STEER/AliLego.cxx

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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17 $Log$
  18 */
  19
  20 //////////////////////////////////////////////////////////////
  21 //////////////////////////////////////////////////////////////
  22 //
  23 //  Utility class to evaluate the material budget from
  24 //  a given radius to the surface of an arbitrary cylinder
  25 //  along radial directions from the centre:
  26 //
  27 //   - radiation length
  28 //   - Interaction length
  29 //   - g/cm2
  30 //
  31 //  Geantinos are shot in the bins in the fNtheta bins in theta
  32 //  and fNphi bins in phi with specified rectangular limits.
  33 //  The statistics are accumulated per
  34 //    fRadMin < r < fRadMax    and  <0 < z < fZMax
  35 //
  36 //  To activate this option, you can do:
  37 //      Root > gAlice.RunLego();
  38 //  or  Root > .x menu.C  then select menu item "RunLego"
  39 //  Note that when calling gAlice->RunLego, an optional list
  40 //  of arguments may be specified.
  41 //
  42 //Begin_Html
  43 /*
  44 <img src="picts/alilego.gif">
  45 */
  46 //End_Html
  47 //
  48 //////////////////////////////////////////////////////////////
  49
  50 #include "TMath.h"
  51 #include "AliLego.h"
  52 #include "AliRun.h"
  53 #include "AliConst.h"
  54
  55 ClassImp(AliLego)
  56
  57
  58 //___________________________________________
  59 AliLego::AliLego()
  60 {
  61    fHistRadl = 0;
  62    fHistAbso = 0;
  63    fHistGcm2 = 0;
  64    fHistReta = 0;
  65 }
  66
  67 //___________________________________________
  68 AliLego::AliLego(const char *name, const char *title)
  69         : TNamed(name,title)
  70 {
  71    fHistRadl = 0;
  72    fHistAbso = 0;
  73    fHistGcm2 = 0;
  74    fHistReta = 0;
  75 }
  76
  77 //___________________________________________
  78 AliLego::~AliLego()
  79 {
  80    delete fHistRadl;
  81    delete fHistAbso;
  82    delete fHistGcm2;
  83    delete fHistReta;
  84 }
  85
  86 //___________________________________________
  87 void AliLego::GenerateKinematics()
  88 {
  89 // Create a geantino with kinematics corresponding to the current
  90 // bins in theta and phi.
  91
  92   //
  93   // Rootinos are 0
  94    const Int_t mpart = 0;
  95    Float_t orig[3], pmom[3];
  96    Float_t t, cost, sint, cosp, sinp;
  97
  98 // --- Set to 0 radiation length, absorption length and g/cm2 ---
  99    fTotRadl = 0;
 100    fTotAbso = 0;
 101    fTotGcm2 = 0;
 102
 103    fCurTheta = (fThetaMin+(fThetaBin-0.5)*(fThetaMax-fThetaMin)/fNtheta)*kDegrad;
 104    fCurPhi   = (fPhiMin+(fPhiBin-0.5)*(fPhiMax-fPhiMin)/fNphi)*kDegrad;
 105    cost      = TMath::Cos(fCurTheta);
 106    sint      = TMath::Sin(fCurTheta);
 107    cosp      = TMath::Cos(fCurPhi);
 108    sinp      = TMath::Sin(fCurPhi);
 109
 110    pmom[0] = cosp*sint;
 111    pmom[1] = sinp*sint;
 112    pmom[2] = cost;
 113
 114 // --- Where to start
 115    orig[0] = orig[1] = orig[2] = 0;
 116    Float_t dalicz = 3000;
 117    if (fRadMin > 0) {
 118       t = PropagateCylinder(orig,pmom,fRadMin,dalicz);
 119       orig[0] = pmom[0]*t;
 120       orig[1] = pmom[1]*t;
 121       orig[2] = pmom[2]*t;
 122       if (TMath::Abs(orig[2]) > fZMax) return;
 123    }
 124
 125 // --- We do start here
 126    Float_t polar[3]={0.,0.,0.};
 127    Int_t ntr;
 128    gAlice->SetTrack(1, 0, mpart, pmom, orig, polar, 0, "LEGO ray", ntr);
 129 }
 130
 131 //___________________________________________
 132 void AliLego::Init(Int_t ntheta,Float_t themin,Float_t themax,
 133           Int_t nphi,Float_t phimin,Float_t phimax,Float_t rmin,Float_t rmax,
 134                   Float_t zmax)
 135 {
 136 // specify the angular limits and the size of the rectangular box
 137    fNtheta   = ntheta;
 138    fThetaMin = themin;
 139    fThetaMax = themax;
 140    fNphi     = nphi;
 141    fPhiMin   = phimin;
 142    fPhiMax   = phimax;
 143    fRadMin   = rmin;
 144    fRadMax   = rmax;
 145    fZMax     = zmax;
 146    Float_t etamin = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Min((Double_t)fThetaMax*kDegrad/2,TMath::Pi()/2-1.e-10)));
 147    Float_t etamax = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Max((Double_t)fThetaMin*kDegrad/2,              1.e-10)));
 148
