RICH/AliRICHResponseV0.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 <TMath.h>
  19 #include <TParticle.h>
  20 #include <TRandom.h>
  21 #include <TVirtualMC.h>
  22
  23 #include "AliRICHResponseV0.h"
  24 #include "AliRun.h"
  25 #include "AliSegmentation.h"
  26 #include "AliMC.h"
  27
  28 //___________________________________________
  29 ClassImp(AliRICHResponseV0)
  30
  31 AliRICHResponseV0::AliRICHResponseV0()
  32 {
  33    SetSigmaIntegration(5.);
  34    SetChargeSlope(27.);
  35    SetChargeSpread(0.18, 0.18);
  36    SetMaxAdc(4096);
  37    SetAlphaFeedback(0.036);
  38    SetEIonisation(26.e-9);
  39    SetSqrtKx3(0.77459667);
  40    SetKx2(0.962);
  41    SetKx4(0.379);
  42    SetSqrtKy3(0.77459667);
  43    SetKy2(0.962);
  44    SetKy4(0.379);
  45    SetPitch(0.25);
  46    SetWireSag(1);                     // 1->On, 0->Off
  47    SetVoltage(2150);                  // Should only be 2000, 2050, 2100 or 2150
  48 }//AliRICHResponseV0::ctor()
  49 Float_t AliRICHResponseV0::IntPH(Float_t eloss, Float_t yhit)
  50 {
  51     // Get number of electrons and return charge
  52
  53     Int_t nel;
  54     nel= Int_t(eloss/fEIonisation);
  55
  56     Float_t charge=0;
  57     Double_t gain_var=1;
  58
  59     if (nel == 0) nel=1;
  60
  61     if (fWireSag)
  62       {
  63         //printf("Voltage:%d, Yhit:%f\n",fVoltage, yhit);
  64
  65         if (fVoltage==2150)
  66           {
  67             gain_var = 9e-6*TMath::Power(yhit,4) + 2e-7*TMath::Power(yhit,3) - 0.0316*TMath::Power(yhit,2) - 3e-4*yhit + 25.367;
  68             //gain_var = 9e-5*TMath::Power(yhit,4) + 2e-6*TMath::Power(yhit,3) - 0.316*TMath::Power(yhit,2) - 3e-3*yhit + 253.67;
  69           }
  70         if (fVoltage==2100)
  71             gain_var = 8e-6*TMath::Power(yhit,4) + 2e-7*TMath::Power(yhit,3) - 0.0283*TMath::Power(yhit,2) - 2e-4*yhit + 23.015;
  72         if (fVoltage==2050)
  73             gain_var = 7e-6*TMath::Power(yhit,4) + 1e-7*TMath::Power(yhit,3) - 0.0254*TMath::Power(yhit,2) - 2e-4*yhit + 20.888;
  74         if (fVoltage==2000)
  75             gain_var = 6e-6*TMath::Power(yhit,4) + 8e-8*TMath::Power(yhit,3) - 0.0227*TMath::Power(yhit,2) - 1e-4*yhit + 18.961;
  76
  77         gain_var = gain_var/100;
  78         //printf("Yhit:%f, Gain variation:%f\n",yhit,gain_var);
  79
  80         Float_t gain = (fChargeSlope + fChargeSlope*gain_var)*.9;
  81         //printf(" Yhit:%f, Gain variation:%f\n",yhit, gain);
  82
  83         for (Int_t i=1;i<=nel;i++) {
  84           charge -= gain*TMath::Log(gRandom->Rndm());
  85         }
  86       }
  87     else
  88       {
  89         for (Int_t i=1;i<=nel;i++) {
  90           charge -= fChargeSlope*TMath::Log(gRandom->Rndm());
  91         }
  92       }
  93
  94     return charge;
  95 }
  96
  97 Float_t AliRICHResponseV0::IntPH(Float_t yhit)
  98 {
  99
 100 //  Get number of electrons and return charge, for a single photon
 101
 102   Float_t charge=0;
 103   Double_t gain_var=1;
 104
 105    if (fWireSag)
 106       {
 107         if (fVoltage==2150)
 108           {
 109             gain_var = 9e-6*TMath::Power(yhit,4) + 2e-7*TMath::Power(yhit,3) - 0.0316*TMath::Power(yhit,2) - 3e-4*yhit + 25.367;
