]> git.uio.no Git - u/mrichter/AliRoot.git/blobdiff - TRD/AliTRDv1.cxx
Add switch for hit structure type
[u/mrichter/AliRoot.git] / TRD / AliTRDv1.cxx
index 0d56cd7221bfa0795de89d010c96e4408181e89e..0de7758d7e090d47bcedb98aaa9799dda61c90d0 100644 (file)
 
 /*
 $Log$
+Revision 1.31  2002/02/11 14:25:27  cblume
+Geometry update, compressed hit structure
+
+Revision 1.30  2001/05/21 16:45:47  hristov
+Last minute changes (C.Blume)
+
+Revision 1.29  2001/05/16 14:57:28  alibrary
+New files for folders and Stack
+
+Revision 1.28  2001/05/07 08:03:22  cblume
+Generate also hits in the amplification region
+
+Revision 1.27  2001/03/30 14:40:15  cblume
+Update of the digitization parameter
+
+Revision 1.26  2000/11/30 17:38:08  cblume
+Changes to get in line with new STEER and EVGEN
+
+Revision 1.25  2000/11/15 14:30:16  cblume
+Fixed bug in calculating detector no. of extra hit
+
+Revision 1.24  2000/11/10 14:58:36  cblume
+Introduce additional hit with amplitude 0 at the chamber borders
+
+Revision 1.23  2000/11/01 14:53:21  cblume
+Merge with TRD-develop
+
+Revision 1.17.2.5  2000/10/15 23:40:01  cblume
+Remove AliTRDconst
+
+Revision 1.17.2.4  2000/10/06 16:49:46  cblume
+Made Getters const
+
+Revision 1.17.2.3  2000/10/04 16:34:58  cblume
+Replace include files by forward declarations
+
+Revision 1.17.2.2  2000/09/18 13:50:17  cblume
+Include TR photon generation and adapt to new AliTRDhit
+
+Revision 1.22  2000/06/27 13:08:50  cblume
+Changed to Copy(TObject &A) to appease the HP-compiler
+
 Revision 1.21  2000/06/09 11:10:07  cblume
 Compiler warnings and coding conventions, next round
 
@@ -61,7 +103,7 @@ Introduction of the Copyright and cvs Log
 
 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 //                                                                           //
-//  Transition Radiation Detector version 2 -- slow simulator                //
+//  Transition Radiation Detector version 1 -- slow simulator                //
 //                                                                           //
 //Begin_Html
 /*
@@ -72,20 +114,25 @@ Introduction of the Copyright and cvs Log
 //                                                                           //
 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 
+#include <stdlib.h> 
+
 #include <TMath.h>
 #include <TVector.h>
 #include <TRandom.h>
+#include <TF1.h>
+#include <TLorentzVector.h>
 
 #include "AliRun.h"
 #include "AliMC.h"
 #include "AliConst.h"
 
 #include "AliTRDv1.h"
+#include "AliTRDhit.h"
 #include "AliTRDmatrix.h"
 #include "AliTRDgeometry.h"
+#include "AliTRDsim.h"
 
 ClassImp(AliTRDv1)
-
  
 //_____________________________________________________________________________
 AliTRDv1::AliTRDv1():AliTRD()
@@ -94,12 +141,6 @@ AliTRDv1::AliTRDv1():AliTRD()
   // Default constructor
   //
 
-  fIdSens          =  0;
-
-  fIdChamber1      =  0;
-  fIdChamber2      =  0;
-  fIdChamber3      =  0;
-
   fSensSelect      =  0;
   fSensPlane       = -1;
   fSensChamber     = -1;
@@ -107,6 +148,7 @@ AliTRDv1::AliTRDv1():AliTRD()
   fSensSectorRange =  0;
 
   fDeltaE          = NULL;
+  fTR              = NULL;
 
 }
 
@@ -118,12 +160,6 @@ AliTRDv1::AliTRDv1(const char *name, const char *title)
   // Standard constructor for Transition Radiation Detector version 1
   //
 
