TRD/AliTRDtrack.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 1.1.2.1  2000/09/22 14:47:52  cblume
  19 Add the tracking code
  20
  21 */
  22
  23 #include <iostream.h>
  24
  25 #include <TObject.h>
  26
  27 #include "AliTRD.h"
  28 #include "AliTRDconst.h"
  29 #include "AliTRDgeometry.h"
  30 #include "AliTRDcluster.h"
  31 #include "AliTRDtrack.h"
  32
  33 ClassImp(AliTRDtrack)
  34
  35
  36 //_____________________________________________________________________________
  37
  38 AliTRDtrack::AliTRDtrack(UInt_t index, const Double_t xx[5],
  39 const Double_t cc[15], Double_t xref, Double_t alpha) {
  40   //-----------------------------------------------------------------
  41   // This is the main track constructor.
  42   //-----------------------------------------------------------------
  43   fLab=-1;
  44   fChi2=0.;
  45   fdEdx=0.;
  46
  47   fAlpha=alpha;
  48   fX=xref;
  49
  50   fY=xx[0]; fZ=xx[1]; fC=xx[2]; fE=xx[3]; fT=xx[4];
  51
  52   fCyy=cc[0];
  53   fCzy=cc[1];  fCzz=cc[2];
  54   fCcy=cc[3];  fCcz=cc[4];  fCcc=cc[5];
  55   fCey=cc[6];  fCez=cc[7];  fCec=cc[8];  fCee=cc[9];
  56   fCty=cc[10]; fCtz=cc[11]; fCtc=cc[12]; fCte=cc[13]; fCtt=cc[14];
  57
  58   fN=0;
  59   fIndex[fN++]=index;
  60 }
  61
  62 //_____________________________________________________________________________
  63 AliTRDtrack::AliTRDtrack(const AliTRDtrack& t) {
  64   //
  65   // Copy constructor.
  66   //
  67
  68   fLab=t.fLab;
  69
  70   fChi2=t.fChi2;
  71   fdEdx=t.fdEdx;
  72
  73   fAlpha=t.fAlpha;
  74   fX=t.fX;
  75
  76   fY=t.fY; fZ=t.fZ; fC=t.fC; fE=t.fE; fT=t.fT;
  77
  78   fCyy=t.fCyy;
  79   fCzy=t.fCzy;  fCzz=t.fCzz;
  80   fCcy=t.fCcy;  fCcz=t.fCcz;  fCcc=t.fCcc;
  81   fCey=t.fCey;  fCez=t.fCez;  fCec=t.fCec;  fCee=t.fCee;
  82   fCty=t.fCty;  fCtz=t.fCtz;  fCtc=t.fCtc;  fCte=t.fCte;  fCtt=t.fCtt;
  83
  84   fN=t.fN;
  85   for (Int_t i=0; i<fN; i++) fIndex[i]=t.fIndex[i];
  86 }
  87
  88 //_____________________________________________________________________________
  89 void AliTRDtrack::GetCovariance(Double_t cc[15]) const {
  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 AliTRDtrack::Compare(TObject *o) {
  99
 100 // Compares tracks according to their Y2
 101
 102   AliTRDtrack *t=(AliTRDtrack*)o;
 103   //  Double_t co=t->GetSigmaY2();
 104   //  Double_t c =GetSigmaY2();
 105
 106   Double_t co=TMath::Abs(t->GetC());
 107   Double_t c =TMath::Abs(GetC());
 108
 109   if (c>co) return 1;
 110   else if (c<co) return -1;
 111   return 0;
 112 }
 113
 114 //_____________________________________________________________________________
 115 Int_t AliTRDtrack::PropagateTo(Double_t xk,Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
 116 {
 117   // Propagates a track of particle with mass=pm to a reference plane
 118   // defined by x=xk through media of density=rho and radiationLength=x0
 119
 120   if (TMath::Abs(fC*xk - fE) >= 0.99999) {
 121     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Propagation failed !\n";
 122     return 0;
 123   }
 124
 125   Double_t x1=fX, x2=x1+(xk-x1), dx=x2-x1, y1=fY, z1=fZ;
 126   Double_t c1=fC*x1 - fE, r1=sqrt(1.- c1*c1);
 127   Double_t c2=fC*x2 - fE, r2=sqrt(1.- c2*c2);
 128
 129   fY += dx*(c1+c2)/(r1+r2);
 130   fZ += dx*(c1+c2)/(c1*r2 + c2*r1)*fT;
 131
 132   //f = F - 1
 133   Double_t rr=r1+r2, cc=c1+c2, xx=x1+x2;
 134   Double_t f02= dx*(rr*xx + cc*(c1*x1/r1+c2*x2/r2))/(rr*rr);
 135   Double_t f03=-dx*(2*rr + cc*(c1/r1 + c2/r2))/(rr*rr);
 136   Double_t cr=c1*r2+c2*r1;
