c6cce5b4aac5dd14adc1be698ed84d17153e05b9
[u/mrichter/AliRoot.git] / ANALYSIS / AliESDtrackCuts.h
1 //
2 //  Class for handling of ESD track cuts.
3 //
4 //  The class manages a number of track quality cuts, a
5 //  track-to-vertex cut and a number of kinematic cuts. Two methods
6 //  can be used to figure out if an ESD track survives the cuts:
7 //  AcceptTrack which takes a single AliESDtrack as argument and
8 //  returns kTRUE/kFALSE or GetAcceptedTracks which takes an AliESDEvent
9 //  object and returns an TObjArray (of AliESDtracks) with the tracks
10 //  in the ESD that survived the cuts.
11 //
12 //
13 //  TODO:
14 //  - add functionality to save and load cuts
15 //  - add histograms for kinematic cut variables?
16 //  - upper and lower cuts for all (non-boolean) cuts
17 //  - update print method
18 //  - put comments to each variable
19 //
20
21 #ifndef ALIESDTRACKCUTS_H
22 #define ALIESDTRACKCUTS_H
23
24 #include <TString.h>
25
26 #include "AliAnalysisCuts.h"
27
28 class AliESDEvent;
29 class AliESDtrack;
30 class AliLog;
31 class TTree;
32 class TH1;
33 class TH1F;
34 class TH2F;
35 class TF1;
36 class TCollection;
37 class TFormula;
38
39 class AliESDtrackCuts : public AliAnalysisCuts
40 {
41 public:
42   enum ITSClusterRequirement { kOff = 0, kNone, kAny, kFirst, kOnlyFirst, kSecond, kOnlySecond, kBoth };
43   enum Detector { kSPD = 0, kSDD, kSSD };
44   enum MultEstTrackCuts { kMultEstTrackCutGlobal = 0, kMultEstTrackCutITSSA, kMultEstTrackCutDCAwSPD, kMultEstTrackCutDCAwoSPD, kNMultEstTrackCuts /* this must always be the last */};
45   enum MultEstTrackType { kTrackletsITSTPC = 0, kTrackletsITSSA, kTracklets };
46   
47   AliESDtrackCuts(const Char_t* name = "AliESDtrackCuts", const Char_t* title = "");
48   virtual ~AliESDtrackCuts();
49
50   virtual Bool_t IsSelected(TObject* obj)
51        {return AcceptTrack((AliESDtrack*)obj);}
52   virtual Bool_t IsSelected(TList* /*list*/) {return kTRUE;}
53
54   Bool_t AcceptTrack(AliESDtrack* esdTrack);
55   TObjArray* GetAcceptedTracks(AliESDEvent* esd, Bool_t bTPC = kFALSE);
56   Int_t CountAcceptedTracks(const AliESDEvent* const esd);
57   
58   static Int_t GetReferenceMultiplicity(const AliESDEvent* esd, Bool_t tpcOnly);
59   static Int_t GetReferenceMultiplicity(const AliESDEvent* esd, MultEstTrackType trackType = kTrackletsITSTPC, Float_t etaRange = 0.5);
60   static AliESDtrackCuts* GetMultEstTrackCuts(MultEstTrackCuts cut);
61
62   static AliESDtrack* GetTPCOnlyTrack(const AliESDEvent* esd, Int_t iTrack);
63   
64   // Standard cut definitions
65   static AliESDtrackCuts* GetStandardTPCOnlyTrackCuts();
66   static AliESDtrackCuts* GetStandardITSTPCTrackCuts2009(Bool_t selPrimaries=kTRUE);
67   static AliESDtrackCuts* GetStandardITSTPCTrackCuts2010(Bool_t selPrimaries=kTRUE, Int_t clusterCut=0);
68   static AliESDtrackCuts* GetStandardITSSATrackCuts2009(Bool_t selPrimaries=kTRUE, Bool_t useForPid=kTRUE);
69   static AliESDtrackCuts* GetStandardITSSATrackCuts2010(Bool_t selPrimaries=kTRUE, Bool_t useForPid=kTRUE);
70   static AliESDtrackCuts* GetStandardITSSATrackCutsPbPb2010(Bool_t selPrimaries=kTRUE, Bool_t useForPid=kTRUE);
71   static AliESDtrackCuts* GetStandardITSPureSATrackCuts2009(Bool_t selPrimaries=kTRUE, Bool_t useForPid=kTRUE);
72   static AliESDtrackCuts* GetStandardITSPureSATrackCuts2010(Bool_t selPrimaries=kTRUE, Bool_t useForPid=kTRUE);
73   // Standard cuts for daughter tracks
74   static AliESDtrackCuts* GetStandardV0DaughterCuts();
75
76   virtual Long64_t Merge(TCollection* list);
77   virtual void Copy(TObject &c) const;
78   AliESDtrackCuts(const AliESDtrackCuts& pd);  // Copy Constructor
79   AliESDtrackCuts &operator=(const AliESDtrackCuts &c);
80
81   //######################################################
82   // track quality cut setters  