-  fIdSens          =  0;
-
-  fIdChamber1      =  0;
-  fIdChamber2      =  0;
-  fIdChamber3      =  0;
-
   fSensSelect      =  0;
   fSensPlane       = -1;
   fSensChamber     = -1;
@@ -131,6 +167,7 @@ AliTRDv1::AliTRDv1(const char *name, const char *title)
   fSensSectorRange =  0;
 
   fDeltaE          = NULL;
+  fTR              = NULL;
 
   SetBufferSize(128000);
 
@@ -155,6 +192,7 @@ AliTRDv1::~AliTRDv1()
   //
 
   if (fDeltaE) delete fDeltaE;
+  if (fTR)     delete fTR;
 
 }
  
@@ -177,19 +215,14 @@ void AliTRDv1::Copy(TObject &trd)
   // Copy function
   //
 
-  ((AliTRDv1 &) trd).fIdSens          = fIdSens;
-
-  ((AliTRDv1 &) trd).fIdChamber1      = fIdChamber1;
-  ((AliTRDv1 &) trd).fIdChamber2      = fIdChamber2;
-  ((AliTRDv1 &) trd).fIdChamber3      = fIdChamber3;
-
   ((AliTRDv1 &) trd).fSensSelect      = fSensSelect;
   ((AliTRDv1 &) trd).fSensPlane       = fSensPlane;
   ((AliTRDv1 &) trd).fSensChamber     = fSensChamber;
   ((AliTRDv1 &) trd).fSensSector      = fSensSector;
   ((AliTRDv1 &) trd).fSensSectorRange = fSensSectorRange;
 
-  ((AliTRDv1 &) trd).fDeltaE          = NULL;
+  fDeltaE->Copy(*((AliTRDv1 &) trd).fDeltaE);
+  fTR->Copy(*((AliTRDv1 &) trd).fTR);
 
 }
 
@@ -221,6 +254,101 @@ void AliTRDv1::CreateMaterials()
 
 }
 
+//_____________________________________________________________________________
+void AliTRDv1::CreateTRhit(Int_t det)
+{
+  //
+  // Creates an electron cluster from a TR photon.
+  // The photon is assumed to be created a the end of the radiator. The 
+  // distance after which it deposits its energy takes into account the 
+  // absorbtion of the entrance window and of the gas mixture in drift
+  // volume.
+  //
+
+  // PDG code electron
+  const Int_t   kPdgElectron = 11;
+
+  // Ionization energy
+  const Float_t kWion        = 22.04;
+
+  // Maximum number of TR photons per track
+  const Int_t   kNTR         = 50;
+
+  TLorentzVector mom, pos;
+
+  // Create TR at the entrance of the chamber
+  if (gMC->IsTrackEntering()) {
+
+    // Create TR only for electrons 
+    Int_t iPdg = gMC->TrackPid();
+    if (TMath::Abs(iPdg) != kPdgElectron) return;
+
+    Float_t eTR[kNTR];
+    Int_t   nTR;
+
+    // Create TR photons
+    gMC->TrackMomentum(mom);
+    Float_t pTot = mom.Rho();
+    fTR->CreatePhotons(iPdg,pTot,nTR,eTR);
+    if (nTR > kNTR) {
+      printf("AliTRDv1::CreateTRhit -- ");
+      printf("Boundary error: nTR = %d, kNTR = %d\n",nTR,kNTR);
+      exit(1);
+    }
+
+    // Loop through the TR photons
+    for (Int_t iTR = 0; iTR < nTR; iTR++) {
+
+      Float_t energyMeV = eTR[iTR] * 0.001;
+      Float_t energyeV  = eTR[iTR] * 1000.0;
+      Float_t absLength = 0;
+      Float_t sigma     = 0;
+
+      // Take the absorbtion in the entrance window into account
+      Double_t muMy = fTR->GetMuMy(energyMeV);
+      sigma = muMy * fFoilDensity;
+      absLength = gRandom->Exp(sigma);
+      if (absLength < AliTRDgeometry::MyThick()) continue;
+
+      // The absorbtion cross sections in the drift gas
+      if (fGasMix == 1) {
+        // Gas-mixture (Xe/CO2)
+        Double_t muXe = fTR->GetMuXe(energyMeV);
+        Double_t muCO = fTR->GetMuCO(energyMeV);
+        sigma = (0.85 * muXe + 0.15 * muCO) * fGasDensity;
+      }
+      else {
+        // Gas-mixture (Xe/Isobutane) 
+        Double_t muXe = fTR->GetMuXe(energyMeV);
+        Double_t muBu = fTR->GetMuBu(energyMeV);
+        sigma = (0.97 * muXe + 0.03 * muBu) * fGasDensity;
+      }
+
+      // The distance after which the energy of the TR photon
+      // is deposited.
+      absLength = gRandom->Exp(sigma);
+      if (absLength > AliTRDgeometry::DrThick()) continue;
+
+      // The position of the absorbtion
+      Float_t posHit[3];
+      gMC->TrackPosition(pos);
+      posHit[0] = pos[0] + mom[0] / pTot * absLength;
+      posHit[1] = pos[1] + mom[1] / pTot * absLength;
+      posHit[2] = pos[2] + mom[2] / pTot * absLength;      
+
+      // Create the charge 
+      Int_t q = ((Int_t) (energyeV / kWion));
+
+      // Add the hit to the array. TR photon hits are marked 
+      // by negative charge
+      AddHit(gAlice->CurrentTrack(),det,posHit,-q,kTRUE); 
+
+    }
+
+  }
+
+}
+
 //_____________________________________________________________________________
 void AliTRDv1::Init() 
 {
@@ -230,7 +358,7 @@ void AliTRDv1::Init()
 
