RICH/AliRICHTracker.cxx

   1 #include "AliRICHTracker.h"
   2 #include <AliESD.h>
   3 #include <TVector3.h>
   4 #include <TTree.h>
   5 #include "AliRICH.h"
   6 #include "AliRICHHelix.h"
   7 #include <AliMagF.h>
   8 #include "AliRICHRecon.h"
   9 #include <AliStack.h>
  10 #include <TParticle.h>
  11 #include <TMath.h>
  12 #include <AliRun.h>
  13 ClassImp(AliRICHTracker)
  14 //__________________________________________________________________________________________________
  15 Int_t AliRICHTracker::PropagateBack(AliESD *pESD)
  16 {
  17 // Interface callback methode invoked by AliRecontruction during tracking after TOF
  18 // It steers to different way to provide the final reconstructed information sutable for analisys:
  19 // 1. AliESD  - reconstructed tracks are used
  20 // 2. RICH private ntuple for debug- stack particles used instead of reconstructed tracks
  21   AliDebug(1,"Start pattern recognition");
  22   if(pESD->GetNumberOfTracks()) {
  23     Int_t iNtracks=pESD->GetNumberOfTracks();
  24     AliDebug(1,Form("Start with %i tracks",iNtracks));
  25     AliRICH *pRich=((AliRICH*)gAlice->GetDetector("RICH"));
  26     for(Int_t iTrackN=0;iTrackN<iNtracks;iTrackN++){//ESD tracks loop
  27       RecWithESD(pESD,pRich,iTrackN);
  28     }
  29   }
  30   else RecWithStack(0);
  31   AliDebug(1,"Stop pattern recognition");
  32   return 0; // error code: 0=no error;
  33 }//PropagateBack()
  34 //__________________________________________________________________________________________________
  35 void AliRICHTracker::RecWithESD(AliESD *pESD,AliRICH *pRich,Int_t iTrackN)
  36 {
  37 //recontruction from ESD- primary way to reconstruct particle ID signal from tracks provided by core detectors
  38     fnPhotBKG = 0;
  39
  40     Double_t fField=GetFieldMap()->SolenoidField()/10;// magnetic field in Tesla
  41     AliESDtrack *pTrack = pESD->GetTrack(iTrackN);// get next reconstructed track
  42 //  if((pTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kTOFout)==0) continue; //ignore tracks not recontructed by TOF
  43 //    pTrack->GetXYZ(xb);
  44 //    pTrack->GetPxPyPz(pb);
  45     Int_t status=pTrack->GetStatus()&AliESDtrack::kTOFout;//get running track parameters
  46     Int_t charge = (Int_t)(-TMath::Sign(1.,pTrack->GetSign()*fField));
  47     AliDebug(1,Form("Track %i pmod=%f charge=%i stat=%i",iTrackN,pTrack->GetP(),charge,status));
  48     AliRICHHelix helix(pTrack->X3(),pTrack->P3(),charge,fField);
  49     Int_t iChamber=helix.RichIntersect(pRich->P());
  50     AliDebug(1,Form("intersection with %i chamber found",iChamber));
  51     if(!iChamber) return;//intersection with no chamber found
  52 //find MIP cluster candidate (cluster which is closest to track intersection point)
  53     Double_t distMip=9999,distX=0,distY=0; //min distance between clusters and track position on PC
  54     Int_t iMipId=0; //index of that min distance cluster
  55     Double_t chargeMip=0; //charge of the MIP
  56     for(Int_t iClusN=0;iClusN<pRich->Clusters(iChamber)->GetEntries();iClusN++){//clusters loop for intersected chamber
  57       AliRICHCluster *pClus=(AliRICHCluster*)pRich->Clusters(iChamber)->UncheckedAt(iClusN);//get pointer to current cluster
  58       Double_t distCurrent=pClus->DistTo(helix.PosPc());//distance between current cluster and helix intersection with PC
  59       if(distCurrent<distMip){
  60         distMip=distCurrent;
  61         iMipId=iClusN;
  62         distX=pClus->DistX(helix.PosPc());
  63         distY=pClus->DistY(helix.PosPc());
  64         chargeMip=pClus->Q();
  65       }//find cluster nearest to the track
  66       AliDebug(1,Form("Ploc (%f,%f,%f) dist= %f",helix.Ploc().Mag(),helix.Ploc().Theta()*TMath::RadToDeg(),
  67                                        helix.Ploc().Phi()*TMath::RadToDeg(),pClus->DistTo(helix.PosPc())));
  68     }//clusters loop for intersected chamber
  69
  70     AliDebug(1,Form("Min distance cluster: %i dist is %f",iMipId,distMip));
  71 //
  72 // HERE CUTS ON GOLD RINGS....
