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 1.15  1999/09/29 09:24:34  fca
  19 Introduction of the Copyright and cvs Log
  20
  21 */
  22
  23 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  24 //                                                                           //
  25 //  Time Projection Chamber version 2 -- detailed TPC and slow simulation    //
  26 //                                                                           //
  27 //Begin_Html
  28 /*
  29 <img src="picts/AliTPCv2Class.gif">
  30 */
  31 //End_Html
  32 //                                                                           //
  33 //                                                                           //
  34 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  35 #include <stdlib.h>
  36
  37 #include <TMath.h>
  38
  39 #include "AliTPCv2.h"
  40 #include "AliTPCD.h"
  41 #include "AliRun.h"
  42 #include "AliConst.h"
  43
  44 ClassImp(AliTPCv2)
  45
  46 //_____________________________________________________________________________
  47 AliTPCv2::AliTPCv2(const char *name, const char *title) :
  48   AliTPC(name, title)
  49 {
  50   //
  51   // Standard constructor for Time Projection Chamber version 2
  52   //
  53   fIdSens1=0;
  54   fIdSens2=0;
  55   SetBufferSize(128000);
  56 }
  57
  58 //_____________________________________________________________________________
  59 void AliTPCv2::CreateGeometry()
  60 {
  61   //
  62   // Create the geometry of Time Projection Chamber version 2
  63   //
  64   //Begin_Html
  65   /*
  66     <img src="picts/AliTPCv2.gif">
  67   */
  68   //End_Html
  69   //Begin_Html
  70   /*
  71     <img src="picts/AliTPCv2Tree.gif">
  72   */
  73   //End_Html
  74
  75   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
  76
  77   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray();
  78
  79   Float_t dm[21];
  80   Int_t idrotm[120];
  81
  82   Int_t nRotMat = 0;
  83
  84   Int_t i,ifl1,ifl2;
  85
  86   Int_t nInnerSector = fTPCParam->GetNInnerSector()/2;
  87   Int_t nOuterSector = fTPCParam->GetNOuterSector()/2;
  88
  89   // ---------------------------------------------------
  90   //        sector specification check
  91   // ---------------------------------------------------
  92   if (fSecAL >= 0) {
  93     ifl1 = 0;
  94
  95     for (i = 0; i < 6; ++i) {
  96       if (fSecLows[i] >= 0 && fSecLows[i] < 2*nInnerSector) {
  97         ifl1 = 1;
  98         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecLows[i]);
  99       }
 100     }
 101
 102   } else {
 103     printf("*** ALL LOWER SECTORS SELECTED ***\n");
 104     ifl1 = 1;
 105   }
 106
 107   if (fSecAU >= 0) {
 108     ifl2 = 0;
 109
 110     for (i = 0; i < 12; ++i) {
 111       if (fSecUps[i] > 2*nInnerSector-1 &&
 112           fSecUps[i] < 2*(nInnerSector+nOuterSector)) {
 113         ifl2 = 1;
 114         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecUps[i]);
 115       }
 116     }
 117
 118   } else {
 119     printf("*** ALL UPPER SECTORS SELECTED ***\n");
 120     ifl1 = 1;
 121   }
 122
 123   if (ifl1 == 0 && ifl2 == 0) {
 124     printf("*** ERROR: AT LEAST ONE SECTOR MUST BE SPECIFIED ***\n");
 125     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
 126     exit(1);
 127   }
 128
 129   if ((fSecAL < 0 || fSecAU < 0) && fSens >= 0) {
 130     printf("** ERROR: STRIPS CANNOT BE SPECIFIED FOR ALL SECTORS **\n");
 131     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
 132     exit(1);
 133   }
 134
 135   // ----------------------------------------------------
 136   //          FIELD CAGE WITH ENDCAPS - G10
 137   //          THIS IS ALSO A TPC MOTHER VOLUME
 138   // ----------------------------------------------------
 139
 140   dm[0] = 76.;
 141   dm[1] = 278.;
 142   dm[2] = 275.;
 143
 144   gMC->Gsvolu("TPC ", "TUBE", idtmed[8], dm, 3);
 145
 146   //-----------------------------------------------------
 147   //  Endcap cover c-fibre 0.86% X0
 148   //-----------------------------------------------------
 149
 150   dm[0] = 78.;
 151   dm[1] = 258.;
 152   dm[2] = 0.95;
 153
 154   gMC->Gsvolu("TPEC","TUBE",idtmed[10],dm,3);
 155
 156   //-----------------------------------------------------
 157   // Drift gas , leave 2 cm at the outer radius
