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 1.5  2000/11/22 11:30:12  coppedis
  19 Major code revision
  20
  21 Revision 1.4  2000/10/05 08:02:47  fca
  22 Correction of the generator direction
  23
  24 Revision 1.3  2000/10/02 21:28:20  fca
  25 Removal of useless dependecies via forward declarations
  26
  27 Revision 1.2  2000/07/11 11:12:34  fca
  28 Some syntax corrections for non standard HP aCC
  29
  30 Revision 1.1  2000/07/10 13:58:01  fca
  31 New version of ZDC from E.Scomparin & C.Oppedisano
  32
  33 Revision 1.7  2000/01/19 17:17:40  fca
  34
  35 Revision 1.6  1999/09/29 09:24:35  fca
  36 Introduction of the Copyright and cvs Log
  37
  38 */
  39 #include <assert.h>
  40
  41 #include <TRandom.h>
  42 #include <TLorentzVector.h>
  43 #include <TVector3.h>
  44 #include "TDatabasePDG.h"
  45
  46 #include "AliGenZDC.h"
  47 #include "AliConst.h"
  48 #include "AliPDG.h"
  49 #include "AliRun.h"
  50 #include "AliMCProcess.h"
  51
  52 ClassImp(AliGenZDC)
  53
  54 //_____________________________________________________________________________
  55 AliGenZDC::AliGenZDC()
  56    :AliGenerator()
  57 {
  58   //
  59   // Default constructor
  60   //
  61   fIpart = 0;
  62 }
  63
  64 //_____________________________________________________________________________
  65 AliGenZDC::AliGenZDC(Int_t npart)
  66    :AliGenerator(npart)
  67 {
  68   //
  69   // Standard constructor
  70   //
  71   fName = "AliGenZDC";
  72   fTitle = "Generation of Test Particles for ZDCs";
  73   fIpart = kNeutron;
  74   fCosx  = 0.;
  75   fCosy  = 0.;
  76   fCosz  = 1.;
  77   fPseudoRapidity = 0.;
  78   fFermiflag = 1;
  79   // LHC values for beam divergence and crossing angle
  80   fBeamDiv = 0.000032;
  81   fBeamCrossAngle = 0.0001;
  82   fBeamCrossPlane = 2;
  83 }
  84
  85 //_____________________________________________________________________________
  86 void AliGenZDC::Init()
  87 {
  88   printf("              AliGenZDC initialized with:\n");
  89   printf("   Fermi flag = %d, Beam Divergence = %f, Crossing Angle "
  90          "= %f, Crossing Plane = %d\n\n", fFermiflag, fBeamDiv, fBeamCrossAngle,
  91          fBeamCrossPlane);
  92   //Initialize Fermi momentum distributions for Pb-Pb
  93   FermiTwoGaussian(207.,82.,fPp,fProbintp,fProbintn);
  94 }
  95
  96 //_____________________________________________________________________________
  97 void AliGenZDC::Generate()
  98 {
  99   //
 100   // Generate one trigger (n or p)
 101   //
 102   Int_t i;
 103
 104   Double_t mass, pLab[3], fP0, ddp[3], dddp0, dddp[3];
 105   Float_t ptot = fPMin;
 106   Int_t nt;
 107
 108   if(fPseudoRapidity==0.){
 109     pLab[0] = ptot*fCosx;
 110     pLab[1] = ptot*fCosy;
 111     pLab[2] = ptot*fCosz;
 112   }
 113   else{
 114     Float_t scang = 2*TMath::ATan(TMath::Exp(-(fPseudoRapidity)));
 115     pLab[0] = -ptot*TMath::Sin(scang);
 116     pLab[1] = 0.;
 117     pLab[2] = ptot*TMath::Cos(scang);
 118   }
 119   for(i=0; i<=2; i++){
 120      fPInit[i] = pLab[i];
 121      fP[i] = pLab[i];
 122   }
 123
 124   // Beam divergence and crossing angle
 125   if(fBeamCrossAngle!=0.) {
 126     BeamDivCross(1,fBeamDiv,fBeamCrossAngle,fBeamCrossPlane,pLab);
 127     for(i=0; i<=2; i++){
 128        fP[i] = pLab[i];
 129     }
 130   }
 131   if(fBeamDiv!=0.) {
 132     BeamDivCross(0,fBeamDiv,fBeamCrossAngle,fBeamCrossPlane,pLab);