  73 //
  74     if(distMip>AliRICHParam::DmatchMIP()||chargeMip<AliRICHParam::QthMIP()) {
  75       //track not accepted for pattern recognition
  76       pTrack->SetRICHsignal(-999.); //to be improved by flags...
  77       return;
  78     }
  79 //
  80     AliRICHRecon recon(&helix,pRich->Clusters(iChamber),iMipId); //actual job is done there
  81
  82     Double_t thetaCerenkov=recon.ThetaCerenkov(); //search for mean Cerenkov angle for this track
  83
  84     pTrack->SetRICHcluster(((Int_t)chargeMip)+1000000*iChamber);
  85     pTrack->SetRICHdxdy(distX,distY);
  86     pTrack->SetRICHthetaPhi(helix.Ploc().Theta(),helix.Ploc().Phi());
  87     pTrack->SetRICHsignal(thetaCerenkov);
  88     pTrack->SetRICHnclusters(recon.GetHoughPhotons());
  89
  90     fnPhotBKG = recon.GetPhotBKG();
  91
  92     AliDebug(1,Form("FINAL Theta Cerenkov=%f",pTrack->GetRICHsignal()));
  93 //
  94     if(pTrack->GetRICHsignal()>0) {
  95       AliDebug(1,Form("Start to assign the probabilities"));
  96       Double_t sigmaPID[AliPID::kSPECIES];
  97       Double_t richPID[AliPID::kSPECIES];
  98       for (Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++) {
  99         sigmaPID[iPart] = 0;
 100         fErrPar[iPart] = 0;
 101         for(Int_t iphot=0;iphot<pRich->Clusters(iChamber)->GetEntries();iphot++) {
 102           recon.SetPhotonIndex(iphot);
 103           if(recon.GetPhotonFlag() == 2) {
 104             Double_t theta_g=recon.GetTrackTheta();
 105             Double_t phi_g=(recon.GetPhiPoint()-recon.GetTrackPhi());
 106             Double_t sigma2 = AliRICHParam::SigmaSinglePhoton(iPart,pTrack->GetP(),theta_g,phi_g).Mag2();
 107             if (sigma2>0)
 108               sigmaPID[iPart] += 1/sigma2;
 109           }
 110         }
 111         sigmaPID[iPart] *= (Double_t)(recon.GetHoughPhotons()-fnPhotBKG)/(Double_t)(recon.GetHoughPhotons()); // n total phots, m are background...the sigma are scaled..
 112         if (sigmaPID[iPart]>0)
 113           sigmaPID[iPart] = 1/TMath::Sqrt(sigmaPID[iPart])*0.001; // sigma from parametrization are in mrad...
 114         else
 115           sigmaPID[iPart] = 0;
 116         fErrPar[iPart]=sigmaPID[iPart];
 117         AliDebug(1,Form("sigma for %s is %f rad",AliPID::ParticleName(iPart),sigmaPID[iPart]));
 118       }
 119       CalcProb(thetaCerenkov,pTrack->GetP(),sigmaPID,richPID);
 120       pTrack->SetRICHpid(richPID);
 121       AliDebug(1,Form("PROBABILITIES ---> %f - %f - %f - %f - %f",richPID[0],richPID[1],richPID[2],richPID[3],richPID[4]));
 122     }
 123   AliDebug(1,"Stop.");
 124 } //RecWithESD
 125 //__________________________________________________________________________________________________
 126 void AliRICHTracker::RecWithStack(TNtupleD *hn)
 127 {
 128 //Reconstruction for particles from STACK. This methode is to be used for RICH standalone when no other detectors are switched on,
 129 //so normal tracking is not available
 130   AliDebug(1,"Start.");
 131   AliRICH *pRich=((AliRICH*)gAlice->GetDetector("RICH"));
 132
 133 //  pRich->GetLoader()->GetRunLoader()->LoadHeader();
 134   if(!pRich->GetLoader()->GetRunLoader()->TreeK()) pRich->GetLoader()->GetRunLoader()->LoadKinematics();
 135   AliStack *pStack =   pRich->GetLoader()->GetRunLoader()->Stack();
 136   if(!pStack) {AliDebug(1,Form("No STACK found in AliRoot"));return;}
 137   Int_t iNtracks=pStack->GetNtrack();
 138   AliDebug(1,Form(" Start reconstruction with %i track(s) from Stack",iNtracks));
 139
 140   Double_t hnvec[20];
 141
 142   Double_t b=GetFieldMap()->SolenoidField()/10;// magnetic field in Tesla
 143   AliDebug(1,Form("Start with simulated %i tracks in %f Tesla field",iNtracks,b));
 144   TVector3 x0(0,0,0); TVector3 p0(0,0,0);//tmp storage for AliRICHHelix
 145
 146
 147   if(pRich->GetLoader()->LoadRecPoints()) {AliDebug(1,Form("No clusters found in RICH"));return;}
 148   pRich->GetLoader()->TreeR()->GetEntry(0);
 149
 150   for(Int_t iTrackN=0;iTrackN<iNtracks;iTrackN++){//stack particles loop
 151     TParticle *pParticle = pStack->Particle(iTrackN);
 152     if(!pParticle) {AliDebug(1,Form("Not a valid TParticle pointer. Track skipped"));continue;}
 153     AliDebug(1,Form(" PDG code : %i",pParticle->GetPdgCode()));
 154 //
 155 // problem of PDG code of some extra particles to be solved!!!!!!!!!