 158   // and inner raddius
 159   //-----------------------------------------------------
 160
 161   dm[0] = 78.;
 162   dm[1] = 258.;
 163   dm[2] = 250.;
 164
 165   gMC->Gsvolu("TGAS", "TUBE", idtmed[3], dm, 3);
 166
 167   //------------------------------------------------------
 168   //  membrane holder - carbon fiber
 169   //------------------------------------------------------
 170
 171
 172   gMC->Gsvolu("TPMH","TUBE",idtmed[6],dm,0);
 173
 174   dm[0] = 252.;
 175   dm[1] = 258.;
 176   dm[2] = 0.2;
 177
 178   gMC->Gsposp("TPMH",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 179
 180   dm[0] = 78.;
 181   dm[1] = 82.;
 182   dm[2] = 0.1;
 183
 184   gMC->Gsposp("TPMH",2,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 185
 186   //----------------------------------------------------------
 187   //  HV membrane - 25 microns of mylar
 188   //----------------------------------------------------------
 189
 190   dm[0] = 82.;
 191   dm[1] = 252.;
 192   dm[2] = 0.00125;
 193
 194   gMC->Gsvolu("TPHV","TUBE",idtmed[5],dm,3);
 195
 196   gMC->Gspos("TPHV",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 197
 198   gMC->Gspos("TGAS",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 199
 200   //----------------------------------------------------------
 201   // "side" gas volume, the same as the drift gas
 202   // the readout chambers are placed there.
 203   //----------------------------------------------------------
 204
 205   dm[0] = 78.;
 206   dm[1] = 258.;
 207   dm[2] = 0.5*(275. - 250.);
 208
 209   gMC->Gsvolu("TPSG", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
 210
 211   Float_t z_side = dm[2]; // 1/2 of the side gas thickness
 212
 213   //-----------------------------------------------------------
 214   //   Readout chambers , 25% of X0, I use Al as the material
 215   //-----------------------------------------------------------
 216
 217   Float_t InnerOpenAngle = fTPCParam->GetInnerAngle();
 218   Float_t OuterOpenAngle = fTPCParam->GetOuterAngle();
 219
 220   Float_t InnerAngleShift = fTPCParam->GetInnerAngleShift();
 221   Float_t OuterAngleShift = fTPCParam->GetOuterAngleShift();
 222
 223   Float_t InSecLowEdge = fTPCParam->GetInSecLowEdge();
 224   Float_t InSecUpEdge =  fTPCParam->GetInSecUpEdge();
 225
 226   Float_t OuSecLowEdge = fTPCParam->GetOuSecLowEdge();
 227   Float_t OuSecUpEdge = fTPCParam->GetOuSecUpEdge();
 228
 229
 230   Float_t SecThick = 2.225; // Al
 231
 232   Float_t edge = fTPCParam->GetEdge();
 233
 234   //  S (Inner) sectors
 235
 236   dm[0] = InSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-edge;
 237   dm[1] = InSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-edge;
 238   dm[2] = 0.5*SecThick;
 239   dm[3] = 0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
 240
 241   Float_t xCenterS = InSecLowEdge+dm[3];
 242
 243   gMC->Gsvolu("TRCS", "TRD1", idtmed[0], dm, 4);
 244
 245   //  L (Outer) sectors
 246
 247   dm[0] = OuSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-edge;
 248   dm[1] = OuSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-edge;
 249   dm[2] = 0.5*SecThick;
 250   dm[3] = 0.5*(OuSecUpEdge-OuSecLowEdge);
 251
 252   Float_t xCenterL = OuSecLowEdge+dm[3];
 253
 254   gMC->Gsvolu("TRCL", "TRD1", idtmed[0], dm, 4);
 255
 256   Float_t z1 = -z_side + SecThick*0.5;
 257
 258   //------------------------------------------------------------------
 259   // S sectors - "gas sectors" (TRD1)
 260   //------------------------------------------------------------------
 261
 262   dm[0] = InSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-0.01;
 263   dm[1] = InSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-0.01;
 264   dm[2] = 0.5*(250. - 0.001);
 265   dm[3] = 0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
 266
 267   gMC->Gsvolu("TSGA", "TRD1", idtmed[4], dm, 4); // sensitive
 268
 269   // -------------------------------------------------------------
 270   //  Only for the debugging purpose and resolution calculation
 271   //  Sensitive strips at the pad-row center
 272   // -------------------------------------------------------------
 273
 274   Int_t ns;
 275
 276   if(fSens>=0){
 277
 278     Float_t r1,r2,zz;
 279
 280     Float_t StripThick = 0.01; // 100 microns
