RICH/AliRICHv1.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
  17 #include "AliRICHv1.h"
  18 #include "AliRICHParam.h"
  19 #include "AliRICHChamber.h"
  20 #include <TParticle.h>
  21 #include <TRandom.h>
  22 #include <TVirtualMC.h>
  23 #include <TPDGCode.h>
  24
  25 #include <AliConst.h>
  26 #include <AliPDG.h>
  27 #include <AliRun.h>
  28 #include <AliMC.h>
  29
  30 ClassImp(AliRICHv1)
  31 //__________________________________________________________________________________________________
  32 void AliRICHv1::StepManager()
  33 {
  34 // Full Step Manager.
  35 // 3- Ckovs absorbed on Collection electrods
  36 // 5- Ckovs absorbed on Cathode wires
  37 // 6- Ckovs absorbed on Anod wires
  38
  39   Int_t          copy;
  40   static Int_t   iCurrentChamber;
  41   static Int_t idRRAD = gMC->VolId("RRAD");
  42   static Int_t idRRWI = gMC->VolId("RRWI");
  43   static Int_t idRICH = gMC->VolId("RICH");
  44   static Int_t idRPC  = gMC->VolId("RPC ");
  45   static Int_t idRGAP = gMC->VolId("RGAP");
  46 //history of Cerenkovs
  47   if(gMC->TrackPid()==kCerenkov){
  48     if( gMC->IsNewTrack()   && gMC->CurrentVolID(copy)==idRRAD) fCounters(0)++;// 0- Ckovs produced in radiator
  49     if(!gMC->IsTrackAlive() && gMC->CurrentVolID(copy)==idRRAD) fCounters(1)++;// 1- Ckovs absorbed in radiator
  50     if(!gMC->IsTrackAlive() && gMC->CurrentVolID(copy)==idRRWI) fCounters(2)++;// 2- Ckovs absorbed in radiator window
  51     if(!gMC->IsTrackAlive() && gMC->CurrentVolID(copy)==idRICH) fCounters(4)++;// 4- Ckovs absorbed in CH4
  52   }
  53
  54 //Treat photons
  55   static TLorentzVector cerX4;
  56   if((gMC->TrackPid()==kCerenkov||gMC->TrackPid()==kFeedback)&&gMC->CurrentVolID(copy)==idRPC){//photon in PC
  57     if(gMC->Edep()>0){//photon in PC +DE
  58       if(IsLostByFresnel()){
  59         if(gMC->TrackPid()==kCerenkov) fCounters(7)++;// 7- Ckovs reflected from CsI
  60         gMC->StopTrack();
  61         return;
  62       }
  63       gMC->TrackPosition(cerX4); gMC->CurrentVolOffID(2,iCurrentChamber);//RICH-RPPF-RPC
  64
  65       AddHit(iCurrentChamber,gAlice->GetMCApp()->GetCurrentTrackNumber(),cerX4.Vect(),cerX4.Vect());//HIT for PHOTON in conditions CF+CSI+DE
  66       fCounters(8)++;//4- Ckovs converted to electron on CsI
  67       GenerateFeedbacks(iCurrentChamber);
  68     }//photon in PC and DE >0
  69   }//photon in PC
  70
  71 //Treat charged particles
  72   static Float_t eloss;
  73   static TLorentzVector mipInX4,mipOutX4;
  74   if(gMC->TrackCharge() && gMC->CurrentVolID(copy)==idRGAP){//MIP in GAP
  75     gMC->CurrentVolOffID(1,iCurrentChamber);//RICH-RGAP
  76     if(gMC->IsTrackEntering()||gMC->IsNewTrack()) {//MIP in GAP entering or newly created
  77       eloss=0;
  78       gMC->TrackPosition(mipInX4);
  79     }else if(gMC->IsTrackExiting()||gMC->IsTrackStop()||gMC->IsTrackDisappeared()){//MIP in GAP exiting or disappeared
  80       eloss+=gMC->Edep();//take into account last step dEdX
  81       gMC->TrackPosition(mipOutX4);
  82       AddHit(iCurrentChamber,gAlice->GetMCApp()->GetCurrentTrackNumber(),mipInX4.Vect(),mipOutX4.Vect(),eloss);//HIT for MIP: MIP in GAP Exiting
  83       GenerateFeedbacks(iCurrentChamber,eloss);//MIP+GAP+Exit
  84     }else//MIP in GAP going inside
  85       eloss   += gMC->Edep();
  86   }//MIP in GAP
  87 }//StepManager()
  88 //__________________________________________________________________________________________________
  89 Bool_t AliRICHv1::IsLostByFresnel()
  90 {
  91 // Calculate probability for the photon to be lost by Fresnel reflection.
