickness();}
  37   static Double_t ProximityGapThickness()    {return 0.4;}
  38   static Double_t AnodeCathodeGap()          {return 0.2;}
  39   static Double_t QuartzLength()             {return 133;}
  40   static Double_t QuartzWidth()              {return 127.9;}
  41   static Double_t OuterFreonLength()         {return 133;}
  42   static Double_t OuterFreonWidth()          {return 41.3;}
  43   static Double_t InnerFreonLength()         {return 133;}
  44   static Double_t InnerFreonWidth()          {return 41.3;}
  45   static Double_t IonisationPotential()      {return 26.0e-9;}
  46   static Double_t MathiesonDeltaX()          {return 5*0.18;}
  47   static Double_t MathiesonDeltaY()          {return 5*0.18;}
  48   static Int_t    MaxQdc()                   {return 4095;}
  49   static Double_t QdcSlope(Int_t sec)        {HV(sec);return 27;}
  50   static Double_t AlphaFeedback(Int_t sec)   {HV(sec);return 0.036;}
  51
  52   static Bool_t  IsResolveClusters()         {return fgIsResolveClusters;}
  53   static Bool_t   IsWireSag()                {return fgIsWireSag;}
  54   static Int_t    HV(Int_t)                  {return fgHV;}
  55   static Double_t AngleRot()                 {return fgAngleRot*TMath::DegToRad();}
  56     static void  SetResolveClusters(Bool_t a){fgIsResolveClusters=a;}
  57     static void  SetWireSag(Bool_t status)   {fgIsWireSag=status;}
  58     static void  SetHV(Int_t hv)             {fgHV       =hv;}
  59     static void  SetAngleRot(Double_t rot)   {fgAngleRot =rot;}
  60
  61   inline static Double_t Mathieson(Double_t lx1,Double_t lx2,Double_t ly1,Double_t ly2);
  62   inline static void    Loc2Area(TVector3 hitX3,Int_t &padxMin,Int_t &padyMin,Int_t &padxMax,Int_t &padyMax);
  63   inline static Int_t   PadNeighbours(Int_t iPadX,Int_t iPadY,Int_t aListX[4],Int_t aListY[4]);
  64   inline static Int_t   Loc2Pad(Double_t x,Double_t y,Int_t &padx,Int_t &pady);
  65   inline static void    Pad2Loc(Int_t padx,Int_t pady,Double_t &x,Double_t &y);
  66   inline static Double_t GainVariation(Double_t y,Int_t sector);
  67   inline static Int_t   Loc2TotQdc(TVector3 locX3,Double_t eloss,Int_t iPid, Int_t &sector);
  68   inline static Double_t Loc2PadFrac(TVector3 locX3,Int_t padx,Int_t pady);
  69
  70   inline static Int_t   Loc2Sec(Double_t &x,Double_t &y);
  71   inline static Int_t   Pad2Sec(Int_t &padx,Int_t &pady);
  72   inline Bool_t IsOverTh(Int_t iChamber, Int_t x, Int_t y, Double_t q);
  73   static Int_t NsigmaTh() {return fgNsigmaTh;}
  74   static Float_t SigmaThMean() {return fgSigmaThMean;}
  75   static Float_t SigmaThSpread() {return fgSigmaThSpread;}
  76   void GenSigmaThMap();
  77 protected:
  78   static Bool_t  fgIsWireSag;                           //is wire sagitta taken into account
  79   static Bool_t  fgIsResolveClusters;                   //performs declustering or not
  80   static Int_t   fgHV;                                  //HV applied to anod wires
  81   static Double_t fgAngleRot;                           //rotation of RICH from up postion (0,0,490)cm
  82   Float_t fSigmaThMap[kNCH][kNpadsX][kNpadsY];          // sigma of the pedestal distributions for all pads
  83   static Int_t fgNsigmaTh;                              // n. of sigmas to cut for zero suppression
  84   static Float_t fgSigmaThMean;                         // sigma threshold value
  85   static Float_t fgSigmaThSpread;                       // spread of sigma
  86   ClassDef(AliRICHParam,4)    //RICH main parameters
  87 };
  88 //__________________________________________________________________________________________________
  89 Int_t AliRICHParam::PadNeighbours(Int_t iPadX,Int_t iPadY,Int_t listX[4],Int_t listY[4])
  90 {
  91   Int_t nPads=0;
  92   if(iPadY<NpadsY()){listX[nPads]=iPadX;   listY[nPads]=iPadY+1; nPads++;}
  93   if(iPadX<NpadsX()){listX[nPads]=iPadX+1; listY[nPads]=iPadY;   nPads++;}
  94   if(iPadY>1)       {listX[nPads]=iPadX;   listY[nPads]=iPadY-1; nPads++;}
  95   if(iPadX>1)       {listX[nPads]=iPadX-1; listY[nPads]=iPadY;   nPads++;}
  96   return nPads;
  97 }//Pad2ClosePads()
  98 //__________________________________________________________________________________________________
  99 Int_t AliRICHParam::Loc2Sec(Double_t &x,Double_t &y)
 100 {//Determines sector for a given hit (x,y) and trasform this point to the local system of that sector.
