EVGEN/AliGenAfterBurnerFlow.cxx

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   3  *                                                                        *
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   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
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  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  19 //
  20 // AliGenAfterBurnerFlow is a After Burner event generator applying flow.
  21 // The generator changes Phi coordinate of the particle momentum.
  22 // Flow (directed and elliptical) can be defined on particle type level
  23 //
  24 // Author:
  25 // Sylwester Radomski, 2002
  26 // Martin Poghosyan, 2008
  27 // Constantin Loizides, 2010
  28 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  29
  30 #include <Riostream.h>
  31 #include <TParticle.h>
  32 #include <TLorentzVector.h>
  33 #include <TList.h>
  34 #include <TRandom.h>
  35 #include "AliStack.h"
  36 #include "AliGenAfterBurnerFlow.h"
  37 #include "AliGenCocktailAfterBurner.h"
  38 #include "AliMC.h"
  39 #include "AliCollisionGeometry.h"
  40 #include "AliGenCocktailEntry.h"
  41
  42
  43 ClassImp(AliGenAfterBurnerFlow)
  44
  45
  46 AliGenAfterBurnerFlow::AliGenAfterBurnerFlow():AliGenerator(),
  47   fReactionPlane(0),
  48   fHow(0),
  49   fCounter(0),
  50   fStack(0)
  51 {
  52   //
  53   // Default Construction
  54   InitPrimaries();
  55   SetNpParams();
  56 }
  57
  58 AliGenAfterBurnerFlow::AliGenAfterBurnerFlow(Float_t reactionPlane):AliGenerator(),
  59   fReactionPlane(TMath::Pi()*reactionPlane/180.),
  60   fHow(1),
  61   fCounter(0),
  62   fStack(0)
  63 {
  64   // reactionPlane - Reaction Plane Angle given in Deg [0-360]
  65   // but stored and applied in radiants (standard for TParticle & AliCollisionGeometry)
  66
  67   InitPrimaries();
  68   SetNpParams();
  69 }
  70
  71 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  72
  73 AliGenAfterBurnerFlow::~AliGenAfterBurnerFlow()
  74 {
  75   // def. dest.
  76 }
  77
  78 void AliGenAfterBurnerFlow::SetDirectedSimple(Int_t pdg, Float_t v1)
  79 {
  80   //
  81   // Set Directed Flow
  82   // The same directed flow is applied to all specified particles
  83   // independently on transverse momentum or rapidity
  84   //
  85   // PDG - particle type to apply directed flow
  86   //       if (PDG == 0) use as default
  87   //
  88
  89   SetFlowParameters(pdg, 1, 0, v1, 0, 0, 0);
  90 }
  91
  92 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  93
  94 void AliGenAfterBurnerFlow::SetDirectedParam(Int_t pdg, Float_t v11, Float_t v12,
  95                                              Float_t v13, Float_t v14)
  96 {
  97   //
  98   // Set Directed Flow
  99   // Directed flow is parameterised as follows
 100   //
 101   // V1(Pt,Y) = (V11 + V12*Pt) * sign(Y) * (V13 + V14 * abs(Y)^3)
 102   //
 103   // where sign = 1 for Y > 0 and -1 for Y < 0
 104   //
 105   // Defaults values
 106   // v12 = v14 = 0
 107   // v13 = 1
 108   //
 109   // PDG - particle type to apply directed flow
 110   //       if (PDG == 0) use as default
 111   //
 112
 113   SetFlowParameters(pdg, 1, 1, v11, v12, v13, v14);
 114 }
 115
 116 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 117
 118 void AliGenAfterBurnerFlow::SetEllipticSimple(Int_t pdg, Float_t v2)
 119 {
 120   //
 121   // Set Elliptic Flow
 122   // The same Elliptic flow is applied to all specified particles
 123   // independently on transverse momentum or rapidity
 124   //
 125   // PDG - particle type to apply directed flow
 126   //       if (PDG == 0) use as default
 127   //
 128   // V2 - flow coefficient
 129   //
 130   // NOTE: for starting playing with FLOW
 131   //       start with this function and values 0.05 - 0.1
 132   //
 133
 134   SetFlowParameters(pdg, 2, 0, v2, 0, 0, 0);
 135 }
 136
 137 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 138
 139 void AliGenAfterBurnerFlow::SetEllipticParam(Int_t pdg,
 140                                              Float_t v00, Float_t v10, Float_t v11,
 141                                              Float_t v22)
 142 {
 143   //
 144   // Set Elliptic Flow
 145   //
 146   // Elliptic flow is parametrised to reproduce
 147   // V2 of Pions at RHIC energies and is given by:
 148   //
 149   // V2 = (v00 + v10*pt + v11*pt^2) * exp (-v22 * y^2) and zero if V2<0.