  92   TLorentzVector p4;
  93   Double_t mom[3],localMom[3];
  94   gMC->TrackMomentum(p4);   mom[0]=p4(1);   mom[1]=p4(2);   mom[2]=p4(3);
  95   localMom[0]=0; localMom[1]=0; localMom[2]=0;
  96   gMC->Gmtod(mom,localMom,2);
  97   Double_t localTc    = localMom[0]*localMom[0]+localMom[2]*localMom[2];
  98   Double_t localTheta = TMath::ATan2(TMath::Sqrt(localTc),localMom[1]);
  99   Double_t cotheta = TMath::Abs(TMath::Cos(localTheta));
 100   if(gMC->GetRandom()->Rndm() < Fresnel(p4.E()*1e9,cotheta,1)){
 101     AliDebug(1,"Photon lost");
 102     return kTRUE;
 103   }else
 104     return kFALSE;
 105 }//IsLostByFresnel()
 106 //__________________________________________________________________________________________________
 107 void AliRICHv1::GenerateFeedbacks(Int_t iChamber,Float_t eloss)
 108 {
 109 // Generate FeedBack photons for the current particle. To be invoked from StepManager().
 110 // eloss=0 means photon so only pulse height distribution is to be analysed. This one is done in AliRICHParam::TotQdc()
 111
 112   TLorentzVector x4;
 113   gMC->TrackPosition(x4);
 114   TVector2 x2=C(iChamber)->Mrs2Pc(x4);//hit position on photocathode plane
 115   TVector2 xspe=x2;
 116   Int_t sector=P()->Loc2Sec(xspe);  if(sector==kBad) return; //hit in dead zone, nothing to produce
 117   Int_t iTotQdc=P()->TotQdc(x2,eloss);
 118   Int_t iNphotons=gMC->GetRandom()->Poisson(P()->C(iChamber)->AlphaFeedback(sector)*iTotQdc);
 119   AliDebug(1,Form("N photons=%i",iNphotons));
 120   Int_t j;
 121   Float_t cthf, phif, enfp = 0, sthf, e1[3], e2[3], e3[3], vmod, uswop,dir[3], phi,pol[3], mom[4];
 122 //Generate photons
 123   for(Int_t i=0;i<iNphotons;i++){//feedbacks loop
 124     Double_t ranf[2];
 125     gMC->GetRandom()->RndmArray(2,ranf);    //Sample direction
 126     cthf=ranf[0]*2-1.0;
 127     if(cthf<0) continue;
 128     sthf = TMath::Sqrt((1 - cthf) * (1 + cthf));
 129     phif = ranf[1] * 2 * TMath::Pi();
 130
 131     if(Double_t randomNumber=gMC->GetRandom()->Rndm()<=0.57)
 132       enfp = 7.5e-9;
 133     else if(randomNumber<=0.7)
 134       enfp = 6.4e-9;
 135     else
 136       enfp = 7.9e-9;
 137
 138
 139     dir[0] = sthf * TMath::Sin(phif);    dir[1] = cthf;    dir[2] = sthf * TMath::Cos(phif);
 140     gMC->Gdtom(dir, mom, 2);
 141     mom[0]*=enfp;    mom[1]*=enfp;    mom[2]*=enfp;
 142     mom[3] = TMath::Sqrt(mom[0]*mom[0]+mom[1]*mom[1]+mom[2]*mom[2]);
 143
 144     // Polarisation
 145     e1[0]=      0;    e1[1]=-dir[2];    e1[2]= dir[1];
 146     e2[0]=-dir[1];    e2[1]= dir[0];    e2[2]=      0;
 147     e3[0]= dir[1];    e3[1]=      0;    e3[2]=-dir[0];
 148
 149     vmod=0;
 150     for(j=0;j<3;j++) vmod+=e1[j]*e1[j];
 151     if (!vmod) for(j=0;j<3;j++) {
 152       uswop=e1[j];
 153       e1[j]=e3[j];
 154       e3[j]=uswop;
 155     }
 156     vmod=0;
 157     for(j=0;j<3;j++) vmod+=e2[j]*e2[j];
 158     if (!vmod) for(j=0;j<3;j++) {
 159       uswop=e2[j];
 160       e2[j]=e3[j];
 161       e3[j]=uswop;
 162     }
 163
 164     vmod=0;  for(j=0;j<3;j++) vmod+=e1[j]*e1[j];  vmod=TMath::Sqrt(1/vmod);  for(j=0;j<3;j++) e1[j]*=vmod;
 165     vmod=0;  for(j=0;j<3;j++) vmod+=e2[j]*e2[j];  vmod=TMath::Sqrt(1/vmod);  for(j=0;j<3;j++) e2[j]*=vmod;
 166
 167     phi = gMC->GetRandom()->Rndm()* 2 * TMath::Pi();
 168     for(j=0;j<3;j++) pol[j]=e1[j]*TMath::Sin(phi)+e2[j]*TMath::Cos(phi);
 169     gMC->Gdtom(pol, pol, 2);
 170     Int_t outputNtracksStored;
 171     gAlice->GetMCApp()->PushTrack(1,                 //do not transport
 172                      gAlice->GetMCApp()->GetCurrentTrackNumber(),//parent track
 173                      kFeedback,                      //PID
 174                      mom[0],mom[1],mom[2],mom[3],    //track momentum
 175                      x4.X(),x4.Y(),x4.Z(),x4.T(),    //track origin
 176                      pol[0],pol[1],pol[2],           //polarization
 177                      kPFeedBackPhoton,
 178                      outputNtracksStored,
 179                      1.0);
 180   }//feedbacks loop
 181   AliDebug(1,"Stop.");
 182 }//GenerateFeedbacks()