TPC/AliTPCtrack.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 $Log$
  18 Revision 1.2  2000/06/30 12:07:50  kowal2
  19 Updated from the TPC-PreRelease branch
  20
  21 Revision 1.1.2.2  2000/06/25 08:38:41  kowal2
  22 Splitted from AliTPCtracking
  23
  24 */
  25
  26 //-----------------------------------------------------------------
  27 //           Implementation of the TPC track class
  28 //
  29 // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
  30 //-----------------------------------------------------------------
  31
  32 #include "AliTPCtrack.h"
  33 #include "AliTPCcluster.h"
  34 #include "AliTPCClustersRow.h"
  35 #include "AliTPCClustersArray.h"
  36
  37 ClassImp(AliTPCtrack)
  38 //_________________________________________________________________________
  39 AliTPCtrack::AliTPCtrack(UInt_t index, const Double_t xx[5],
  40 const Double_t cc[15], Double_t xref, Double_t alpha) {
  41   //-----------------------------------------------------------------
  42   // This is the main track constructor.
  43   //-----------------------------------------------------------------
  44   fLab=-1;
  45   fChi2=0.;
  46   fdEdx=0.;
  47
  48   fAlpha=alpha;
  49   fX=xref;
  50
  51   fY=xx[0]; fZ=xx[1]; fC=xx[2]; fE=xx[3]; fT=xx[4];
  52
  53   fCyy=cc[0];
  54   fCzy=cc[1];  fCzz=cc[2];
  55   fCcy=cc[3];  fCcz=cc[4];  fCcc=cc[5];
  56   fCey=cc[6];  fCez=cc[7];  fCec=cc[8];  fCee=cc[9];
  57   fCty=cc[10]; fCtz=cc[11]; fCtc=cc[12]; fCte=cc[13]; fCtt=cc[14];
  58
  59   fN=0;
  60   fIndex[fN++]=index;
  61 }
  62
  63 //_____________________________________________________________________________
  64 AliTPCtrack::AliTPCtrack(const AliTPCtrack& t) {
  65   //-----------------------------------------------------------------
  66   // This is a track copy constructor.
  67   //-----------------------------------------------------------------
  68   fLab=t.fLab;
  69   fChi2=t.fChi2;
  70   fdEdx=t.fdEdx;
  71
  72   fAlpha=t.fAlpha;
  73   fX=t.fX;
  74
  75   fY=t.fY; fZ=t.fZ; fC=t.fC; fE=t.fE; fT=t.fT;
  76
  77   fCyy=t.fCyy;
  78   fCzy=t.fCzy;  fCzz=t.fCzz;
  79   fCcy=t.fCcy;  fCcz=t.fCcz;  fCcc=t.fCcc;
  80   fCey=t.fCey;  fCez=t.fCez;  fCec=t.fCec;  fCee=t.fCee;
  81   fCty=t.fCty;  fCtz=t.fCtz;  fCtc=t.fCtc;  fCte=t.fCte;  fCtt=t.fCtt;
  82
  83   fN=t.fN;
  84   for (Int_t i=0; i<fN; i++) fIndex[i]=t.fIndex[i];
  85 }
  86
  87 //_____________________________________________________________________________
  88 void AliTPCtrack::GetCovariance(Double_t cc[15]) const {
  89   //just to calm down our rule checker
  90   cc[0]=fCyy;
  91   cc[1]=fCzy;  cc[2]=fCzz;
  92   cc[3]=fCcy;  cc[4]=fCcz;  cc[5]=fCcc;
  93   cc[6]=fCey;  cc[7]=fCez;  cc[8]=fCec;  cc[9]=fCee;
  94   cc[10]=fCty; cc[11]=fCtz; cc[12]=fCtc; cc[13]=fCte; cc[14]=fCtt;
  95 }
  96
  97 //_____________________________________________________________________________
  98 Int_t AliTPCtrack::Compare(TObject *o) {
  99   //-----------------------------------------------------------------
 100   // This function compares tracks according to the their curvature
 101   //-----------------------------------------------------------------
 102   AliTPCtrack *t=(AliTPCtrack*)o;
 103   //Double_t co=t->GetSigmaY2();
 104   //Double_t c =GetSigmaY2();
 105   Double_t co=TMath::Abs(t->GetC());
 106   Double_t c =TMath::Abs(GetC());
 107   if (c>co) return 1;
 108   else if (c<co) return -1;
 109   return 0;
 110 }
 111
 112 //_____________________________________________________________________________
 113 Int_t AliTPCtrack::PropagateTo(Double_t xk,Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
 114 {
 115   //-----------------------------------------------------------------
 116   // This function propagates a track to a reference plane x=xk.
