EMCAL/AliEMCAL.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 /* $Id$ */
  17 //_________________________________________________________________________
  18 // Base Class for EMCAL description:
  19 // This class contains material definitions
  20 // for the EMCAL - It does not place the detector in Alice
  21 //*-- Author: Yves Schutz (SUBATECH)
  22 //
  23 //*-- Additional Contributions: Sahal Yacoob (LBNL/UCT)
  24 //                            : Alexei Pavlinov (WSU)
  25 //
  26 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  27
  28 // --- ROOT system ---
  29 class TFile;
  30 #include <TFolder.h>
  31 #include <TGeoGlobalMagField.h>
  32 #include <TGraph.h>
  33 #include <TH1F.h>
  34 #include <TRandom.h>
  35 #include <TTree.h>
  36 #include <TVirtualMC.h>
  37
  38 // --- Standard library ---
  39
  40 // --- AliRoot header files ---
  41 #include "AliMagF.h"
  42 #include "AliLog.h"
  43 #include "AliEMCAL.h"
  44 #include "AliRun.h"
  45 #include "AliRunLoader.h"
  46 #include "AliCDBManager.h"
  47 #include "AliEMCALLoader.h"
  48 #include "AliEMCALSDigitizer.h"
  49 #include "AliEMCALDigitizer.h"
  50 #include "AliEMCALDigit.h"
  51 #include "AliEMCALRawUtils.h"
  52 #include "AliCDBManager.h"
  53 #include "AliCDBEntry.h"
  54 #include "AliEMCALRawUtils.h"
  55 #include "AliRawReader.h"
  56 #include "AliEMCALTriggerData.h"
  57 #include "AliEMCALRecParam.h"
  58 #include "AliRawEventHeaderBase.h"
  59
  60 ClassImp(AliEMCAL)
  61
  62 //for embedding
  63 AliEMCALRawUtils*        AliEMCAL::fgRawUtils   = 0;   // EMCAL raw utilities class
  64
  65 //____________________________________________________________________________
  66 AliEMCAL::AliEMCAL()
  67   : AliDetector(),
  68     fBirkC0(0),
  69     fBirkC1(0.),
  70     fBirkC2(0.),
  71     fGeometry(0),
  72     fCheckRunNumberAndGeoVersion(kTRUE),
  73     fTriggerData(0x0)
  74 {
  75   // Default ctor
  76   fName = "EMCAL" ;
  77   InitConstants();
  78
  79   // Should call  AliEMCALGeometry::GetInstance(EMCAL->GetTitle(),"") for getting EMCAL geometry
  80 }
  81
  82 //____________________________________________________________________________
  83 AliEMCAL::AliEMCAL(const char* name, const char* title)
  84   : AliDetector(name,title),
  85     fBirkC0(0),
  86     fBirkC1(0.),
  87     fBirkC2(0.),
  88     fGeometry(0),
  89     fCheckRunNumberAndGeoVersion(kTRUE),
  90     fTriggerData(0x0)
  91 {
  92   //   ctor : title is used to identify the layout
  93   InitConstants();
  94
  95 }
  96
  97 //____________________________________________________________________________
  98 AliEMCAL::~AliEMCAL()
  99 {
 100   //dtor
 101   delete fgRawUtils;
 102   delete fTriggerData;
 103 }
 104
 105 //____________________________________________________________________________
 106 void AliEMCAL::InitConstants()
 107 {
 108   //initialize EMCAL values
 109   fBirkC0 = 1;
 110   fBirkC1 = 0.013/1.032;
 111   fBirkC2 = 9.6e-6/(1.032 * 1.032);
 112 }
 113
 114 //Not needed, modify $ALICE_ROOT/data/galice.cuts instead.
