ZDC/AliGenZDC.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  2000/07/10 13:58:01  fca
  19 New version of ZDC from E.Scomparin & C.Oppedisano
  20
  21 Revision 1.7  2000/01/19 17:17:40  fca
  22
  23 Revision 1.6  1999/09/29 09:24:35  fca
  24 Introduction of the Copyright and cvs Log
  25
  26 */
  27 #include <TRandom.h>
  28 #include <TLorentzVector.h>
  29 #include <TVector3.h>
  30
  31 #include "AliGenZDC.h"
  32 #include "AliConst.h"
  33 #include "AliPDG.h"
  34 #include "AliRun.h"
  35
  36 ClassImp(AliGenZDC)
  37
  38 //_____________________________________________________________________________
  39 AliGenZDC::AliGenZDC()
  40    :AliGenerator()
  41 {
  42   //
  43   // Default constructor
  44   //
  45   fIpart = 0;
  46 }
  47
  48 //_____________________________________________________________________________
  49 AliGenZDC::AliGenZDC(Int_t npart)
  50    :AliGenerator(npart)
  51 {
  52   //
  53   // Standard constructor
  54   //
  55   fName = "AliGenZDC";
  56   fTitle = "Generation of Test Particles for ZDCs";
  57   fIpart = kNeutron;
  58   fCosx  = 0.;
  59   fCosy  = 0.;
  60   fCosz  = 1.;
  61   fPseudoRapidity = 0.;
  62   fFermiflag = 1;
  63   // LHC values for beam divergence and crossing angle
  64   fBeamDiv = 0.000032;
  65   fBeamCrossAngle = 0.0001;
  66   fBeamCrossPlane = 2;
  67 }
  68
  69 //_____________________________________________________________________________
  70 void AliGenZDC::Init()
  71 {
  72   printf("              Initializing AliGenZDC\n");
  73   printf("      Fermi flag = %d, Beam Divergence = %f, Crossing Angle "
  74          "= %f, Crossing Plane = %d\n\n", fFermiflag, fBeamDiv, fBeamCrossAngle,
  75          fBeamCrossPlane);
  76   //Initialize Fermi momentum distributions for Pb-Pb
  77   FermiTwoGaussian(207.,82.,fPp,fProbintp,fProbintn);
  78 }
  79
  80 //_____________________________________________________________________________
  81 void AliGenZDC::Generate()
  82 {
  83   //
  84   // Generate one trigger (n or p)
  85   //
  86   Int_t i;
  87
  88   Double_t mass, pLab[3], balp0, balp[3], ddp[3], dddp0, dddp[3];
  89   Float_t ptot = fPMin;
  90   Int_t nt;
  91
  92   if(fPseudoRapidity==0.){
  93     pLab[0] = ptot*fCosx;
  94     pLab[1] = ptot*fCosy;
  95     pLab[2] = ptot*fCosz;
  96   }
  97   else{
  98     Float_t scang = 2*TMath::ATan(TMath::Exp(-(fPseudoRapidity)));
  99     pLab[0] = -ptot*TMath::Sin(scang);
 100     pLab[1] = 0.;
 101     pLab[2] = ptot*TMath::Cos(scang);
 102   }
 103   for(i=0; i<=2; i++){
 104      fP[i] = pLab[i];
 105   }
 106
 107   // Beam divergence and crossing angle
 108   if(fBeamDiv!=0.) {BeamDivCross(0,fBeamDiv,fBeamCrossAngle,fBeamCrossPlane,pLab);}
 109   if(fBeamCrossAngle!=0.) {BeamDivCross(1,fBeamDiv,fBeamCrossAngle,fBeamCrossPlane,pLab);}
 110
 111   // If required apply the Fermi momentum
 112   if(fFermiflag==1){
 113     if((fIpart==kProton) || (fIpart==kNeutron)){
 114       ExtractFermi(fIpart,fPp,fProbintp,fProbintn,ddp);
 115     }
 116     if(fIpart==kProton) {mass = 0.93956563;}
 117     if(fIpart==kNeutron) {mass = 0.93827231;}
 118 //  printf(" pLABx = %f  pLABy = %f  pLABz = %f \n",pLab[0],pLab[1],pLab[2]);
 119     for(i=0; i<=2; i++){
 120        balp[i] = -pLab[i];
 121     }
 122     balp0 = TMath::Sqrt(pLab[0]*pLab[0]+pLab[1]*pLab[1]+pLab[2]*pLab[2]+mass*mass);
 123     for(i=0; i<=2; i++){
 124        dddp[i] = ddp[i];
 125     }