 156 //
 157 // found problem! Look in TRD directory : codes from Fluka are :
 158 //
 159 //    if ((pdg_code == 10010020) ||
 160 //        (pdg_code == 10010030) ||
 161 //        (pdg_code == 50000050) ||
 162 //        (pdg_code == 50000051) ||
 163 //        (pdg_code == 10020040)) {
 164 //
 165     if(pParticle->GetPdgCode()>=50000050||pParticle->GetPdgCode()==0||pParticle->GetPdgCode()>10000) {AliDebug(1,Form("A photon as track... Track skipped"));continue;}
 166 //
 167 // to be updated for us!!
 168 //
 169     AliDebug(1,Form("Track %i is a %s with charge %i and momentum %f",
 170             iTrackN,pParticle->GetPDG()->GetName(),Int_t(pParticle->GetPDG()->Charge()),pParticle->P()));
 171 //    if(pParticle->GetMother(0)!=-1) continue; //consider only primaries
 172     if(pParticle->GetPDG()->Charge()==0||TMath::Abs(Int_t(pParticle->GetPDG()->Charge()))!=3) continue; //to avoid photons from stack...
 173     hnvec[0]=pParticle->P();
 174     hnvec[1]=pParticle->GetPDG()->Charge();
 175     p0.SetMagThetaPhi(pParticle->P(),pParticle->Theta(),pParticle->Phi());
 176     x0.SetXYZ(pParticle->Vx(),pParticle->Vy(),pParticle->Vz());
 177     AliRICHHelix helix(x0,p0,TMath::Sign(1,(Int_t)pParticle->GetPDG()->Charge()),b);
 178     Int_t iChamber=helix.RichIntersect(pRich->P());
 179     hnvec[2]=helix.Ploc().Theta();
 180     hnvec[3]=helix.Ploc().Phi();
 181     AliDebug(1,Form("intersection with %i chamber found",iChamber));
 182     if(!iChamber) continue;// no intersection with RICH found
 183     hnvec[4]=helix.PosPc().X();
 184     hnvec[5]=helix.PosPc().Y();
 185     Double_t distMip=9999;   //min distance between clusters and track position on PC
 186     Double_t mipX=-1;      //min distance between clusters and track position on PC
 187     Double_t mipY=-1;      //min distance between clusters and track position on PC
 188     Double_t chargeMip=-1; // charge MIP to find
 189     Int_t iMipId=-1;       //index of that min distance cluster
 190     for(Int_t iClusN=0;iClusN<pRich->Clusters(iChamber)->GetEntries();iClusN++){//clusters loop for intersected chamber
 191       AliRICHCluster *pClus=(AliRICHCluster*)pRich->Clusters(iChamber)->UncheckedAt(iClusN);//get pointer to current cluster
 192       Double_t distCurrent=pClus->DistTo(helix.PosPc());//ditance between current cluster and helix intersection with PC
 193       if(distCurrent<distMip){distMip=distCurrent;mipX=pClus->X();
 194                                                   mipY=pClus->Y();
 195                                                   chargeMip=pClus->Q();iMipId=1000000*iChamber+iClusN;}//find cluster nearest to the track
 196
 197       AliDebug(1,Form("Ploc (%f,%f,%f) dist= %f",helix.Ploc().Mag(),helix.Ploc().Theta()*TMath::RadToDeg(),
 198                                                                     helix.Ploc().Phi()*TMath::RadToDeg(),pClus->DistTo(helix.PosPc())));
 199     }//clusters loop for intersected chamber
 200
 201     AliDebug(1,Form("Min distance cluster: %i dist is %f",iMipId,distMip));
 202     hnvec[6]=mipX;hnvec[7]=mipY;
 203     hnvec[8]=chargeMip;
 204     AliRICHRecon recon(&helix,pRich->Clusters(iChamber),iMipId);