83   void SetMinNClustersTPC(Int_t min=-1)          {fCutMinNClusterTPC=min;}
84   void SetMinNClustersITS(Int_t min=-1)          {fCutMinNClusterITS=min;}
85   void SetMinNCrossedRowsTPC(Float_t min=-1) { fCutMinNCrossedRowsTPC=min;}
86   void SetMinRatioCrossedRowsOverFindableClustersTPC(Float_t min = -1) { fCutMinRatioCrossedRowsOverFindableClustersTPC=min;}
87   void SetClusterRequirementITS(Detector det, ITSClusterRequirement req = kOff) { fCutClusterRequirementITS[det] = req; }
88   void SetMaxChi2PerClusterTPC(Float_t max=1e10) {fCutMaxChi2PerClusterTPC=max;}
89   void SetMaxChi2PerClusterITS(Float_t max=1e10) {fCutMaxChi2PerClusterITS=max;}
90   void SetMaxNOfMissingITSPoints(Int_t max=6)    {fCutMaxMissingITSPoints=max;}
91   void SetRequireTPCRefit(Bool_t b=kFALSE)       {fCutRequireTPCRefit=b;}
92   void SetRequireTPCStandAlone(Bool_t b=kFALSE)  {fCutRequireTPCStandAlone=b;}
93   void SetRequireITSRefit(Bool_t b=kFALSE)       {fCutRequireITSRefit=b;}
94   void SetRequireITSPid(Bool_t b=kFALSE)         {fCutRequireITSPid=b;}
95   void SetRequireITSStandAlone(Bool_t b=kFALSE)    {fCutRequireITSStandAlone = b;} 
96   void SetRequireITSPureStandAlone(Bool_t b=kFALSE){fCutRequireITSpureSA = b;}
97
98
99   void SetAcceptKinkDaughters(Bool_t b=kTRUE)    {fCutAcceptKinkDaughters=b;}
100   void SetAcceptSharedTPCClusters(Bool_t b=kTRUE){fCutAcceptSharedTPCClusters=b;}
101   void SetMaxFractionSharedTPCClusters(Float_t max=1e10) {fCutMaxFractionSharedTPCClusters=max;}
102   void SetMaxCovDiagonalElements(Float_t c1=1e10, Float_t c2=1e10, Float_t c3=1e10, Float_t c4=1e10, Float_t c5=1e10) 
103     {fCutMaxC11=c1; fCutMaxC22=c2; fCutMaxC33=c3; fCutMaxC44=c4; fCutMaxC55=c5;}
104   void SetMaxRel1PtUncertainty(Float_t max=1e10)      {fCutMaxRel1PtUncertainty=max;}
105
106
107   // track to vertex cut setters
108   void SetMaxNsigmaToVertex(Float_t sigma=1e10)       {fCutNsigmaToVertex = sigma; SetRequireSigmaToVertex(kTRUE);}
109   void SetRequireSigmaToVertex(Bool_t b=kTRUE)        {fCutSigmaToVertexRequired = b;}
110   void SetMaxDCAToVertexXY(Float_t dist=1e10)         {fCutMaxDCAToVertexXY = dist;}
111   void SetMaxDCAToVertexZ(Float_t dist=1e10)          {fCutMaxDCAToVertexZ = dist;}
112   void SetMinDCAToVertexXY(Float_t dist=0.)           {fCutMinDCAToVertexXY = dist;}
113   void SetMinDCAToVertexZ(Float_t dist=0.)            {fCutMinDCAToVertexZ = dist;}
114   void SetMaxDCAToVertexXYPtDep(const char *dist="");
115   void SetMaxDCAToVertexZPtDep(const char *dist=""); 
116   void SetMinDCAToVertexXYPtDep(const char *dist="");
117   void SetMinDCAToVertexZPtDep(const char *dist=""); 
118   void SetDCAToVertex2D(Bool_t b=kFALSE)              {fCutDCAToVertex2D = b;}
119
120
121   // getters
122
123   Int_t   GetMinNClusterTPC()        const   { return fCutMinNClusterTPC;}
124   Int_t   GetMinNClustersITS()       const   { return fCutMinNClusterITS;}
125   ITSClusterRequirement GetClusterRequirementITS(Detector det) const { return fCutClusterRequirementITS[det]; }
126   Float_t GetMaxChi2PerClusterTPC()  const   { return fCutMaxChi2PerClusterTPC;}
127   Float_t GetMaxChi2PerClusterITS()  const   { return fCutMaxChi2PerClusterITS;}
128   Int_t   GetMaxNOfMissingITSPoints() const   { return  fCutMaxMissingITSPoints;}
129   Bool_t  GetRequireTPCRefit()       const   { return fCutRequireTPCRefit;}
130   Bool_t  GetRequireTPCStandAlone()  const   { return fCutRequireTPCStandAlone;}
131   Bool_t  GetRequireITSRefit()       const   { return fCutRequireITSRefit;}
132   Bool_t  GetRequireITSStandAlone()  const   { return fCutRequireITSStandAlone; }
133   Bool_t  GetAcceptKinkDaughters()   const   { return fCutAcceptKinkDaughters;}
134   Bool_t  GetAcceptSharedTPCClusters()        const   {return fCutAcceptSharedTPCClusters;}