 150   //
 151
 152   SetFlowParameters(pdg, 2, 3, v00, v10, v11, v22);
 153 }
 154
 155 void AliGenAfterBurnerFlow::SetEllipticParamPion(Int_t pdg, Float_t v21,
 156                                                  Float_t pTmax, Float_t v22)
 157 {
 158   //
 159   // Set Elliptic Flow
 160   //
 161   // Elliptic flow is parametrised to reproduce
 162   // V2 of Pions at RHIC energies and is given by:
 163   //
 164   // V2 = v21 * (pT/pTMax ) * exp (-v22 * y^2)    where pT <= pTmax
 165   //      v21 * exp (-v22 * y^2)                  where pT > pTmax
 166   //
 167   // v21   - value at saturation
 168   // pTmax - saturation transverse momentum
 169   // v22   - rapidity decreasing
 170   //
 171
 172   SetFlowParameters(pdg, 2, 1, v21, pTmax, v22, 0);
 173 }
 174
 175 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 176
 177 void AliGenAfterBurnerFlow::SetEllipticParamOld(Int_t pdg, Float_t v21, Float_t v22, Float_t v23)
 178 {
 179   //
 180   // Set Elliptic Flow
 181   //
 182   // Elliptic flow is parameterised using
 183   // old MevSim parameterisation
 184   //
 185   // V2 = (V21 + V22 pT^2) * exp (-v22 * y^2)
 186   //
 187
 188   SetFlowParameters(pdg, 2, 2, v21, v22, v23, 0);
 189 }
 190
 191 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 192
 193 void AliGenAfterBurnerFlow::SetNpParams(Int_t order, Float_t p0, Float_t p1, Float_t p2, Float_t p3)
 194 {
 195   //
 196   // Set npart parameterization.
 197   //
 198
 199   fNpParams[0] = order;
 200   fNpParams[1] = p0;
 201   fNpParams[2] = p1;
 202   fNpParams[3] = p2;
 203   fNpParams[4] = p3;
 204 }
 205
 206 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 207
 208 void AliGenAfterBurnerFlow::SetFlowParameters(Int_t pdg, Int_t order, Int_t type,
 209                                               Float_t v1, Float_t v2,Float_t v3,Float_t v4)
 210 {
 211   //
 212   // private function
 213   //
 214
 215   if(TMath::Abs(pdg)>=fgkPDG){
 216     Error("AliAfterBurnerFlow","Overflow");
 217     return;
 218   }
 219   fIsPrim[TMath::Abs(pdg)]=kTRUE;
 220
 221   Int_t index = 0;
 222   Bool_t newEntry = kTRUE;
 223
 224   // Defaults
 225   if (pdg == 0) {
 226     index = fgkN - order;
 227     newEntry = kFALSE;
 228   }
 229
 230   // try to find existing entry
 231   for (Int_t i=0; i<fCounter; i++) {
 232     if (pdg == (Int_t)fParams[i][0] &&
 233         order == (Int_t)fParams[i][1]) {
 234
 235       index = i;
 236       newEntry = kFALSE;
 237     }
 238   }
 239
 240   // check fCounter
 241
 242   if (newEntry && (fCounter > fgkN-3)) {
 243     Error("AliAfterBurnerFlow","Overflow");
 244     return;
 245   }
 246
 247   if (newEntry) {
 248     index = fCounter;
 249     fCounter++;
 250   }
 251
 252   // Set new particle type
 253
 254   fParams[index][0] = pdg;