 281     Float_t dead = fTPCParam->GetDeadZone();
 282
 283     gMC->Gsvolu("TSST", "TRD1", idtmed[4], dm, 0);
 284
 285     dm[2] = 0.5*(250. - 0.002);
 286     dm[3] = 0.5 * StripThick;
 287
 288
 289     for (ns = 0; ns < fTPCParam->GetNRowLow(); ns++) {
 290
 291       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiLow(ns);
 292       r2 = r1 + StripThick;
 293       dm[0] = r1 * TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle) - dead;
 294       dm[1] = r2 * TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle) - dead;
 295
 296       zz = -InSecLowEdge -0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
 297       zz += r1;
 298       zz += dm[3];
 299
 300       gMC->Gsposp("TSST", ns+1, "TSGA", 0., 0., zz, 0, "ONLY", dm, 4);
 301
 302
 303     }
 304
 305     gMC->Gsord("TSGA", 3);
 306
 307   } // if strips selected
 308
 309
 310   //-----------------------------------------------------------------
 311   //  L sectors - "gas sectors" (PGON to avoid overlaps)
 312   //-----------------------------------------------------------------
 313
 314   dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*OuterOpenAngle;
 315   dm[0] *= kRaddeg;
 316   dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
 317
 318   dm[1] = OuterOpenAngle*kRaddeg;
 319   dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
 320
 321   dm[2] = 1.;
 322   dm[3] = 4.;
 323
 324   dm[4] = 0.002;
 325   dm[5] = OuSecLowEdge;
 326   dm[6] = 252.*TMath::Cos(0.5*OuterOpenAngle)-0.002;
 327
 328   dm[7] = dm[4]+0.2;
 329   dm[8] = dm[5];
 330   dm[9] = dm[6];
 331
 332   dm[10] = dm[7];
 333   dm[11] = OuSecLowEdge;
 334   dm[12] = OuSecUpEdge;
 335
 336   dm[13] = 250.;
 337   dm[14] = dm[11];
 338   dm[15] = dm[12];
 339
 340   gMC->Gsvolu("TLGA","PGON",idtmed[4],dm,16);
 341
 342   if (fSens >= 0) {
 343
 344     Float_t rmax = dm[6];
 345     Float_t r1,r2;
 346     Float_t dead = fTPCParam->GetDeadZone();
 347
 348     Float_t StripThick = 0.01; // 100 microns
 349
 350     gMC->Gsvolu("TLST", "PGON", idtmed[4], dm, 0);
 351
 352     dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*OuterOpenAngle;
 353     dm[0] *= kRaddeg;
 354     dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
 355
 356     dm[1] = OuterOpenAngle*kRaddeg;
 357     dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
 358
 359     dm[2] = 1.;
 360     dm[3] = 2.;
 361
 362     dm[7] = 250.;
 363
 364     Float_t xx = dead/TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle);
 365
 366     for(ns=0;ns<fTPCParam->GetNRowUp();ns++){
 367
 368       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiUp(ns)-xx;
 369       r2 = r1 + StripThick;
 370
 371       dm[5] = r1;
 372       dm[6] = r2;
 373
 374       dm[8] = r1;
 375       dm[9] = r2;
 376
 377       if(r2+xx < rmax){
 378         dm[4] = 0.002;
 379       }
 380       else{
 381         dm[4] = 0.202;
 382       }
 383
 384       gMC->Gsposp("TLST",ns+1,"TLGA",xx,0.,0.,0,"ONLY",dm,10);
 385
 386     }
 387
 388         gMC->Gsord("TLGA", 4);
 389
 390   } // if strips selected
 391
 392   //------------------------------------------------------------------
 393   // Positioning of the S-sector readout chambers
 394   //------------------------------------------------------------------
 395
 396   Float_t zs = 0.5*(250.+0.002);
 397
 398   Float_t theta1,theta2,theta3;
 399   Float_t phi1,phi2,phi3;
 400   Float_t alpha;
 401   Float_t x,y;
 402
 403   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
 404
 405     phi1 = ns * InnerOpenAngle + 270.*kDegrad + InnerAngleShift;
 406     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
 407
 408     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 409
 410     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
 411
 412     theta1 = 90.;
 413     phi2   = 90.;
 414     theta2 = 180.;
 415     phi3   = ns * InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
 416     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
 417
 418     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
 419
 420     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
 421
 422     theta3 = 90.;
 423
 424     alpha = phi3*kDegrad;
 425
 426     x = xCenterS * TMath::Cos(alpha);
