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 1.3  2000/07/10 20:57:39  hristov
  19 Update of TPC code and macros by M.Kowalski
  20
  21 Revision 1.2  2000/06/30 12:07:50  kowal2
  22 Updated from the TPC-PreRelease branch
  23
  24 Revision 1.1.2.2  2000/06/25 08:38:41  kowal2
  25 Splitted from AliTPCtracking
  26
  27 */
  28
  29 //-----------------------------------------------------------------
  30 //           Implementation of the TPC track class
  31 //
  32 // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
  33 //-----------------------------------------------------------------
  34
  35 #include "AliTPCtrack.h"
  36 #include "AliTPCcluster.h"
  37 #include "AliTPCClustersRow.h"
  38 #include "AliTPCClustersArray.h"
  39
  40 ClassImp(AliTPCtrack)
  41 //_________________________________________________________________________
  42 AliTPCtrack::AliTPCtrack(UInt_t index, const Double_t xx[5],
  43 const Double_t cc[15], Double_t xref, Double_t alpha) {
  44   //-----------------------------------------------------------------
  45   // This is the main track constructor.
  46   //-----------------------------------------------------------------
  47   fLab=-1;
  48   fChi2=0.;
  49   fdEdx=0.;
  50
  51   fAlpha=alpha;
  52   fX=xref;
  53
  54   fY=xx[0]; fZ=xx[1]; fC=xx[2]; fE=xx[3]; fT=xx[4];
  55
  56   fCyy=cc[0];
  57   fCzy=cc[1];  fCzz=cc[2];
  58   fCcy=cc[3];  fCcz=cc[4];  fCcc=cc[5];
  59   fCey=cc[6];  fCez=cc[7];  fCec=cc[8];  fCee=cc[9];
  60   fCty=cc[10]; fCtz=cc[11]; fCtc=cc[12]; fCte=cc[13]; fCtt=cc[14];
  61
  62   fN=0;
  63   fIndex[fN++]=index;
  64 }
  65
  66 //_____________________________________________________________________________
  67 AliTPCtrack::AliTPCtrack(const AliTPCtrack& t) {
  68   //-----------------------------------------------------------------
  69   // This is a track copy constructor.
  70   //-----------------------------------------------------------------
  71   fLab=t.fLab;
  72   fChi2=t.fChi2;
  73   fdEdx=t.fdEdx;
  74
  75   fAlpha=t.fAlpha;
  76   fX=t.fX;
  77
  78   fY=t.fY; fZ=t.fZ; fC=t.fC; fE=t.fE; fT=t.fT;
  79
  80   fCyy=t.fCyy;
  81   fCzy=t.fCzy;  fCzz=t.fCzz;
  82   fCcy=t.fCcy;  fCcz=t.fCcz;  fCcc=t.fCcc;
  83   fCey=t.fCey;  fCez=t.fCez;  fCec=t.fCec;  fCee=t.fCee;
  84   fCty=t.fCty;  fCtz=t.fCtz;  fCtc=t.fCtc;  fCte=t.fCte;  fCtt=t.fCtt;
  85
  86   fN=t.fN;
  87   for (Int_t i=0; i<fN; i++) fIndex[i]=t.fIndex[i];
  88 }
  89
  90 //_____________________________________________________________________________
  91 void AliTPCtrack::GetCovariance(Double_t cc[15]) const {
  92   //just to calm down our rule checker
  93   cc[0]=fCyy;
  94   cc[1]=fCzy;  cc[2]=fCzz;
  95   cc[3]=fCcy;  cc[4]=fCcz;  cc[5]=fCcc;
  96   cc[6]=fCey;  cc[7]=fCez;  cc[8]=fCec;  cc[9]=fCee;
  97   cc[10]=fCty; cc[11]=fCtz; cc[12]=fCtc; cc[13]=fCte; cc[14]=fCtt;
  98 }
  99
 100 //_____________________________________________________________________________
 101 Int_t AliTPCtrack::Compare(TObject *o) {
 102   //-----------------------------------------------------------------
 103   // This function compares tracks according to the their curvature
 104   //-----------------------------------------------------------------
 105   AliTPCtrack *t=(AliTPCtrack*)o;
 106   //Double_t co=t->GetSigmaY2();
 107   //Double_t c =GetSigmaY2();
 108   Double_t co=TMath::Abs(t->GetC());
 109   Double_t c =TMath::Abs(GetC());
 110   if (c>co) return 1;
 111   else if (c<co) return -1;
 112   return 0;
 113 }
 114
 115 //_____________________________________________________________________________
 116 Int_t AliTPCtrack::PropagateTo(Double_t xk,Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
 117 {
 118   //-----------------------------------------------------------------
 119   // This function propagates a track to a reference plane x=xk.