 255   fParams[index][1] = order;
 256   fParams[index][2] = type;
 257   fParams[index][3] = v1;
 258   fParams[index][4] = v2;
 259   fParams[index][5] = v3;
 260   fParams[index][6] = v4;
 261 }
 262
 263 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 264
 265 void AliGenAfterBurnerFlow::Init()
 266 {
 267   //
 268   // Standard AliGenerator Initializer
 269   //
 270
 271   if(fHow == 0)     { Info("AliGenAfterBurnerFlow", "Using the Hijing R.P. Angle event by event "); }
 272   else if(fHow == 1){ Info("AliGenAfterBurnerFlow", "Using a fixed R.P. Angle for every event ") ; }
 273   else { Info("AliGenAfterBurnerFlow",
 274               "Using a random R.P. Angle event by event ( ! not the same used by Hijing ! ) "); }
 275 }
 276
 277 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 278
 279 Float_t AliGenAfterBurnerFlow::GetCoefficient(Int_t pdg, Int_t n, Float_t Pt, Float_t Y) const
 280 {
 281   //
 282   // private function
 283   // Return Flow Coefficient for a given particle type flow order
 284   // and particle momentum (Pt, Y)
 285   //
 286
 287   Int_t index = fgkN - n;  // default index (for all pdg)
 288   Float_t v = 0;
 289
 290   // try to find specific parametrs
 291
 292   for (Int_t i=0; i<fCounter; i++) {
 293     if ((Int_t)fParams[i][0] == pdg &&
 294         (Int_t)fParams[i][1] == n) {
 295
 296       index = i;
 297       break;
 298     }
 299   }
 300
 301   // calculate v
 302
 303   Int_t type = (Int_t)fParams[index][2];
 304
 305   if ((Int_t)fParams[index][1] == 1) { // Directed
 306
 307     if (type == 0 )
 308       v = fParams[index][3];
 309     else
 310       v = (fParams[index][3] + fParams[index][4] * Pt) * TMath::Sign((Float_t)1.,Y) *
 311         (fParams[index][5] + fParams[index][6] * TMath::Abs(Y*Y*Y) );
 312
 313   } else {  // Elliptic
 314
 315     if (type == 0) v = fParams[index][3];
 316
 317     // Pion parameterisation
 318     if (type == 1) {
 319       if (Pt < fParams[index][4])
 320         v = fParams[index][3] * (Pt / fParams[index][4]) ;
 321       else
 322         v = fParams[index][3];
 323
 324       v *= TMath::Exp( - fParams[index][5] * Y * Y);
 325     }
 326
 327     // Old parameterisation
 328     if (type == 2)
 329       v = (fParams[index][3] + fParams[index][4] * Pt * Pt) *
 330         TMath::Exp( - fParams[index][5] * Y * Y);
 331
 332     // New v2 parameterisation
 333     if (type == 3) {
 334       v = (fParams[index][3] + fParams[index][4] *Pt + fParams[index][5] *Pt*Pt) *
 335         TMath::Exp( - fParams[index][6] * Y*Y);
 336       if (v<0)
 337         v = 0;
 338     }
 339   }
 340
 341   return v;
 342 }
 343
 344 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 345
 346 Float_t AliGenAfterBurnerFlow::GetNpNorm(Int_t npart)
 347 {
 348   //
 349   // Calculate npart norm.
