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 1.8  2001/05/30 12:17:47  hristov
  19 Loop variables declared once
  20
  21 Revision 1.7  2001/05/28 17:07:58  hristov
  22 Last minute changes; ExB correction in AliTRDclusterizerV1; taking into account of material in G10 TEC frames and material between TEC planes (C.Blume,S.Sedykh)
  23
  24 Revision 1.4  2000/12/08 16:07:02  cblume
  25 Update of the tracking by Sergei
  26
  27 Revision 1.3  2000/10/15 23:40:01  cblume
  28 Remove AliTRDconst
  29
  30 Revision 1.2  2000/10/06 16:49:46  cblume
  31 Made Getters const
  32
  33 Revision 1.1.2.1  2000/09/22 14:47:52  cblume
  34 Add the tracking code
  35
  36 */
  37
  38 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  39 //                                                                         //
  40 //  TRD track object                                                       //
  41 //                                                                         //
  42 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  43
  44 #include <iostream.h>
  45
  46 #include <TObject.h>
  47
  48 #include "AliTRD.h"
  49 #include "AliTRDgeometry.h"
  50 #include "AliTRDcluster.h"
  51 #include "AliTRDtrack.h"
  52
  53 ClassImp(AliTRDtrack)
  54
  55
  56 //_____________________________________________________________________________
  57
  58 AliTRDtrack::AliTRDtrack(const AliTRDcluster *c, UInt_t index,
  59 const Double_t xx[5], const Double_t cc[15], Double_t xref, Double_t alpha) {
  60   //-----------------------------------------------------------------
  61   // This is the main track constructor.
  62   //-----------------------------------------------------------------
  63   fLab=-1;
  64   fChi2=0.;
  65   fdEdx=0.;
  66
  67   fAlpha=alpha;
  68   fX=xref;
  69
  70   fY=xx[0]; fZ=xx[1]; fC=xx[2]; fE=xx[3]; fT=xx[4];
  71
  72   fCyy=cc[0];
  73   fCzy=cc[1];  fCzz=cc[2];
  74   fCcy=cc[3];  fCcz=cc[4];  fCcc=cc[5];
  75   fCey=cc[6];  fCez=cc[7];  fCec=cc[8];  fCee=cc[9];
  76   fCty=cc[10]; fCtz=cc[11]; fCtc=cc[12]; fCte=cc[13]; fCtt=cc[14];
  77
  78   fN=0;
  79   fIndex[fN]=index;
  80
  81   Float_t q = c->GetQ();
  82   Double_t s = fX*fC - fE, t=fT;
  83   q *= TMath::Sqrt((1-s*s)/(1+t*t));
  84   fdQdl[fN++] = q;
  85 }
  86
  87 //_____________________________________________________________________________
  88 AliTRDtrack::AliTRDtrack(const AliTRDtrack& t) {
  89   //
  90   // Copy constructor.
  91   //
  92
  93   fLab=t.fLab;
  94
  95   fChi2=t.fChi2;
  96   fdEdx=t.fdEdx;
  97
  98   fAlpha=t.fAlpha;
  99   fX=t.fX;
 100
 101   fY=t.fY; fZ=t.fZ; fC=t.fC; fE=t.fE; fT=t.fT;
 102
 103   fCyy=t.fCyy;
 104   fCzy=t.fCzy;  fCzz=t.fCzz;
 105   fCcy=t.fCcy;  fCcz=t.fCcz;  fCcc=t.fCcc;
 106   fCey=t.fCey;  fCez=t.fCez;  fCec=t.fCec;  fCee=t.fCee;
 107   fCty=t.fCty;  fCtz=t.fCtz;  fCtc=t.fCtc;  fCte=t.fCte;  fCtt=t.fCtt;
 108
 109   fN=t.fN;
 110   for (Int_t i=0; i<fN; i++) {
 111     fIndex[i]=t.fIndex[i];
 112     fdQdl[i]=t.fdQdl[i];
 113   }
 114 }
 115
 116 //_____________________________________________________________________________
 117 void AliTRDtrack::GetCovariance(Double_t cc[15]) const {
 118   cc[0]=fCyy;
 119   cc[1]=fCzy;  cc[2]=fCzz;
 120   cc[3]=fCcy;  cc[4]=fCcz;  cc[5]=fCcc;
 121   cc[6]=fCey;  cc[7]=fCez;  cc[8]=fCec;  cc[9]=fCee;
 122   cc[10]=fCty; cc[11]=fCtz; cc[12]=fCtc; cc[13]=fCte; cc[14]=fCtt;
 123 }
 124
 125 //_____________________________________________________________________________
 126 Int_t AliTRDtrack::Compare(const TObject *o) const {
 127
 128 // Compares tracks according to their Y2
 129
 130   AliTRDtrack *t=(AliTRDtrack*)o;
 131   //  Double_t co=t->GetSigmaY2();
 132   //  Double_t c =GetSigmaY2();
 133
 134   Double_t co=TMath::Abs(t->GetC());
 135   Double_t c =TMath::Abs(GetC());
 136
 137   if (c>co) return 1;
 138   else if (c<co) return -1;
 139   return 0;
 140 }
 141
 142 //_____________________________________________________________________________
 143 void AliTRDtrack::CookdEdx(Double_t low, Double_t up) {
 144   //-----------------------------------------------------------------
 145   // Calculates dE/dX within the "low" and "up" cuts.