 120   //-----------------------------------------------------------------
 121   if (TMath::Abs(fC*xk - fE) >= 0.99999) {
 122     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTPCtrack warning: Propagation failed !\n";
 123     return 0;
 124   }
 125
 126   Double_t x1=fX, x2=x1+(xk-x1), dx=x2-x1, y1=fY, z1=fZ;
 127   Double_t c1=fC*x1 - fE, r1=sqrt(1.- c1*c1);
 128   Double_t c2=fC*x2 - fE, r2=sqrt(1.- c2*c2);
 129
 130   fY += dx*(c1+c2)/(r1+r2);
 131   fZ += dx*(c1+c2)/(c1*r2 + c2*r1)*fT;
 132
 133   //f = F - 1
 134   Double_t rr=r1+r2, cc=c1+c2, xx=x1+x2;
 135   Double_t f02= dx*(rr*xx + cc*(c1*x1/r1+c2*x2/r2))/(rr*rr);
 136   Double_t f03=-dx*(2*rr + cc*(c1/r1 + c2/r2))/(rr*rr);
 137   Double_t cr=c1*r2+c2*r1;
 138   Double_t f12= dx*fT*(cr*xx-cc*(r1*x2-c2*c1*x1/r1+r2*x1-c1*c2*x2/r2))/(cr*cr);
 139   Double_t f13=-dx*fT*(2*cr + cc*(c2*c1/r1-r1 + c1*c2/r2-r2))/(cr*cr);
 140   Double_t f14= dx*cc/cr;
 141
 142   //b = C*ft
 143   Double_t b00=f02*fCcy + f03*fCey, b01=f12*fCcy + f13*fCey + f14*fCty;
 144   Double_t b10=f02*fCcz + f03*fCez, b11=f12*fCcz + f13*fCez + f14*fCtz;
 145   Double_t b20=f02*fCcc + f03*fCec, b21=f12*fCcc + f13*fCec + f14*fCtc;
 146   Double_t b30=f02*fCec + f03*fCee, b31=f12*fCec + f13*fCee + f14*fCte;
 147   Double_t b40=f02*fCtc + f03*fCte, b41=f12*fCtc + f13*fCte + f14*fCtt;
 148
 149   //a = f*b = f*C*ft
 150   Double_t a00=f02*b20+f03*b30,a01=f02*b21+f03*b31,a11=f12*b21+f13*b31+f14*b41;
 151
 152   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
 153   fCyy += a00 + 2*b00;
 154   fCzy += a01 + b01 + b10;
 155   fCcy += b20;
 156   fCey += b30;
 157   fCty += b40;
 158   fCzz += a11 + 2*b11;
 159   fCcz += b21;
 160   fCez += b31;
 161   fCtz += b41;
 162
 163   fX=x2;
 164
 165   //Multiple scattering******************
 166   Double_t d=sqrt((x1-fX)*(x1-fX)+(y1-fY)*(y1-fY)+(z1-fZ)*(z1-fZ));
 167   Double_t p2=GetPt()*GetPt()*(1.+fT*fT);
 168   Double_t beta2=p2/(p2 + pm*pm);
 169
 170   Double_t ey=fC*fX - fE, ez=fT;
 171   Double_t xz=fC*ez, zz1=ez*ez+1, xy=fE+ey;
 172
 173   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*d/x0*rho;
 174   fCcc += xz*xz*theta2;
 175   fCec += xz*ez*xy*theta2;
 176   fCtc += xz*zz1*theta2;
 177   fCee += (2*ey*ez*ez*fE+1-ey*ey+ez*ez+fE*fE*ez*ez)*theta2;
 178   fCte += ez*zz1*xy*theta2;
 179   fCtt += zz1*zz1*theta2;
 180
 181   //Energy losses************************
 182   Double_t dE=0.153e-3/beta2*(log(5940*beta2/(1-beta2)) - beta2)*d*rho;
 183   if (x1 < x2) dE=-dE;
 184   cc=fC;
 185   fC*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
 186   fE+=fX*(fC-cc);
 187
 188   return 1;
 189 }
 190
 191 //_____________________________________________________________________________