135   Float_t GetMaxFractionSharedTPCClusters()   const   {return fCutMaxFractionSharedTPCClusters;}
136   void    GetMaxCovDiagonalElements(Float_t& c1, Float_t& c2, Float_t& c3, Float_t& c4, Float_t& c5) const
137       {c1 = fCutMaxC11; c2 = fCutMaxC22; c3 = fCutMaxC33; c4 = fCutMaxC44; c5 = fCutMaxC55;}
138   Float_t GetMaxRel1PtUncertainty()  const   { return fCutMaxRel1PtUncertainty;}
139   Float_t GetMaxNsigmaToVertex()     const   { return fCutNsigmaToVertex;}
140   Float_t GetMaxDCAToVertexXY()      const   { return fCutMaxDCAToVertexXY;}
141   Float_t GetMaxDCAToVertexZ()       const   { return fCutMaxDCAToVertexZ;}
142   Float_t GetMinDCAToVertexXY()      const   { return fCutMinDCAToVertexXY;}
143   Float_t GetMinDCAToVertexZ()       const   { return fCutMinDCAToVertexZ;}
144   const char* GetMaxDCAToVertexXYPtDep() const   { return fCutMaxDCAToVertexXYPtDep;}
145   const char* GetMaxDCAToVertexZPtDep()  const   { return fCutMaxDCAToVertexZPtDep;}
146   const char* GetMinDCAToVertexXYPtDep() const   { return fCutMinDCAToVertexXYPtDep;}
147   const char* GetMinDCAToVertexZPtDep()  const   { return fCutMinDCAToVertexZPtDep;}
148   Bool_t  GetDCAToVertex2D()         const   { return fCutDCAToVertex2D;}
149   Bool_t  GetRequireSigmaToVertex( ) const   { return fCutSigmaToVertexRequired;}
150
151   void GetPRange(Float_t& r1, Float_t& r2)  const {r1=fPMin;   r2=fPMax;}
152   void GetPtRange(Float_t& r1, Float_t& r2) const {r1=fPtMin;  r2=fPtMax;}
153   void GetPxRange(Float_t& r1, Float_t& r2) const {r1=fPxMin;  r2=fPxMax;}
154   void GetPyRange(Float_t& r1, Float_t& r2) const {r1=fPyMin;  r2=fPyMax;}
155   void GetPzRange(Float_t& r1, Float_t& r2) const {r1=fPzMin;  r2=fPzMax;}
156   void GetEtaRange(Float_t& r1, Float_t& r2) const {r1=fEtaMin; r2=fEtaMax;}
157   void GetRapRange(Float_t& r1, Float_t& r2) const {r1=fRapMin; r2=fRapMax;}
158
159   // track kinmatic cut setters
160   void SetPRange(Float_t r1=0, Float_t r2=1e10)       {fPMin=r1;   fPMax=r2;}
161   void SetPtRange(Float_t r1=0, Float_t r2=1e10)      {fPtMin=r1;  fPtMax=r2;}
162   void SetPxRange(Float_t r1=-1e10, Float_t r2=1e10)  {fPxMin=r1;  fPxMax=r2;}
163   void SetPyRange(Float_t r1=-1e10, Float_t r2=1e10)  {fPyMin=r1;  fPyMax=r2;}
164   void SetPzRange(Float_t r1=-1e10, Float_t r2=1e10)  {fPzMin=r1;  fPzMax=r2;}
165   void SetEtaRange(Float_t r1=-1e10, Float_t r2=1e10) {fEtaMin=r1; fEtaMax=r2;}
166   void SetRapRange(Float_t r1=-1e10, Float_t r2=1e10) {fRapMin=r1; fRapMax=r2;}
167
168   //######################################################
169   void SetHistogramsOn(Bool_t b=kFALSE) {fHistogramsOn = b;}
170   void DefineHistograms(Int_t color=1);
171   virtual Bool_t LoadHistograms(const Char_t* dir = 0);
172   void SaveHistograms(const Char_t* dir = 0);
173   void DrawHistograms();
174
175   static Float_t GetSigmaToVertex(AliESDtrack* const esdTrack);
176   
177   static void EnableNeededBranches(TTree* tree);
178
179   // void SaveQualityCuts(Char_t* file)
180   // void LoadQualityCuts(Char_t* file)
181
182   TH1F* GetDZNormalized(Int_t i) const { return fhDZNormalized[i]; }
183   TH1F* GetNClustersTPC(Int_t i) const { return fhNClustersTPC[i]; }
184   TH1F* GetPtHist(Int_t i) const { return fhPt[i]; }
185
186 protected:
187   void Init(); // sets everything to 0
188   Bool_t CheckITSClusterRequirement(ITSClusterRequirement req, Bool_t clusterL1, Bool_t clusterL2);
189   Bool_t CheckPtDepDCA(TString dist,Bool_t print=kFALSE) const;
190   void SetPtDepDCACuts(Double_t pt);
191
192   enum { kNCuts = 39 }; 
193
194   //######################################################
195   // esd track quality cuts
196   static const Char_t* fgkCutNames[kNCuts]; //! names of cuts (for internal use)
197   static AliESDtrackCuts* fgMultEstTrackCuts[kNMultEstTrackCuts]; //! track cuts used for the multiplicity estimate
