TPC/AliTPCv2.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 1.21.2.4  2000/06/26 07:39:42  kowal2
  19 Changes to obey the coding rules
  20
  21 Revision 1.21.2.3  2000/06/25 08:38:41  kowal2
  22 Splitted from AliTPCtracking
  23
  24 Revision 1.21.2.2  2000/06/16 12:58:13  kowal2
  25 Changed parameter settings
  26
  27 Revision 1.21.2.1  2000/06/09 07:15:07  kowal2
  28
  29 Defaults loaded automatically (hard-wired)
  30 Optional parameters can be set via macro called in the constructor
  31
  32 Revision 1.21  2000/05/15 10:00:30  kowal2
  33 Corrected bug in the TPC geometry, thanks to Ivana Hrivnacova
  34
  35 Revision 1.20  2000/04/17 09:37:33  kowal2
  36 removed obsolete AliTPCDigitsDisplay.C
  37
  38 Revision 1.19.8.2  2000/04/10 08:31:52  kowal2
  39
  40 Different geometry for different sectors
  41 Updated readout chambers
  42 Some modifications to StepManager by J.Belikov
  43
  44 Revision 1.19.8.1  2000/04/10 07:56:53  kowal2
  45 Not used anymore - removed
  46
  47 Revision 1.19  1999/11/04 17:28:07  fca
  48 Correct barrel part of HV Degrader
  49
  50 Revision 1.18  1999/10/14 16:52:08  fca
  51 Only use PDG codes and not GEANT ones
  52
  53 Revision 1.17  1999/10/08 06:27:23  fca
  54 Corrected bug in the HV degrader geometry, thanks to G.Tabary
  55
  56 Revision 1.16  1999/10/04 13:39:54  fca
  57 Correct array index problem
  58
  59 Revision 1.15  1999/09/29 09:24:34  fca
  60 Introduction of the Copyright and cvs Log
  61
  62 */
  63
  64 //
  65 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  66 //                                                                           //
  67 //  Time Projection Chamber version 2 -- detailed TPC and slow simulation    //
  68 //                                                                           //
  69 //Begin_Html
  70 /*
  71 <img src="picts/AliTPCv2Class.gif">
  72 */
  73 //End_Html
  74 //                                                                           //
  75 //                                                                           //
  76 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  77 #include <stdlib.h>
  78
  79 #include <TMath.h>
  80
  81 #include "AliTPCv2.h"
  82 #include "AliTPCDigitsArray.h"
  83 #include "AliRun.h"
  84 #include "AliConst.h"
  85 #include "AliPDG.h"
  86 #include "AliTPCParam.h"
  87 #include "AliTPCParamSR.h"
  88
  89 ClassImp(AliTPCv2)
  90
  91 //_____________________________________________________________________________
  92 AliTPCv2::AliTPCv2(const char *name, const char *title) :
  93   AliTPC(name, title)
  94 {
  95   //
  96   // Standard constructor for Time Projection Chamber version 2
  97   //
  98   fIdSens1=0;
  99   fIdSens2=0;
 100   SetBufferSize(128000);
 101
 102   SetGasMixt(2,20,10,-1,0.9,0.1,0.); // Ne-CO2 90-10
 103
 104   // Default sectors
 105
 106   SetSecAL(4);
 107   SetSecAU(4);
 108   SetSecLows(1,  2,  3, 19, 20, 21);
 109   SetSecUps(37, 38, 39, 37+18, 38+18, 39+18, -1, -1, -1, -1, -1, -1);
 110   SetSens(1); // sensitive strips
 111
 112   if (fTPCParam)
 113      fTPCParam->Write(fTPCParam->GetTitle());
 114 }
 115
 116 //_____________________________________________________________________________
 117 void AliTPCv2::CreateGeometry()
 118 {
 119   //
 120   // Create the geometry of Time Projection Chamber version 2
 121   //
 122   //Begin_Html
 123   /*
 124     <img src="picts/AliTPCv2.gif">
 125   */
 126   //End_Html
 127   //Begin_Html
 128   /*
 129     <img src="picts/AliTPCv2Tree.gif">
 130   */
 131   //End_Html
 132
 133
 134   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray();
 135
 136   Float_t dm[21];
 137   Int_t idrotm[120];
 138
 139   Int_t nRotMat = 0;
 140