   AliTRD::Init();
 
-  printf("          Slow simulator\n\n");
+  if(fDebug) printf("%s: Slow simulator\n",ClassName());
   if (fSensSelect) {
     if (fSensPlane   >= 0)
       printf("          Only plane %d is sensitive\n",fSensPlane);
@@ -239,10 +367,15 @@ void AliTRDv1::Init()
     if (fSensSector  >= 0) {
       Int_t sens1  = fSensSector;
       Int_t sens2  = fSensSector + fSensSectorRange;
-            sens2 -= ((Int_t) (sens2 / kNsect)) * kNsect;
+            sens2 -= ((Int_t) (sens2 / AliTRDgeometry::Nsect())) 
+                   * AliTRDgeometry::Nsect();
       printf("          Only sectors %d - %d are sensitive\n",sens1,sens2-1);
     }
   }
+  if (fTR) 
+    printf("%s: TR simulation on\n",ClassName());
+  else
+    printf("%s: TR simulation off\n",ClassName());
   printf("\n");
 
   // First ionization potential (eV) for the gas mixture (90% Xe + 10% CO2)
@@ -252,18 +385,25 @@ void AliTRDv1::Init()
   // Ermilova distribution for the delta-ray spectrum
   Float_t poti = TMath::Log(kPoti);
   Float_t eEnd = TMath::Log(kEend);
-  fDeltaE  = new TF1("deltae",Ermilova,poti,eEnd,0);
+  fDeltaE = new TF1("deltae",Ermilova,poti,eEnd,0);
 
-  // Identifier of the sensitive volume (drift region)
-  fIdSens     = gMC->VolId("UL05");
+  if(fDebug) {
+    printf("%s: ",ClassName());
+    for (Int_t i = 0; i < 80; i++) printf("*");
+    printf("\n");
+  }
 
-  // Identifier of the TRD-driftchambers
-  fIdChamber1 = gMC->VolId("UCIO");
-  fIdChamber2 = gMC->VolId("UCIM");
-  fIdChamber3 = gMC->VolId("UCII");
+}
 