198
199   Int_t   fCutMinNClusterTPC;         // min number of tpc clusters
200   Int_t   fCutMinNClusterITS;         // min number of its clusters
201   Float_t   fCutMinNCrossedRowsTPC;     // min number of tpc crossed rows
202   Float_t fCutMinRatioCrossedRowsOverFindableClustersTPC; // min ratio crossed rows / findable clusters
203
204   ITSClusterRequirement fCutClusterRequirementITS[3];  // detailed ITS cluster requirements for (SPD, SDD, SSD)
205
206   Float_t fCutMaxChi2PerClusterTPC;   // max tpc fit chi2 per tpc cluster
207   Float_t fCutMaxChi2PerClusterITS;   // max its fit chi2 per its cluster
208   Int_t   fCutMaxMissingITSPoints;    // max n. of missing ITS points
209
210   Float_t fCutMaxC11;                 // max cov. matrix diag. elements (res. y^2)
211   Float_t fCutMaxC22;                 // max cov. matrix diag. elements (res. z^2)
212   Float_t fCutMaxC33;                 // max cov. matrix diag. elements (res. sin(phi)^2)
213   Float_t fCutMaxC44;                 // max cov. matrix diag. elements (res. tan(theta_dip)^2)
214   Float_t fCutMaxC55;                 // max cov. matrix diag. elements (res. 1/pt^2)
215
216   Float_t fCutMaxRel1PtUncertainty;   // max relative uncertainty of 1/pt
217
218   Bool_t  fCutAcceptKinkDaughters;    // accepting kink daughters?
219   Bool_t  fCutAcceptSharedTPCClusters;// accepting shared clusters in TPC?
220   Float_t fCutMaxFractionSharedTPCClusters; //Maximum fraction of shared clusters in TPC
221   Bool_t  fCutRequireTPCRefit;        // require TPC refit
222   Bool_t  fCutRequireTPCStandAlone;   // require TPC standalone tracks
223   Bool_t  fCutRequireITSRefit;        // require ITS refit
224   Bool_t  fCutRequireITSPid;          // require ITS pid
225   Bool_t  fCutRequireITSStandAlone;   // require ITS standalone tracks (remove pure SA)
226   Bool_t  fCutRequireITSpureSA;       // require ITS pure standalone tracks (found using all ITS clusters)
227
228
229   // track to vertex cut
230   Float_t fCutNsigmaToVertex;         // max number of estimated sigma from track-to-vertex
231   Bool_t  fCutSigmaToVertexRequired;  // cut track if sigma from track-to-vertex could not be calculated
232   Float_t fCutMaxDCAToVertexXY;       // track-to-vertex cut in max absolute distance in xy-plane
233   Float_t fCutMaxDCAToVertexZ;        // track-to-vertex cut in max absolute distance in z-plane
234   Float_t fCutMinDCAToVertexXY;       // track-to-vertex cut on min absolute distance in xy-plane
235   Float_t fCutMinDCAToVertexZ;        // track-to-vertex cut on min absolute distance in z-plane
236   // 
237   TString fCutMaxDCAToVertexXYPtDep;  // pt-dep track-to-vertex cut in max absolute distance in xy-plane
238   TString fCutMaxDCAToVertexZPtDep;   // pt-dep track-to-vertex cut in max absolute distance in z-plane
239   TString fCutMinDCAToVertexXYPtDep;  // pt-dep track-to-vertex cut on min absolute distance in xy-plane
240   TString fCutMinDCAToVertexZPtDep;   // pt-dep track-to-vertex cut on min absolute distance in z-plane
241
242   // only internal use, set via strings above
243   TFormula *f1CutMaxDCAToVertexXYPtDep;  // pt-dep track-to-vertex cut in max absolute distance in xy-plane