 115 //Load the modified one in the configuration file with SetTransPar
 116 // //____________________________________________________________________________
 117 // void AliEMCAL::DefineMediumParameters()
 118 // {
 119 //   //
 120 //   // EMCAL cuts (Geant3)
 121 //   //
 122 //   Int_t * idtmed = fIdtmed->GetArray() - 1599 ;
 123 // // --- Set decent energy thresholds for gamma and electron tracking
 124
 125 //   // Tracking threshold for photons and electrons in Lead
 126 //   Float_t cutgam=10.e-5; // 100 kev;
 127 //   Float_t cutele=10.e-5; // 100 kev;
 128 //   TString ntmp(GetTitle());
 129 //   ntmp.ToUpper();
 130 //   if(ntmp.Contains("10KEV")) {
 131 //     cutele = cutgam = 1.e-5;
 132 //   } else if(ntmp.Contains("50KEV")) {
 133 //     cutele = cutgam = 5.e-5;
 134 //   } else if(ntmp.Contains("100KEV")) {
 135 //     cutele = cutgam = 1.e-4;
 136 //   } else if(ntmp.Contains("200KEV")) {
 137 //     cutele = cutgam = 2.e-4;
 138 //   } else if(ntmp.Contains("500KEV")) {
 139 //     cutele = cutgam = 5.e-4;
 140 //   }
 141
 142 //   gMC->Gstpar(idtmed[1600],"CUTGAM", cutgam);
 143 //   gMC->Gstpar(idtmed[1600],"CUTELE", cutele); // 1MEV -> 0.1MEV; 15-aug-05
 144 //   gMC->Gstpar(idtmed[1600],"BCUTE",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
 145 //   gMC->Gstpar(idtmed[1600],"BCUTM",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
 146 //   // --- Generate explicitly delta rays in Lead ---
 147 //   gMC->Gstpar(idtmed[1600], "LOSS", 3) ;
 148 //   gMC->Gstpar(idtmed[1600], "DRAY", 1) ;
 149 //   gMC->Gstpar(idtmed[1600], "DCUTE", cutele) ;
 150 //   gMC->Gstpar(idtmed[1600], "DCUTM", cutele) ;
 151
 152 // // --- in aluminium parts ---
 153 //   gMC->Gstpar(idtmed[1602],"CUTGAM", cutgam) ;
 154 //   gMC->Gstpar(idtmed[1602],"CUTELE", cutele) ;
 155 //   gMC->Gstpar(idtmed[1602],"BCUTE",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
 156 //   gMC->Gstpar(idtmed[1602],"BCUTM",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
 157 //   gMC->Gstpar(idtmed[1602], "LOSS",3.) ;
 158 //   gMC->Gstpar(idtmed[1602], "DRAY",1.) ;
 159 //   gMC->Gstpar(idtmed[1602], "DCUTE", cutele) ;
 160 //   gMC->Gstpar(idtmed[1602], "DCUTM", cutele) ;
 161
 162 // // --- and finally thresholds for photons and electrons in the scintillator ---
 163 //   gMC->Gstpar(idtmed[1601],"CUTGAM", cutgam) ;
 164 //   gMC->Gstpar(idtmed[1601],"CUTELE", cutele) ;// 1MEV -> 0.1MEV; 15-aug-05
 165 //   gMC->Gstpar(idtmed[1601],"BCUTE",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
 166 //   gMC->Gstpar(idtmed[1601],"BCUTM",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
 167 //   gMC->Gstpar(idtmed[1601], "LOSS",3) ; // generate delta rays
 168 //   gMC->Gstpar(idtmed[1601], "DRAY",1) ;
 169 //   gMC->Gstpar(idtmed[1601], "DCUTE", cutele) ;
 170 //   gMC->Gstpar(idtmed[1601], "DCUTM", cutele) ;
 171
 172 //   // S steel -
 173 //   gMC->Gstpar(idtmed[1603],"CUTGAM", cutgam);
 174 //   gMC->Gstpar(idtmed[1603],"CUTELE", cutele);