 141   Int_t i,ifl1,ifl2=0;
 142
 143   Int_t nInnerSector = fTPCParam->GetNInnerSector()/2;
 144   Int_t nOuterSector = fTPCParam->GetNOuterSector()/2;
 145
 146   // ---------------------------------------------------
 147   //        sector specification check
 148   // ---------------------------------------------------
 149   if (fSecAL >= 0) {
 150     ifl1 = 0;
 151
 152     for (i = 0; i < 6; ++i) {
 153       if (fSecLows[i] >= 0 && fSecLows[i] < 2*nInnerSector) {
 154         ifl1 = 1;
 155         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecLows[i]);
 156       }
 157     }
 158
 159   } else {
 160     printf("*** ALL LOWER SECTORS SELECTED ***\n");
 161     ifl1 = 1;
 162   }
 163
 164   if (fSecAU >= 0) {
 165     ifl2 = 0;
 166
 167     for (i = 0; i < 12; ++i) {
 168       if (fSecUps[i] > 2*nInnerSector-1 &&
 169           fSecUps[i] < 2*(nInnerSector+nOuterSector)) {
 170         ifl2 = 1;
 171         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecUps[i]);
 172       }
 173     }
 174
 175   } else {
 176     printf("*** ALL UPPER SECTORS SELECTED ***\n");
 177     ifl1 = 1;
 178   }
 179
 180   if (ifl1 == 0 && ifl2 == 0) {
 181     printf("*** ERROR: AT LEAST ONE SECTOR MUST BE SPECIFIED ***\n");
 182     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
 183     exit(1);
 184   }
 185
 186   if ((fSecAL < 0 || fSecAU < 0) && fSens >= 0) {
 187     printf("** ERROR: STRIPS CANNOT BE SPECIFIED FOR ALL SECTORS **\n");
 188     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
 189     exit(1);
 190   }
 191
 192   // ----------------------------------------------------
 193   //          FIELD CAGE WITH ENDCAPS - G10
 194   //          THIS IS ALSO A TPC MOTHER VOLUME
 195   // ----------------------------------------------------
 196
 197   dm[0] = 76.;
 198   dm[1] = 278.;
 199   dm[2] = 275.;
 200
 201   gMC->Gsvolu("TPC ", "TUBE", idtmed[8], dm, 3);
 202
 203   //-----------------------------------------------------
 204   //  Endcap cover c-fibre 0.86% X0
 205   //-----------------------------------------------------
 206
 207   dm[0] = 78.;
 208   dm[1] = 258.;
 209   dm[2] = 0.95;
 210
 211   gMC->Gsvolu("TPEC","TUBE",idtmed[10],dm,3);
 212
 213   //-----------------------------------------------------
 214   // Drift gas , leave 2 cm at the outer radius
 215   // and inner raddius
 216   //-----------------------------------------------------
 217
 218   dm[0] = 78.;
 219   dm[1] = 258.;
 220   dm[2] = 250.;
 221
 222   gMC->Gsvolu("TGAS", "TUBE", idtmed[3], dm, 3);
 223
 224   //------------------------------------------------------
 225   //  membrane holder - carbon fiber
 226   //------------------------------------------------------
 227
 228
 229   gMC->Gsvolu("TPMH","TUBE",idtmed[6],dm,0);
 230
 231   dm[0] = 252.;
 232   dm[1] = 258.;
 233   dm[2] = 0.2;
 234
 235   gMC->Gsposp("TPMH",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 236
 237   dm[0] = 78.;
 238   dm[1] = 82.;
 239   dm[2] = 0.1;
 240
 241   gMC->Gsposp("TPMH",2,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 242
 243   //----------------------------------------------------------
 244   //  HV membrane - 25 microns of mylar
 245   //----------------------------------------------------------
 246
 247   dm[0] = 82.;
 248   dm[1] = 252.;
 249   dm[2] = 0.00125;
 250
 251   gMC->Gsvolu("TPHV","TUBE",idtmed[5],dm,3);
 252
 253   gMC->Gspos("TPHV",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 254
 255   gMC->Gspos("TGAS",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 256
 257   //----------------------------------------------------------
 258   // "side" gas volume, the same as the drift gas
 259   // the readout chambers are placed there.