 149    fHistRadl = new TH2F("hradl","Radiation length map",    nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 150    fHistAbso = new TH2F("habso","Interaction length map",  nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 151    fHistGcm2 = new TH2F("hgcm2","g/cm2 length map",        nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 152    fHistReta = new TH2F("hetar","Radiation length vs. eta",nphi,phimin,phimax,ntheta,etamin,etamax);
 153
 154 }
 155
 156 //___________________________________________
 157 Float_t AliLego::PropagateCylinder(Float_t *x, Float_t *v, Float_t r, Float_t z)
 158 {
 159 // Propagate to cylinder from inside
 160
 161    Double_t hnorm, sz, t, t1, t2, t3, sr;
 162    Double_t d[3];
 163    const Float_t kSmall  = 1e-8;
 164    const Float_t kSmall2 = kSmall*kSmall;
 165
 166 // ---> Find intesection with Z planes
 167    d[0]  = v[0];
 168    d[1]  = v[1];
 169    d[2]  = v[2];
 170    hnorm = TMath::Sqrt(1/(d[0]*d[0]+d[1]*d[1]+d[2]*d[2]));
 171    d[0] *= hnorm;
 172    d[1] *= hnorm;
 173    d[2] *= hnorm;
 174    if (d[2] > kSmall)       sz = (z-x[2])/d[2];
 175    else if (d[2] < -kSmall) sz = -(z+x[2])/d[2];
 176    else                     sz = 1.e10;  // ---> Direction parallel to X-Y, no intersection
 177
 178 // ---> Intersection with cylinders
 179 //      Intersection point (x,y,z)
 180 //      (x,y,z) is on track :    x=X(1)+t*D(1)
 181 //                               y=X(2)+t*D(2)
 182 //                               z=X(3)+t*D(3)
 183 //      (x,y,z) is on cylinder : x**2 + y**2 = R**2
 184 //
 185 //      (D(1)**2+D(2)**2)*t**2
 186 //      +2.*(X(1)*D(1)+X(2)*D(2))*t
 187 //      +X(1)**2+X(2)**2-R**2=0
 188 // ---> Solve second degree equation
 189    t1 = d[0]*d[0] + d[1]*d[1];
 190    if (t1 <= kSmall2) {
 191       t = sz;  // ---> Track parallel to the z-axis, take distance to planes
 192    } else {
 193       t2 = x[0]*d[0] + x[1]*d[1];
 194       t3 = x[0]*x[0] + x[1]*x[1];
 195       // ---> It should be positive, but there may be numerical problems
 196       sr = (t2 +TMath::Sqrt(TMath::Max(t2*t2-(t3-r*r)*t1,0.)))/t1;
 197       // ---> Find minimum distance between planes and cylinder
 198       t  = TMath::Min(sz,sr);
 199    }
 200    return t;
 201 }
 202
 203 //___________________________________________
 204 void AliLego::Run()
 205 {
 206    // loop on phi,theta bins
 207    gMC->InitLego();
 208    Float_t thed, phid, eta;
 209    for (fPhiBin=1; fPhiBin<=fNphi; fPhiBin++) {
 210       printf("AliLego Generating rays in phi bin:%d\n",fPhiBin);
 211       for (fThetaBin=1; fThetaBin<=fNtheta; fThetaBin++) {
 212          gMC->Gtrigi();
 213          gMC->Gtrigc();
 214          GenerateKinematics();
 215          gMC->Gtreve_root();
 216
 217          thed = fCurTheta*kRaddeg;
 218          phid = fCurPhi*kRaddeg;
 219          eta  = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Max(
 220                      TMath::Min((Double_t)fCurTheta/2,TMath::Pi()/2-1.e-10),1.e-10)));
 221          fHistRadl->Fill(phid,thed,fTotRadl);
 222          fHistAbso->Fill(phid,thed,fTotAbso);
 223          fHistGcm2->Fill(phid,thed,fTotGcm2);
 224          fHistReta->Fill(phid,eta,fTotRadl);
 225          gAlice->FinishEvent();
 226       }
 227    }
 228    // store histograms in current Root file
 229    fHistRadl->Write();
 230    fHistAbso->Write();
 231    fHistGcm2->Write();
 232    fHistReta->Write();
 233 }
 234
 235 //___________________________________________
 236 void AliLego::StepManager()
 237 {
 238 // called from AliRun::Stepmanager from gustep.
 239 // Accumulate the 3 parameters step by step
 240
 241    Float_t t, tt;
 242    Float_t a,z,dens,radl,absl;
 243    Int_t i;
 244    Bool_t out;
 245
 246    Float_t step  = gMC->TrackStep();
 247
 248    Float_t vect[3], dir[3];
 249    TLorentzVector pos, mom;
 250
 251    gMC->TrackPosition(pos);
 252    gMC->TrackMomentum(mom);
 253    gMC->CurrentMaterial(a,z,dens,radl,absl);
 254
 255    if (z < 1) return;
 256
 257 // --- See how long we have to go
 258    if (TMath::Abs(pos[2]) <= fZMax  &&
 259        pos[0]*pos[0] +pos[1]*pos[1] <= fRadMax*fRadMax) {
 260
 261      tt = step;
 262      out = kFALSE;
 263    } else {
 264
 265       for(i=0;i<3;++i) {
 266         vect[i]=pos[i];
 267         dir[i]=mom[i];
 268       }
 269       t  = PropagateCylinder(vect,dir,fRadMax,fZMax);
 270       tt = TMath::Min(step,t);
 271       out = kTRUE;
 272    }
 273
 274    fTotAbso += tt/absl;
 275    fTotRadl += tt/radl;
 276    fTotGcm2 += tt*dens;
 277
 278 // --- See if we have to stop now
 279    if(out) gMC->StopEvent();
 280 }
 281