 427     y = xCenterS * TMath::Sin(alpha);
 428
 429     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 430
 431     gMC->Gspos("TRCS", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 432
 433     if(fSecAL < 0){
 434
 435       //---------------------------------------------------------------
 436       //  position all sectors
 437       //---------------------------------------------------------------
 438
 439       gMC->Gspos("TSGA",ns+1,"TGAS",x,y,zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
 440       gMC->Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS",x,y,-zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
 441     }
 442
 443     else{
 444
 445       //---------------------------------------------------------------
 446       //  position selected sectors
 447       //---------------------------------------------------------------
 448
 449       for(Int_t sel=0;sel<6;sel++){
 450
 451         if(fSecLows[sel] == ns){
 452         gMC->Gspos("TSGA", ns+1, "TGAS", x, y, zs, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 453         }
 454         else if(fSecLows[sel] == ns+nInnerSector){
 455         gMC->
 456           Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS", x, y,-zs,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 457         }
 458       }
 459     }
 460
 461     nRotMat++;
 462
 463   }
 464
 465   //-------------------------------------------------------------------
 466   //  Positioning of the L-sectors readout chambers
 467   //-------------------------------------------------------------------
 468
 469   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
 470     phi1 = ns * OuterOpenAngle + 270.*kDegrad + OuterAngleShift;
 471     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
 472
 473     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 474
 475
 476     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
 477
 478     theta1 = 90.;
 479     phi2   = 90.;
 480     theta2 = 180.;
 481     phi3   = ns * OuterOpenAngle+OuterAngleShift;
 482     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
 483
 484     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
 485
 486
 487     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
 488
 489     theta3 = 90.;
 490
 491     alpha = phi3*kDegrad;
 492
 493     x = xCenterL * TMath::Cos(alpha);
 494     y = xCenterL * TMath::Sin(alpha);
 495
 496     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 497
 498
 499     gMC->Gspos("TRCL", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 500
 501     nRotMat++;
 502
 503   }
 504
 505   //-------------------------------------------------------------------
 506   // Positioning of the L-sectors (gas sectors)
 507   //-------------------------------------------------------------------
 508
 509   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
 510
 511      phi1 = ns*OuterOpenAngle + OuterAngleShift;
 512      phi1 *= kRaddeg;
 513
 514      phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 515      if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
 516
 517      theta1 = 90.;
 518
 519      phi2 = 90. + phi1;
 520      if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
 521
 522      theta2 = 90.;
 523
 524      phi3 = 0.;
 525      theta3 = 0.;
 526
 527      if(fSecAU < 0) {
 528
 529        //--------------------------------------------------------------
 530        //  position all sectors
 531        //--------------------------------------------------------------
 532
 533        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 534
 535        gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 536
 537        nRotMat++;
 538
 539        // reflection !!
 540
 541        phi3 = 0.;
 542        theta3 = 180.;
 543
 544        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 545
 546        gMC->Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 547
 548        nRotMat++;
 549      }
 550
 551      else{
 552
 553        //---------------------------------------------------------------
 554        //  position selected sectors
 555        //---------------------------------------------------------------
 556
 557        for(Int_t sel=0;sel<12;sel++){
 558
 559          if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector){