 192 void AliTPCtrack::PropagateToVertex(Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
 193 {
 194   //-----------------------------------------------------------------
 195   // This function propagates tracks to the "vertex".
 196   //-----------------------------------------------------------------
 197   Double_t c=fC*fX - fE;
 198   Double_t tgf=-fE/(fC*fY + sqrt(1-c*c));
 199   Double_t snf=tgf/sqrt(1.+ tgf*tgf);
 200   Double_t xv=(fE+snf)/fC;
 201   PropagateTo(xv,x0,rho,pm);
 202 }
 203
 204 //_____________________________________________________________________________
 205 void AliTPCtrack::Update(const AliTPCcluster *c, Double_t chisq, UInt_t index)
 206 {
 207   //-----------------------------------------------------------------
 208   // This function associates a cluster with this track.
 209   //-----------------------------------------------------------------
 210   Double_t r00=c->GetSigmaY2(), r01=0., r11=c->GetSigmaZ2();
 211   r00+=fCyy; r01+=fCzy; r11+=fCzz;
 212   Double_t det=r00*r11 - r01*r01;
 213   Double_t tmp=r00; r00=r11/det; r11=tmp/det; r01=-r01/det;
 214
 215   Double_t k00=fCyy*r00+fCzy*r01, k01=fCyy*r01+fCzy*r11;
 216   Double_t k10=fCzy*r00+fCzz*r01, k11=fCzy*r01+fCzz*r11;
 217   Double_t k20=fCcy*r00+fCcz*r01, k21=fCcy*r01+fCcz*r11;
 218   Double_t k30=fCey*r00+fCez*r01, k31=fCey*r01+fCez*r11;
 219   Double_t k40=fCty*r00+fCtz*r01, k41=fCty*r01+fCtz*r11;
 220
 221   Double_t dy=c->GetY() - fY, dz=c->GetZ() - fZ;
 222   Double_t cur=fC + k20*dy + k21*dz, eta=fE + k30*dy + k31*dz;
 223   if (TMath::Abs(cur*fX-eta) >= 0.99999) {
 224     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTPCtrack warning: Filtering failed !\n";
 225     return;
 226   }
 227
 228   fY += k00*dy + k01*dz;
 229   fZ += k10*dy + k11*dz;
 230   fC  = cur;
 231   fE  = eta;
 232   fT += k40*dy + k41*dz;
 233
 234   Double_t c01=fCzy, c02=fCcy, c03=fCey, c04=fCty;
 235   Double_t c12=fCcz, c13=fCez, c14=fCtz;
 236
 237   fCyy-=k00*fCyy+k01*fCzy; fCzy-=k00*c01+k01*fCzz;
 238   fCcy-=k00*c02+k01*c12; fCey-=k00*c03+k01*c13;
 239   fCty-=k00*c04+k01*c14;
 240
 241   fCzz-=k10*c01+k11*fCzz;
 242   fCcz-=k10*c02+k11*c12; fCez-=k10*c03+k11*c13;
 243   fCtz-=k10*c04+k11*c14;
 244
 245   fCcc-=k20*c02+k21*c12; fCec-=k20*c03+k21*c13;
 246   fCtc-=k20*c04+k21*c14;
 247
 248   fCee-=k30*c03+k31*c13;
 249   fCte-=k30*c04+k31*c14;
 250
 251   fCtt-=k40*c04+k41*c14;
 252
 253   fIndex[fN++]=index;
 254   fChi2 += chisq;
 255 }
 256
 257 //_____________________________________________________________________________
 258 Int_t AliTPCtrack::Rotate(Double_t alpha)
 259 {
 260   //-----------------------------------------------------------------
 261   // This function rotates this track.