 137   Double_t f12= dx*fT*(cr*xx-cc*(r1*x2-c2*c1*x1/r1+r2*x1-c1*c2*x2/r2))/(cr*cr);
 138   Double_t f13=-dx*fT*(2*cr + cc*(c2*c1/r1-r1 + c1*c2/r2-r2))/(cr*cr);
 139   Double_t f14= dx*cc/cr;
 140
 141   //b = C*ft
 142   Double_t b00=f02*fCcy + f03*fCey, b01=f12*fCcy + f13*fCey + f14*fCty;
 143   Double_t b10=f02*fCcz + f03*fCez, b11=f12*fCcz + f13*fCez + f14*fCtz;
 144   Double_t b20=f02*fCcc + f03*fCec, b21=f12*fCcc + f13*fCec + f14*fCtc;
 145   Double_t b30=f02*fCec + f03*fCee, b31=f12*fCec + f13*fCee + f14*fCte;
 146   Double_t b40=f02*fCtc + f03*fCte, b41=f12*fCtc + f13*fCte + f14*fCtt;
 147
 148   //a = f*b = f*C*ft
 149   Double_t a00=f02*b20+f03*b30,a01=f02*b21+f03*b31,a11=f12*b21+f13*b31+f14*b41;
 150
 151   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
 152   fCyy += a00 + 2*b00;
 153   fCzy += a01 + b01 + b10;
 154   fCcy += b20;
 155   fCey += b30;
 156   fCty += b40;
 157   fCzz += a11 + 2*b11;
 158   fCcz += b21;
 159   fCez += b31;
 160   fCtz += b41;
 161
 162   fX=x2;
 163
 164
 165   //Multiple scattering  ******************
 166
 167   Double_t d=sqrt((x1-fX)*(x1-fX)+(y1-fY)*(y1-fY)+(z1-fZ)*(z1-fZ));
 168   Double_t p2=GetPt()*GetPt()*(1.+fT*fT);
 169   Double_t beta2=p2/(p2 + pm*pm);
 170
 171   Double_t ey=fC*fX - fE, ez=fT;
 172   Double_t xz=fC*ez, zz1=ez*ez+1, xy=fE+ey;
 173
 174   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*d/x0*rho;
 175   fCcc += xz*xz*theta2;
 176   fCec += xz*ez*xy*theta2;
 177   fCtc += xz*zz1*theta2;
 178   fCee += (2*ey*ez*ez*fE+1-ey*ey+ez*ez+fE*fE*ez*ez)*theta2;
 179   fCte += ez*zz1*xy*theta2;
 180   fCtt += zz1*zz1*theta2;
 181
 182
 183   //Energy losses************************
 184
 185   Double_t dE=0.153e-3/beta2*(log(5940*beta2/(1-beta2)) - beta2)*d*rho;
 186   if (x1 < x2) dE=-dE;
 187   fC*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
 188   //fE*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
 189
 190   return 1;
 191
 192 }
 193
 194
 195 //_____________________________________________________________________________
 196 void AliTRDtrack::PropagateToVertex(Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
 197 {
 198   // This function propagates tracks to the "vertex".
 199
 200   Double_t c=fC*fX - fE;
 201   Double_t tgf=-fE/(fC*fY + sqrt(1-c*c));
 202   Double_t snf=tgf/sqrt(1.+ tgf*tgf);
 203   Double_t xv=(fE+snf)/fC;
 204   PropagateTo(xv,x0,rho,pm);
 205 }
 206
 207
 208 //_____________________________________________________________________________
 209 void AliTRDtrack::Update(const AliTRDcluster *c, Double_t chisq, UInt_t index)
 210 {
 211   // Assignes found cluster to the track and updates track information
 212
 213   Double_t r00=c->GetSigmaY2(), r01=0., r11=c->GetSigmaZ2()*12;
 214   r00+=fCyy; r01+=fCzy; r11+=fCzz;
 215   Double_t det=r00*r11 - r01*r01;
 216   Double_t tmp=r00; r00=r11/det; r11=tmp/det; r01=-r01/det;
 217
 218   Double_t k00=fCyy*r00+fCzy*r01, k01=fCyy*r01+fCzy*r11;
 219   Double_t k10=fCzy*r00+fCzz*r01, k11=fCzy*r01+fCzz*r11;
 220   Double_t k20=fCcy*r00+fCcz*r01, k21=fCcy*r01+fCcz*r11;
 221   Double_t k30=fCey*r00+fCez*r01, k31=fCey*r01+fCez*r11;
 222   Double_t k40=fCty*r00+fCtz*r01, k41=fCty*r01+fCtz*r11;
 223
 224   Double_t dy=c->GetY() - fY, dz=c->GetZ() - fZ;
 225   Double_t cur=fC + k20*dy + k21*dz, eta=fE + k30*dy + k31*dz;
 226   if (TMath::Abs(cur*fX-eta) >= 0.99999) {
 227     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Filtering failed !\n";
 228     return;
 229   }
 230
 231   fY += k00*dy + k01*dz;
 232   fZ += k10*dy + k11*dz;