 560
 561           AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 562           gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 563           nRotMat++;
 564
 565          }
 566          else if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector+nOuterSector){
 567
 568            // reflection
 569
 570            phi3 = 0.;
 571            theta3 = 180.;
 572
 573            AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 574            gMC->
 575            Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 576            nRotMat++;
 577
 578          }
 579
 580        }
 581
 582      }
 583
 584   }
 585
 586   Float_t z0 = z_side - 0.95;
 587
 588   gMC->Gspos("TPEC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 589
 590   // ==========================================================
 591   //                  wheels
 592   // ==========================================================
 593
 594   //
 595   //  auxilary structures
 596   //
 597
 598
 599   gMC->Gsvolu("TPWI","TUBE",idtmed[24],dm,0); // "air"
 600
 601   // ----------------------------------------------------------
 602   //       Large wheel -> positioned in the TPC
 603   // ----------------------------------------------------------
 604
 605
 606   z0 = 263.5; // TPC length - 1/2 spoke wheel width
 607
 608   dm[0] = 258.;
 609   dm[1] = 278.;
 610   dm[2] = 11.5;
 611
 612   gMC->Gsvolu("TPWL", "TUBE", idtmed[0], dm, 3);
 613
 614   dm[0] = dm[0]+2.;
 615   dm[1] = 278.;
 616   dm[2] = dm[2]-2.;
 617
 618   gMC->Gsposp("TPWI",1,"TPWL",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 619
 620   gMC->Gspos("TPWL", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 621   gMC->Gspos("TPWL", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY");
 622
 623   //
 624   //  Outer vessel + CO2 HV degrader
 625   //
 626
 627   dm[0] = 260.;
 628   dm[1] = 278.;
 629   dm[2] = 252.;
 630
 631   gMC->Gsvolu("TPCO","TUBE",idtmed[12],dm,3);
 632
 633   dm[0] = 275.;
 634   dm[1] = 278.;
 635
 636   gMC->Gsvolu("TPOV","TUBE",idtmed[10],dm,3);
 637
 638   gMC->Gspos("TPOV",1,"TPCO",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 639
 640
 641   // G10 plugs
 642
 643   dm[0] = 258.;
 644   dm[1] = 260.;
 645   dm[2] = 1.;
 646
 647   gMC->Gsvolu("TPG1","TUBE",idtmed[8],dm,3);
 648   gMC->Gspos("TPG1",1,"TPCO",0.,0.,251.,0,"ONLY");
 649   gMC->Gspos("TPG1",2,"TPCO",0.,0.,-251.,0,"ONLY");
 650
 651   gMC->Gspos("TPCO",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 652
 653
 654   //----------------------------------------------------------
 655   //  Small wheel -> positioned in "side gas
 656   //----------------------------------------------------------
 657
 658   dm[0] = 78.;
 659   dm[1] = 82.;
 660   dm[2] = 11.5;
 661
 662   gMC->Gsvolu("TPWS", "TUBE", idtmed[0], dm, 3);
 663
 664   dm[0] = 78.;
 665   dm[1] = dm[1]-2;
 666   dm[2] = dm[2]-2.;
 667
 668   gMC->Gsvolu("TPW1", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
 669
 670   gMC->Gspos("TPW1", 1, "TPWS", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
 671
 672   z0 = 1.; // spoke wheel is shifted w.r.t. center of the "side gas"
 673
 674   gMC->Gspos("TPWS", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 675
 676
 677   // to avoid overlaps
 678
 679   dm[0] = 76.;
 680   dm[1] = 78.;
 681   dm[2] = 11.5;
 682
 683   gMC->Gsvolu("TPS1","TUBE",idtmed[0],dm,3);
 684
 685   dm[2] = 9.5;
 686
 687   gMC->Gsvolu("TPS2","TUBE",idtmed[24],dm,3);
 688
 689   gMC->Gspos("TPS2",1,"TPS1",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 690
 691   z0= 263.5;
 692
 693   gMC->Gspos("TPS1",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 694   gMC->Gspos("TPS1",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
 695
 696   // G10 plug
 697
 698   dm[0] = 76.;
 699   dm[1] = 78.;
 700   dm[2] = 1.;
 701
 702   gMC->Gsvolu("TPG2","TUBE",idtmed[8],dm,3);
 703
 704   z0 = 251.;
 705
 706   gMC->Gspos("TPG2",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 707   gMC->Gspos("TPG2",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
 708
 709
 710   //---------------------------------------------------------
 711   //  central wheel  6 (radial direction) x 4 (along z) cm2