 146   //-----------------------------------------------------------------
 147   Int_t i;
 148   Int_t nc=GetNclusters();
 149
 150   Float_t sorted[200];
 151   for (i=0; i<200; i++) sorted[i]=fdQdl[i];
 152
 153   Int_t swap;
 154   do {
 155     swap=0;
 156     for (i=0; i<nc-1; i++) {
 157       if (sorted[i]<=sorted[i+1]) continue;
 158       Float_t tmp=sorted[i];
 159       sorted[i]=sorted[i+1]; sorted[i+1]=tmp;
 160       swap++;
 161     }
 162   } while (swap);
 163
 164   Int_t nl=Int_t(low*nc), nu=Int_t(up*nc);
 165   Float_t dedx=0;
 166   for (i=nl; i<=nu; i++) dedx += sorted[i];
 167   dedx /= (nu-nl+1);
 168   SetdEdx(dedx);
 169 }
 170
 171
 172
 173 //_____________________________________________________________________________
 174 Int_t AliTRDtrack::PropagateTo(Double_t xk,Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
 175 {
 176   // Propagates a track of particle with mass=pm to a reference plane
 177   // defined by x=xk through media of density=rho and radiationLength=x0
 178
 179   if (TMath::Abs(fC*xk - fE) >= 0.99999) {
 180     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Propagation failed !\n";
 181     return 0;
 182   }
 183
 184   Double_t x1=fX, x2=x1+(xk-x1), dx=x2-x1, y1=fY, z1=fZ;
 185   Double_t c1=fC*x1 - fE, r1=sqrt(1.- c1*c1);
 186   Double_t c2=fC*x2 - fE, r2=sqrt(1.- c2*c2);
 187
 188   fY += dx*(c1+c2)/(r1+r2);
 189   fZ += dx*(c1+c2)/(c1*r2 + c2*r1)*fT;
 190
 191   //f = F - 1
 192   Double_t rr=r1+r2, cc=c1+c2, xx=x1+x2;
 193   Double_t f02= dx*(rr*xx + cc*(c1*x1/r1+c2*x2/r2))/(rr*rr);
 194   Double_t f03=-dx*(2*rr + cc*(c1/r1 + c2/r2))/(rr*rr);
 195   Double_t cr=c1*r2+c2*r1;
 196   Double_t f12= dx*fT*(cr*xx-cc*(r1*x2-c2*c1*x1/r1+r2*x1-c1*c2*x2/r2))/(cr*cr);
 197   Double_t f13=-dx*fT*(2*cr + cc*(c2*c1/r1-r1 + c1*c2/r2-r2))/(cr*cr);
 198   Double_t f14= dx*cc/cr;
 199
 200   //b = C*ft
 201   Double_t b00=f02*fCcy + f03*fCey, b01=f12*fCcy + f13*fCey + f14*fCty;
 202   Double_t b10=f02*fCcz + f03*fCez, b11=f12*fCcz + f13*fCez + f14*fCtz;
 203   Double_t b20=f02*fCcc + f03*fCec, b21=f12*fCcc + f13*fCec + f14*fCtc;
 204   Double_t b30=f02*fCec + f03*fCee, b31=f12*fCec + f13*fCee + f14*fCte;
 205   Double_t b40=f02*fCtc + f03*fCte, b41=f12*fCtc + f13*fCte + f14*fCtt;
 206
 207   //a = f*b = f*C*ft
 208   Double_t a00=f02*b20+f03*b30,a01=f02*b21+f03*b31,a11=f12*b21+f13*b31+f14*b41;
 209
 210   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
 211   fCyy += a00 + 2*b00;
 212   fCzy += a01 + b01 + b10;
 213   fCcy += b20;
 214   fCey += b30;
 215   fCty += b40;
 216   fCzz += a11 + 2*b11;
 217   fCcz += b21;
 218   fCez += b31;
 219   fCtz += b41;
 220
 221   fX=x2;
 222
 223
 224   //Multiple scattering  ******************
 225
 226   Double_t d=sqrt((x1-fX)*(x1-fX)+(y1-fY)*(y1-fY)+(z1-fZ)*(z1-fZ));
 227   Double_t p2=GetPt()*GetPt()*(1.+fT*fT);
