THijing/AliGenHijing.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
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   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 // Generator using HIJING as an external generator
  19 // The main HIJING options are accessable for the user through this interface.
  20 // Uses the THijing implementation of TGenerator.
  21 //
  22 // andreas.morsch@cern.ch
  23
  24 #include <TArrayI.h>
  25 #include <TGraph.h>
  26 #include <THijing.h>
  27 #include <TLorentzVector.h>
  28 #include <TPDGCode.h>
  29 #include <TParticle.h>
  30
  31 #include "AliGenHijing.h"
  32 #include "AliGenHijingEventHeader.h"
  33 #include "AliRun.h"
  34 #include "AliHijingRndm.h"
  35
  36 ClassImp(AliGenHijing)
  37
  38 AliGenHijing::AliGenHijing()
  39                  :AliGenMC()
  40 {
  41 // Constructor
  42     fParticles = 0;
  43     fHijing    = 0;
  44     fDsigmaDb  = 0;
  45     fDnDb      = 0;
  46     AliHijingRndm::SetHijingRandom(GetRandom());
  47 }
  48
  49 AliGenHijing::AliGenHijing(Int_t npart)
  50     :AliGenMC(npart)
  51 {
  52 // Default PbPb collisions at 5. 5 TeV
  53 //
  54     fName = "Hijing";
  55     fTitle= "Particle Generator using HIJING";
  56
  57     SetEnergyCMS();
  58     SetImpactParameterRange();
  59     SetBoostLHC();
  60     SetJetEtaRange();
  61     SetJetPhiRange();
  62
  63     fKeep       =  0;
  64     fQuench     =  1;
  65     fShadowing  =  1;
  66     fTrigger    =  0;
  67     fDecaysOff  =  1;
  68     fEvaluate   =  0;
  69     fSelectAll  =  0;
  70     fFlavor     =  0;
  71     fSpectators =  1;
  72     fDsigmaDb   =  0;
  73     fDnDb       =  0;
  74     fPtMinJet   = -2.5;
  75     fRadiation  =  3;
  76     fEventVertex.Set(3);
  77 //
  78     SetSimpleJets();
  79     SetNoGammas();
  80 //
  81     fParticles = new TClonesArray("TParticle",10000);
  82 //
  83 // Set random number generator
  84     AliHijingRndm::SetHijingRandom(GetRandom());
  85     fHijing = 0;
  86
  87 }
  88
  89 AliGenHijing::AliGenHijing(const AliGenHijing & Hijing)
  90 {
  91 // copy constructor
  92 }
  93
  94
  95 AliGenHijing::~AliGenHijing()
  96 {
  97 // Destructor
  98     if ( fDsigmaDb) delete  fDsigmaDb;
  99     if ( fDnDb)     delete  fDnDb;
 100     delete fParticles;
 101 }
 102
 103 void AliGenHijing::Init()
 104 {
 105 // Initialisation
 106     fFrame.Resize(8);
 107     fTarget.Resize(8);
 108     fProjectile.Resize(8);
 109
 110     SetMC(new THijing(fEnergyCMS, fFrame, fProjectile, fTarget,
 111                       fAProjectile, fZProjectile, fATarget, fZTarget,
 112                       fMinImpactParam, fMaxImpactParam));
 113
 114     fHijing=(THijing*) fgMCEvGen;
 115     fHijing->SetIHPR2(2,  fRadiation);
 116     fHijing->SetIHPR2(3,  fTrigger);
 117     fHijing->SetIHPR2(6,  fShadowing);
 118     fHijing->SetIHPR2(12, fDecaysOff);
 119     fHijing->SetIHPR2(21, fKeep);
 120     fHijing->SetHIPR1(10, fPtMinJet);
 121     fHijing->SetHIPR1(50, fSimpleJet);
 122 //
 123 //  Quenching
 124 //
 125 //
 126 //  fQuench = 0:  no quenching
 127 //  fQuench = 1:  hijing default
 128 //  fQuench = 2:  new LHC  parameters for HIPR1(11) and HIPR1(14)
 129 //  fQuench = 3:  new RHIC parameters for HIPR1(11) and HIPR1(14)
 130 //  fQuench = 4:  new LHC  parameters with log(e) dependence
 131 //  fQuench = 5:  new RHIC parameters with log(e) dependence
 132     fHijing->SetIHPR2(50, 0);
 133     if (fQuench > 0)
