STEER/AliLego.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
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   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     *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.15  2000/05/16 13:10:40  fca
  19 New method IsNewTrack and fix for a problem in Father-Daughter relations
  20
  21 Revision 1.14  2000/04/27 10:38:21  fca
  22 Correct termination of Lego Run and introduce Lego getter in AliRun
  23
  24 Revision 1.13  2000/04/26 10:17:31  fca
  25 Changes in Lego for G4 compatibility
  26
  27 Revision 1.12  2000/04/07 11:12:33  fca
  28 G4 compatibility changes
  29
  30 Revision 1.11  2000/03/22 13:42:26  fca
  31 SetGenerator does not replace an existing generator, ResetGenerator does
  32
  33 Revision 1.10  2000/02/23 16:25:22  fca
  34 AliVMC and AliGeant3 classes introduced
  35 ReadEuclid moved from AliRun to AliModule
  36
  37 Revision 1.9  1999/12/03 10:54:01  fca
  38 Fix lego summary
  39
  40 Revision 1.8  1999/10/01 09:54:33  fca
  41 Correct logics for Lego StepManager
  42
  43 Revision 1.7  1999/09/29 09:24:29  fca
  44 Introduction of the Copyright and cvs Log
  45
  46 */
  47
  48 //////////////////////////////////////////////////////////////
  49 //////////////////////////////////////////////////////////////
  50 //
  51 //  Utility class to evaluate the material budget from
  52 //  a given radius to the surface of an arbitrary cylinder
  53 //  along radial directions from the centre:
  54 //
  55 //   - radiation length
  56 //   - Interaction length
  57 //   - g/cm2
  58 //
  59 //  Geantinos are shot in the bins in the fNtheta bins in theta
  60 //  and fNphi bins in phi with specified rectangular limits.
  61 //  The statistics are accumulated per
  62 //    fRadMin < r < fRadMax    and  <0 < z < fZMax
  63 //
  64 //  To activate this option, you can do:
  65 //      Root > gAlice.RunLego();
  66 //  or  Root > .x menu.C  then select menu item "RunLego"
  67 //  Note that when calling gAlice->RunLego, an optional list
  68 //  of arguments may be specified.
  69 //
  70 //Begin_Html
  71 /*
  72 <img src="picts/alilego.gif">
  73 */
  74 //End_Html
  75 //
  76 //////////////////////////////////////////////////////////////
  77
  78 #include "TMath.h"
  79 #include "AliLego.h"
  80 #include "AliRun.h"
  81 #include "AliConst.h"
  82 #include "AliMC.h"
  83
  84 ClassImp(AliLego)
  85
  86
  87 //___________________________________________
  88 AliLego::AliLego()
  89 {
  90    fHistRadl = 0;
  91    fHistAbso = 0;
  92    fHistGcm2 = 0;
  93    fHistReta = 0;
  94 }
  95
  96 //___________________________________________
  97 AliLego::AliLego(const char *title, Int_t ntheta, Float_t themin, Float_t themax,
  98                  Int_t nphi, Float_t phimin, Float_t phimax,
  99                  Float_t rmin, Float_t rmax, Float_t zmax)
 100   : TNamed("Lego Generator",title)
 101 {
 102 // specify the angular limits and the size of the rectangular box
 103
 104    fGener = new AliLegoGenerator(ntheta, themin, themax,
 105                        nphi, phimin, phimax, rmin, rmax, zmax);
 106
 107    gAlice->ResetGenerator(fGener);
 108
 109    Float_t etamin = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Min((Double_t)themax*kDegrad/2,TMath::Pi()/2-1.e-10)));
 110    Float_t etamax = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Max((Double_t)themin*kDegrad/2,              1.e-10)));
 111
 112    fHistRadl = new TH2F("hradl","Radiation length map",
 113                         nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 114    fHistAbso = new TH2F("habso","Interaction length map",
 115                         nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 116    fHistGcm2 = new TH2F("hgcm2","g/cm2 length map",
 117                         nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 118    fHistReta = new TH2F("hetar","Radiation length vs. eta",