 262   //-----------------------------------------------------------------
 263   fAlpha += alpha;
 264
 265   Double_t x1=fX, y1=fY;
 266   Double_t ca=cos(alpha), sa=sin(alpha);
 267   Double_t r1=fC*fX - fE;
 268
 269   fX = x1*ca + y1*sa;
 270   fY=-x1*sa + y1*ca;
 271   fE=fE*ca + (fC*y1 + sqrt(1.- r1*r1))*sa;
 272
 273   Double_t r2=fC*fX - fE;
 274   if (TMath::Abs(r2) >= 0.99999) {
 275     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTPCtrack warning: Rotation failed !\n";
 276     return 0;
 277   }
 278
 279   Double_t y0=fY + sqrt(1.- r2*r2)/fC;
 280   if ((fY-y0)*fC >= 0.) {
 281     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTPCtrack warning: Rotation failed !!!\n";
 282     return 0;
 283   }
 284
 285   //f = F - 1
 286   Double_t f00=ca-1,    f32=(y1 - r1*x1/sqrt(1.- r1*r1))*sa,
 287            f30=fC*sa, f33=(ca + sa*r1/sqrt(1.- r1*r1))-1;
 288
 289   //b = C*ft
 290   Double_t b00=fCyy*f00, b03=fCyy*f30+fCcy*f32+fCey*f33;
 291   Double_t b10=fCzy*f00, b13=fCzy*f30+fCcz*f32+fCez*f33;
 292   Double_t b20=fCcy*f00, b23=fCcy*f30+fCcc*f32+fCec*f33;
 293   Double_t b30=fCey*f00, b33=fCey*f30+fCec*f32+fCee*f33;
 294   Double_t b40=fCty*f00, b43=fCty*f30+fCtc*f32+fCte*f33;
 295
 296   //a = f*b = f*C*ft
 297   Double_t a00=f00*b00, a03=f00*b03, a33=f30*b03+f32*b23+f33*b33;
 298
 299   // *** Double_t dy2=fCyy;
 300
 301   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
 302   fCyy += a00 + 2*b00;
 303   fCzy += b10;
 304   fCcy += b20;
 305   fCey += a03+b30+b03;
 306   fCty += b40;
 307   fCez += b13;
 308   fCec += b23;
 309   fCee += a33 + 2*b33;
 310   fCte += b43;
 311
 312   // *** fCyy+=dy2*sa*sa*r1*r1/(1.- r1*r1);
 313   // *** fCzz+=d2y*sa*sa*fT*fT/(1.- r1*r1);
 314
 315   return 1;
 316 }
 317
 318 //_____________________________________________________________________________
 319 Double_t AliTPCtrack::GetPredictedChi2(const AliTPCcluster *c) const
 320 {
 321   //-----------------------------------------------------------------
 322   // This function calculates a predicted chi2 increment.