 260   //----------------------------------------------------------
 261
 262   dm[0] = 78.;
 263   dm[1] = 258.;
 264   dm[2] = 0.5*(275. - 250.);
 265
 266   gMC->Gsvolu("TPSG", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
 267
 268   Float_t zSide = dm[2]; // 1/2 of the side gas thickness
 269
 270   //------------------------------------------------------------
 271   //   Readout chambers , 25% of X0, I use Al as the material
 272   //------------------------------------------------------------
 273
 274   Float_t innerOpenAngle = fTPCParam->GetInnerAngle();
 275   Float_t outerOpenAngle = fTPCParam->GetOuterAngle();
 276
 277   Float_t innerAngleShift = fTPCParam->GetInnerAngleShift();
 278   Float_t outerAngleShift = fTPCParam->GetOuterAngleShift();
 279
 280   Float_t inSecLowEdge = fTPCParam->GetInnerRadiusLow();
 281   Float_t inSecUpEdge =  fTPCParam->GetInnerRadiusUp();
 282
 283   Float_t ouSecLowEdge = fTPCParam->GetOuterRadiusLow();
 284   Float_t ouSecUpEdge = fTPCParam->GetOuterRadiusUp();
 285
 286
 287   Float_t secThick = 2.225; // Al
 288
 289   Float_t lowEdge = fTPCParam->GetInnerFrameSpace();
 290
 291   //  S (Inner) sectors
 292
 293   dm[0] = inSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*innerOpenAngle)-lowEdge;
 294   dm[1] = inSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*innerOpenAngle)-lowEdge;
 295   dm[2] = 0.5*secThick;
 296   dm[3] = 0.5*(inSecUpEdge-inSecLowEdge);
 297
 298   Float_t xCenterS = inSecLowEdge+dm[3];
 299
 300   gMC->Gsvolu("TRCS", "TRD1", idtmed[0], dm, 4);
 301
 302   //  L (Outer) sectors
 303
 304   Float_t upEdge = fTPCParam->GetOuterFrameSpace();
 305
 306   dm[0] = ouSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*outerOpenAngle)-upEdge;
 307   dm[1] = ouSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*outerOpenAngle)-upEdge;
 308   dm[2] = 0.5*secThick;
 309   dm[3] = 0.5*(ouSecUpEdge-ouSecLowEdge);
 310
 311   Float_t xCenterL = ouSecLowEdge+dm[3];
 312
 313   gMC->Gsvolu("TRCL", "TRD1", idtmed[0], dm, 4);
 314
 315   Float_t z1 = -zSide + secThick*0.5;
 316
 317   //------------------------------------------------------------------
 318   // S sectors - "gas sectors" (TRD1)
 319   //------------------------------------------------------------------
 320
 321   dm[0] = inSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*innerOpenAngle)-0.01;
 322   dm[1] = inSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*innerOpenAngle)-0.01;
 323   dm[2] = 0.5*(250. - 0.001);
 324   dm[3] = 0.5*(inSecUpEdge-inSecLowEdge);
 325
 326   gMC->Gsvolu("TSGA", "TRD1", idtmed[4], dm, 4); // sensitive
 327
 328   // -------------------------------------------------------------
 329   //  Only for the debugging purpose and resolution calculation
 330   //  Sensitive strips at the pad-row center
 331   // -------------------------------------------------------------
 332
 333   Int_t ns;
 334
 335   if(fSens>=0){
 336
 337     Float_t r1,r2,zz;
 338
 339     Float_t stripThick = 0.01; // 100 microns
 340     Float_t dead;
 341
 342     gMC->Gsvolu("TSST", "TRD1", idtmed[4], dm, 0);
 343
 344     dm[2] = 0.5*(250. - 0.002);
 345     dm[3] = 0.5 * stripThick;
 346
 347     dead= fTPCParam->GetInnerWireMount();
 348
 349
 350     for (ns = 0; ns < fTPCParam->GetNRowLow(); ns++) {
 351
 352       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiLow(ns);
 353       r2 = r1 + stripThick;
 354       dm[0] = r1 * TMath::Tan(0.5*innerOpenAngle) - dead;
 355       dm[1] = r2 * TMath::Tan(0.5*innerOpenAngle) - dead;
 356
 357       zz = -inSecLowEdge -0.5*(inSecUpEdge-inSecLowEdge);
 358       zz += r1;
 359       zz += dm[3];
 360
 361       gMC->Gsposp("TSST", ns+1, "TSGA", 0., 0., zz, 0, "ONLY", dm, 4);
 362
 363
 364     }
 365
 366     gMC->Gsord("TSGA", 3);
 367
 368   } // if strips selected
 369
 370
 371   //-----------------------------------------------------------------
 372   //  L sectors - "gas sectors" (PGON to avoid overlaps)
 373   //-----------------------------------------------------------------
 374
 375   dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*outerOpenAngle;
 376   dm[0] *= kRaddeg;
 377   dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
 378
 379   dm[1] = outerOpenAngle*kRaddeg;
 380   dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
 381
 382   dm[2] = 1.;
 383   dm[3] = 4.;
 384
 385   dm[4] = 0.002;
 386   dm[5] = ouSecLowEdge;
 387   dm[6] = 252.*TMath::Cos(0.5*outerOpenAngle)-0.002;
 388
 389   dm[7] = dm[4]+0.2;
 390   dm[8] = dm[5];
 391   dm[9] = dm[6];
 392
 393   dm[10] = dm[7];
 394   dm[11] = ouSecLowEdge;
 395   dm[12] = ouSecUpEdge;
 396
 397   dm[13] = 250.;
 398   dm[14] = dm[11];
 399   dm[15] = dm[12];
 400
 401   gMC->Gsvolu("TLGA","PGON",idtmed[4],dm,16);
 402
 403   if (fSens >= 0) {
 404
 405     Float_t rmax = dm[6];
 406     Float_t r1,r2;
 407     Float_t dead = fTPCParam->GetOuterWireMount();
 408
 409     Float_t stripThick = 0.01; // 100 microns
 410
 411     gMC->Gsvolu("TLST", "PGON", idtmed[4], dm, 0);
 412
 413     dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*outerOpenAngle;
 414     dm[0] *= kRaddeg;
 415     dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
 416
 417     dm[1] = outerOpenAngle*kRaddeg;
 418     dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
 419
 420     dm[2] = 1.;
 421     dm[3] = 2.;
 422
 423     dm[7] = 250.;
 424
 425     Float_t xx = dead/TMath::Tan(0.5*outerOpenAngle);