 175 //   gMC->Gstpar(idtmed[1603],"BCUTE",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
 176 //   gMC->Gstpar(idtmed[1603],"BCUTM",  cutgam);  // BCUTE and BCUTM start from GUTGUM
 177 //   // --- Generate explicitly delta rays
 178 //   gMC->Gstpar(idtmed[1603], "LOSS",3);
 179 //   gMC->Gstpar(idtmed[1603], "DRAY",1);
 180 //   gMC->Gstpar(idtmed[1603], "DCUTE", cutele) ;
 181 //   gMC->Gstpar(idtmed[1603], "DCUTM", cutele) ;
 182
 183 //   AliEMCALGeometry* geom = GetGeometry();
 184 //   if(geom->GetILOSS()>=0) {
 185 //     for(int i=1600; i<=1603; i++) gMC->Gstpar(idtmed[i], "LOSS", geom->GetILOSS()) ;
 186 //   }
 187 //   if(geom->GetIHADR()>=0) {
 188 //     for(int i=1600; i<=1603; i++) gMC->Gstpar(idtmed[i], "HADR", geom->GetIHADR()) ;
 189 //   }
 190 // }
 191
 192 //____________________________________________________________________________
 193 AliDigitizer* AliEMCAL::CreateDigitizer(AliDigitizationInput* digInput) const
 194 {
 195   //create and return the digitizer
 196   return new AliEMCALDigitizer(digInput);
 197 }
 198
 199 //____________________________________________________________________________
 200 void AliEMCAL::CreateMaterials()
 201 {
 202   // Definitions of materials to build EMCAL and associated tracking media.
 203   // media number in idtmed are 1599 to 1698.
 204   // --- Air ---
 205   Float_t aAir[4]={12.0107,14.0067,15.9994,39.948};
 206   Float_t zAir[4]={6.,7.,8.,18.};
 207   Float_t wAir[4]={0.000124,0.755267,0.231781,0.012827};
 208   Float_t dAir = 1.20479E-3;
 209   AliMixture(0, "Air$", aAir, zAir, dAir, 4, wAir) ;
 210
 211   // --- Lead ---
 212   AliMaterial(1, "Pb$", 207.2, 82, 11.35, 0.56, 0., 0, 0) ;
 213
 214
 215   // --- The polysterene scintillator (CH) ---
 216   Float_t aP[2] = {12.011, 1.00794} ;
 217   Float_t zP[2] = {6.0, 1.0} ;
 218   Float_t wP[2] = {1.0, 1.0} ;
 219   Float_t dP = 1.032 ;
 220
 221   AliMixture(2, "Polystyrene$", aP, zP, dP, -2, wP) ;
 222
 223   // --- Aluminium ---
 224   AliMaterial(3, "Al$", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 999., 0, 0) ;
 225   // ---         Absorption length is ignored ^
 226
 227   // 25-aug-04 by PAI - see  PMD/AliPMDv0.cxx for STEEL definition
 228   Float_t asteel[4] = { 55.847,51.9961,58.6934,28.0855 };
 229   Float_t zsteel[4] = { 26.,24.,28.,14. };
 230   Float_t wsteel[4] = { .715,.18,.1,.005 };
 231   AliMixture(4, "STAINLESS STEEL$", asteel, zsteel, 7.88, 4, wsteel);
 232
 233   // Oct 26,2010 : Multipurpose Copy Paper UNV-21200), weiht 75 g/m**2.
 234   // *Cellulose C6H10O5
 235   //    Component C  A=12.01   Z=6.    W=6./21.
 236   //    Component H  A=1.      Z=1.    W=10./21.
 237   //    Component O  A=16.     Z=8.    W=5./21.
 238   Float_t apaper[3] = { 12.01, 1.0, 16.0};
 239   Float_t zpaper[3] = {  6.0,  1.0,  8.0};
 240   Float_t wpaper[3] = {6./21., 10./21., 5./21.};
 241   AliMixture(5, "BondPaper$", apaper, zpaper, 0.75, 3, wpaper);
 242
 243   // DEFINITION OF THE TRACKING MEDIA
 244   // Look to the $ALICE_ROOT/data/galice.cuts for particular values
 245   // of cuts.