-  for (Int_t i = 0; i < 80; i++) printf("*");
-  printf("\n");
+//_____________________________________________________________________________
+AliTRDsim *AliTRDv1::CreateTR()
+{
+  //
+  // Enables the simulation of TR
+  //
+
+  fTR = new AliTRDsim();
+  return fTR;
 
 }
 
@@ -361,44 +501,53 @@ void AliTRDv1::StepManager()
   // a spectrum taken from Ermilova et al.
   //
 
-  Int_t    iIdSens, icSens;
-  Int_t    iIdSpace, icSpace;
-  Int_t    iIdChamber, icChamber;
   Int_t    pla = 0;
   Int_t    cha = 0;
   Int_t    sec = 0;
+  Int_t    det = 0;
   Int_t    iPdg;
+  Int_t    qTot;
 
-  Int_t    det[1];
-
-  Float_t  hits[4];
+  Float_t  hits[3];
+  Float_t  moms[3];
   Float_t  random[1];
   Float_t  charge;
   Float_t  aMass;
 
-  Double_t pTot;
-  Double_t qTot;
+  Double_t pTot = 0;
   Double_t eDelta;
   Double_t betaGamma, pp;
+  Double_t stepSize;
+
+  Bool_t   drRegion = kFALSE;
+  Bool_t   amRegion = kFALSE;
+
+  TString  cIdCurrent;
+  TString  cIdSensDr = "J";
+  TString  cIdSensAm = "K";
+  Char_t   cIdChamber[3];
+           cIdChamber[2] = 0;
 
   TLorentzVector pos, mom;
-  TClonesArray  &lhits = *fHits;
 
-  const Double_t kBig     = 1.0E+12;
+  const Int_t    kNplan       = AliTRDgeometry::Nplan();
+  const Double_t kBig         = 1.0E+12;
 
   // Ionization energy
-  const Float_t  kWion    = 22.04;
-  // Maximum energy for e+ e- g for the step-size calculation
-  const Float_t  kPTotMax = 0.002;
+  const Float_t  kWion        = 22.04;
+  // Maximum momentum for e+ e- g 
+  const Float_t  kPTotMaxEl   = 0.002;
+  // Minimum energy for the step size adjustment
+  const Float_t  kEkinMinStep = 1.0e-5;
   // Plateau value of the energy-loss for electron in xenon
   // taken from: Allison + Comb, Ann. Rev. Nucl. Sci. (1980), 30, 253
   //const Double_t kPlateau = 1.70;
   // the averaged value (26/3/99)
-  const Float_t  kPlateau = 1.55;
+  const Float_t  kPlateau     = 1.55;
   // dN1/dx|min for the gas mixture (90% Xe + 10% CO2)
-  const Float_t  kPrim    = 48.0;
+  const Float_t  kPrim        = 48.0;
   // First ionization potential (eV) for the gas mixture (90% Xe + 10% CO2)
-  const Float_t  kPoti    = 12.1;
+  const Float_t  kPoti        = 12.1;
 
   // PDG code electron
   const Int_t    kPdgElectron = 11;
@@ -413,25 +562,22 @@ void AliTRDv1::StepManager()
       (!gMC->IsTrackDisappeared())) {
 
     // Inside a sensitive volume?
-    iIdSens = gMC->CurrentVolID(icSens);
-    if (iIdSens == fIdSens) { 
-
-      iIdSpace   = gMC->CurrentVolOffID(4,icSpace  );
-      iIdChamber = gMC->CurrentVolOffID(1,icChamber);
-
-      // Calculate the energy of the delta-electrons
-      eDelta = TMath::Exp(fDeltaE->GetRandom()) - kPoti;
-      eDelta = TMath::Max(eDelta,0.0);
-
-      // The number of secondary electrons created
-      qTot = (Double_t) ((Int_t) (eDelta / kWion) + 1);
+    drRegion = kFALSE;
+    amRegion = kFALSE;
+    cIdCurrent = gMC->CurrentVolName();
+    if (cIdCurrent[1] == cIdSensDr) {
+      drRegion = kTRUE;
+    }
+    if (cIdCurrent[1] == cIdSensAm) {
+      amRegion = kTRUE;
+    }
+    if (drRegion || amRegion) {
 