 205     Double_t thetaCerenkov=recon.ThetaCerenkov(); //search for mean Cerenkov angle for this track
 206     hnvec[9]=thetaCerenkov;
 207     hnvec[10]=recon.GetHoughPhotons();
 208     hnvec[11]=(Double_t)iMipId;
 209     hnvec[12]=(Double_t)iChamber;
 210     hnvec[13]=(Double_t)pParticle->GetPdgCode();
 211     if(hn) hn->Fill(hnvec);
 212     AliDebug(1,Form("FINAL Theta Cerenkov=%f",thetaCerenkov));
 213   }//stack particles loop
 214
 215   pRich->GetLoader()->UnloadRecPoints();
 216   AliDebug(1,"Stop.");
 217 }//RecWithStack
 218 //__________________________________________________________________________________________________
 219 Int_t AliRICHTracker::LoadClusters(TTree *pTree)
 220 {
 221 // Load clusters for RICH
 222   AliDebug(1,"Start.");  pTree->GetEntry(0);  AliDebug(1,"Stop."); return 0;
 223 }
 224 //__________________________________________________________________________________________________
 225 void AliRICHTracker::CalcProb(Double_t thetaCer,Double_t pmod, Double_t *sigmaPID, Double_t *richPID)
 226 {
 227 // Calculates probability to be a electron-muon-pion-kaon-proton
 228 // from the given Cerenkov angle and momentum assuming no initial particle composition
 229 // (i.e. apriory probability to be the particle of the given sort is the same for all sorts)
 230   Double_t height[AliPID::kSPECIES];Double_t totalHeight=0;
 231   Double_t thetaTh[AliPID::kSPECIES];
 232   for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++){
 233     height[iPart]=0;
 234     Double_t mass = AliRICHParam::fgMass[iPart];
 235     Double_t refIndex=AliRICHParam::RefIdxC6F14(AliRICHParam::MeanCkovEnergy());
 236     Double_t cosThetaTh = TMath::Sqrt(mass*mass+pmod*pmod)/(refIndex*pmod);
 237     thetaTh[iPart]=0;
 238     if(cosThetaTh>=1) continue;
 239     thetaTh[iPart] = TMath::ACos(cosThetaTh);
 240 //    Double_t sinThetaThNorm = TMath::Sin(thetaTh)/TMath::Sqrt(1-1/(refIndex*refIndex));
 241 //    Double_t sigmaThetaTh = (0.014*(1/sinThetaThNorm-1) + 0.0043)*1.25;
 242 //    height[iPart] = TMath::Gaus(thetaCer,thetaTh,sigmaThetaTh);
 243     height[iPart] = TMath::Gaus(thetaCer,thetaTh[iPart],sigmaPID[iPart],kTRUE);
 244     totalHeight +=height[iPart];
 245     AliDebug(1,Form(" Particle %s with mass %f with height %f and thetaTH %f",AliPID::ParticleName(iPart),mass,height[iPart],thetaTh[iPart]));
 246     AliDebug(1,Form(" partial height %15.14f total height %15.14f",height[iPart],totalHeight));
 247   }
 248   if(totalHeight<1e-5) {for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++)richPID[iPart]=1.0/AliPID::kSPECIES;return;}
 249   for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++) richPID[iPart] = height[iPart]/totalHeight;
 250   Int_t iPartNear = TMath::LocMax(AliPID::kSPECIES,richPID);
 251   if(TMath::Abs(thetaCer-thetaTh[iPartNear]) > 5*sigmaPID[iPartNear]) for(Int_t iPart=0;iPart<AliPID::kSPECIES;iPart++)richPID[iPart]=1.0/AliPID::kSPECIES;
 252   //last line is to check if the nearest thetacerenkov to the teorethical one is within 5 sigma, otherwise no response (equal prob to every particle
 253
 254 }//CalcProb
 255 //__________________________________________________________________________________________________