 426
 427     for(ns=0;ns<fTPCParam->GetNRowUp();ns++){
 428
 429       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiUp(ns)-xx;
 430       r2 = r1 + stripThick;
 431
 432       dm[5] = r1;
 433       dm[6] = r2;
 434
 435       dm[8] = r1;
 436       dm[9] = r2;
 437
 438       if(r2+xx < rmax){
 439         dm[4] = 0.002;
 440       }
 441       else{
 442         dm[4] = 0.202;
 443       }
 444
 445       gMC->Gsposp("TLST",ns+1,"TLGA",xx,0.,0.,0,"ONLY",dm,10);
 446
 447     }
 448
 449         gMC->Gsord("TLGA", 4);
 450
 451   } // if strips selected
 452
 453   //------------------------------------------------------------------
 454   // Positioning of the S-sector readout chambers
 455   //------------------------------------------------------------------
 456
 457   Float_t zs = 0.5*(250.+0.002);
 458
 459   Float_t theta1,theta2,theta3;
 460   Float_t phi1,phi2,phi3;
 461   Float_t alpha;
 462   Float_t x,y;
 463
 464   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
 465
 466     phi1 = ns * innerOpenAngle + 270.*kDegrad + innerAngleShift;
 467     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
 468
 469     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 470
 471     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
 472
 473     theta1 = 90.;
 474     phi2   = 90.;
 475     theta2 = 180.;
 476     phi3   = ns * innerOpenAngle + innerAngleShift;
 477     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
 478
 479     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
 480
 481     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
 482
 483     theta3 = 90.;
 484
 485     alpha = phi3*kDegrad;
 486
 487     x = xCenterS * TMath::Cos(alpha);
 488     y = xCenterS * TMath::Sin(alpha);
 489
 490     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 491
 492     gMC->Gspos("TRCS", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 493
 494     if(fSecAL < 0){
 495
 496       //---------------------------------------------------------------
 497       //  position all sectors
 498       //---------------------------------------------------------------
 499
 500       gMC->Gspos("TSGA",ns+1,"TGAS",x,y,zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
 501       gMC->Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS",x,y,-zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
 502     }
 503
 504     else{
 505
 506       //---------------------------------------------------------------
 507       //  position selected sectors
 508       //---------------------------------------------------------------
 509
 510       for(Int_t sel=0;sel<6;sel++){
 511
 512         if(fSecLows[sel] == ns){
 513         gMC->Gspos("TSGA", ns+1, "TGAS", x, y, zs, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 514         }
 515         else if(fSecLows[sel] == ns+nInnerSector){
 516         gMC->
 517           Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS", x, y,-zs,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 518         }
 519       }
 520     }
 521
 522     nRotMat++;
 523
 524   }
 525
 526   //-------------------------------------------------------------------
 527   //  Positioning of the L-sectors readout chambers
 528   //-------------------------------------------------------------------
 529
 530   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
 531     phi1 = ns * outerOpenAngle + 270.*kDegrad + outerAngleShift;
 532     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
 533
 534     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 535
 536
 537     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
 538
 539     theta1 = 90.;
 540     phi2   = 90.;
 541     theta2 = 180.;
 542     phi3   = ns * outerOpenAngle+outerAngleShift;
 543     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
 544
 545     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
 546
 547
 548     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
 549
 550     theta3 = 90.;
 551
 552     alpha = phi3*kDegrad;
 553
 554     x = xCenterL * TMath::Cos(alpha);
 555     y = xCenterL * TMath::Sin(alpha);
 556
 557     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 558
 559
 560     gMC->Gspos("TRCL", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 561
 562     nRotMat++;
 563
 564   }
 565
 566   //-------------------------------------------------------------------
 567   // Positioning of the L-sectors (gas sectors)
 568   //-------------------------------------------------------------------
 569
 570   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
 571
 572      phi1 = ns*outerOpenAngle + outerAngleShift;
 573      phi1 *= kRaddeg;
 574
 575      phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 576      if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
 577
 578      theta1 = 90.;
 579
 580      phi2 = 90. + phi1;
 581      if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
 582
 583      theta2 = 90.;
 584
 585      phi3 = 0.;
 586      theta3 = 0.;
 587
 588      if(fSecAU < 0) {
 589
 590        //--------------------------------------------------------------
 591        //  position all sectors
 592        //--------------------------------------------------------------
 593
 594        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 595
 596        gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 597
 598        nRotMat++;
 599
 600        // reflection !!