 246   // Don't forget to add a new tracking medium with non-default cuts
 247
 248   // for EMCAL: idtmed[1599->1698] equivalent to fIdtmed[0->100]
 249   Int_t   isxfld = ((AliMagF*)TGeoGlobalMagField::Instance()->GetField())->Integ() ;
 250   Float_t sxmgmx = ((AliMagF*)TGeoGlobalMagField::Instance()->GetField())->Max() ;
 251
 252   // Air                                                                         -> idtmed[1599]
 253  AliMedium(0, "Air$", 0, 0,
 254              isxfld, sxmgmx, 10.0, 1.0, 0.1, 0.1, 10.0, 0, 0) ;
 255
 256   // The Lead                                                                      -> idtmed[1600]
 257
 258   AliMedium(1, "Lead$", 1, 0,
 259              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
 260
 261  // The scintillator of the CPV made of Polystyrene scintillator                   -> idtmed[1601]
 262   float deemax = 0.1; // maximum fractional energy loss in one step (0 < DEEMAX < deemax )
 263   AliMedium(2, "Scintillator$", 2, 1,
 264             isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.001, deemax, 0.001, 0.001, 0, 0) ;
 265
 266   // Various Aluminium parts made of Al                                            -> idtmed[1602]
 267   AliMedium(3, "Al$", 3, 0,
 268              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.001, 0.001, 0, 0) ;
 269
 270   // 25-aug-04 by PAI : see  PMD/AliPMDv0.cxx for STEEL definition                 -> idtmed[1603]
 271   AliMedium(4, "S steel$", 4, 0,
 272              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.01, 0.1, 0.001, 0.001, 0, 0) ;
 273
 274   // Oct 26,2010; Nov 24,2010                                                      -> idtmed[1604]
 275   deemax = 0.01;
 276   AliMedium(5, "Paper$", 5, 0,
 277              isxfld, sxmgmx, 10.0, deemax, 0.1, 0.001, 0.001, 0, 0) ;
 278
 279
 280   //set constants for Birk's Law implentation
 281   fBirkC0 =  1;
 282   fBirkC1 =  0.013/dP;
 283   fBirkC2 =  9.6e-6/(dP * dP);
 284
 285 }
 286
 287 //____________________________________________________________________________
 288 void  AliEMCAL::Init()
 289 {
 290   // Init
 291   //Not needed, modify $ALICE_ROOT/data/galice.cuts instead.
 292   //Load the modified one in the configuration file with SetTransPar
 293   //DefineMediumParameters();
 294 }
 295
 296 //____________________________________________________________________________
 297 void AliEMCAL::Digits2Raw() {
 298
 299   static AliEMCALRawUtils rawUtils;
 300   rawUtils.Digits2Raw();
 301
 302 }
 303 //____________________________________________________________________________
 304 void AliEMCAL::Hits2SDigits()
 305 {
 306 // create summable digits
 307
 308   GetGeometry();
 309   AliEMCALSDigitizer emcalDigitizer(fLoader->GetRunLoader()->GetFileName().Data()) ;
 310   emcalDigitizer.SetEventRange(0, -1) ; // do all the events
 311   emcalDigitizer.Digitize() ;
 312 }
 313
 314 //______________________________________________________________________
 315 Bool_t AliEMCAL::Raw2SDigits(AliRawReader* rawReader){
 316
 317   // Conversion from raw data to EMCAL sdigits.