 133     for(i=0; i<=2; i++){
 134        fP[i] = pLab[i];
 135     }
 136   }
 137
 138   // If required apply the Fermi momentum
 139   if(fFermiflag==1){
 140     if((fIpart==kProton) || (fIpart==kNeutron)){
 141       ExtractFermi(fIpart,fPp,fProbintp,fProbintn,ddp);
 142     }
 143     mass=gAlice->PDGDB()->GetParticle(fIpart)->Mass();
 144     fP0 = TMath::Sqrt(fP[0]*fP[0]+fP[1]*fP[1]+fP[2]*fP[2]+mass*mass);
 145     for(i=0; i<=2; i++){
 146        dddp[i] = ddp[i];
 147     }
 148     dddp0 = TMath::Sqrt(dddp[0]*dddp[0]+dddp[1]*dddp[1]+dddp[2]*dddp[2]+mass*mass);
 149
 150     TVector3 b(fP[0]/fP0, fP[1]/fP0, fP[2]/fP0);
 151     TLorentzVector pFermi(dddp[0], dddp[1], dddp[2], dddp0);
 152
 153
 154     pFermi.Boost(b);
 155
 156     for(i=0; i<=2; i++){
 157        fBoostP[i] = pFermi[i];
 158        fP[i] = pFermi[i];
 159     }
 160
 161   }
 162
 163   for(i=0; i<=2; i++){
 164      fPTrack[i] = fP[i];
 165   }
 166
 167   Float_t polar[3] = {0,0,0};
 168 //  printf("fPTrack = %f, %f, %f \n",fPTrack[0],fPTrack[1],fPTrack[2]);
 169   gAlice->SetTrack(fTrackIt,-1,fIpart,fPTrack,fOrigin.GetArray(),polar,0,
 170                    kPPrimary,nt);
 171 }
 172
 173 //_____________________________________________________________________________
 174 void AliGenZDC::FermiTwoGaussian(Double_t A, Float_t Z, Double_t* fPp, Double_t*
 175                 fProbintp, Double_t* fProbintn)
 176 {
 177 //
 178 // Momenta distributions according to the "double-gaussian"
 179 // distribution (Ilinov) - equal for protons and neutrons
 180 //
 181 //   printf("           Initialization of Fermi momenta distribution\n");
 182    fProbintp[0] = 0;
 183    fProbintn[0] = 0;
 184    Double_t sig1 = 0.113;
 185    Double_t sig2 = 0.250;
 186    Double_t alfa = 0.18*(TMath::Power((A/12.),(Float_t)1/3));
 187    Double_t xk = (2*k2PI)/((1.+alfa)*(TMath::Power(k2PI,1.5)));
 188
 189    for(Int_t i=1; i<=200; i++){
 190       Double_t p = i*0.005;
 191       fPp[i] = p;
 192       Double_t e1 = (p*p)/(2.*sig1*sig1);
 193       Double_t e2 = (p*p)/(2.*sig2*sig2);
 194       Double_t f1 = TMath::Exp(-(e1));
 195       Double_t f2 = TMath::Exp(-(e2));
 196       Double_t probp = xk*p*p*(f1/(TMath::Power(sig1,3.))+
 197                       alfa*f2/(TMath::Power(sig2,3.)))*0.005;
 198       fProbintp[i] = fProbintp[i-1] + probp;
 199       fProbintn[i] = fProbintp[i];
 200 //      printf(" fProbintp[%d] = %f, fProbintp[%d] = %f\n",i,fProbintp[i],i,fProbintn[i]);
 201    }
 202 }
 203 //_____________________________________________________________________________
 204 void AliGenZDC::ExtractFermi(Int_t id, Double_t* fPp, Double_t* fProbintp,
 205                 Double_t* fProbintn, Double_t* ddp)
 206 {
 207 //
 208 // Compute Fermi momentum for spectator nucleons
 209 //
 210 //  printf("            Extraction of Fermi momentum\n");
 211
 212   Int_t i;
 213   Float_t xx = gRandom->Rndm();
 214   assert ( id==kProton || id==kNeutron );
 215   if(id==kProton){
 216     for(i=0; i<=200; i++){
 217        if((xx>=fProbintp[i-1]) && (xx<fProbintp[i])) break;
 218        }
 219   }
 220   else {
 221     for(i=0; i<=200; i++){
 222        if((xx>=fProbintn[i-1]) && (xx<fProbintn[i])) break;
 223        }
 224    }
 225          Float_t pext = fPp[i]+0.001;
 226          Float_t phi = k2PI*(gRandom->Rndm());
 227          Float_t cost = (1.-2.*(gRandom->Rndm()));
 228          Float_t tet = TMath::ACos(cost);
