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