 318   // Does the same as AliEMCALReconstructor::ConvertDigits()
 319   // Needed to embed real data and simulation
 320   // Works on a single-event basis
 321
 322   rawReader->Reset() ;
 323
 324   //Get/create the sdigits tree and array
 325         AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
 326         AliEMCALLoader *emcalLoader = dynamic_cast<AliEMCALLoader*>(rl->GetDetectorLoader("EMCAL"));
 327
 328   if(!emcalLoader){
 329     AliFatal("NULL loader");
 330     return kFALSE;
 331   }
 332
 333   emcalLoader->GetEvent();
 334   emcalLoader->LoadSDigits("UPDATE");
 335
 336   TTree * treeS = emcalLoader->TreeS();
 337   if ( !treeS ) {
 338     emcalLoader->MakeSDigitsContainer();
 339     treeS = emcalLoader->TreeS();
 340   }
 341
 342   if(!emcalLoader->SDigits()) {
 343     AliFatal("No sdigits array available\n");
 344     return kFALSE;
 345   }
 346
 347   TClonesArray * sdigits = emcalLoader->SDigits();
 348   sdigits->Clear("C");
 349
 350   //Trigger sdigits
 351   if(!fTriggerData)fTriggerData = new AliEMCALTriggerData();
 352   fTriggerData->SetMode(1);
 353   TClonesArray *digitsTrg = new TClonesArray("AliEMCALTriggerRawDigit", 32 * 96);
 354   Int_t bufsize = 32000;
 355   treeS->Branch("EMTRG", &digitsTrg, bufsize);
 356
 357
 358   //Only physics events
 359   if (rawReader->GetType()== AliRawEventHeaderBase::kPhysicsEvent) {
 360
 361     if(!fgRawUtils)  fgRawUtils   = new AliEMCALRawUtils;
 362     //must be done here because, in constructor, option is not yet known
 363     fgRawUtils->SetOption(GetOption());
 364
 365     // Set parameters from OCDB to raw utils
 366     AliEMCALRecParam* recpar = emcalLoader->ReconstructionParameters(0);
 367     // fgRawUtils->SetRawFormatHighLowGainFactor(recpar->GetHighLowGainFactor());
 368     // fgRawUtils->SetRawFormatOrder(recpar->GetOrderParameter());
 369     // fgRawUtils->SetRawFormatTau(recpar->GetTau());
 370     fgRawUtils->SetNoiseThreshold(recpar->GetNoiseThreshold());
 371     fgRawUtils->SetNPedSamples(recpar->GetNPedSamples());
 372     fgRawUtils->SetRemoveBadChannels(recpar->GetRemoveBadChannels());
 373     fgRawUtils->SetFittingAlgorithm(recpar->GetFittingAlgorithm());
 374     fgRawUtils->SetFALTROUsage(recpar->UseFALTRO());
 375     // fgRawUtils->SetTimeMin(recpar->GetTimeMin());
 376     // fgRawUtils->SetTimeMax(recpar->GetTimeMax());
 377
 378     //Fit
 379     fgRawUtils->Raw2Digits(rawReader,sdigits,emcalLoader->PedestalData(),digitsTrg,fTriggerData);
 380
 381   }//skip calibration event
 382   else{
 383     AliDebug(1," Calibration Event, skip!");
 384   }
 385
 386   //Final arrangements of the array, set all sdigits as embedded
 387   sdigits->Sort() ;
 388   for (Int_t iSDigit = 0 ; iSDigit < sdigits->GetEntriesFast() ; iSDigit++) {
 389     AliEMCALDigit * sdigit = dynamic_cast<AliEMCALDigit *>(sdigits->At(iSDigit)) ;
 390     if(sdigit){
 391       sdigit->SetIndexInList(iSDigit) ;
 392       sdigit->SetType(AliEMCALDigit::kEmbedded);
 393     }
 394     else {
 395       AliFatal("sdigit is NULL!");
 396     }
 397   }
 398
 399   AliDebug(1,Form("Embedded sdigits entries %d \n",sdigits->GetEntriesFast()));
 400
 401   //Write array, clean arrays, unload ..