 601
 602        phi3 = 0.;
 603        theta3 = 180.;
 604
 605        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 606
 607        gMC->Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 608
 609        nRotMat++;
 610      }
 611
 612      else{
 613
 614        //---------------------------------------------------------------
 615        //  position selected sectors
 616        //---------------------------------------------------------------
 617
 618        for(Int_t sel=0;sel<12;sel++){
 619
 620          if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector){
 621
 622           AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 623           gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 624           nRotMat++;
 625
 626          }
 627          else if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector+nOuterSector){
 628
 629            // reflection
 630
 631            phi3 = 0.;
 632            theta3 = 180.;
 633
 634            AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 635            gMC->
 636            Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 637            nRotMat++;
 638
 639          }
 640
 641        }
 642
 643      }
 644
 645   }
 646
 647   Float_t z0 = zSide - 0.95;
 648
 649   gMC->Gspos("TPEC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 650
 651   // ==========================================================
 652   //                  wheels
 653   // ==========================================================
 654
 655   //
 656   //  auxilary structures
 657   //
 658
 659
 660   gMC->Gsvolu("TPWI","TUBE",idtmed[24],dm,0); // "air"
 661
 662   // ----------------------------------------------------------
 663   //       Large wheel -> positioned in the TPC
 664   // ----------------------------------------------------------
 665
 666
 667   z0 = 263.5; // TPC length - 1/2 spoke wheel width
 668
 669   dm[0] = 258.;
 670   dm[1] = 278.;
 671   dm[2] = 11.5;
 672
 673   gMC->Gsvolu("TPWL", "TUBE", idtmed[0], dm, 3);
 674
 675   dm[0] = dm[0]+2.;
 676   dm[1] = 278.;
 677   dm[2] = dm[2]-2.;
 678
 679   gMC->Gsposp("TPWI",1,"TPWL",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 680
 681   gMC->Gspos("TPWL", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 682   gMC->Gspos("TPWL", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY");
 683
 684   //
 685   //  Outer vessel + CO2 HV degrader
 686   //
 687
 688   dm[0] = 260.;
 689   dm[1] = 278.;
 690   dm[2] = 252.;
 691
 692   gMC->Gsvolu("TPCO","TUBE",idtmed[12],dm,3);
 693
 694   dm[0] = 275.;
 695   dm[1] = 278.;
 696
 697   gMC->Gsvolu("TPOV","TUBE",idtmed[10],dm,3);
 698
 699   gMC->Gspos("TPOV",1,"TPCO",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 700
 701
 702
 703   gMC->Gspos("TPCO",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 704
 705
 706   //----------------------------------------------------------
 707   //  Small wheel -> positioned in "side gas
 708   //----------------------------------------------------------
 709
 710   dm[0] = 78.;
 711   dm[1] = 82.;
 712   dm[2] = 11.5;
 713
 714   gMC->Gsvolu("TPWS", "TUBE", idtmed[0], dm, 3);
 715
 716   dm[0] = 78.;
 717   dm[1] = dm[1]-2;
 718   dm[2] = dm[2]-2.;
 719
 720   gMC->Gsvolu("TPW1", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
 721
 722   gMC->Gspos("TPW1", 1, "TPWS", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
 723
 724   z0 = 1.; // spoke wheel is shifted w.r.t. center of the "side gas"
 725
 726   gMC->Gspos("TPWS", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 727
 728
 729   // to avoid overlaps
 730
 731   dm[0] = 76.;
 732   dm[1] = 78.;
 733   dm[2] = 11.5;
 734
 735   gMC->Gsvolu("TPS1","TUBE",idtmed[0],dm,3);
 736
 737   dm[2] = 9.5;
 738
 739   gMC->Gsvolu("TPS2","TUBE",idtmed[24],dm,3);
 740
 741   gMC->Gspos("TPS2",1,"TPS1",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 742
 743   z0= 263.5;
 744
 745   gMC->Gspos("TPS1",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 746   gMC->Gspos("TPS1",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
 747
 748   // G10 plug
 749
 750   dm[0] = 76.;
 751   dm[1] = 78.;
 752   dm[2] = 1.;
 753
 754   gMC->Gsvolu("TPG2","TUBE",idtmed[8],dm,3);
 755
 756   z0 = 251.;
 757
 758   gMC->Gspos("TPG2",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 759   gMC->Gspos("TPG2",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
 760
 761
 762   //---------------------------------------------------------