 117   //-----------------------------------------------------------------
 118   if (TMath::Abs(fC*xk - fE) >= 0.99999) {
 119     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTPCtrack warning: Propagation failed !\n";
 120     return 0;
 121   }
 122
 123   Double_t x1=fX, x2=x1+(xk-x1), dx=x2-x1, y1=fY, z1=fZ;
 124   Double_t c1=fC*x1 - fE, r1=sqrt(1.- c1*c1);
 125   Double_t c2=fC*x2 - fE, r2=sqrt(1.- c2*c2);
 126
 127   fY += dx*(c1+c2)/(r1+r2);
 128   fZ += dx*(c1+c2)/(c1*r2 + c2*r1)*fT;
 129
 130   //f = F - 1
 131   Double_t rr=r1+r2, cc=c1+c2, xx=x1+x2;
 132   Double_t f02= dx*(rr*xx + cc*(c1*x1/r1+c2*x2/r2))/(rr*rr);
 133   Double_t f03=-dx*(2*rr + cc*(c1/r1 + c2/r2))/(rr*rr);
 134   Double_t cr=c1*r2+c2*r1;
 135   Double_t f12= dx*fT*(cr*xx-cc*(r1*x2-c2*c1*x1/r1+r2*x1-c1*c2*x2/r2))/(cr*cr);
 136   Double_t f13=-dx*fT*(2*cr + cc*(c2*c1/r1-r1 + c1*c2/r2-r2))/(cr*cr);
 137   Double_t f14= dx*cc/cr;
 138
 139   //b = C*ft
 140   Double_t b00=f02*fCcy + f03*fCey, b01=f12*fCcy + f13*fCey + f14*fCty;
 141   Double_t b10=f02*fCcz + f03*fCez, b11=f12*fCcz + f13*fCez + f14*fCtz;
 142   Double_t b20=f02*fCcc + f03*fCec, b21=f12*fCcc + f13*fCec + f14*fCtc;
 143   Double_t b30=f02*fCec + f03*fCee, b31=f12*fCec + f13*fCee + f14*fCte;
 144   Double_t b40=f02*fCtc + f03*fCte, b41=f12*fCtc + f13*fCte + f14*fCtt;
 145
 146   //a = f*b = f*C*ft
 147   Double_t a00=f02*b20+f03*b30,a01=f02*b21+f03*b31,a11=f12*b21+f13*b31+f14*b41;
 148
 149   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
 150   fCyy += a00 + 2*b00;
 151   fCzy += a01 + b01 + b10;
 152   fCcy += b20;
 153   fCey += b30;
 154   fCty += b40;
 155   fCzz += a11 + 2*b11;
 156   fCcz += b21;
 157   fCez += b31;
 158   fCtz += b41;
 159
 160   fX=x2;
 161
 162   //Multiple scattering******************
 163   Double_t d=sqrt((x1-fX)*(x1-fX)+(y1-fY)*(y1-fY)+(z1-fZ)*(z1-fZ));
 164   Double_t p2=GetPt()*GetPt()*(1.+fT*fT);
 165   Double_t beta2=p2/(p2 + pm*pm);
 166
 167   Double_t ey=fC*fX - fE, ez=fT;
 168   Double_t xz=fC*ez, zz1=ez*ez+1, xy=fE+ey;
 169
 170   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*d/x0*rho;
 171   fCcc += xz*xz*theta2;
 172   fCec += xz*ez*xy*theta2;
 173   fCtc += xz*zz1*theta2;
 174   fCee += (2*ey*ez*ez*fE+1-ey*ey+ez*ez+fE*fE*ez*ez)*theta2;
 175   fCte += ez*zz1*xy*theta2;
 176   fCtt += zz1*zz1*theta2;
 177
 178   //Energy losses************************
 179   Double_t dE=0.153e-3/beta2*(log(5940*beta2/(1-beta2)) - beta2)*d*rho;
 180   if (x1 < x2) dE=-dE;
 181   cc=fC;
 182   fC*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
 183   fE+=fX*(fC-cc);
 184
 185   return 1;
 186 }
 187
 188 //_____________________________________________________________________________
 189 void AliTPCtrack::PropagateToVertex(Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
 190 {
 191   //-----------------------------------------------------------------
 192   // This function propagates tracks to the "vertex".