 134         fHijing->SetIHPR2(4,  1);
 135     else
 136         fHijing->SetIHPR2(4,  0);
 137 // New LHC parameters from Xin-Nian Wang
 138     if (fQuench == 2) {
 139         fHijing->SetHIPR1(14, 1.1);
 140         fHijing->SetHIPR1(11, 3.7);
 141     } else if (fQuench == 3) {
 142         fHijing->SetHIPR1(14, 0.20);
 143         fHijing->SetHIPR1(11, 2.5);
 144     } else if (fQuench == 4) {
 145         fHijing->SetIHPR2(50, 1);
 146         fHijing->SetHIPR1(14, 4.*0.34);
 147         fHijing->SetHIPR1(11, 3.7);
 148     } else if (fQuench == 5) {
 149         fHijing->SetIHPR2(50, 1);
 150         fHijing->SetHIPR1(14, 0.34);
 151         fHijing->SetHIPR1(11, 2.5);
 152     }
 153
 154
 155     AliGenMC::Init();
 156
 157 //
 158 //  Initialize Hijing
 159 //
 160     fHijing->Initialize();
 161 //
 162     if (fEvaluate) EvaluateCrossSections();
 163 //
 164 }
 165
 166 void AliGenHijing::Generate()
 167 {
 168 // Generate one event
 169
 170   Float_t polar[3]    =   {0,0,0};
 171   Float_t origin[3]   =   {0,0,0};
 172   Float_t origin0[3]  =   {0,0,0};
 173   Float_t p[3], random[6];
 174   Float_t tof;
 175
 176 //  converts from mm/c to s
 177   const Float_t kconv = 0.001/2.999792458e8;
 178 //
 179   Int_t nt  = 0;
 180   Int_t jev = 0;
 181   Int_t j, kf, ks, imo;
 182   kf = 0;
 183
 184
 185
 186   fTrials = 0;
 187   for (j = 0;j < 3; j++) origin0[j] = fOrigin[j];
 188   if(fVertexSmear == kPerEvent) {
 189       Float_t dv[3];
 190       dv[2] = 1.e10;
 191       while(TMath::Abs(dv[2]) > fCutVertexZ*fOsigma[2]) {
 192           Rndm(random,6);
 193           for (j=0; j < 3; j++) {
 194               dv[j] = fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
 195                   TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
 196           }
 197       }
 198       for (j=0; j < 3; j++) origin0[j] += dv[j];
 199   } else if (fVertexSmear == kPerTrack) {
 200 //          fHijing->SetMSTP(151,0);
 201       for (j = 0; j < 3; j++) {
 202 //            fHijing->SetPARP(151+j, fOsigma[j]*10.);
 203       }
 204   }
 205   while(1)
 206   {
 207 //    Generate one event
 208 // --------------------------------------------------------------------------
 209       fSpecn    = 0;
 210       fSpecp    = 0;
 211 // --------------------------------------------------------------------------
 212       fHijing->GenerateEvent();
 213       fTrials++;
 214       fHijing->ImportParticles(fParticles,"All");
 215       if (fTrigger != kNoTrigger) {
 216           if (!CheckTrigger()) continue;
 217       }
 218       if (fLHC) Boost();
 219
 220
 221       Int_t np = fParticles->GetEntriesFast();
 222       printf("\n **************************************************%d\n",np);
 223       Int_t nc = 0;
 224       if (np == 0 ) continue;
 225       Int_t i;
 226       Int_t* newPos     = new Int_t[np];
 227       Int_t* pSelected  = new Int_t[np];
 228
 229       for (i = 0; i < np; i++) {
 230           newPos[i]    = i;
 231           pSelected[i] = 0;
 232       }
 233
 234 //      Get event vertex
 235 //
 236       TParticle *  iparticle = (TParticle *) fParticles->At(0);
 237       fEventVertex[0] = origin0[0];
 238       fEventVertex[1] = origin0[1];
 239       fEventVertex[2] = origin0[2];
 240
 241 //
 242 //      First select parent particles
 243 //
 244
 245       for (i = 0; i < np; i++) {
 246           iparticle = (TParticle *) fParticles->At(i);
 247
 248 // Is this a parent particle ?