 350   //
 351
 352   if (npart<0)
 353     return 1;
 354
 355   Int_t order = (Int_t)fNpParams[0];
 356   if (order<0)
 357     return 1;
 358
 359   Float_t ret = 0;
 360   Int_t npp = 1;
 361   for (Int_t i=0; i<=order; i++) {
 362     ret += npp*fNpParams[i+1];
 363     npp *= npart;
 364   }
 365   return ret;
 366 }
 367
 368 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 369
 370 Bool_t AliGenAfterBurnerFlow::IsPrimary(Int_t pdg)
 371 {
 372   if(pdg>=fgkPDG) return kFALSE;
 373   return fIsPrim[pdg];
 374 }
 375
 376 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 377
 378 Double_t CalcAngle(Double_t phi, Double_t phi0, Double_t phiRP, Double_t v2, Double_t v1=0.)
 379 {
 380   Double_t phi1 = phi-(phi+2*v1*TMath::Sin(phi-phiRP)+v2*TMath::Sin(2*(phi-phiRP))-phi0)/
 381     (1.+2*v1*TMath::Cos(phi-phiRP)+ 2*v2*TMath::Cos(2*(phi-phiRP)));
 382   if(TMath::Abs(phi/phi1-1.)<0.00001) return phi1;
 383   return CalcAngle(phi1, phi0, phiRP, v2, v1);
 384 }
 385
 386 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 387
 388 void AliGenAfterBurnerFlow::InitPrimaries()
 389 {
 390   for(Int_t i=0; i<fgkPDG; i++) fIsPrim[i]=kFALSE;
 391
 392   //mesons
 393   fIsPrim[211]=kTRUE;
 394   fIsPrim[311]=kTRUE;
 395   fIsPrim[321]=kTRUE;
 396   fIsPrim[411]=kTRUE;
 397   fIsPrim[421]=kTRUE;
 398   fIsPrim[431]=kTRUE;
 399   fIsPrim[511]=kTRUE;
 400   fIsPrim[521]=kTRUE;
 401   fIsPrim[531]=kTRUE;
 402   fIsPrim[541]=kTRUE;
 403   fIsPrim[111]=kTRUE;
 404   fIsPrim[221]=kTRUE;
 405   fIsPrim[331]=kTRUE;
 406   fIsPrim[441]=kTRUE;
 407   fIsPrim[551]=kTRUE;
 408   fIsPrim[130]=kTRUE;
 409   fIsPrim[310]=kTRUE;
 410   fIsPrim[213]=kTRUE;
 411   fIsPrim[313]=kTRUE;
 412   fIsPrim[323]=kTRUE;
 413   fIsPrim[413]=kTRUE;
 414   fIsPrim[423]=kTRUE;
 415   fIsPrim[433]=kTRUE;
 416   fIsPrim[513]=kTRUE;
 417   fIsPrim[523]=kTRUE;
 418   fIsPrim[533]=kTRUE;
 419   fIsPrim[543]=kTRUE;
 420   fIsPrim[113]=kTRUE;
 421   fIsPrim[223]=kTRUE;
 422   fIsPrim[333]=kTRUE;
 423   fIsPrim[443]=kTRUE;
 424   fIsPrim[553]=kTRUE;
 425
 426   //baryons
 427   fIsPrim[2112]=kTRUE;
 428   fIsPrim[2212]=kTRUE;
 429   fIsPrim[3112]=kTRUE;
 430   fIsPrim[3122]=kTRUE;
 431   fIsPrim[3212]=kTRUE;
 432   fIsPrim[3222]=kTRUE;
 433   fIsPrim[3312]=kTRUE;
 434   fIsPrim[3322]=kTRUE;
 435   fIsPrim[4112]=kTRUE;
 436   fIsPrim[4122]=kTRUE;
 437   fIsPrim[4212]=kTRUE;
 438   fIsPrim[4222]=kTRUE;
 439   fIsPrim[4132]=kTRUE;
 440   fIsPrim[4312]=kTRUE;
 441   fIsPrim[4232]=kTRUE;
 442   fIsPrim[4322]=kTRUE;
 443   fIsPrim[4332]=kTRUE;
 444   fIsPrim[5112]=kTRUE;
 445   fIsPrim[5122]=kTRUE;
 446   fIsPrim[5212]=kTRUE;
 447   fIsPrim[5222]=kTRUE;
 448   fIsPrim[1114]=kTRUE;
 449   fIsPrim[2114]=kTRUE;
 450   fIsPrim[2214]=kTRUE;
 451   fIsPrim[2224]=kTRUE;
 452   fIsPrim[3114]=kTRUE;
 453   fIsPrim[3214]=kTRUE;
 454   fIsPrim[3224]=kTRUE;
 455   fIsPrim[3314]=kTRUE;
 456   fIsPrim[3324]=kTRUE;
 457   fIsPrim[3334]=kTRUE;
 458   fIsPrim[4114]=kTRUE;
 459   fIsPrim[4214]=kTRUE;
 460   fIsPrim[4224]=kTRUE;
 461   fIsPrim[4314]=kTRUE;
 462   fIsPrim[4324]=kTRUE;
 463   fIsPrim[4334]=kTRUE;
 464   fIsPrim[5114]=kTRUE;
 465   fIsPrim[5214]=kTRUE;
 466   fIsPrim[5224]=kTRUE;
 467 }
 468
 469 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 470
 471 void AliGenAfterBurnerFlow::Generate()
 472 {
 473   //
 474   // AliGenerator generate function doing actual job.