 233   fC  = cur;
 234   fE  = eta;
 235   fT += k40*dy + k41*dz;
 236
 237   Double_t c01=fCzy, c02=fCcy, c03=fCey, c04=fCty;
 238   Double_t c12=fCcz, c13=fCez, c14=fCtz;
 239
 240   fCyy-=k00*fCyy+k01*fCzy; fCzy-=k00*c01+k01*fCzz;
 241   fCcy-=k00*c02+k01*c12; fCey-=k00*c03+k01*c13;
 242   fCty-=k00*c04+k01*c14;
 243
 244   fCzz-=k10*c01+k11*fCzz;
 245   fCcz-=k10*c02+k11*c12; fCez-=k10*c03+k11*c13;
 246   fCtz-=k10*c04+k11*c14;
 247
 248   fCcc-=k20*c02+k21*c12; fCec-=k20*c03+k21*c13;
 249   fCtc-=k20*c04+k21*c14;
 250
 251   fCee-=k30*c03+k31*c13;
 252   fCte-=k30*c04+k31*c14;
 253
 254   fCtt-=k40*c04+k41*c14;
 255
 256   fIndex[fN++]=index;
 257   fChi2 += chisq;
 258
 259   //  cerr<<"in update: fIndex["<<fN<<"] = "<<index<<endl;
 260 }
 261
 262 //_____________________________________________________________________________
 263 Int_t AliTRDtrack::Rotate(Double_t alpha)
 264 {
 265   // Rotates track parameters in R*phi plane
 266
 267   fAlpha += alpha;
 268
 269   Double_t x1=fX, y1=fY;
 270   Double_t ca=cos(alpha), sa=sin(alpha);
 271   Double_t r1=fC*fX - fE;
 272
 273   fX = x1*ca + y1*sa;
 274   fY=-x1*sa + y1*ca;
 275   fE=fE*ca + (fC*y1 + sqrt(1.- r1*r1))*sa;
 276
 277   Double_t r2=fC*fX - fE;
 278   if (TMath::Abs(r2) >= 0.99999) {
 279     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Rotation failed !\n";
 280     return 0;
 281   }
 282
 283   Double_t y0=fY + sqrt(1.- r2*r2)/fC;
 284   if ((fY-y0)*fC >= 0.) {
 285     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Rotation failed !!!\n";
 286     return 0;
 287   }
 288
 289   //f = F - 1
 290   Double_t f00=ca-1,    f32=(y1 - r1*x1/sqrt(1.- r1*r1))*sa,
 291            f30=fC*sa, f33=(ca + sa*r1/sqrt(1.- r1*r1))-1;
 292
 293   //b = C*ft
 294   Double_t b00=fCyy*f00, b03=fCyy*f30+fCcy*f32+fCey*f33;
 295   Double_t b10=fCzy*f00, b13=fCzy*f30+fCcz*f32+fCez*f33;
 296   Double_t b20=fCcy*f00, b23=fCcy*f30+fCcc*f32+fCec*f33;
 297   Double_t b30=fCey*f00, b33=fCey*f30+fCec*f32+fCee*f33;
 298   Double_t b40=fCty*f00, b43=fCty*f30+fCtc*f32+fCte*f33;
 299
 300   //a = f*b = f*C*ft
 301   Double_t a00=f00*b00, a03=f00*b03, a33=f30*b03+f32*b23+f33*b33;
 302
 303   // *** Double_t dy2=fCyy;
 304
 305   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
 306   fCyy += a00 + 2*b00;
 307   fCzy += b10;
 308   fCcy += b20;
 309   fCey += a03+b30+b03;
 310   fCty += b40;
 311   fCez += b13;
 312   fCec += b23;
 313   fCee += a33 + 2*b33;
 314   fCte += b43;
 315
 316   // *** fCyy+=dy2*sa*sa*r1*r1/(1.- r1*r1);
 317   // *** fCzz+=d2y*sa*sa*fT*fT/(1.- r1*r1);
 318
 319   return 1;
 320 }
 321
 322
 323
 324
 325 //_____________________________________________________________________________
 326 Double_t AliTRDtrack::GetPredictedChi2(const AliTRDcluster *c) const
 327 {
 328   Double_t r00=c->GetSigmaY2(), r01=0., r11=c->GetSigmaZ2()*12;
 329   r00+=fCyy; r01+=fCzy; r11+=fCzz;
 330
 331   Double_t det=r00*r11 - r01*r01;
 332   if (TMath::Abs(det) < 1.e-10) {
 333     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Singular matrix !\n";
 334     return 1e10;
 335   }
 336   Double_t tmp=r00; r00=r11; r11=tmp; r01=-r01;
 337
 338   Double_t dy=c->GetY() - fY, dz=c->GetZ() - fZ;
 339
 340   return (dy*r00*dy + 2*r01*dy*dz + dz*r11*dz)/det;
 341 }
 342
 343
 344 //_________________________________________________________________________
 345 void AliTRDtrack::GetPxPyPz(Double_t& px, Double_t& py, Double_t& pz) const
 346 {
 347   // Returns reconstructed track momentum in the global system.