 712   //---------------------------------------------------------
 713
 714   dm[0] = 140.;
 715   dm[1] = 146.;
 716   dm[2] = 2.;
 717
 718   gMC->Gsvolu("TPWC","TUBE",idtmed[0],dm,3);
 719
 720   dm[0] = dm[0] + 2.;
 721   dm[1] = dm[1] - 2.;
 722   dm[2] = dm[2] - 1.;
 723
 724   gMC->Gsposp("TPWI",2,"TPWC",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 725
 726   z0 = z_side - 1.9 - 2.;
 727
 728   gMC->Gspos("TPWC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 729
 730   //
 731
 732   gMC->Gsvolu("TPSE","BOX ",idtmed[24],dm,0); // "empty" part of the spoke
 733
 734
 735   //---------------------------------------------------------
 736   //  inner spokes (nSectorInner)
 737   //---------------------------------------------------------
 738
 739   dm[0] = 0.5*(139.9-82.1);
 740   dm[1] = 3.;
 741   dm[2] = 2.;
 742
 743   Float_t x1 = dm[0]+82.;
 744
 745   gMC->Gsvolu("TPSI","BOX",idtmed[0],dm,3);
 746
 747   dm[1] = dm[1]-1.;
 748   dm[2] = dm[2]-1.;
 749
 750   gMC->Gsposp("TPSE",1,"TPSI",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 751
 752   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
 753
 754     phi1 = 0.5*InnerOpenAngle + ns*InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
 755     theta1=90.;
 756     phi1 *=kRaddeg;
 757
 758     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 759     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
 760
 761     phi2 = phi1+90.;
 762     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
 763     theta2=90.;
 764     phi3=0.;
 765     theta3=0.;
 766
 767     alpha = phi1 * kDegrad;
 768     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
 769     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);
 770
 771    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
 772
 773    gMC->Gspos("TPSI",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 774
 775    nRotMat++;
 776
 777   }
 778
 779   //-------------------------------------------------------------
 780   // outer spokes (nSectorOuter)
 781   //-------------------------------------------------------------
 782
 783   dm[0] = 0.5*(257.9-146.1);
 784   dm[1] = 3.;
 785   dm[2] = 2.;
 786
 787   x1 = dm[0] + 146.;
 788
 789   gMC->Gsvolu("TPSO","BOX ",idtmed[0],dm,3);
 790
 791   dm[1] = dm[1] - 1.;
 792   dm[2] = dm[2] - 1.;
 793
 794   gMC->Gsposp("TPSE",2,"TPSO",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 795
 796   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
 797
 798     phi1 = 0.5*OuterOpenAngle + ns*OuterOpenAngle + OuterAngleShift;
 799     theta1=90.;
 800     phi1 *=kRaddeg;
 801
 802     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 803     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
 804
 805     phi2 = phi1+90.;
 806     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
 807     theta2=90.;
 808     phi3=0.;
 809     theta3=0.;
 810
 811     alpha = phi1 * kDegrad;
 812     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
 813     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);
 814
 815    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
 816
 817    gMC->Gspos("TPSO",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 818
 819    nRotMat++;
 820
 821   }
 822
 823
 824
 825   // --------------------------------------------------------
 826   //         put the readout chambers into the TPC
 827   // --------------------------------------------------------
 828
 829   theta1 = 90.;
 830   phi1   = 0.;
 831   theta2 = 90.;
 832   phi2   = 270.;
 833   theta3 = 180.;
 834   phi3   = 0.;
 835
 836   AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 837
 838   z0 = z_side + 250.;
 839
 840   gMC->Gspos("TPSG", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 841   gMC->Gspos("TPSG", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 842
 843   gMC->Gspos("TPC ", 1, "ALIC", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 844
 845   //----------------------------------------------------
 846   //  Inner vessel and HV degrader
 847   //----------------------------------------------------
 848
 849   dm[0] = 0.;
 850   dm[1] = 360.;
 851   dm[2] = 4.;
 852
 853   dm[3] = -250.;
 854   dm[4] = 74.4;
 855   dm[5] = 76.;
 856
 857   dm[6] = -64.5;
 858   dm[7] = 50.;
 859   dm[8] = 76.;