 763   //  central wheel  6 (radial direction) x 4 (along z) cm2
 764   //---------------------------------------------------------
 765
 766   dm[0] = 140.;
 767   dm[1] = 146.;
 768   dm[2] = 2.;
 769
 770   gMC->Gsvolu("TPWC","TUBE",idtmed[0],dm,3);
 771
 772   dm[0] = dm[0] + 2.;
 773   dm[1] = dm[1] - 2.;
 774   dm[2] = dm[2] - 1.;
 775
 776   gMC->Gsposp("TPWI",2,"TPWC",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 777
 778   z0 = zSide - 1.9 - 2.;
 779
 780   gMC->Gspos("TPWC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 781
 782   //
 783
 784   gMC->Gsvolu("TPSE","BOX ",idtmed[24],dm,0); // "empty" part of the spoke
 785
 786
 787   //---------------------------------------------------------
 788   //  inner spokes (nSectorInner)
 789   //---------------------------------------------------------
 790
 791   dm[0] = 0.5*(139.9-82.1);
 792   dm[1] = 3.;
 793   dm[2] = 2.;
 794
 795   Float_t x1 = dm[0]+82.;
 796
 797   gMC->Gsvolu("TPSI","BOX",idtmed[0],dm,3);
 798
 799   dm[1] = dm[1]-1.;
 800   dm[2] = dm[2]-1.;
 801
 802   gMC->Gsposp("TPSE",1,"TPSI",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 803
 804   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
 805
 806     phi1 = 0.5*innerOpenAngle + ns*innerOpenAngle + innerAngleShift;
 807     theta1=90.;
 808     phi1 *=kRaddeg;
 809
 810     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 811     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
 812
 813     phi2 = phi1+90.;
 814     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
 815     theta2=90.;
 816     phi3=0.;
 817     theta3=0.;
 818
 819     alpha = phi1 * kDegrad;
 820     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
 821     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);
 822
 823    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
 824
 825    gMC->Gspos("TPSI",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 826
 827    nRotMat++;
 828
 829   }
 830
 831   //-------------------------------------------------------------
 832   // outer spokes (nSectorOuter)
 833   //-------------------------------------------------------------
 834
 835   dm[0] = 0.5*(257.9-146.1);
 836   dm[1] = 3.;
 837   dm[2] = 2.;
 838
 839   x1 = dm[0] + 146.;
 840
 841   gMC->Gsvolu("TPSO","BOX ",idtmed[0],dm,3);
 842
 843   dm[1] = dm[1] - 1.;
 844   dm[2] = dm[2] - 1.;
 845
 846   gMC->Gsposp("TPSE",2,"TPSO",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 847
 848   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
 849
 850     phi1 = 0.5*outerOpenAngle + ns*outerOpenAngle + outerAngleShift;
 851     theta1=90.;
 852     phi1 *=kRaddeg;
 853
 854     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 855     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
 856
 857     phi2 = phi1+90.;
 858     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
 859     theta2=90.;
 860     phi3=0.;
 861     theta3=0.;
 862
 863     alpha = phi1 * kDegrad;
 864     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
 865     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);
 866
 867    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
 868
 869    gMC->Gspos("TPSO",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 870
 871    nRotMat++;
 872
 873   }
 874
 875
 876
 877   // --------------------------------------------------------
 878   //         put the readout chambers into the TPC
 879   // --------------------------------------------------------
 880
 881   theta1 = 90.;
 882   phi1   = 0.;
 883   theta2 = 90.;
 884   phi2   = 270.;
 885   theta3 = 180.;
 886   phi3   = 0.;
 887
 888   AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 889
 890   z0 = zSide + 250.;
 891
 892   gMC->Gspos("TPSG", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 893   gMC->Gspos("TPSG", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 894
 895   gMC->Gspos("TPC ", 1, "ALIC", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 896
 897   //----------------------------------------------------
 898   //  Inner vessel and HV degrader
 899   //----------------------------------------------------
 900
 901   dm[0] = 0.;
 902   dm[1] = 360.;
 903   dm[2] = 4.;
 904
 905   dm[3] = -250.;
 906   dm[4] = 74.4;
 907   dm[5] = 76.;
 908
 909   dm[6] = -64.5;
 910   dm[7] = 50.;
 911   dm[8] = 76.;
 912
 913   dm[9] = 64.5;
 914   dm[10] = 50.;
 915   dm[11] = 76.;
 916
 917   dm[12] = 250.;
 918   dm[13] = 74.4;
 919   dm[14] = 76.;
 920