 249           if (Stable(iparticle)) continue;
 250 //
 251           Bool_t  selected             =  kTRUE;
 252           Bool_t  hasSelectedDaughters =  kFALSE;
 253
 254
 255           kf        = iparticle->GetPdgCode();
 256           ks        = iparticle->GetStatusCode();
 257           if (kf == 92) continue;
 258
 259           if (!fSelectAll) selected = KinematicSelection(iparticle, 0) &&
 260                                SelectFlavor(kf);
 261           hasSelectedDaughters = DaughtersSelection(iparticle);
 262 //
 263 // Put particle on the stack if it is either selected or
 264 // it is the mother of at least one seleted particle
 265 //
 266           if (selected || hasSelectedDaughters) {
 267               nc++;
 268               pSelected[i] = 1;
 269           } // selected
 270       } // particle loop parents
 271 //
 272 // Now select the final state particles
 273 //
 274
 275       for (i = 0; i<np; i++) {
 276           TParticle *  iparticle = (TParticle *) fParticles->At(i);
 277 // Is this a final state particle ?
 278           if (!Stable(iparticle)) continue;
 279
 280           Bool_t  selected             =  kTRUE;
 281           kf        = iparticle->GetPdgCode();
 282           ks        = iparticle->GetStatusCode();
 283
 284 // --------------------------------------------------------------------------
 285 // Count spectator neutrons and protons
 286           if(ks == 0 || ks == 1 || ks == 10 || ks == 11){
 287               if(kf == kNeutron) fSpecn += 1;
 288               if(kf == kProton)  fSpecp += 1;
 289           }
 290 // --------------------------------------------------------------------------
 291 //
 292           if (!fSelectAll) {
 293               selected = KinematicSelection(iparticle,0)&&SelectFlavor(kf);
 294               if (!fSpectators && selected) selected = (ks != 0 && ks != 1 && ks != 10
 295                                                         && ks != 11);
 296           }
 297 //
 298 // Put particle on the stack if selected
 299 //
 300           if (selected) {
 301               nc++;
 302               pSelected[i] = 1;
 303           } // selected
 304       } // particle loop final state
 305 //
 306 // Write particles to stack
 307 //
 308       for (i = 0; i<np; i++) {
 309           TParticle *  iparticle = (TParticle *) fParticles->At(i);
 310           Bool_t  hasMother   = (iparticle->GetFirstMother()     >=0);
 311           Bool_t  hasDaughter = (iparticle->GetFirstDaughter()   >=0);
 312
 313           if (pSelected[i]) {
 314               kf   = iparticle->GetPdgCode();
 315               ks   = iparticle->GetStatusCode();
 316               p[0] = iparticle->Px();
 317               p[1] = iparticle->Py();
 318               p[2] = iparticle->Pz();
 319               origin[0] = origin0[0]+iparticle->Vx()/10;
 320               origin[1] = origin0[1]+iparticle->Vy()/10;
 321               origin[2] = origin0[2]+iparticle->Vz()/10;
 322               tof = kconv*iparticle->T();
 323               imo = -1;
 324               TParticle* mother = 0;
 325               if (hasMother) {
 326                   imo = iparticle->GetFirstMother();
 327                   mother = (TParticle *) fParticles->At(imo);