 860
 861   dm[9] = -64.5;
 862   dm[10] = 50.;
 863   dm[11] = 76.;
 864
 865   dm[12] = 250.;
 866   dm[13] = 74.4;
 867   dm[14] = 76.;
 868
 869   gMC->Gsvolu("TPVD", "PCON", idtmed[12], dm, 15); // CO2
 870
 871   // cone parts
 872
 873   dm[0] = 0.;
 874   dm[1] = 360.;
 875   dm[2] = 2.;
 876
 877   dm[3] = 64.5;
 878   dm[4] = 50.;
 879   dm[5] = 51.6;
 880
 881   dm[6] = 250.;
 882   dm[7] = 74.4;
 883   dm[8] = 76.;
 884
 885
 886   gMC->Gsvolu("TIVC","PCON",idtmed[11],dm,9); // C-fibre
 887
 888   gMC->Gspos("TIVC",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 889   gMC->Gspos("TIVC",2,"TPVD",0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 890
 891   // barrel part
 892
 893   dm[0] = 50.;
 894   dm[1] = 50.5;
 895   dm[2] = 32.25;
 896
 897   gMC->Gsvolu("TIVB","TUBE",idtmed[9],dm,3);
 898
 899   gMC->Gspos("TIVB",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 900
 901   gMC->Gspos("TPVD",1,"ALIC",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 902
 903
 904   // ---------------------------------------------------
 905   //               volumes ordering
 906   // ---------------------------------------------------
 907
 908   gMC->Gsord("TGAS", 6);
 909   gMC->Gsord("TPSG", 6);
 910
 911
 912
 913 } // end of function
 914
 915 //_____________________________________________________________________________
 916 void AliTPCv2::DrawDetector()
 917 {
 918   //
 919   // Draw a shaded view of the Time Projection Chamber version 1
 920   //
 921
 922   // Set everything unseen
 923   gMC->Gsatt("*", "seen", -1);
 924   //
 925   // Set ALIC mother transparent
 926   gMC->Gsatt("ALIC","SEEN",0);
 927   //
 928   // Set the volumes visible
 929   gMC->Gsatt("TPC","SEEN",0);
 930   gMC->Gsatt("TGAS","SEEN",0);
 931   gMC->Gsatt("TPSG","SEEN",0);
 932   gMC->Gsatt("TPHV","SEEN",1);
 933   gMC->Gsatt("TPMH","SEEN",1);
 934   gMC->Gsatt("TPEC","SEEN",0);
 935   gMC->Gsatt("TRCS","SEEN",1);
 936   gMC->Gsatt("TRCL","SEEN",1);
 937   gMC->Gsatt("TPWL","SEEN",1);
 938   gMC->Gsatt("TPWI","SEEN",1);
 939   gMC->Gsatt("TPWS","SEEN",1);
 940   gMC->Gsatt("TPW1","SEEN",1);
 941   gMC->Gsatt("TPS1","SEEN",1);
 942   gMC->Gsatt("TPS2","SEEN",1);
 943   gMC->Gsatt("TPG1","SEEN",1);
 944   gMC->Gsatt("TPG2","SEEN",1);
 945   gMC->Gsatt("TPWC","SEEN",1);
 946   gMC->Gsatt("TPSI","SEEN",1);
 947   gMC->Gsatt("TPSO","SEEN",1);
 948   gMC->Gsatt("TPCO","SEEN",1);
 949   gMC->Gsatt("TPOV","SEEN",1);
 950   gMC->Gsatt("TPVD","SEEN",1);
 951   //
 952   gMC->Gdopt("hide", "on");
 953   gMC->Gdopt("shad", "on");
 954   gMC->Gsatt("*", "fill", 7);
 955   gMC->SetClipBox(".");
 956   gMC->SetClipBox("*", 0, 1000, -1000, 1000, -1000, 1000);
 957   gMC->DefaultRange();
 958   gMC->Gdraw("alic", 40, 30, 0, 12, 9.5, .025, .025);
 959   gMC->Gdhead(1111, "Time Projection Chamber");
 960   gMC->Gdman(18, 4, "MAN");
 961   gMC->Gdopt("hide","off");
 962 }
 963
 964 //_____________________________________________________________________________
 965 void AliTPCv2::CreateMaterials()
 966 {
 967   //
 968   // Define materials for version 2 of the Time Projection Chamber
 969   //
 970
 971   //
 972   // Increase maximum number of steps
 973   gMC->SetMaxNStep(30000);
 974   //
 975   AliTPC::CreateMaterials();
 976 }
 977
 978 //_____________________________________________________________________________
 979 void AliTPCv2::Init()
 980 {
 981   //
 982   // Initialises version 2 of the TPC after that it has been built
 983   //
 984   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray()-399;
 985   AliTPC::Init();
 986   fIdSens1=gMC->VolId("TLGA"); // L-sector
 987   fIdSens2=gMC->VolId("TSGA"); // S-sector
 988   fIdSens3=gMC->VolId("TSST"); // strip - S-sector (not always used)
 989   fIdSens4=gMC->VolId("TLST"); // strip - S-sector (not always used)
 990
 991   gMC->SetMaxNStep(30000); // max. number of steps increased
 992
 993   gMC->Gstpar(idtmed[403],"LOSS",5);
 994
 995   printf("*** TPC version 2 initialized ***\n");
 996   printf("Maximum number of steps = %d\n",gMC->GetMaxNStep());
 997
 998   //
 999
1000 }
1001
1002 //_____________________________________________________________________________
1003 void AliTPCv2::StepManager()
1004 {
1005   //
1006   // Called for every step in the Time Projection Chamber