       // The hit coordinates and charge
       gMC->TrackPosition(pos);
       hits[0] = pos[0];
       hits[1] = pos[1];
       hits[2] = pos[2];
-      hits[3] = qTot;
 
       // The sector number (0 - 17)
       // The numbering goes clockwise and starts at y = 0
@@ -442,22 +588,12 @@ void AliTRDv1::StepManager()
         phi = phi -  90.;
       sec = ((Int_t) (phi / 20));
 
-      // The chamber number 
-      //   0: outer left
-      //   1: middle left
-      //   2: inner
-      //   3: middle right
-      //   4: outer right
-      if      (iIdChamber == fIdChamber1)
-        cha = (hits[2] < 0 ? 0 : 4);
-      else if (iIdChamber == fIdChamber2)       
-        cha = (hits[2] < 0 ? 1 : 3);
-      else if (iIdChamber == fIdChamber3)       
-        cha = 2;
-
-      // The plane number
-      // The numbering starts at the innermost plane
-      pla = icChamber - TMath::Nint((Float_t) (icChamber / 7)) * 6 - 1;
+      // The plane and chamber number
+      cIdChamber[0] = cIdCurrent[2];
+      cIdChamber[1] = cIdCurrent[3];
+      Int_t idChamber = atoi(cIdChamber);
+      cha = ((Int_t) idChamber / kNplan);
+      pla = ((Int_t) idChamber % kNplan);
 
       // Check on selected volumes
       Int_t addthishit = 1;
@@ -467,7 +603,8 @@ void AliTRDv1::StepManager()
         if (fSensSector  >= 0) {
           Int_t sens1  = fSensSector;
           Int_t sens2  = fSensSector + fSensSectorRange;
-                sens2 -= ((Int_t) (sens2 / kNsect)) * kNsect;
+                sens2 -= ((Int_t) (sens2 / AliTRDgeometry::Nsect())) 
+                       * AliTRDgeometry::Nsect();
           if (sens1 < sens2) {
             if ((sec < sens1) || (sec >= sens2)) addthishit = 0;
          }
@@ -480,43 +617,76 @@ void AliTRDv1::StepManager()
       // Add this hit
       if (addthishit) {
 