 348
 349   Double_t pt=TMath::Abs(GetPt()); // GeV/c
 350   Double_t r=fC*fX-fE;
 351   Double_t y0=fY + sqrt(1.- r*r)/fC;
 352   px=-pt*(fY-y0)*fC;    //cos(phi);
 353   py=-pt*(fE-fX*fC);   //sin(phi);
 354   pz=pt*fT;
 355   Double_t tmp=px*TMath::Cos(fAlpha) - py*TMath::Sin(fAlpha);
 356   py=px*TMath::Sin(fAlpha) + py*TMath::Cos(fAlpha);
 357   px=tmp;
 358
 359 }
 360
 361 //____________________________________________________________________________
 362 void AliTRDtrack::Streamer(TBuffer &R__b)
 363 {
 364    if (R__b.IsReading()) {
 365       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(); if (R__v) { }
 366       TObject::Streamer(R__b);
 367       R__b >> fLab;
 368       R__b >> fChi2;
 369       R__b >> fdEdx;
 370       R__b >> fAlpha;
 371       R__b >> fX;
 372       R__b >> fY;
 373       R__b >> fZ;
 374       R__b >> fC;
 375       R__b >> fE;
 376       R__b >> fT;
 377       R__b >> fCyy;
 378       R__b >> fCzy;
 379       R__b >> fCzz;
 380       R__b >> fCcy;
 381       R__b >> fCcz;
 382       R__b >> fCcc;
 383       R__b >> fCey;
 384       R__b >> fCez;
 385       R__b >> fCec;
 386       R__b >> fCee;
 387       R__b >> fCty;
 388       R__b >> fCtz;
 389       R__b >> fCtc;
 390       R__b >> fCte;
 391       R__b >> fCtt;
 392       R__b >> fN;
 393       for (Int_t i=0; i<fN; i++) R__b >> fIndex[i];
 394    } else {
 395       R__b.WriteVersion(AliTRDtrack::IsA());
 396       TObject::Streamer(R__b);
 397       R__b << fLab;
 398       R__b << fChi2;
 399       R__b << fdEdx;
 400       R__b << fAlpha;
 401       R__b << fX;
 402       R__b << fY;
 403       R__b << fZ;
 404       R__b << fC;
 405       R__b << fE;
 406       R__b << fT;
 407       R__b << fCyy;
 408       R__b << fCzy;
 409       R__b << fCzz;
 410       R__b << fCcy;
 411       R__b << fCcz;
 412       R__b << fCcc;
 413       R__b << fCey;
 414       R__b << fCez;
 415       R__b << fCec;
 416       R__b << fCee;
 417       R__b << fCty;
 418       R__b << fCtz;
 419       R__b << fCtc;
 420       R__b << fCte;
 421       R__b << fCtt;
 422       R__b << fN;
 423       for (Int_t i=0; i<fN; i++) R__b << fIndex[i];
 424    }
 425 }
 426
 427 //_____________________________________________________________________________
 428 void AliTRDseed::CookdEdx(Double_t low, Double_t up) {
 429
 430   // Calculates dE/dX within the "low" and "up" cuts.
 431
 432   Int_t i;
 433   Int_t nc=this->GetNclusters();
 434
 435   Int_t swap;//stupid sorting
 436   do {
 437     swap=0;
 438     for (i=0; i<nc-1; i++) {
 439       if (fdEdx[i]<=fdEdx[i+1]) continue;
 440       Float_t tmp=fdEdx[i]; fdEdx[i]=fdEdx[i+1]; fdEdx[i+1]=tmp;
 441       swap++;
 442     }
 443   } while (swap);
 444
 445   Int_t nl=Int_t(low*nc), nu=Int_t(up*nc);
 446   Float_t dedx=0;
 447   for (i=nl; i<=nu; i++) dedx += fdEdx[i];
 448   dedx /= (nu-nl+1);
 449   SetdEdx(dedx);
 450 }
 451