 101   Int_t sector=kBad;
 102   Double_t x1=-PcSizeX()/2;      Double_t x2=-SectorSizeX()/2-DeadZone();  Double_t x3=-SectorSizeX()/2;
 103   Double_t x4= SectorSizeX()/2;  Double_t x5= SectorSizeX()/2+DeadZone();  Double_t x6= PcSizeX()/2;
 104
 105   if     (x>=x1&&x<=x2)    {sector=1;x+=PcSizeX()/2;}
 106   else if(x>=x3&&x<=x4)    {sector=2;x+=SectorSizeX()/2;}
 107   else if(x>=x5&&x<=x6)    {sector=3;x-=SectorSizeX()/2+DeadZone();}
 108   else                     {return kBad;} //in dead zone
 109
 110   if     (y>=-PcSizeY()/2   &&y<=-DeadZone()/2)  {y+=PcSizeY()/2;  return sector;}
 111   else if(y> -DeadZone()/2  &&y<  DeadZone()/2)  {return kBad;} //in dead zone
 112   else if(y>= DeadZone()/2  &&y<= PcSizeY()/2)   {y-=DeadZone()/2; return sector+3;}
 113   else                                           {return kBad;}
 114 }//Loc2Sec(Double_t x, Double_t y)
 115 //__________________________________________________________________________________________________
 116 Int_t AliRICHParam::Pad2Sec(Int_t &padx, Int_t &pady)
 117 {//Determines sector for a given pad (padx,pady) and trasform this point to the local system of that sector.
 118   Int_t sector=kBad;
 119   if     (padx>=1            &&padx<=NpadsXsec())      {sector=1;}
 120   else if(padx> NpadsXsec()  &&padx<=NpadsXsec()*2)    {sector=2;padx-=NpadsXsec();}
 121   else if(padx> NpadsXsec()*2&&padx<=NpadsX())         {sector=3;padx-=NpadsXsec()*2;}
 122   else                                                 {return kBad;}
 123
 124   if     (pady>=1         &&pady<= NpadsYsec())     {return sector;}
 125   else if(pady>NpadsYsec()&&pady<= NpadsY())        {pady-=NpadsYsec();return sector+3;}
 126   else                                              {return kBad;}
 127 }//Pad2Sec()
 128 //__________________________________________________________________________________________________
 129 Int_t AliRICHParam::Loc2Pad(Double_t x, Double_t y, Int_t &padx, Int_t &pady)
 130 {//returns pad numbers (iPadX,iPadY) for given point in local coordinates (x,y)
 131  //count starts in lower left corner from 1,1 to 144,180
 132
 133   padx=pady=kBad;
 134   Int_t sector=Loc2Sec(x,y);
 135   if(sector==kBad) return sector;
 136
 137   padx=Int_t(x/PadSizeX())+1;
 138   if(padx>NpadsXsec())            padx= NpadsXsec();
 139   if(sector==2||sector==5)       padx+=NpadsXsec();
 140   else if(sector==3||sector==6)  padx+=NpadsXsec()*2;
 141
 142   pady=Int_t(y/PadSizeY())+1;
 143   if(pady>NpadsYsec())            padx= NpadsYsec();
 144   if(sector>0)                    pady+=NpadsYsec();
 145
 146   return sector;
 147 }//Loc2Pad()
 148 //__________________________________________________________________________________________________
 149 void AliRICHParam::Pad2Loc(Int_t padx,Int_t pady,Double_t &x,Double_t &y)
 150 {
 151   Int_t sector=Pad2Sec(padx,pady);
 152   if(sector>3)
 153     y=0.5*DeadZone()+pady*PadSizeY()-0.5*PadSizeY();
 154   else{
 155     y=-0.5*PcSizeY()+pady*PadSizeY()-0.5*PadSizeY();
 156   }
 157   if(sector==1||sector==4)
 158     x=-0.5*PcSizeX()+padx*PadSizeX()-0.5*PadSizeX();
 159   else if(sector==2||sector==5)
 160     x=-0.5*SectorSizeX()+padx*PadSizeX()-0.5*PadSizeX();
 161   else
 162     x= 0.5*SectorSizeX()+DeadZone()+padx*PadSizeX()-0.5*PadSizeX();
 163   return;
 164 }//Pad2Loc()
 165 //__________________________________________________________________________________________________
 166 Double_t AliRICHParam::GainVariation(Double_t y,Int_t sector)
 167 {
 168   if(IsWireSag()){
 169     if(y>0) y-=SectorSizeY()/2; else  y+=SectorSizeY()/2;