244   TFormula *f1CutMaxDCAToVertexZPtDep;   // pt-dep track-to-vertex cut in max absolute distance in z-plane
245   TFormula *f1CutMinDCAToVertexXYPtDep;  // pt-dep track-to-vertex cut on min absolute distance in xy-plane
246   TFormula *f1CutMinDCAToVertexZPtDep;   // pt-dep track-to-vertex cut on min absolute distance in z-plane
247
248   Bool_t  fCutDCAToVertex2D;          // if true a 2D DCA cut is made. Tracks are accepted if sqrt((DCAXY / fCutMaxDCAToVertexXY)^2 + (DCAZ / fCutMaxDCAToVertexZ)^2) < 1 AND sqrt((DCAXY / fCutMinDCAToVertexXY)^2 + (DCAZ / fCutMinDCAToVertexZ)^2) > 1
249
250   // esd kinematics cuts
251   Float_t fPMin,   fPMax;             // definition of the range of the P
252   Float_t fPtMin,  fPtMax;            // definition of the range of the Pt
253   Float_t fPxMin,  fPxMax;            // definition of the range of the Px
254   Float_t fPyMin,  fPyMax;            // definition of the range of the Py
255   Float_t fPzMin,  fPzMax;            // definition of the range of the Pz
256   Float_t fEtaMin, fEtaMax;           // definition of the range of the eta
257   Float_t fRapMin, fRapMax;           // definition of the range of the y
258
259   //######################################################
260   // diagnostics histograms
261   Bool_t fHistogramsOn;               // histograms on/off
262
263   TH1F* fhNClustersITS[2];            //->
264   TH1F* fhNClustersTPC[2];            //->
265   TH1F* fhNSharedClustersTPC[2];      //->
266   TH1F* fhNCrossedRowsTPC[2];         //->
267   TH1F* fhRatioCrossedRowsOverFindableClustersTPC[2]; // ->
268
269   TH1F* fhChi2PerClusterITS[2];       //->
270   TH1F* fhChi2PerClusterTPC[2];       //->
271   TH1F* fhNClustersForITSPID[2];      //-> number of points in SDD+SSD (ITS PID selection)
272   TH1F* fhNMissingITSPoints[2];       //-> number of missing ITS points
273
274   TH1F* fhC11[2];                     //->
275   TH1F* fhC22[2];                     //->
276   TH1F* fhC33[2];                     //->
277   TH1F* fhC44[2];                     //->
278   TH1F* fhC55[2];                     //->
279
280   TH1F* fhRel1PtUncertainty[2];       //-> rel. uncertainty of 1/pt
281
282   TH1F* fhDXY[2];                     //->
283   TH1F* fhDZ[2];                      //->
284   TH1F* fhDXYDZ[2];                   //-> absolute distance sqrt(dxy**2 + dz**2) to vertex; if 2D cut is set, normalized to given values
285   TH2F* fhDXYvsDZ[2];                 //->
286
287   TH1F* fhDXYNormalized[2];           //->
288   TH1F* fhDZNormalized[2];            //->
289   TH2F* fhDXYvsDZNormalized[2];       //->
290   TH1F* fhNSigmaToVertex[2];          //->
291
292   TH1F* fhPt[2];                      //-> pt of esd tracks
293   TH1F* fhEta[2];                     //-> eta of esd tracks
294
295   TF1*  ffDTheoretical;               //-> theoretical distance to vertex normalized (2d gauss)
296
297   TH1F*  fhCutStatistics;             //-> statistics of what cuts the tracks did not survive
298   TH2F*  fhCutCorrelation;            //-> 2d statistics plot
299
300   ClassDef(AliESDtrackCuts, 16)
301 };
302
303
304 #endif