 229          ddp[0] = pext*TMath::Sin(tet)*TMath::Cos(phi);
 230          ddp[1] = pext*TMath::Sin(tet)*TMath::Sin(phi);
 231          ddp[2] = pext*cost;
 232 //  printf(" pFx = %f  pFy = %f  pFz = %f \n",ddp[0],ddp[1],ddp[2]);
 233 }
 234
 235 //_____________________________________________________________________________
 236 void AliGenZDC::BeamDivCross(Int_t icross, Float_t fBeamDiv, Float_t fBeamCrossAngle,
 237                 Int_t fBeamCrossPlane, Double_t* pLab)
 238 {
 239   Double_t tetpart, fipart, tetdiv=0, fidiv=0, angleSum[2], tetsum, fisum;
 240   Double_t rvec;
 241
 242 //  printf("            Beam divergence and crossing angle\n");
 243   Int_t i;
 244   Double_t pmq = 0.;
 245   for(i=0; i<=2; i++){
 246      pmq = pmq+pLab[i]*pLab[i];
 247   }
 248   Double_t pmod = TMath::Sqrt(pmq);
 249
 250   if(icross==0){
 251     rvec = gRandom->Gaus(0.0,1.0);
 252     tetdiv = fBeamDiv * TMath::Abs(rvec);
 253     fidiv = (gRandom->Rndm())*k2PI;
 254   }
 255   else if(icross==1){
 256     if(fBeamCrossPlane==0.){
 257       tetdiv = 0.;
 258       fidiv = 0.;
 259     }
 260     else if(fBeamCrossPlane==1.){
 261       tetdiv = fBeamCrossAngle;
 262       fidiv = 0.;
 263     }
 264     else if(fBeamCrossPlane==2.){
 265       tetdiv = fBeamCrossAngle;
 266       fidiv = k2PI/4.;
 267     }
 268   }
 269
 270   tetpart = TMath::ATan(TMath::Sqrt(pLab[0]*pLab[0]+pLab[1]*pLab[1])/pLab[2]);
 271   if(pLab[1]!=0. || pLab[0]!=0.){
 272     fipart = TMath::ATan2(pLab[1],pLab[0]);
 273   }
 274   else{
 275     fipart = 0.;
 276   }
 277   if(fipart<0.) {fipart = fipart+k2PI;}
 278   tetdiv = tetdiv*kRaddeg;
 279   fidiv = fidiv*kRaddeg;
 280   tetpart = tetpart*kRaddeg;
 281   fipart = fipart*kRaddeg;
 282   AddAngle(tetpart,fipart,tetdiv,fidiv,angleSum);
 283   tetsum = angleSum[0];
 284   fisum  = angleSum[1];
 285   tetsum = tetsum*kDegrad;
 286   fisum = fisum*kDegrad;
 287   pLab[0] = pmod*TMath::Sin(tetsum)*TMath::Cos(fisum);
 288   pLab[1] = pmod*TMath::Sin(tetsum)*TMath::Sin(fisum);
 289   pLab[2] = pmod*TMath::Cos(tetsum);
 290   for(i=0; i<=2; i++){
 291      fDivP[i] = pLab[i];
 292   }
 293 }
 294
 295 //_____________________________________________________________________________
 296 void  AliGenZDC::AddAngle(Double_t theta1, Double_t phi1, Double_t theta2,
 297                Double_t phi2, Double_t* angleSum)
 298 {
 299   Double_t temp, conv, cx, cy, cz, ct1, st1, ct2, st2, cp1, sp1, cp2, sp2;
 300   Double_t rtetsum, tetsum, fisum;
 301
 302   temp = -1.;
 303   conv = 180./TMath::ACos(temp);
 304
 305   ct1 = TMath::Cos(theta1/conv);
 306   st1 = TMath::Sin(theta1/conv);
 307   cp1 = TMath::Cos(phi1/conv);
 308   sp1 = TMath::Sin(phi1/conv);
 309   ct2 = TMath::Cos(theta2/conv);
 310   st2 = TMath::Sin(theta2/conv);
 311   cp2 = TMath::Cos(phi2/conv);
 312   sp2 = TMath::Sin(phi2/conv);
 313   cx = ct1*cp1*st2*cp2+st1*cp1*ct2-sp1*st2*sp2;
 314   cy = ct1*sp1*st2*cp2+st1*sp1*ct2+cp1*st2*sp2;
 315   cz = ct1*ct2-st1*st2*cp2;
 316
 317   rtetsum = TMath::ACos(cz);
 318   tetsum = conv*rtetsum;
 319   if(tetsum==0. || tetsum==180.){
 320     fisum = 0.;
 321     return;
 322   }
 323   temp = cx/TMath::Sin(rtetsum);
 324   if(temp>1.) temp=1.;
 325   if(temp<-1.) temp=-1.;
 326   fisum = conv*TMath::ACos(temp);
 327   if(cy<0) {fisum = 360.-fisum;}
 328   angleSum[0] = tetsum;
 329   angleSum[1] = fisum;
 330 }
 331