 126     dddp0 = TMath::Sqrt(dddp[0]*dddp[0]+dddp[1]*dddp[1]+dddp[2]*dddp[2]+mass*mass);
 127
 128     TVector3 b(balp[0]/balp0, balp[1]/balp0, balp[2]/balp0);
 129     TLorentzVector pFermi(dddp[0], dddp[1], dddp[2], dddp0);
 130
 131 //    printf(" pmu -> pLABx = %f  pLABy = %f  pLABz = %f  E = %f\n",
 132 //           balp[0],balp[1],balp[2],balp0);
 133 //    printf(" Beta -> bx = %f  by = %f  bz = %f\n", b[0], b[1], b[2]);
 134 //    printf(" pFermi -> px = %f, py = %f, pz = %f\n", pFermi[0], pFermi[1], pFermi[2]);
 135
 136     pFermi.Boost(b);
 137
 138 //    printf(" Boosted momentum -> px = %f, py = %f, pz = %f\n",
 139 //           pFermi[0], pFermi[1], pFermi[2]);
 140     for(i=0; i<=2; i++){
 141        fBoostP[i] = pFermi[i];
 142     }
 143
 144   }
 145
 146   Float_t polar[3] = {0,0,0};
 147   gAlice->SetTrack(fTrackIt,-1,fIpart,fBoostP,fOrigin.GetArray(),polar,0,
 148                    "Primary",nt);
 149 }
 150
 151 //_____________________________________________________________________________
 152 void AliGenZDC::FermiTwoGaussian(Double_t A, Float_t Z, Double_t* fPp, Double_t*
 153                 fProbintp, Double_t* fProbintn)
 154 {
 155 //
 156 // Momenta distributions according to the "double-gaussian"
 157 // distribution (Ilinov) - equal for protons and neutrons
 158 //
 159 //   printf("           Initialization of Fermi momenta distribution\n");
 160    fProbintp[0] = 0;
 161    fProbintn[0] = 0;
 162    Double_t sig1 = 0.113;
 163    Double_t sig2 = 0.250;
 164    Double_t alfa = 0.18*(TMath::Power((A/12.),(Float_t)1/3));
 165    Double_t xk = (2*k2PI)/((1.+alfa)*(TMath::Power(k2PI,1.5)));
 166
 167    for(Int_t i=1; i<=200; i++){
 168       Double_t p = i*0.005;
 169       fPp[i] = p;
 170 //      printf(" fPp[%d] = %f\n",i,fPp[i]);
 171       Double_t e1 = (p*p)/(2.*sig1*sig1);
 172       Double_t e2 = (p*p)/(2.*sig2*sig2);
 173       Double_t f1 = TMath::Exp(-(e1));
 174       Double_t f2 = TMath::Exp(-(e2));
 175       Double_t probp = xk*p*p*(f1/(TMath::Power(sig1,3.))+
 176                       alfa*f2/(TMath::Power(sig2,3.)))*0.005;
 177 //      printf("        probp = %f\n",probp);
 178       fProbintp[i] = fProbintp[i-1] + probp;
 179       fProbintn[i] = fProbintp[i];
 180 //      printf(" fProbintp[%d] = %f, fProbintp[%d] = %f\n",i,fProbintp[i],i,fProbintn[i]);
 181    }
 182 }
 183 //_____________________________________________________________________________
 184 void AliGenZDC::ExtractFermi(Int_t id, Double_t* fPp, Double_t* fProbintp,
 185                 Double_t* fProbintn, Double_t* ddp)
 186 {
 187 //
 188 // Compute Fermi momentum for spectator nucleons
 189 //
 190   Int_t i;
 191   Float_t xx = gRandom->Rndm();
 192   if(id==kProton){
 193     for(i=0; i<=200; i++){
 194        if((xx>=fProbintp[i-1]) && (xx<fProbintp[i])) break;
 195        }
 196   }
 197   else if(id==kNeutron){
 198     for(i=0; i<=200; i++){
 199        if((xx>=fProbintn[i-1]) && (xx<fProbintn[i])) break;
 200        }
 201    }
 202          Float_t pext = fPp[i]+0.001;
 203          Float_t phi = k2PI*(gRandom->Rndm());
 204          Float_t cost = (1.-2.*(gRandom->Rndm()));
 205          Float_t tet = TMath::ACos(cost);
 206          ddp[0] = pext*TMath::Sin(tet)*TMath::Cos(phi);
 207          ddp[1] = pext*TMath::Sin(tet)*TMath::Sin(phi);
 208          ddp[2] = pext*cost;
 209 }
 210
 211 //_____________________________________________________________________________
 212 void AliGenZDC::BeamDivCross(Int_t icross, Float_t fBeamDiv, Float_t fBeamCrossAngle,