 228   Double_t beta2=p2/(p2 + pm*pm);
 229
 230   Double_t ey=fC*fX - fE, ez=fT;
 231   Double_t xz=fC*ez, zz1=ez*ez+1, xy=fE+ey;
 232
 233   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*d/x0*rho;
 234   fCcc += xz*xz*theta2;
 235   fCec += xz*ez*xy*theta2;
 236   fCtc += xz*zz1*theta2;
 237   fCee += (2*ey*ez*ez*fE+1-ey*ey+ez*ez+fE*fE*ez*ez)*theta2;
 238   fCte += ez*zz1*xy*theta2;
 239   fCtt += zz1*zz1*theta2;
 240
 241
 242   //Energy losses************************
 243
 244   Double_t dE=0.153e-3/beta2*(log(5940*beta2/(1-beta2)) - beta2)*d*rho;
 245   if (x1 < x2) dE=-dE;
 246   fC*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
 247   //fE*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
 248
 249   return 1;
 250
 251 }
 252
 253
 254 //_____________________________________________________________________________
 255 void AliTRDtrack::Update(const AliTRDcluster *c, Double_t chisq, UInt_t index)
 256 {
 257   // Assignes found cluster to the track and updates track information
 258
 259   Double_t r00=c->GetSigmaY2(), r01=0., r11=c->GetSigmaZ2();
 260   r00+=fCyy; r01+=fCzy; r11+=fCzz;
 261   Double_t det=r00*r11 - r01*r01;
 262   Double_t tmp=r00; r00=r11/det; r11=tmp/det; r01=-r01/det;
 263
 264   Double_t k00=fCyy*r00+fCzy*r01, k01=fCyy*r01+fCzy*r11;
 265   Double_t k10=fCzy*r00+fCzz*r01, k11=fCzy*r01+fCzz*r11;
 266   Double_t k20=fCcy*r00+fCcz*r01, k21=fCcy*r01+fCcz*r11;
 267   Double_t k30=fCey*r00+fCez*r01, k31=fCey*r01+fCez*r11;
 268   Double_t k40=fCty*r00+fCtz*r01, k41=fCty*r01+fCtz*r11;
 269
 270   Double_t dy=c->GetY() - fY, dz=c->GetZ() - fZ;
 271   Double_t cur=fC + k20*dy + k21*dz, eta=fE + k30*dy + k31*dz;
 272   if (TMath::Abs(cur*fX-eta) >= 0.99999) {
 273     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Filtering failed !\n";
 274     return;
 275   }
 276
 277   fY += k00*dy + k01*dz;
 278   fZ += k10*dy + k11*dz;
 279   fC  = cur;
 280   fE  = eta;
 281   fT += k40*dy + k41*dz;
 282
 283   Double_t c01=fCzy, c02=fCcy, c03=fCey, c04=fCty;
 284   Double_t c12=fCcz, c13=fCez, c14=fCtz;
 285
 286   fCyy-=k00*fCyy+k01*fCzy; fCzy-=k00*c01+k01*fCzz;
 287   fCcy-=k00*c02+k01*c12; fCey-=k00*c03+k01*c13;
 288   fCty-=k00*c04+k01*c14;
 289
 290   fCzz-=k10*c01+k11*fCzz;
 291   fCcz-=k10*c02+k11*c12; fCez-=k10*c03+k11*c13;
 292   fCtz-=k10*c04+k11*c14;
 293
 294   fCcc-=k20*c02+k21*c12; fCec-=k20*c03+k21*c13;
 295   fCtc-=k20*c04+k21*c14;
 296
 297   fCee-=k30*c03+k31*c13;
 298   fCte-=k30*c04+k31*c14;
 299
 300   fCtt-=k40*c04+k41*c14;
 301
 302   fIndex[fN]=index;
 303
 304   Float_t q = c->GetQ();
 305   Double_t s = fX*fC - fE, t=fT;
 306   q *= TMath::Sqrt((1-s*s)/(1+t*t));
 307   fdQdl[fN++] = q;
 308
 309   fChi2 += chisq;
 310
 311   //  cerr<<"in update: fIndex["<<fN<<"] = "<<index<<endl;
 312 }
 313