 921   gMC->Gsvolu("TPVD", "PCON", idtmed[12], dm, 15); // CO2
 922
 923   // cone parts
 924
 925   dm[0] = 0.;
 926   dm[1] = 360.;
 927   dm[2] = 2.;
 928
 929   dm[3] = 64.5;
 930   dm[4] = 50.;
 931   dm[5] = 51.6;
 932
 933   dm[6] = 250.;
 934   dm[7] = 74.4;
 935   dm[8] = 76.;
 936
 937
 938   gMC->Gsvolu("TIVC","PCON",idtmed[11],dm,9); // C-fibre
 939
 940   gMC->Gspos("TIVC",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 941   gMC->Gspos("TIVC",2,"TPVD",0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 942
 943   // barrel part
 944
 945   dm[0] = 50.;
 946   dm[1] = 50.5;
 947   dm[2] = 64.5;
 948
 949   gMC->Gsvolu("TIVB","TUBE",idtmed[9],dm,3);
 950
 951   gMC->Gspos("TIVB",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 952
 953   gMC->Gspos("TPVD",1,"ALIC",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 954
 955
 956   // ---------------------------------------------------
 957   //               volumes ordering
 958   // ---------------------------------------------------
 959
 960   gMC->Gsord("TGAS", 6);
 961   gMC->Gsord("TPSG", 6);
 962
 963
 964
 965 } // end of function
 966
 967 //_____________________________________________________________________________
 968 void AliTPCv2::DrawDetector()
 969 {
 970   //
 971   // Draw a shaded view of the Time Projection Chamber version 1
 972   //
 973
 974   // Set everything unseen
 975   gMC->Gsatt("*", "seen", -1);
 976   //
 977   // Set ALIC mother transparent
 978   gMC->Gsatt("ALIC","SEEN",0);
 979   //
 980   // Set the volumes visible
 981   gMC->Gsatt("TPC","SEEN",0);
 982   gMC->Gsatt("TGAS","SEEN",0);
 983   gMC->Gsatt("TPSG","SEEN",0);
 984   gMC->Gsatt("TPHV","SEEN",1);
 985   gMC->Gsatt("TPMH","SEEN",1);
 986   gMC->Gsatt("TPEC","SEEN",0);
 987   gMC->Gsatt("TRCS","SEEN",1);
 988   gMC->Gsatt("TRCL","SEEN",1);
 989   gMC->Gsatt("TPWL","SEEN",1);
 990   gMC->Gsatt("TPWI","SEEN",1);
 991   gMC->Gsatt("TPWS","SEEN",1);
 992   gMC->Gsatt("TPW1","SEEN",1);
 993   gMC->Gsatt("TPS1","SEEN",1);
 994   gMC->Gsatt("TPS2","SEEN",1);
 995   gMC->Gsatt("TPG1","SEEN",1);
 996   gMC->Gsatt("TPG2","SEEN",1);
 997   gMC->Gsatt("TPWC","SEEN",1);
 998   gMC->Gsatt("TPSI","SEEN",1);
 999   gMC->Gsatt("TPSO","SEEN",1);
1000   gMC->Gsatt("TPCO","SEEN",1);
1001   gMC->Gsatt("TPOV","SEEN",1);
1002   gMC->Gsatt("TPVD","SEEN",1);
1003   //
1004   gMC->Gdopt("hide", "on");
1005   gMC->Gdopt("shad", "on");
1006   gMC->Gsatt("*", "fill", 7);
1007   gMC->SetClipBox(".");
1008   gMC->SetClipBox("*", 0, 1000, -1000, 1000, -1000, 1000);
1009   gMC->DefaultRange();
1010   gMC->Gdraw("alic", 40, 30, 0, 12, 9.5, .025, .025);
1011   gMC->Gdhead(1111, "Time Projection Chamber");
1012   gMC->Gdman(18, 4, "MAN");
1013   gMC->Gdopt("hide","off");
1014 }
1015
1016 //_____________________________________________________________________________
1017 void AliTPCv2::CreateMaterials()
1018 {
1019   //
1020   // Define materials for version 2 of the Time Projection Chamber
1021   //
1022
1023   //
1024   // Increase maximum number of steps
1025   gMC->SetMaxNStep(30000);
1026   //
1027   AliTPC::CreateMaterials();
1028 }
1029
1030 //_____________________________________________________________________________
1031 void AliTPCv2::Init()
1032 {
1033   //
1034   // Initialises version 2 of the TPC after that it has been built
1035   //
1036   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray()-399;
1037   AliTPC::Init();
1038   fIdSens1=gMC->VolId("TLGA"); // L-sector
1039   fIdSens2=gMC->VolId("TSGA"); // S-sector
1040   fIdSens3=gMC->VolId("TSST"); // strip - S-sector (not always used)
1041   fIdSens4=gMC->VolId("TLST"); // strip - S-sector (not always used)
1042
1043   gMC->SetMaxNStep(30000); // max. number of steps increased
1044
1045   gMC->Gstpar(idtmed[403],"LOSS",5);
1046
1047   printf("*** TPC version 2 initialized ***\n");
1048   printf("Maximum number of steps = %d\n",gMC->GetMaxNStep());
1049
1050   //
1051
1052 }
1053
1054 //_____________________________________________________________________________
1055 void AliTPCv2::StepManager()
1056 {
1057   //
1058   // Called for every step in the Time Projection Chamber
1059   //
1060
1061   //
1062   // parameters used for the energy loss calculations
1063   //
1064   const Float_t kprim = 14.35; // number of primary collisions per 1 cm
1065   const Float_t kpoti = 20.77e-9; // first ionization potential for Ne/CO2
1066   const Float_t kwIon = 35.97e-9; // energy for the ion-electron pair creation
1067
1068
1069   const Float_t kbig = 1.e10;
1070