 402
 403   Int_t bufferSize = 32000 ;
 404   TBranch * sdigitsBranch = treeS->GetBranch("EMCAL");
 405   if (sdigitsBranch)
 406     sdigitsBranch->SetAddress(&sdigits);
 407   else
 408     treeS->Branch("EMCAL",&sdigits,bufferSize);
 409
 410   treeS->Fill();
 411   emcalLoader->WriteSDigits("OVERWRITE");
 412   emcalLoader->UnloadSDigits();
 413
 414   digitsTrg->Delete();
 415   delete digitsTrg;
 416
 417   return kTRUE;
 418
 419 }
 420
 421 //____________________________________________________________________________
 422
 423 AliLoader* AliEMCAL::MakeLoader(const char* topfoldername)
 424 {
 425 //different behaviour than standard (singleton getter)
 426 // --> to be discussed and made eventually coherent
 427  fLoader = new AliEMCALLoader(GetName(),topfoldername);
 428  return fLoader;
 429 }
 430
 431 //____________________________________________________________________________
 432
 433 AliEMCALGeometry* AliEMCAL::GetGeometry() const
 434 {
 435   //Initializes and returns geometry
 436
 437   // Pass the transpor model name (Geant3, Geant4, Fluka) and title to the geometry
 438   TString mcname   = "";
 439   TString mctitle  = "";
 440   if(gMC){
 441     mcname  = gMC->GetName()  ;
 442     mctitle = gMC->GetTitle() ;
 443   }
 444
 445   //Check if run number and requested geometry correspond to the same geometry as
 446   //in real data taking. To prevent errors in official simulation productions
 447   if(!(AliEMCALGeometry::GetInstance()))
 448   {
 449     // Check the transport model name and option, set sampling fraction depending on it
 450
 451     if(!fCheckRunNumberAndGeoVersion){// Set geometry with the name used in the configuration file
 452       return AliEMCALGeometry::GetInstance(GetTitle(),"EMCAL",mcname,mctitle) ;
 453     }
 454     else{//Check run number and version and set the corresponding one.
 455       //Get run number
 456       //AliRunLoader *rl = AliRunLoader::Instance();
 457       //Int_t runNumber = rl->GetRunNumber();
 458
 459       AliCDBManager* man = AliCDBManager::Instance();
 460       Int_t runNumber = man->GetRun();
 461
 462       //Instanciate geometry depending on the run number
 463       TString geoName(GetTitle());
 464       if(runNumber > 104064 && runNumber <= 140000 ){//2009-2010 runs
 465         //First year geometry, 4 SM.
 466
 467         if(!geoName.Contains("FIRSTYEARV1")){
 468           AliInfo(Form("*** ATTENTION *** \n \t Specified geometry name <<%s>> for run %d is not considered! \n \t In use <<EMCAL_FIRSTYEARV1>>, check run number and year \n ",
 469                        geoName.Data(),runNumber)); }
 470         else {
 471           AliDebug(1,"Initialized geometry with name <<EMCAL_FIRSTYEARV1>>");}
 472
 473         return AliEMCALGeometry::GetInstance("EMCAL_FIRSTYEARV1","EMCAL",mcname,mctitle) ;// Set geometry with the name used in the configuration file
 474       }
 475       else{ //Default geometry
 476         //Complete EMCAL geometry, 10 SM.
 477
 478         if(!geoName.Contains("COMPLETEV1")){
 479           AliInfo(Form("*** ATTENTION *** \n \t Specified geometry name <<%s>>  for run %d is  not considered! \n \t In use <<EMCAL_COMPLETEV1>>, check run number and year \n ",
 480                        geoName.Data(),runNumber));}
 481         else {
 482           AliDebug(1,"Initialized geometry with name <<EMCAL_COMPLETEV1>>");}
 483
 484         return AliEMCALGeometry::GetInstance("EMCAL_COMPLETEV1","EMCAL",mcname,mctitle) ;// Set geometry with the name used in the configuration file
 485       }
 486     }
 487   }// Init geometry for the first time
 488
 489
 490   return AliEMCALGeometry::GetInstance();
 491
 492 }