 314 //_____________________________________________________________________________
 315 Int_t AliTRDtrack::Rotate(Double_t alpha)
 316 {
 317   // Rotates track parameters in R*phi plane
 318
 319   fAlpha += alpha;
 320
 321   Double_t x1=fX, y1=fY;
 322   Double_t ca=cos(alpha), sa=sin(alpha);
 323   Double_t r1=fC*fX - fE;
 324
 325   fX = x1*ca + y1*sa;
 326   fY=-x1*sa + y1*ca;
 327   fE=fE*ca + (fC*y1 + sqrt(1.- r1*r1))*sa;
 328
 329   Double_t r2=fC*fX - fE;
 330   if (TMath::Abs(r2) >= 0.99999) {
 331     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Rotation failed !\n";
 332     return 0;
 333   }
 334
 335   Double_t y0=fY + sqrt(1.- r2*r2)/fC;
 336   if ((fY-y0)*fC >= 0.) {
 337     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Rotation failed !!!\n";
 338     return 0;
 339   }
 340
 341   //f = F - 1
 342   Double_t f00=ca-1,    f32=(y1 - r1*x1/sqrt(1.- r1*r1))*sa,
 343            f30=fC*sa, f33=(ca + sa*r1/sqrt(1.- r1*r1))-1;
 344
 345   //b = C*ft
 346   Double_t b00=fCyy*f00, b03=fCyy*f30+fCcy*f32+fCey*f33;
 347   Double_t b10=fCzy*f00, b13=fCzy*f30+fCcz*f32+fCez*f33;
 348   Double_t b20=fCcy*f00, b23=fCcy*f30+fCcc*f32+fCec*f33;
 349   Double_t b30=fCey*f00, b33=fCey*f30+fCec*f32+fCee*f33;
 350   Double_t b40=fCty*f00, b43=fCty*f30+fCtc*f32+fCte*f33;
 351
 352   //a = f*b = f*C*ft
 353   Double_t a00=f00*b00, a03=f00*b03, a33=f30*b03+f32*b23+f33*b33;
 354
 355   // *** Double_t dy2=fCyy;
 356
 357   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
 358   fCyy += a00 + 2*b00;
 359   fCzy += b10;
 360   fCcy += b20;
 361   fCey += a03+b30+b03;
 362   fCty += b40;
 363   fCez += b13;
 364   fCec += b23;
 365   fCee += a33 + 2*b33;
 366   fCte += b43;
 367
 368   // *** fCyy+=dy2*sa*sa*r1*r1/(1.- r1*r1);
 369   // *** fCzz+=d2y*sa*sa*fT*fT/(1.- r1*r1);
 370
 371   return 1;
 372 }
 373
 374
 375 //_____________________________________________________________________________
 376 Double_t AliTRDtrack::GetPredictedChi2(const AliTRDcluster *c) const
 377 {
 378   /*
 379   Double_t r00=c->GetSigmaY2(), r01=0., r11=c->GetSigmaZ2();
 380   r00+=fCyy; r01+=fCzy; r11+=fCzz;
 381
 382   Double_t det=r00*r11 - r01*r01;
 383   if (TMath::Abs(det) < 1.e-10) {
 384     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Singular matrix !\n";
 385     return 1e10;
 386   }
 387   Double_t tmp=r00; r00=r11; r11=tmp; r01=-r01;
 388
 389   Double_t dy=c->GetY() - fY, dz=c->GetZ() - fZ;
 390
 391   return (dy*r00*dy + 2*r01*dy*dz + dz*r11*dz)/det;
 392   */
 393
 394   Double_t dy=c->GetY() - fY;
 395   Double_t r00=c->GetSigmaY2();
 396
 397   return (dy*dy)/r00;
 398
 399 }
 400
 401
 402 //_________________________________________________________________________
 403 void AliTRDtrack::GetPxPyPz(Double_t& px, Double_t& py, Double_t& pz) const
 404 {
 405   // Returns reconstructed track momentum in the global system.