1007   //
1008
1009   //
1010   // parameters used for the energy loss calculations
1011   //
1012   const Float_t prim = 14.35; // number of primary collisions per 1 cm
1013   const Float_t poti = 20.77e-9; // first ionization potential for Ne/CO2
1014   const Float_t w_ion = 35.97e-9; // energy for the ion-electron pair creation
1015
1016   //  const Float_t prim = 17.65;
1017   //  const Float_t poti = 19.02e-9;
1018   // const Float_t w_ion = 33.06e-9;
1019
1020
1021   const Float_t big = 1.e10;
1022
1023   Int_t id,copy;
1024   Float_t hits[4];
1025   Int_t vol[2];
1026   TClonesArray &lhits = *fHits;
1027   TLorentzVector pos;
1028
1029   AliTPCParam *fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1030
1031   vol[1]=0;
1032
1033   //
1034
1035   gMC->SetMaxStep(big);
1036
1037   if(!gMC->IsTrackAlive()) return; // particle has disappeared
1038
1039   Float_t charge = gMC->TrackCharge();
1040
1041   if(TMath::Abs(charge)<=0.) return; // take only charged particles
1042
1043
1044   id=gMC->CurrentVolID(copy);
1045
1046   // Check the sensitive volume
1047
1048   if(id == fIdSens1)
1049     {
1050       vol[0] = copy + fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // L-sector number
1051     }
1052   else if(id == fIdSens2)
1053     {
1054       vol[0] = copy-1; // S-sector number
1055     }
1056   else if(id == fIdSens3 && gMC->IsTrackEntering())
1057     {
1058       vol[1] = copy-1;  // row number
1059       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1060       vol[0] = copy-1; // sector number (S-sector)
1061
1062       gMC->TrackPosition(pos);
1063       hits[0]=pos[0];
1064       hits[1]=pos[1];
1065       hits[2]=pos[2];
1066       hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1067       new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1068     }
1069   else if(id == fIdSens4 && gMC->IsTrackEntering())
1070     {
1071       vol[1] = copy-1; // row number
1072       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1073       vol[0] = copy+fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // sector number (L-sector)
1074
1075       gMC->TrackPosition(pos);
1076       hits[0]=pos[0];
1077       hits[1]=pos[1];
1078       hits[2]=pos[2];
1079       hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1080       new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1081     }
1082   else return;
1083
1084   //
1085   //  charged particle is in the sensitive volume
1086   //
1087
1088   if(gMC->TrackStep() > 0) {
1089
1090     Int_t nel = (Int_t)(((gMC->Edep())-poti)/w_ion) + 1;
1091     nel=TMath::Min(nel,300); // 300 electrons corresponds to 10 keV
1092
1093     gMC->TrackPosition(pos);
1094     hits[0]=pos[0];
1095     hits[1]=pos[1];
1096     hits[2]=pos[2];
1097     hits[3]=(Float_t)nel;
1098
1099     // Add this hit
1100
1101     new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1102
1103   }
1104
1105   // Stemax calculation for the next step
1106
1107   Float_t pp;
1108   TLorentzVector mom;
1109   gMC->TrackMomentum(mom);
1110   Float_t ptot=mom.Rho();
1111   Float_t beta_gamma = ptot/gMC->TrackMass();
1112
1113   if(gMC->IdFromPDG(gMC->TrackPid()) <= 3 && ptot > 0.002)
1114     {
1115       pp = prim*1.58; // electrons above 20 MeV/c are on the plateau!
1116     }
1117   else
1118     {
1119       pp=prim*BetheBloch(beta_gamma);
1120       if(TMath::Abs(charge) > 1.) pp *= (charge*charge);
1121     }
1122
1123   Float_t random[1];
1124   gMC->Rndm(random,1); // good, old GRNDM from Geant3
1125
1126   Double_t rnd = (Double_t)random[0];
1127
1128   gMC->SetMaxStep(-TMath::Log(rnd)/pp);
1129
1130 }
1131
1132 //_____________________________________________________________________________
1133 Float_t AliTPCv2::BetheBloch(Float_t bg)
1134 {
1135   //
1136   // Bethe-Bloch energy loss formula
1137   //
1138   const Double_t p1=0.76176e-1;
1139   const Double_t p2=10.632;
1140   const Double_t p3=0.13279e-4;
1141   const Double_t p4=1.8631;
1142   const Double_t p5=1.9479;
1143
1144   Double_t dbg = (Double_t) bg;
1145
1146   Double_t beta = dbg/TMath::Sqrt(1.+dbg*dbg);
1147
1148   Double_t aa = TMath::Power(beta,p4);
1149   Double_t bb = TMath::Power(1./dbg,p5);
1150
1151   bb=TMath::Log(p3+bb);
1152
1153   return ((Float_t)((p2-aa-bb)*p1/aa));
1154 }