-        det[0] = fGeometry->GetDetector(pla,cha,sec);
-        new(lhits[fNhits++]) AliTRDhit(fIshunt
-                                      ,gAlice->CurrentTrack()
-                                      ,det
-                                      ,hits);
-
-        // The energy loss according to Bethe Bloch
-        gMC->TrackMomentum(mom);
-        pTot = mom.Rho();
-        iPdg = TMath::Abs(gMC->TrackPid());
-        if ( (iPdg != kPdgElectron) ||
-           ((iPdg == kPdgElectron) && (pTot < kPTotMax))) {
-          aMass     = gMC->TrackMass();
-          betaGamma = pTot / aMass;
-          pp        = kPrim * BetheBloch(betaGamma);
-         // Take charge > 1 into account
-          charge = gMC->TrackCharge();
-          if (TMath::Abs(charge) > 1) pp = pp * charge*charge;
-        }
-        // Electrons above 20 Mev/c are at the plateau
+       // The detector number
+        det = fGeometry->GetDetector(pla,cha,sec);
+
+       // Special hits and TR photons only in the drift region
+        if (drRegion) {
+
+          // Create some special hits with amplitude 0 at the entrance and
+          // exit of each chamber that contain the momentum components of the particle
+          if (gMC->IsTrackEntering() || gMC->IsTrackExiting()) {
+            gMC->TrackMomentum(mom);
+            moms[0] = mom[0];
+            moms[1] = mom[1];
+            moms[2] = mom[2];
+            AddHit(gAlice->CurrentTrack(),det,moms,0,kTRUE);
+            AddHit(gAlice->CurrentTrack(),det,hits,0,kTRUE); 
+          }
+
+          // Create the hits from TR photons
+          if (fTR) CreateTRhit(det);
+
+       }
+
+        // Calculate the energy of the delta-electrons
+        eDelta = TMath::Exp(fDeltaE->GetRandom()) - kPoti;
+        eDelta = TMath::Max(eDelta,0.0);
+
+        // The number of secondary electrons created
+        qTot = ((Int_t) (eDelta / kWion) + 1);
+
+       // Create a new dEdx hit
+        if (drRegion) {
+          AddHit(gAlice->CurrentTrack(),det,hits,qTot,kTRUE);       
+       }
         else {
-          pp = kPrim * kPlateau;
-        }
-      
+          AddHit(gAlice->CurrentTrack(),det,hits,qTot,kFALSE);      
+       }
+
         // Calculate the maximum step size for the next tracking step
-        if (pp > 0) {
-          do 
-            gMC->Rndm(random,1);
-          while ((random[0] == 1.) || (random[0] == 0.));
-          gMC->SetMaxStep( - TMath::Log(random[0]) / pp);
+       // Produce only one hit if Ekin is below cutoff 
+        aMass = gMC->TrackMass();
+        if ((gMC->Etot() - aMass) > kEkinMinStep) {
+
+          // The energy loss according to Bethe Bloch
+          iPdg  = TMath::Abs(gMC->TrackPid());
+          if ( (iPdg != kPdgElectron) ||
+             ((iPdg == kPdgElectron) && (pTot < kPTotMaxEl))) {
+            gMC->TrackMomentum(mom);
+            pTot      = mom.Rho();
+            betaGamma = pTot / aMass;
+            pp        = kPrim * BetheBloch(betaGamma);
+           // Take charge > 1 into account
+            charge = gMC->TrackCharge();
+            if (TMath::Abs(charge) > 1) pp = pp * charge*charge;
+          }
+          // Electrons above 20 Mev/c are at the plateau
+          else {
+            pp = kPrim * kPlateau;
+          }
+      
+          if (pp > 0) {
+            do 
+              gMC->Rndm(random,1);
+            while ((random[0] == 1.) || (random[0] == 0.));
+            stepSize = - TMath::Log(random[0]) / pp; 
+            gMC->SetMaxStep(stepSize);
+         }
+
        }
 
       }
-      else {
-        // set step size to maximal value
-        gMC->SetMaxStep(kBig); 
-      }
 
     }
 
@@ -547,15 +717,24 @@ Double_t AliTRDv1::BetheBloch(Double_t bg)
   //const Double_t kP4 = 1.8631;
   //const Double_t kP5 = 1.9479;
 
-  if (bg > 0) {
+  // Lower cutoff of the Bethe-Bloch-curve to limit step sizes
+  const Double_t kBgMin = 0.8;
+  const Double_t kBBMax = 6.83298;
+  //const Double_t kBgMin = 0.6;
+  //const Double_t kBBMax = 17.2809;
+  //const Double_t kBgMin = 0.4;
+  //const Double_t kBBMax = 82.0;
+
+  if (bg > kBgMin) {
     Double_t yy = bg / TMath::Sqrt(1. + bg*bg);
     Double_t aa = TMath::Power(yy,kP4);
     Double_t bb = TMath::Power((1./bg),kP5);
              bb = TMath::Log(kP3 + bb);
     return ((kP2 - aa - bb)*kP1 / aa);
   }
-  else
-    return 0;
+  else {
+    return kBBMax;
+  }
 
 }
 
@@ -601,7 +780,7 @@ Double_t Ermilova(Double_t *x, Double_t *)
   } 
   while (dpos > 0);
   pos2--; 
-  if (pos2 > kNv) pos2 = kNv;
+  if (pos2 > kNv) pos2 = kNv - 1;
   pos1 = pos2 - 1;
 
   // Differentiate between the sampling points