 213                 Int_t fBeamCrossPlane, Double_t* pLab)
 214 {
 215   Double_t tetpart, fipart, tetdiv, fidiv, angleSum[2], tetsum, fisum, dplab[3];
 216   Double_t rvec;
 217
 218   Int_t i;
 219
 220   Double_t pmq = 0.;
 221   for(i=0; i<=2; i++){
 222      dplab[i] = pLab[i];
 223      pmq = pmq+pLab[i]*pLab[i];
 224   }
 225   Double_t pmod = TMath::Sqrt(pmq);
 226 //  printf("    pmod = %f\n",pmod);
 227
 228 //  printf("    icross = %d, fBeamDiv = %f\n",icross,fBeamDiv);
 229   if(icross==0){
 230     rvec = gRandom->Gaus(0.0,1.0);
 231     tetdiv = fBeamDiv * TMath::Abs(rvec);
 232     fidiv = (gRandom->Rndm())*k2PI;
 233   }
 234   else if(icross==1){
 235     if(fBeamCrossPlane==0.){
 236       tetdiv = 0.;
 237       fidiv = 0.;
 238     }
 239     else if(fBeamCrossPlane==1.){
 240       tetdiv = fBeamCrossAngle;
 241       fidiv = 0.;
 242     }
 243     else if(fBeamCrossPlane==2.){
 244       tetdiv = fBeamCrossAngle;
 245       fidiv = k2PI/4.;
 246     }
 247   }
 248 //  printf("    tetdiv = %f, fidiv = %f\n",tetdiv,fidiv);
 249   tetpart = TMath::ATan(TMath::Sqrt(dplab[0]*dplab[0]+dplab[1]*dplab[1])/dplab[2]);
 250   if(dplab[1]!=0. || dplab[0]!=0.){
 251     fipart = TMath::ATan2(dplab[1],dplab[0]);
 252   }
 253   else{
 254     fipart = 0.;
 255   }
 256   if(fipart<0.) {fipart = fipart+k2PI;}
 257 //  printf("    tetpart = %f, fipart = %f\n",tetpart,fipart);
 258   tetdiv = tetdiv*kRaddeg;
 259   fidiv = fidiv*kRaddeg;
 260   tetpart = tetpart*kRaddeg;
 261   fipart = fipart*kRaddeg;
 262   AddAngle(tetpart,fipart,tetdiv,fidiv,angleSum);
 263   tetsum = angleSum[0];
 264   fisum  = angleSum[1];
 265 //  printf("    tetsum = %f, fisum = %f\n",tetsum,fisum);
 266   tetsum = tetsum*kDegrad;
 267   fisum = fisum*kDegrad;
 268   pLab[0] = pmod*TMath::Sin(tetsum)*TMath::Cos(fisum);
 269   pLab[1] = pmod*TMath::Sin(tetsum)*TMath::Sin(fisum);
 270   pLab[2] = pmod*TMath::Cos(tetsum);
 271 //  printf("    pLab[0] = %f pLab[1] = %f pLab[2] = %f \n\n",
 272 //         pLab[0],pLab[1],pLab[2]);
 273   for(i=0; i<=2; i++){
 274      fDivP[i] = pLab[i];
 275   }
 276 }
 277
 278 //_____________________________________________________________________________
 279 void  AliGenZDC::AddAngle(Double_t theta1, Double_t phi1, Double_t theta2,
 280                Double_t phi2, Double_t* angleSum)
 281 {
 282   Double_t temp, conv, cx, cy, cz, ct1, st1, ct2, st2, cp1, sp1, cp2, sp2;
 283   Double_t rtetsum, tetsum, fisum;
 284
 285   temp = -1.;
 286   conv = 180./TMath::ACos(temp);
 287
 288   ct1 = TMath::Cos(theta1/conv);
 289   st1 = TMath::Sin(theta1/conv);
 290   cp1 = TMath::Cos(phi1/conv);
 291   sp1 = TMath::Sin(phi1/conv);
 292   ct2 = TMath::Cos(theta2/conv);
 293   st2 = TMath::Sin(theta2/conv);
 294   cp2 = TMath::Cos(phi2/conv);
 295   sp2 = TMath::Sin(phi2/conv);
 296   cx = ct1*cp1*st2*cp2+st1*cp1*ct2-sp1*st2*sp2;
 297   cy = ct1*sp1*st2*cp2+st1*sp1*ct2+cp1*st2*sp2;
 298   cz = ct1*ct2-st1*st2*cp2;
 299
 300   rtetsum = TMath::ACos(cz);
 301   tetsum = conv*rtetsum;
 302   if(tetsum==0. || tetsum==180.){
 303     fisum = 0.;
 304     return;
 305   }
 306   temp = cx/TMath::Sin(rtetsum);
 307   if(temp>1.) temp=1.;
 308   if(temp<-1.) temp=-1.;
 309   fisum = conv*TMath::ACos(temp);
 310   if(cy<0) {fisum = 360.-fisum;}
 311 //  printf("    AddAngle -> tetsum = %f, fisum = %f\n",tetsum, fisum);
 312   angleSum[0] = tetsum;
 313   angleSum[1] = fisum;
 314 }
 315