 406
 407   Double_t pt=TMath::Abs(GetPt()); // GeV/c
 408   Double_t r=fC*fX-fE;
 409   Double_t y0=fY + sqrt(1.- r*r)/fC;
 410   px=-pt*(fY-y0)*fC;    //cos(phi);
 411   py=-pt*(fE-fX*fC);   //sin(phi);
 412   pz=pt*fT;
 413   Double_t tmp=px*TMath::Cos(fAlpha) - py*TMath::Sin(fAlpha);
 414   py=px*TMath::Sin(fAlpha) + py*TMath::Cos(fAlpha);
 415   px=tmp;
 416
 417 }
 418
 419 //____________________________________________________________________________
 420 void AliTRDtrack::Streamer(TBuffer &R__b)
 421 {
 422   Int_t i;
 423
 424    if (R__b.IsReading()) {
 425       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(); if (R__v) { }
 426       TObject::Streamer(R__b);
 427       R__b >> fLab;
 428       R__b >> fChi2;
 429       R__b >> fdEdx;
 430       R__b >> fAlpha;
 431       R__b >> fX;
 432       R__b >> fY;
 433       R__b >> fZ;
 434       R__b >> fC;
 435       R__b >> fE;
 436       R__b >> fT;
 437       R__b >> fCyy;
 438       R__b >> fCzy;
 439       R__b >> fCzz;
 440       R__b >> fCcy;
 441       R__b >> fCcz;
 442       R__b >> fCcc;
 443       R__b >> fCey;
 444       R__b >> fCez;
 445       R__b >> fCec;
 446       R__b >> fCee;
 447       R__b >> fCty;
 448       R__b >> fCtz;
 449       R__b >> fCtc;
 450       R__b >> fCte;
 451       R__b >> fCtt;
 452       R__b >> fN;
 453       for (i=0; i<fN; i++) R__b >> fIndex[i];
 454       for (i=0; i<fN; i++) R__b >> fdQdl[i];
 455    } else {
 456       R__b.WriteVersion(AliTRDtrack::IsA());
 457       TObject::Streamer(R__b);
 458       R__b << fLab;
 459       R__b << fChi2;
 460       R__b << fdEdx;
 461       R__b << fAlpha;
 462       R__b << fX;
 463       R__b << fY;
 464       R__b << fZ;
 465       R__b << fC;
 466       R__b << fE;
 467       R__b << fT;
 468       R__b << fCyy;
 469       R__b << fCzy;
 470       R__b << fCzz;
 471       R__b << fCcy;
 472       R__b << fCcz;
 473       R__b << fCcc;
 474       R__b << fCey;
 475       R__b << fCez;
 476       R__b << fCec;
 477       R__b << fCee;
 478       R__b << fCty;
 479       R__b << fCtz;
 480       R__b << fCtc;
 481       R__b << fCte;
 482       R__b << fCtt;
 483       R__b << fN;
 484       for (i=0; i<fN; i++) R__b << fIndex[i];
 485       for (i=0; i<fN; i++) R__b << fdQdl[i];
 486    }
 487 }
 488
 489