 328                   imo = (mother->GetPdgCode() != 92) ? imo = newPos[imo] : -1;
 329               } // if has mother
 330               Bool_t tFlag = (fTrackIt && !hasDaughter);
 331               SetTrack(tFlag,imo,kf,p,origin,polar,
 332                        tof,kPNoProcess,nt, 1., ks);
 333               KeepTrack(nt);
 334               newPos[i] = nt;
 335           } // if selected
 336       } // particle loop
 337       delete[] newPos;
 338       delete[] pSelected;
 339
 340       printf("\n I've put %i particles on the stack \n",nc);
 341       if (nc > 0) {
 342           jev += nc;
 343           if (jev >= fNpart || fNpart == -1) {
 344               fKineBias = Float_t(fNpart)/Float_t(fTrials);
 345               printf("\n Trials: %i %i %i\n",fTrials, fNpart, jev);
 346               break;
 347           }
 348       }
 349   } // event loop
 350   MakeHeader();
 351   SetHighWaterMark(nt);
 352 }
 353
 354 void AliGenHijing::KeepFullEvent()
 355 {
 356     fKeep=1;
 357 }
 358
 359 void AliGenHijing::EvaluateCrossSections()
 360 {
 361 //     Glauber Calculation of geometrical x-section
 362 //
 363     Float_t xTot       = 0.;          // barn
 364     Float_t xTotHard   = 0.;          // barn
 365     Float_t xPart      = 0.;          // barn
 366     Float_t xPartHard  = 0.;          // barn
 367     Float_t sigmaHard  = 0.1;         // mbarn
 368     Float_t bMin       = 0.;
 369     Float_t bMax       = fHijing->GetHIPR1(34)+fHijing->GetHIPR1(35);
 370     const Float_t kdib = 0.2;
 371     Int_t   kMax       = Int_t((bMax-bMin)/kdib)+1;
 372
 373
 374     printf("\n Projectile Radius (fm): %f \n",fHijing->GetHIPR1(34));
 375     printf("\n Target     Radius (fm): %f \n",fHijing->GetHIPR1(35));
 376     Int_t i;
 377     Float_t oldvalue= 0.;
 378
 379     Float_t* b   = new Float_t[kMax];
 380     Float_t* si1 = new Float_t[kMax];
 381     Float_t* si2 = new Float_t[kMax];
 382
 383     for (i = 0; i < kMax; i++)
 384     {
 385         Float_t xb  = bMin+i*kdib;
 386         Float_t ov;
 387         ov=fHijing->Profile(xb);
 388         Float_t gb  =  2.*0.01*fHijing->GetHIPR1(40)*kdib*xb*(1.-TMath::Exp(-fHijing->GetHINT1(12)*ov));
 389         Float_t gbh =  2.*0.01*fHijing->GetHIPR1(40)*kdib*xb*sigmaHard*ov;
 390         xTot+=gb;
 391         xTotHard += gbh;
 392         printf("profile %f %f %f\n", xb, ov, fHijing->GetHINT1(12));
 393
 394         if (xb > fMinImpactParam && xb < fMaxImpactParam)
 395         {
 396             xPart += gb;
 397             xPartHard += gbh;
 398         }
 399
 400         if(oldvalue) if ((xTot-oldvalue)/oldvalue<0.0001) break;
 401         oldvalue = xTot;
 402         printf("\n Total cross section (barn): %d %f %f \n",i, xb, xTot);
 403         printf("\n Hard  cross section (barn): %d %f %f \n\n",i, xb, xTotHard);
 404         if (i>0) {
 405             si1[i] = gb/kdib;
 406             si2[i] = gbh/gb;
 407             b[i]  = xb;
 408         }
 409     }
 410
 411     printf("\n Total cross section (barn): %f \n",xTot);
 412     printf("\n Hard  cross section (barn): %f \n \n",xTotHard);
 413     printf("\n Partial       cross section (barn): %f %f \n",xPart, xPart/xTot*100.);
 414     printf("\n Partial  hard cross section (barn): %f %f \n",xPartHard, xPartHard/xTotHard*100.);
 415