 170     switch(HV(sector)){
 171       case 2150:
 172       default:
 173         return 9e-6*TMath::Power(y,4)+2e-7*TMath::Power(y,3)-0.0316*TMath::Power(y,2)-3e-4*y+25.367;//%
 174     }
 175   }else
 176     return 0;
 177 }
 178 //__________________________________________________________________________________________________
 179 Int_t AliRICHParam::Loc2TotQdc(TVector3 x3,Double_t eloss,Int_t iPid,Int_t &sector)
 180 {//calculates the total charge produced by the hit given in local refenrence system
 181   Double_t x=x3.X(),y=x3.Y();
 182
 183   sector=Loc2Sec(x,y);
 184
 185   Double_t gain=QdcSlope(sector)*(1+GainVariation(x3.Y(),sector)/100);
 186
 187
 188   if(iPid>50000){//it's photon => 1 electron
 189     return Int_t(gain*-TMath::Log(gRandom->Rndm()));
 190   }else{//it's MIP
 191     Int_t iNelectrons=Int_t(eloss/IonisationPotential());
 192     if(iNelectrons==0) return 0;
 193     Double_t qdc=0;
 194     for(Int_t i=1;i<=iNelectrons;i++) qdc+=gain*-TMath::Log(gRandom->Rndm());
 195     return Int_t(qdc);
 196   }
 197 }
 198 //__________________________________________________________________________________________________
 199 Double_t AliRICHParam::Loc2PadFrac(TVector3 hitX3,Int_t padx,Int_t pady)
 200 {//
 201   Double_t padXcenter=0,padYcenter=0;  Pad2Loc(padx,pady,padXcenter,padYcenter);
 202
 203   //correction to the position of the nearest wire
 204
 205   Double_t normXmin=(hitX3.X()-padXcenter-PadSizeX()/2)  /AnodeCathodeGap();
 206   Double_t normXmax=(hitX3.X()-padXcenter+PadSizeX()/2)  /AnodeCathodeGap();
 207   Double_t normYmin=(hitX3.Y()-padYcenter-PadSizeY()/2)  /AnodeCathodeGap();
 208   Double_t normYmax=(hitX3.Y()-padYcenter+PadSizeY()/2)  /AnodeCathodeGap();
 209
 210   return Mathieson(normXmin,normYmin,normXmax,normYmax);
 211 }//Loc2PadQdc()
 212 //__________________________________________________________________________________________________
 213 Double_t AliRICHParam::Mathieson(Double_t xMin,Double_t yMin,Double_t xMax,Double_t yMax)
 214 {//see NIM A370(1988)602-603
 215   const Double_t kSqrtKx3=0.77459667;const Double_t kX2=0.962;const Double_t kX4=0.379;
 216   const Double_t kSqrtKy3=0.77459667;const Double_t kY2=0.962;const Double_t kY4=0.379;
 217
 218   Double_t ux1=kSqrtKx3*TMath::TanH(kX2*xMin);
 219   Double_t ux2=kSqrtKx3*TMath::TanH(kX2*xMax);
 220   Double_t uy1=kSqrtKy3*TMath::TanH(kY2*yMin);
 221   Double_t uy2=kSqrtKy3*TMath::TanH(kY2*yMax);
 222   return 4*kX4*(TMath::ATan(ux2)-TMath::ATan(ux1))*kY4*(TMath::ATan(uy2)-TMath::ATan(uy1));
 223 }
 224 //__________________________________________________________________________________________________
 225 void AliRICHParam::Loc2Area(TVector3 hitX3,Int_t &iPadXmin,Int_t &iPadYmin,Int_t &iPadXmax,Int_t &iPadYmax)
 226 {//calculates the area of disintegration for a given hit. Area is a rectangulare set pf pads
 227  //defined by its left-down and right-up coners
 228   //  hitX3.SetX(Shift2NearestWire(hitX3.X());
 229   Loc2Pad(hitX3.X()-MathiesonDeltaX(),hitX3.Y()-MathiesonDeltaY(),iPadXmin,iPadYmin);
 230   Loc2Pad(hitX3.X()+MathiesonDeltaX(),hitX3.Y()+MathiesonDeltaY(),iPadXmax,iPadYmax);
 231 }//
 232 //__________________________________________________________________________________________________
 233 Bool_t AliRICHParam::IsOverTh(Int_t iChamber, Int_t x, Int_t y, Double_t q)
 234 {// Calculate the new charge subtracting pedestal and if the current digit is over threshold
 235   if(q>NsigmaTh()*fSigmaThMap[iChamber-1][x-1][y-1]) return kTRUE; else return kFALSE;
 236 }//
 237 #endif //AliRICHParam_h