 323   //-----------------------------------------------------------------
 324   Double_t r00=c->GetSigmaY2(), r01=0., r11=c->GetSigmaZ2();
 325   r00+=fCyy; r01+=fCzy; r11+=fCzz;
 326
 327   Double_t det=r00*r11 - r01*r01;
 328   if (TMath::Abs(det) < 1.e-10) {
 329     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTPCtrack warning: Singular matrix !\n";
 330     return 1e10;
 331   }
 332   Double_t tmp=r00; r00=r11; r11=tmp; r01=-r01;
 333
 334   Double_t dy=c->GetY() - fY, dz=c->GetZ() - fZ;
 335
 336   return (dy*r00*dy + 2*r01*dy*dz + dz*r11*dz)/det;
 337 }
 338
 339 //_____________________________________________________________________________
 340 void AliTPCtrack::GetPxPyPz(Double_t& px, Double_t& py, Double_t& pz) const
 341 {
 342   //-----------------------------------------------------------------
 343   // This function returns reconstructed track momentum in the global system.
 344   //-----------------------------------------------------------------
 345   Double_t pt=TMath::Abs(GetPt()); // GeV/c
 346   Double_t r=fC*fX-fE;
 347   Double_t y0=fY + sqrt(1.- r*r)/fC;
 348   px=-pt*(fY-y0)*fC;    //cos(phi);
 349   py=-pt*(fE-fX*fC);   //sin(phi);
 350   pz=pt*fT;
 351   Double_t tmp=px*TMath::Cos(fAlpha) - py*TMath::Sin(fAlpha);
 352   py=px*TMath::Sin(fAlpha) + py*TMath::Cos(fAlpha);
 353   px=tmp;
 354 }
 355
 356 //_____________________________________________________________________________
 357 void AliTPCtrack::CookLabel(AliTPCClustersArray *ca) {
 358   //-----------------------------------------------------------------
 359   // This function cooks the track label. If label<0, this track is fake.
 360   //-----------------------------------------------------------------
 361   Int_t *lb=new Int_t[fN];
 362   Int_t *mx=new Int_t[fN];
 363   AliTPCcluster **clusters=new AliTPCcluster*[fN];
 364
 365   Int_t i;
 366   Int_t sec,row,ncl;
 367   for (i=0; i<fN; i++) {
 368      lb[i]=mx[i]=0;
 369      GetCluster(i,sec,row,ncl);
 370      AliTPCClustersRow *clrow=ca->GetRow(sec,row);
 371      clusters[i]=(AliTPCcluster*)(*clrow)[ncl];
 372   }
 373
 374   Int_t lab=123456789;
 375   for (i=0; i<fN; i++) {
 376     AliTPCcluster *c=clusters[i];
 377     lab=TMath::Abs(c->GetLabel(0));
 378     Int_t j;
 379     for (j=0; j<fN; j++)
 380       if (lb[j]==lab || mx[j]==0) break;
 381     lb[j]=lab;
 382     (mx[j])++;
 383   }
 384
 385   Int_t max=0;
 386   for (i=0; i<fN; i++)
 387     if (mx[i]>max) {max=mx[i]; lab=lb[i];}
 388
 389   for (i=0; i<fN; i++) {
 390     AliTPCcluster *c=clusters[i];
 391     if (TMath::Abs(c->GetLabel(1)) == lab ||
 392         TMath::Abs(c->GetLabel(2)) == lab ) max++;
 393   }
 394
 395   SetLabel(-lab);
 396   if (1.-Float_t(max)/fN <= 0.10) {
 397     //Int_t tail=Int_t(0.08*fN);
 398      Int_t tail=14;
 399      max=0;
 400      for (i=1; i<=tail; i++) {
 401        AliTPCcluster *c=clusters[fN-i];
 402        if (lab == TMath::Abs(c->GetLabel(0)) ||
 403            lab == TMath::Abs(c->GetLabel(1)) ||
 404            lab == TMath::Abs(c->GetLabel(2))) max++;
 405      }
 406      if (max >= Int_t(0.5*tail)) SetLabel(lab);
 407   }
 408
 409   delete[] lb;
 410   delete[] mx;
 411   delete[] clusters;
 412 }
 413