 119                         nphi,phimin,phimax,ntheta,etamin,etamax);
 120
 121 }
 122
 123 //___________________________________________
 124 AliLego::~AliLego()
 125 {
 126    delete fHistRadl;
 127    delete fHistAbso;
 128    delete fHistGcm2;
 129    delete fHistReta;
 130    gAlice->ResetGenerator(0);
 131    delete fGener;
 132 }
 133
 134 //___________________________________________
 135 void AliLego::BeginEvent()
 136 {
 137 // --- Set to 0 radiation length, absorption length and g/cm2 ---
 138   fTotRadl = 0;
 139   fTotAbso = 0;
 140   fTotGcm2 = 0;
 141 }
 142
 143 //___________________________________________
 144 void AliLego::FinishEvent()
 145 {
 146   Double_t thed, phid, eta;
 147   thed = fGener->CurTheta()*kRaddeg;
 148   phid = fGener->CurPhi()*kRaddeg;
 149   eta  = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Max(
 150              TMath::Min((Double_t)(fGener->CurTheta())/2,
 151                         TMath::Pi()/2-1.e-10),1.e-10)));
 152
 153   fHistRadl->Fill(phid,thed,fTotRadl);
 154   fHistAbso->Fill(phid,thed,fTotAbso);
 155   fHistGcm2->Fill(phid,thed,fTotGcm2);
 156   fHistReta->Fill(phid,eta,fTotRadl);
 157 }
 158
 159 //___________________________________________
 160 void AliLego::FinishRun()
 161 {
 162    // Store histograms in current Root file
 163   fHistRadl->Write();
 164   fHistAbso->Write();
 165   fHistGcm2->Write();
 166   fHistReta->Write();
 167
 168   // Delete histograms from memory
 169   fHistRadl->Delete(); fHistRadl=0;
 170   fHistAbso->Delete(); fHistAbso=0;
 171   fHistGcm2->Delete(); fHistGcm2=0;
 172   fHistReta->Delete(); fHistReta=0;
 173
 174 }
 175
 176
 177 //___________________________________________
 178 void AliLego::StepManager()
 179 {
 180 // called from AliRun::Stepmanager from gustep.
 181 // Accumulate the 3 parameters step by step
 182
 183    static Float_t t;
 184    Float_t a,z,dens,radl,absl;
 185    Int_t i;
 186
 187    Float_t step  = gMC->TrackStep();
 188
 189    Float_t vect[3], dir[3];
 190    TLorentzVector pos, mom;
 191
 192    gMC->CurrentMaterial(a,z,dens,radl,absl);
 193
 194    if (z < 1) return;
 195
 196    gMC->TrackPosition(pos);
 197    gMC->TrackMomentum(mom);
 198 // --- See if we have to stop now
 199    if (TMath::Abs(pos[2]) > fGener->ZMax()  ||
 200        pos[0]*pos[0] +pos[1]*pos[1] > fGener->RadMax()*fGener->RadMax()) {
 201      if (!gMC->IsNewTrack()) {
 202        // Not the first step, add past contribution
 203        fTotAbso += t/absl;
 204        fTotRadl += t/radl;
 205        fTotGcm2 += t*dens;
 206      }
 207      gMC->StopTrack();
 208      return;
 209    }
 210
 211 // --- See how long we have to go
 212    for(i=0;i<3;++i) {
 213      vect[i]=pos[i];
 214      dir[i]=mom[i];
 215    }
 216
 217    t  = fGener->PropagateCylinder(vect,dir,fGener->RadMax(),fGener->ZMax());
 218
 219    if(step) {
 220      fTotAbso += step/absl;
 221      fTotRadl += step/radl;
 222      fTotGcm2 += step*dens;
 223    }
 224 }
 225
 226 ClassImp(AliLegoGenerator)
 227
 228 //___________________________________________
 229 AliLegoGenerator::AliLegoGenerator(Int_t ntheta, Float_t themin,
 230                                    Float_t themax, Int_t nphi,
 231                                    Float_t phimin, Float_t phimax,
 232                                    Float_t rmin, Float_t rmax, Float_t zmax) :
 233   AliGenerator(0), fRadMin(rmin), fRadMax(rmax), fZMax(zmax), fNtheta(ntheta),
 234   fNphi(nphi), fThetaBin(ntheta), fPhiBin(-1), fCurTheta(0), fCurPhi(0)
 235
 236 {
 237   SetPhiRange(phimin,phimax);
 238   SetThetaRange(themin,themax);
 239   SetName("Lego");
 240 }
 241
 242
 243 //___________________________________________
 244 void AliLegoGenerator::Generate()
 245 {
 246 // Create a geantino with kinematics corresponding to the current
 247 // bins in theta and phi.