 110             //gain_var = 9e-5*TMath::Power(yhit,4) + 2e-6*TMath::Power(yhit,3) - 0.316*TMath::Power(yhit,2) - 3e-3*yhit + 253.67;
 111           }
 112         if (fVoltage==2100)
 113             gain_var = 8e-6*TMath::Power(yhit,4) + 2e-7*TMath::Power(yhit,3) - 0.0283*TMath::Power(yhit,2) - 2e-4*yhit + 23.015;
 114         if (fVoltage==2050)
 115             gain_var = 7e-6*TMath::Power(yhit,4) + 1e-7*TMath::Power(yhit,3) - 0.0254*TMath::Power(yhit,2) - 2e-4*yhit + 20.888;
 116         if (fVoltage==2000)
 117             gain_var = 6e-6*TMath::Power(yhit,4) + 8e-8*TMath::Power(yhit,3) - 0.0227*TMath::Power(yhit,2) - 1e-4*yhit + 18.961;
 118
 119         gain_var = gain_var/100;
 120         //printf(" Yhit:%f, Gain variation:%f\n",yhit, gain_var);
 121
 122         Float_t gain = (fChargeSlope + fChargeSlope*gain_var)*.9;
 123
 124         charge -= gain*TMath::Log(gRandom->Rndm());
 125         //printf(" Yhit:%f, Gain variation:%f\n",yhit, gain);
 126       }
 127    else
 128      {
 129        charge -= fChargeSlope*TMath::Log(gRandom->Rndm());
 130      }
 131     return charge;
 132 }
 133
 134
 135
 136 // -------------------------------------------
 137 Float_t AliRICHResponseV0::IntXY(AliSegmentation * segmentation)
 138 {
 139
 140     const Float_t kInversePitch = 1/fPitch;
 141     Float_t response;
 142 //
 143 //  Integration limits defined by segmentation model
 144 //
 145
 146     Float_t xi1, xi2, yi1, yi2;
 147     segmentation->IntegrationLimits(xi1,xi2,yi1,yi2);
 148
 149     xi1=xi1*kInversePitch;
 150     xi2=xi2*kInversePitch;
 151     yi1=yi1*kInversePitch;
 152     yi2=yi2*kInversePitch;
 153
 154     //printf("Integration Limits: %f-%f, %f-%f\n",xi1,xi2,yi1,yi2);
 155
 156     //printf("KInversePitch:%f\n",kInversePitch);
 157
 158     //
 159 // The Mathieson function
 160     Double_t ux1=fSqrtKx3*TMath::TanH(fKx2*xi1);
 161     Double_t ux2=fSqrtKx3*TMath::TanH(fKx2*xi2);
 162
 163     Double_t uy1=fSqrtKy3*TMath::TanH(fKy2*yi1);
 164     Double_t uy2=fSqrtKy3*TMath::TanH(fKy2*yi2);
 165
 166     //printf("Integration Data: %f-%f, %f-%f\n",ux1,ux2,uy1,uy2);
 167
 168     //printf("%f %f %f %f\n",fSqrtKx3,fKx2,fKy4,fKx4);
 169
 170     response=4.*fKx4*(TMath::ATan(ux2)-TMath::ATan(ux1))*fKy4*(TMath::ATan(uy2)-TMath::ATan(uy1));
 171
 172     //printf("Response:%f\n",response);
 173
 174     return response;
 175
 176 }
 177
 178 Int_t AliRICHResponseV0::FeedBackPhotons(Float_t *source, Float_t qtot)
 179 {
 180   //
 181   // Generate FeedBack photons
 182   //
 183   Int_t j, ipart, nt;
 184
 185   Int_t sNfeed=0;
 186
 187
 188   // Local variables
 189   Double_t ranf[2];
 190   Float_t cthf, phif, enfp = 0, sthf;
 191   Int_t i, ifeed;
 192   Float_t e1[3], e2[3], e3[3];
 193   Float_t vmod, uswop;
 194   Float_t fp;
 195   Double_t random;
 196   Float_t dir[3], phi;
 197   Int_t nfp;
 198   Float_t pol[3], mom[4];
 199   TLorentzVector position;
 200   //
 201   // Determine number of feedback photons
 202
 203   //  Get weight of current particle
 204   TParticle *current = (TParticle*)
 205     (*gAlice->GetMCApp()->Particles())[gAlice->GetMCApp()->GetCurrentTrackNumber()];