1071   Int_t id,copy;
1072   Float_t hits[4];
1073   Int_t vol[2];
1074   TClonesArray &lhits = *fHits;
1075   TLorentzVector pos;
1076
1077   vol[1]=0;
1078
1079   //
1080
1081   gMC->SetMaxStep(kbig);
1082
1083   if(!gMC->IsTrackAlive()) return; // particle has disappeared
1084
1085   Float_t charge = gMC->TrackCharge();
1086
1087   if(TMath::Abs(charge)<=0.) return; // take only charged particles
1088
1089
1090   id=gMC->CurrentVolID(copy);
1091
1092   // Check the sensitive volume
1093
1094   if(id == fIdSens1)
1095     {
1096       vol[0] = copy + fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // L-sector number
1097     }
1098   else if(id == fIdSens2)
1099     {
1100       vol[0] = copy-1; // S-sector number
1101     }
1102   else if(id == fIdSens3 && gMC->IsTrackEntering())
1103     {
1104       vol[1] = copy-1;  // row number
1105       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1106       vol[0] = copy-1; // sector number (S-sector)
1107
1108       //I.Belikov's modification
1109       if (vol[1]==0) {
1110        gMC->TrackMomentum(pos);
1111        hits[0]=pos[0];
1112        hits[1]=pos[1];
1113        hits[2]=pos[2];
1114        hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1115        new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1116       }
1117       //end of I.Belikov's modification
1118
1119       gMC->TrackPosition(pos);
1120       hits[0]=pos[0];
1121       hits[1]=pos[1];
1122       hits[2]=pos[2];
1123       hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1124       new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1125     }
1126   else if(id == fIdSens4 && gMC->IsTrackEntering())
1127     {
1128       vol[1] = copy-1; // row number
1129       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1130       vol[0] = copy+fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // sector number (L-sector)
1131
1132       //I.Belikov's modification
1133       if (vol[1]==0) {
1134        gMC->TrackMomentum(pos);
1135        hits[0]=pos[0];
1136        hits[1]=pos[1];
1137        hits[2]=pos[2];
1138        hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1139        new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1140       }
1141       //end of I.Belikov's modification
1142
1143       gMC->TrackPosition(pos);
1144       hits[0]=pos[0];
1145       hits[1]=pos[1];
1146       hits[2]=pos[2];
1147       hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1148       new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1149     }
1150   else return;
1151
1152   //
1153   //  charged particle is in the sensitive volume
1154   //
1155
1156   if(gMC->TrackStep() > 0) {
1157
1158     Int_t nel = (Int_t)(((gMC->Edep())-kpoti)/kwIon) + 1;
1159     nel=TMath::Min(nel,300); // 300 electrons corresponds to 10 keV
1160
1161     gMC->TrackPosition(pos);
1162     hits[0]=pos[0];
1163     hits[1]=pos[1];
1164     hits[2]=pos[2];
1165     hits[3]=(Float_t)nel;
1166
1167     // Add this hit
1168
1169     new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1170
1171   }
1172
1173   // Stemax calculation for the next step
1174
1175   Float_t pp;
1176   TLorentzVector mom;
1177   gMC->TrackMomentum(mom);
1178   Float_t ptot=mom.Rho();
1179   Float_t betaGamma = ptot/gMC->TrackMass();
1180
1181   Int_t pid=gMC->TrackPid();
1182   if((pid==kElectron || pid==kPositron) && ptot > 0.002)
1183     {
1184       pp = kprim*1.58; // electrons above 20 MeV/c are on the plateau!
1185     }
1186   else
1187     {
1188       pp=kprim*BetheBloch(betaGamma);
1189       if(TMath::Abs(charge) > 1.) pp *= (charge*charge);
1190     }
1191
1192   Float_t random[1];
1193   gMC->Rndm(random,1); // good, old GRNDM from Geant3
1194
1195   Double_t rnd = (Double_t)random[0];
1196
1197   gMC->SetMaxStep(-TMath::Log(rnd)/pp);
1198
1199 }
1200
1201 //_____________________________________________________________________________
1202 Float_t AliTPCv2::BetheBloch(Float_t bg)
1203 {
1204   //
1205   // Bethe-Bloch energy loss formula
1206   //
1207   const Double_t kp1=0.76176e-1;
1208   const Double_t kp2=10.632;
1209   const Double_t kp3=0.13279e-4;
1210   const Double_t kp4=1.8631;
1211   const Double_t kp5=1.9479;
1212
1213   Double_t dbg = (Double_t) bg;
1214
1215   Double_t beta = dbg/TMath::Sqrt(1.+dbg*dbg);
1216
1217   Double_t aa = TMath::Power(beta,kp4);
1218   Double_t bb = TMath::Power(1./dbg,kp5);
1219
1220   bb=TMath::Log(kp3+bb);
1221
1222   return ((Float_t)((kp2-aa-bb)*kp1/aa));
1223 }
1224
1225