 248
 249   //
 250   // Rootinos are 0
 251    const Int_t mpart = 0;
 252    Float_t orig[3], pmom[3];
 253    Float_t t, cost, sint, cosp, sinp;
 254
 255    // Prepare for next step
 256    if(fThetaBin>=fNtheta-1)
 257      if(fPhiBin>=fNphi-1) {
 258        Warning("Generate","End of Lego Generation");
 259        return;
 260      } else {
 261        fPhiBin++;
 262        printf("Generating rays in phi bin:%d\n",fPhiBin);
 263        fThetaBin=0;
 264      } else fThetaBin++;
 265
 266    fCurTheta = (fThetaMin+(fThetaBin+0.5)*(fThetaMax-fThetaMin)/fNtheta);
 267    fCurPhi   = (fPhiMin+(fPhiBin+0.5)*(fPhiMax-fPhiMin)/fNphi);
 268    cost      = TMath::Cos(fCurTheta);
 269    sint      = TMath::Sin(fCurTheta);
 270    cosp      = TMath::Cos(fCurPhi);
 271    sinp      = TMath::Sin(fCurPhi);
 272
 273    pmom[0] = cosp*sint;
 274    pmom[1] = sinp*sint;
 275    pmom[2] = cost;
 276
 277    // --- Where to start
 278    orig[0] = orig[1] = orig[2] = 0;
 279    Float_t dalicz = 3000;
 280    if (fRadMin > 0) {
 281      t = PropagateCylinder(orig,pmom,fRadMin,dalicz);
 282      orig[0] = pmom[0]*t;
 283      orig[1] = pmom[1]*t;
 284      orig[2] = pmom[2]*t;
 285      if (TMath::Abs(orig[2]) > fZMax) return;
 286    }
 287
 288    Float_t polar[3]={0.,0.,0.};
 289    Int_t ntr;
 290    gAlice->SetTrack(1, 0, mpart, pmom, orig, polar, 0, "LEGO ray", ntr);
 291
 292 }
 293
 294 //___________________________________________
 295 Float_t AliLegoGenerator::PropagateCylinder(Float_t *x, Float_t *v, Float_t r, Float_t z)
 296 {
 297 // Propagate to cylinder from inside
 298
 299    Double_t hnorm, sz, t, t1, t2, t3, sr;
 300    Double_t d[3];
 301    const Float_t kSmall  = 1e-8;
 302    const Float_t kSmall2 = kSmall*kSmall;
 303
 304 // ---> Find intesection with Z planes
 305    d[0]  = v[0];
 306    d[1]  = v[1];
 307    d[2]  = v[2];
 308    hnorm = TMath::Sqrt(1/(d[0]*d[0]+d[1]*d[1]+d[2]*d[2]));
 309    d[0] *= hnorm;
 310    d[1] *= hnorm;
 311    d[2] *= hnorm;
 312    if (d[2] > kSmall)       sz = (z-x[2])/d[2];
 313    else if (d[2] < -kSmall) sz = -(z+x[2])/d[2];
 314    else                     sz = 1.e10;  // ---> Direction parallel to X-Y, no intersection
 315
 316 // ---> Intersection with cylinders
 317 //      Intersection point (x,y,z)
 318 //      (x,y,z) is on track :    x=X(1)+t*D(1)
 319 //                               y=X(2)+t*D(2)
 320 //                               z=X(3)+t*D(3)
 321 //      (x,y,z) is on cylinder : x**2 + y**2 = R**2
 322 //
 323 //      (D(1)**2+D(2)**2)*t**2
 324 //      +2.*(X(1)*D(1)+X(2)*D(2))*t
 325 //      +X(1)**2+X(2)**2-R**2=0
 326 // ---> Solve second degree equation
 327    t1 = d[0]*d[0] + d[1]*d[1];
 328    if (t1 <= kSmall2) {
 329       t = sz;  // ---> Track parallel to the z-axis, take distance to planes
 330    } else {
 331       t2 = x[0]*d[0] + x[1]*d[1];
 332       t3 = x[0]*x[0] + x[1]*x[1];
 333       // ---> It should be positive, but there may be numerical problems
 334       sr = (t2 +TMath::Sqrt(TMath::Max(t2*t2-(t3-r*r)*t1,0.)))/t1;
 335       // ---> Find minimum distance between planes and cylinder
 336       t  = TMath::Min(sz,sr);
 337    }
 338    return t;
 339 }
 340