 206
 207   ifeed = Int_t(current->GetWeight()/100+0.5);
 208   ipart = gMC->TrackPid();
 209   fp = fAlphaFeedback * qtot;
 210   nfp = gRandom->Poisson(fp);
 211
 212   // This call to fill the time of flight
 213   gMC->TrackPosition(position);
 214   //printf("Track position: %f %f %f %15.12f\n", position[0],position[1],position[2],position[3]);
 215   //
 216   // Generate photons
 217   for (i = 0; i <nfp; i++) {
 218
 219     // Direction
 220     gMC->GetRandom()->RndmArray(2,ranf);
 221     cthf = ranf[0] * 2 - 1.;
 222     if (cthf < 0)  continue;
 223     sthf = TMath::Sqrt((1 - cthf) * (1 + cthf));
 224     phif = ranf[1] * 2 * TMath::Pi();
 225     //
 226     //gMC->Rndm(&random, 1);
 227     gMC->GetRandom()->RndmArray(1, &random);
 228     if (random <= .57) {
 229       enfp = 7.5e-9;
 230     } else if (random <= .7) {
 231       enfp = 6.4e-9;
 232     } else {
 233       enfp = 7.9e-9;
 234     }
 235
 236     dir[0] = sthf * TMath::Sin(phif);
 237     dir[1] = cthf;
 238     dir[2] = sthf * TMath::Cos(phif);
 239     gMC->Gdtom(dir, mom, 2);
 240     mom[0]*=enfp;
 241     mom[1]*=enfp;
 242     mom[2]*=enfp;
 243     mom[3] = TMath::Sqrt(mom[0]*mom[0]+mom[1]*mom[1]+mom[2]*mom[2]);
 244     //printf("Dir %f %f %f\n",dir[0],dir[1],dir[2]);
 245     //printf("Momentum %15.12f %15.12f %15.12f\n",mom[0],mom[1],mom[2]);
 246     //printf("Energy %e\n", mom[3]);
 247
 248     // Polarisation
 249     e1[0] = 0;
 250     e1[1] = -dir[2];
 251     e1[2] = dir[1];
 252
 253     e2[0] = -dir[1];
 254     e2[1] = dir[0];
 255     e2[2] = 0;
 256
 257     e3[0] = dir[1];
 258     e3[1] = 0;
 259     e3[2] = -dir[0];
 260
 261     vmod=0;
 262     for(j=0;j<3;j++) vmod+=e1[j]*e1[j];
 263     if (!vmod) for(j=0;j<3;j++) {
 264       uswop=e1[j];
 265       e1[j]=e3[j];
 266       e3[j]=uswop;
 267     }
 268     vmod=0;
 269     for(j=0;j<3;j++) vmod+=e2[j]*e2[j];
 270     if (!vmod) for(j=0;j<3;j++) {
 271       uswop=e2[j];
 272       e2[j]=e3[j];
 273       e3[j]=uswop;
 274     }
 275
 276     vmod=0;
 277     for(j=0;j<3;j++) vmod+=e1[j]*e1[j];
 278     vmod=TMath::Sqrt(1/vmod);
 279     for(j=0;j<3;j++) e1[j]*=vmod;
 280
 281     vmod=0;
 282     for(j=0;j<3;j++) vmod+=e2[j]*e2[j];
 283     vmod=TMath::Sqrt(1/vmod);
 284     for(j=0;j<3;j++) e2[j]*=vmod;
 285
 286     //gMC->Rndm(ranf, 1);
 287     gMC->GetRandom()->RndmArray(1,ranf);
 288     phi = ranf[0] * 2 * TMath::Pi();
 289     for(j=0;j<3;j++) pol[j]=e1[j]*TMath::Sin(phi)+e2[j]*TMath::Cos(phi);
 290     gMC->Gdtom(pol, pol, 2);
 291
 292     // Put photon on the stack and label it as feedback (51, 52)
 293     ++sNfeed;
 294
 295     gAlice->GetMCApp()->PushTrack(Int_t(1), gAlice->GetMCApp()->GetCurrentTrackNumber(), Int_t(50000051),
 296                      mom[0],mom[1],mom[2],mom[3],source[0],source[1],source[2],position[3],pol[0],pol[1],pol[2],
 297                      kPFeedBackPhoton, nt, 1.);
 298
 299     //printf("Adding feedback with tof %f and going to %f %f %f\n",position[3],mom[0],mom[1],mom[2]);
 300   }
 301   //if(sNfeed)
 302     //printf("feedbacks produced:%d\n",sNfeed);
 303   return(sNfeed);
 304 }
 305
 306
 307
 308