 193   //-----------------------------------------------------------------
 194   Double_t c=fC*fX - fE;
 195   Double_t tgf=-fE/(fC*fY + sqrt(1-c*c));
 196   Double_t snf=tgf/sqrt(1.+ tgf*tgf);
 197   Double_t xv=(fE+snf)/fC;
 198   PropagateTo(xv,x0,rho,pm);
 199 }
 200
 201 //_____________________________________________________________________________
 202 void AliTPCtrack::Update(const AliTPCcluster *c, Double_t chisq, UInt_t index)
 203 {
 204   //-----------------------------------------------------------------
 205   // This function associates a cluster with this track.
 206   //-----------------------------------------------------------------
 207   Double_t r00=c->GetSigmaY2(), r01=0., r11=c->GetSigmaZ2();
 208   r00+=fCyy; r01+=fCzy; r11+=fCzz;
 209   Double_t det=r00*r11 - r01*r01;
 210   Double_t tmp=r00; r00=r11/det; r11=tmp/det; r01=-r01/det;
 211
 212   Double_t k00=fCyy*r00+fCzy*r01, k01=fCyy*r01+fCzy*r11;
 213   Double_t k10=fCzy*r00+fCzz*r01, k11=fCzy*r01+fCzz*r11;
 214   Double_t k20=fCcy*r00+fCcz*r01, k21=fCcy*r01+fCcz*r11;
 215   Double_t k30=fCey*r00+fCez*r01, k31=fCey*r01+fCez*r11;
 216   Double_t k40=fCty*r00+fCtz*r01, k41=fCty*r01+fCtz*r11;
 217
 218   Double_t dy=c->GetY() - fY, dz=c->GetZ() - fZ;
 219   Double_t cur=fC + k20*dy + k21*dz, eta=fE + k30*dy + k31*dz;
 220   if (TMath::Abs(cur*fX-eta) >= 0.99999) {
 221     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTPCtrack warning: Filtering failed !\n";
 222     return;
 223   }
 224
 225   fY += k00*dy + k01*dz;
 226   fZ += k10*dy + k11*dz;
 227   fC  = cur;
 228   fE  = eta;
 229   fT += k40*dy + k41*dz;
 230
 231   Double_t c01=fCzy, c02=fCcy, c03=fCey, c04=fCty;
 232   Double_t c12=fCcz, c13=fCez, c14=fCtz;
 233
 234   fCyy-=k00*fCyy+k01*fCzy; fCzy-=k00*c01+k01*fCzz;
 235   fCcy-=k00*c02+k01*c12; fCey-=k00*c03+k01*c13;
 236   fCty-=k00*c04+k01*c14;
 237
 238   fCzz-=k10*c01+k11*fCzz;
 239   fCcz-=k10*c02+k11*c12; fCez-=k10*c03+k11*c13;
 240   fCtz-=k10*c04+k11*c14;
 241
 242   fCcc-=k20*c02+k21*c12; fCec-=k20*c03+k21*c13;
 243   fCtc-=k20*c04+k21*c14;
 244
 245   fCee-=k30*c03+k31*c13;
 246   fCte-=k30*c04+k31*c14;
 247
 248   fCtt-=k40*c04+k41*c14;
 249
 250   fIndex[fN++]=index;
 251   fChi2 += chisq;
 252 }
 253
 254 //_____________________________________________________________________________
 255 Int_t AliTPCtrack::Rotate(Double_t alpha)
 256 {
 257   //-----------------------------------------------------------------
 258   // This function rotates this track.