 416 //  Store result as a graph
 417     b[0] = 0;
 418     si1[0] = 0;
 419     si2[0]=si2[1];
 420
 421     fDsigmaDb  = new TGraph(i, b, si1);
 422     fDnDb      = new TGraph(i, b, si2);
 423 }
 424
 425 Bool_t AliGenHijing::DaughtersSelection(TParticle* iparticle)
 426 {
 427 //
 428 // Looks recursively if one of the daughters has been selected
 429 //
 430 //    printf("\n Consider daughters %d:",iparticle->GetPdgCode());
 431     Int_t imin = -1;
 432     Int_t imax = -1;
 433     Int_t i;
 434     Bool_t hasDaughters = (iparticle->GetFirstDaughter() >=0);
 435     Bool_t selected = kFALSE;
 436     if (hasDaughters) {
 437         imin = iparticle->GetFirstDaughter();
 438         imax = iparticle->GetLastDaughter();
 439         for (i = imin; i <= imax; i++){
 440             TParticle *  jparticle = (TParticle *) fParticles->At(i);
 441             Int_t ip = jparticle->GetPdgCode();
 442             if (KinematicSelection(jparticle,0)&&SelectFlavor(ip)) {
 443                 selected=kTRUE; break;
 444             }
 445             if (DaughtersSelection(jparticle)) {selected=kTRUE; break; }
 446         }
 447     } else {
 448         return kFALSE;
 449     }
 450     return selected;
 451 }
 452
 453
 454 Bool_t AliGenHijing::SelectFlavor(Int_t pid)
 455 {
 456 // Select flavor of particle
 457 // 0: all
 458 // 4: charm and beauty
 459 // 5: beauty
 460     Bool_t res = 0;
 461
 462     if (fFlavor == 0) {
 463         res = kTRUE;
 464     } else {
 465         Int_t ifl = TMath::Abs(pid/100);
 466         if (ifl > 10) ifl/=10;
 467         res = (fFlavor == ifl);
 468     }
 469 //
 470 //  This part if gamma writing is inhibited
 471     if (fNoGammas)
 472         res = res && (pid != kGamma && pid != kPi0);
 473 //
 474     return res;
 475 }
 476
 477 Bool_t AliGenHijing::Stable(TParticle*  particle)
 478 {
 479 // Return true for a stable particle
 480 //
 481
 482     if (particle->GetFirstDaughter() < 0 )
 483     {
 484         return kTRUE;
 485     } else {
 486         return kFALSE;
 487     }
 488 }
 489
 490
 491
 492 void AliGenHijing::MakeHeader()
 493 {
 494 // Builds the event header, to be called after each event
 495     AliGenEventHeader* header = new AliGenHijingEventHeader("Hijing");
 496     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetNProduced(fHijing->GetNATT());
 497     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetImpactParameter(fHijing->GetHINT1(19));
 498     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetTotalEnergy(fHijing->GetEATT());
 499     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetHardScatters(fHijing->GetJATT());
 500     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetParticipants(fHijing->GetNP(), fHijing->GetNT());
 501     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetCollisions(fHijing->GetN0(),
 502                                                        fHijing->GetN01(),
 503                                                        fHijing->GetN10(),
 504                                                        fHijing->GetN11());
 505     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetSpectators(fSpecn, fSpecp);
 506
 507 // 4-momentum vectors of the triggered jets.
 508 //
 509 // Before final state gluon radiation.