 259   //-----------------------------------------------------------------
 260   fAlpha += alpha;
 261
 262   Double_t x1=fX, y1=fY;
 263   Double_t ca=cos(alpha), sa=sin(alpha);
 264   Double_t r1=fC*fX - fE;
 265
 266   fX = x1*ca + y1*sa;
 267   fY=-x1*sa + y1*ca;
 268   fE=fE*ca + (fC*y1 + sqrt(1.- r1*r1))*sa;
 269
 270   Double_t r2=fC*fX - fE;
 271   if (TMath::Abs(r2) >= 0.99999) {
 272     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTPCtrack warning: Rotation failed !\n";
 273     return 0;
 274   }
 275
 276   Double_t y0=fY + sqrt(1.- r2*r2)/fC;
 277   if ((fY-y0)*fC >= 0.) {
 278     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTPCtrack warning: Rotation failed !!!\n";
 279     return 0;
 280   }
 281
 282   //f = F - 1
 283   Double_t f00=ca-1,    f32=(y1 - r1*x1/sqrt(1.- r1*r1))*sa,
 284            f30=fC*sa, f33=(ca + sa*r1/sqrt(1.- r1*r1))-1;
 285
 286   //b = C*ft
 287   Double_t b00=fCyy*f00, b03=fCyy*f30+fCcy*f32+fCey*f33;
 288   Double_t b10=fCzy*f00, b13=fCzy*f30+fCcz*f32+fCez*f33;
 289   Double_t b20=fCcy*f00, b23=fCcy*f30+fCcc*f32+fCec*f33;
 290   Double_t b30=fCey*f00, b33=fCey*f30+fCec*f32+fCee*f33;
 291   Double_t b40=fCty*f00, b43=fCty*f30+fCtc*f32+fCte*f33;
 292
 293   //a = f*b = f*C*ft
 294   Double_t a00=f00*b00, a03=f00*b03, a33=f30*b03+f32*b23+f33*b33;
 295
 296   // *** Double_t dy2=fCyy;
 297
 298   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
 299   fCyy += a00 + 2*b00;
 300   fCzy += b10;
 301   fCcy += b20;
 302   fCey += a03+b30+b03;
 303   fCty += b40;
 304   fCez += b13;
 305   fCec += b23;
 306   fCee += a33 + 2*b33;
 307   fCte += b43;
 308
 309   // *** fCyy+=dy2*sa*sa*r1*r1/(1.- r1*r1);
 310   // *** fCzz+=d2y*sa*sa*fT*fT/(1.- r1*r1);
 311
 312   return 1;
 313 }
 314
 315 //_____________________________________________________________________________
 316 Double_t AliTPCtrack::GetPredictedChi2(const AliTPCcluster *c) const
 317 {
 318   //-----------------------------------------------------------------
 319   // This function calculates a predicted chi2 increment.
 320   //-----------------------------------------------------------------
 321   Double_t r00=c->GetSigmaY2(), r01=0., r11=c->GetSigmaZ2();
 322   r00+=fCyy; r01+=fCzy; r11+=fCzz;
 323
 324   Double_t det=r00*r11 - r01*r01;
 325   if (TMath::Abs(det) < 1.e-10) {
 326     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTPCtrack warning: Singular matrix !\n";
 327     return 1e10;
 328   }
 329   Double_t tmp=r00; r00=r11; r11=tmp; r01=-r01;
 330
 331   Double_t dy=c->GetY() - fY, dz=c->GetZ() - fZ;
 332
 333   return (dy*r00*dy + 2*r01*dy*dz + dz*r11*dz)/det;
 334 }
 335
 336 //_____________________________________________________________________________
 337 void AliTPCtrack::GetPxPyPz(Double_t& px, Double_t& py, Double_t& pz) const
 338 {
 339   //-----------------------------------------------------------------
 340   // This function returns reconstructed track momentum in the global system.
 341   //-----------------------------------------------------------------
 342   Double_t pt=TMath::Abs(GetPt()); // GeV/c
 343   Double_t r=fC*fX-fE;
 344   Double_t y0=fY + sqrt(1.- r*r)/fC;
 345   px=-pt*(fY-y0)*fC;    //cos(phi);
 346   py=-pt*(fE-fX*fC);   //sin(phi);
 347   pz=pt*fT;
 348   Double_t tmp=px*TMath::Cos(fAlpha) - py*TMath::Sin(fAlpha);
 349   py=px*TMath::Sin(fAlpha) + py*TMath::Cos(fAlpha);
 350   px=tmp;
 351 }
 352
 353 //_____________________________________________________________________________
 354 void AliTPCtrack::CookLabel(AliTPCClustersArray *ca) {
 355   //-----------------------------------------------------------------
 356   // This function cooks the track label. If label<0, this track is fake.
 357   //-----------------------------------------------------------------
 358   Int_t *lb=new Int_t[fN];
 359   Int_t *mx=new Int_t[fN];
 360   AliTPCcluster **clusters=new AliTPCcluster*[fN];
 361
 362   Int_t i;
 363   Int_t sec,row,ncl;
 364   for (i=0; i<fN; i++) {
 365      lb[i]=mx[i]=0;
 366      GetCluster(i,sec,row,ncl);
 367      AliTPCClustersRow *clrow=ca->GetRow(sec,row);
 368      clusters[i]=(AliTPCcluster*)(*clrow)[ncl];
 369   }
 370
 371   Int_t lab=123456789;
 372   for (i=0; i<fN; i++) {
 373     AliTPCcluster *c=clusters[i];
 374     lab=TMath::Abs(c->GetLabel(0));
 375     Int_t j;
 376     for (j=0; j<fN; j++)
 377       if (lb[j]==lab || mx[j]==0) break;
 378     lb[j]=lab;
 379     (mx[j])++;
 380   }
 381
 382   Int_t max=0;
 383   for (i=0; i<fN; i++)
 384     if (mx[i]>max) {max=mx[i]; lab=lb[i];}
 385
 386   for (i=0; i<fN; i++) {
 387     AliTPCcluster *c=clusters[i];
 388     if (TMath::Abs(c->GetLabel(1)) == lab ||
 389         TMath::Abs(c->GetLabel(2)) == lab ) max++;
 390   }
 391
 392   SetLabel(-lab);
 393   if (1.-Float_t(max)/fN <= 0.10) {
 394     //Int_t tail=Int_t(0.08*fN);
 395      Int_t tail=14;
 396      max=0;
 397      for (i=1; i<=tail; i++) {
 398        AliTPCcluster *c=clusters[fN-i];
 399        if (lab == TMath::Abs(c->GetLabel(0)) ||
 400            lab == TMath::Abs(c->GetLabel(1)) ||
 401            lab == TMath::Abs(c->GetLabel(2))) max++;
 402      }
 403      if (max >= Int_t(0.5*tail)) SetLabel(lab);
 404   }
 405
 406   delete[] lb;
 407   delete[] mx;
 408   delete[] clusters;
 409 }
 410
 411 //____________________________________________________________________________
 412 void AliTPCtrack::Streamer(TBuffer &R__b)
 413 {
 414   //-----------------------------------------------------
 415   // This is AliTPCtrack streamer.
 416   //-----------------------------------------------------
 417    if (R__b.IsReading()) {
 418       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(); if (R__v) { }
 419       TObject::Streamer(R__b);
 420       R__b >> fLab;
 421       R__b >> fChi2;
 422       R__b >> fdEdx;
 423       R__b >> fAlpha;
 424       R__b >> fX;
 425       R__b >> fY;
 426       R__b >> fZ;
 427       R__b >> fC;
 428       R__b >> fE;
 429       R__b >> fT;
 430       R__b >> fCyy;
 431       R__b >> fCzy;
 432       R__b >> fCzz;
 433       R__b >> fCcy;
 434       R__b >> fCcz;
 435       R__b >> fCcc;
 436       R__b >> fCey;
 437       R__b >> fCez;
 438       R__b >> fCec;
 439       R__b >> fCee;
 440       R__b >> fCty;
 441       R__b >> fCtz;
 442       R__b >> fCtc;
 443       R__b >> fCte;
 444       R__b >> fCtt;
 445       R__b >> fN;
 446       for (Int_t i=0; i<fN; i++) R__b >> fIndex[i];
 447    } else {
 448       R__b.WriteVersion(AliTPCtrack::IsA());
 449       TObject::Streamer(R__b);
 450       R__b << fLab;
 451       R__b << fChi2;
 452       R__b << fdEdx;
 453       R__b << fAlpha;
 454       R__b << fX;
 455       R__b << fY;
 456       R__b << fZ;
 457       R__b << fC;
 458       R__b << fE;
 459       R__b << fT;
 460       R__b << fCyy;
 461       R__b << fCzy;
 462       R__b << fCzz;
 463       R__b << fCcy;
 464       R__b << fCcz;
 465       R__b << fCcc;
 466       R__b << fCey;
 467       R__b << fCez;
 468       R__b << fCec;
 469       R__b << fCee;
 470       R__b << fCty;
 471       R__b << fCtz;
 472       R__b << fCtc;
 473       R__b << fCte;
 474       R__b << fCtt;
 475       R__b << fN;
 476       for (Int_t i=0; i<fN; i++) R__b << fIndex[i];
 477    }
 478 }
 479
 480