 510     TLorentzVector* jet1 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(21),
 511                                               fHijing->GetHINT1(22),
 512                                               fHijing->GetHINT1(23),
 513                                               fHijing->GetHINT1(24));
 514
 515     TLorentzVector* jet2 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(31),
 516                                               fHijing->GetHINT1(32),
 517                                               fHijing->GetHINT1(33),
 518                                               fHijing->GetHINT1(34));
 519 // After final state gluon radiation.
 520     TLorentzVector* jet3 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(26),
 521                                               fHijing->GetHINT1(27),
 522                                               fHijing->GetHINT1(28),
 523                                               fHijing->GetHINT1(29));
 524
 525     TLorentzVector* jet4 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(36),
 526                                               fHijing->GetHINT1(37),
 527                                               fHijing->GetHINT1(38),
 528                                               fHijing->GetHINT1(39));
 529     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetJets(jet1, jet2, jet3, jet4);
 530 // Bookkeeping for kinematic bias
 531     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetTrials(fTrials);
 532 // Event Vertex
 533     header->SetPrimaryVertex(fEventVertex);
 534     gAlice->SetGenEventHeader(header);
 535     fCollisionGeometry = (AliGenHijingEventHeader*)  header;
 536 }
 537
 538 Bool_t AliGenHijing::CheckTrigger()
 539 {
 540 // Check the kinematic trigger condition
 541 //
 542     Bool_t   triggered = kFALSE;
 543
 544     if (fTrigger == 1) {
 545 //
 546 //  jet-jet Trigger
 547
 548         TLorentzVector* jet1 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(26),
 549                                                   fHijing->GetHINT1(27),
 550                                                   fHijing->GetHINT1(28),
 551                                                   fHijing->GetHINT1(29));
 552
 553         TLorentzVector* jet2 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(36),
 554                                                   fHijing->GetHINT1(37),
 555                                                   fHijing->GetHINT1(38),
 556                                                   fHijing->GetHINT1(39));
 557         Double_t eta1      = jet1->Eta();
 558         Double_t eta2      = jet2->Eta();
 559         Double_t phi1      = jet1->Phi();
 560         Double_t phi2      = jet2->Phi();
 561 //    printf("\n Trigger: %f %f %f %f",
 562 //         fEtaMinJet, fEtaMaxJet, fPhiMinJet, fPhiMaxJet);
 563         if (
 564             (eta1 < fEtaMaxJet && eta1 > fEtaMinJet &&
 565              phi1 < fPhiMaxJet && phi1 > fPhiMinJet)
 566             ||
 567             (eta2 < fEtaMaxJet && eta2 > fEtaMinJet &&
 568              phi2 < fPhiMaxJet && phi2 > fPhiMinJet)
 569             )
 570             triggered = kTRUE;
 571     } else if (fTrigger == 2) {
 572 //  Gamma Jet
 573 //
 574         Int_t np = fParticles->GetEntriesFast();
 575         for (Int_t i = 0; i < np; i++) {
 576             TParticle* part = (TParticle*) fParticles->At(i);
 577             Int_t kf = part->GetPdgCode();
 578             Int_t ks = part->GetStatusCode();
 579             if (kf == 22 && ks == 40) {
 580                 Float_t phi = part->Phi();
 581                 Float_t eta = part->Eta();
 582                 if  (eta < fEtaMaxJet &&
 583                      eta > fEtaMinJet &&
 584                      phi < fPhiMaxJet &&
 585                      phi > fPhiMinJet) {
 586                     triggered = 1;
 587                     break;
 588                 } // check phi,eta within limits
 589             } // direct gamma ?
 590         } // particle loop
 591     } // fTrigger == 2
 592     return triggered;
 593 }
 594
 595
 596
 597
 598 AliGenHijing& AliGenHijing::operator=(const  AliGenHijing& rhs)
 599 {
 600 // Assignment operator
 601     return *this;
 602 }
 603