 475   // Algorythm:
 476   //
 477   // 1. loop over particles on the stack and choose primaries
 478   // 2. calculate delta phi
 479   // 3. change phi of primary particle and if it is non-stable
 480   //    then its daughters' phi and vertex also
 481   //
 482   // For more details see :
 483   // M.G. Poghosyan
 484   // PWG2 meeting on 06.05.2008 and 03.06.2008
 485
 486
 487   if (0)
 488     for(Int_t ii=0; ii<fCounter;ii++)
 489     {
 490       printf("%d  %f  %f  %f  %f\n",ii,fParams[ii][0],fParams[ii][1],fParams[ii][2],fParams[ii][3]);
 491     }
 492
 493   AliGenCocktailAfterBurner *gen;
 494
 495   TParticle *particle;
 496   TParticle *particleM;
 497   TLorentzVector momentum;
 498   TLorentzVector vertex;
 499
 500   Int_t pdg;
 501   Float_t phi;
 502   Float_t pt, y;
 503
 504   // Get Stack of the first Generator
 505   //  gen = (AliGenCocktailAfterBurner *)gAlice->Generator();
 506   gen = (AliGenCocktailAfterBurner *)gAlice->GetMCApp()->Generator();
 507
 508
 509   AliGenerator* genHijing = 0 ;
 510   AliCollisionGeometry* geom = 0 ;
 511   AliGenCocktailEntry* entry = 0 ;
 512   TList* fEntries = 0 ;
 513
 514   TRandom* rand = new TRandom(0) ;
 515   for(Int_t ns=0;ns<gen->GetNumberOfEvents();ns++)
 516   {
 517     gen->SetActiveEventNumber(ns) ;
 518
 519     fStack = gen->GetStack(ns);
 520     fEntries = gen->Entries() ;
 521
 522     TIter next(fEntries) ;
 523     Int_t npart = -1;
 524
 525     if(fHow == 0) // hijing R.P.
 526     {
 527       while((entry = (AliGenCocktailEntry*)next()))
 528       {
 529         Info("Generate (e)","Using R.P. from HIJING ... ");
 530         genHijing = entry->Generator() ;
 531         if(genHijing->ProvidesCollisionGeometry())
 532         {
 533           geom = gen->GetCollisionGeometry(ns) ;
 534           fReactionPlane = geom->ReactionPlaneAngle() ;
 535           npart =  geom->ProjectileParticipants() + geom->TargetParticipants();
 536           break;
 537         }
 538         else
 539         {
 540           Error("Generate (e)", "NO CollisionGeometry !!!  -  using fixed R.P. angle = 0. ") ;
 541           fReactionPlane = 0. ;
 542         }
 543       }
 544     }
 545     else if(fHow ==1 ) //  fixed R.P.
 546     {
 547       Info("Generate (e)","Using fixed R.P. ...");
 548     }
 549     else
 550     {
 551       Info("Generate (e)","Using random R.P.s ... ");
 552       fReactionPlane = 2 * TMath::Pi() * rand->Rndm() ;
 553     }
 554
 555     cout << " * Reaction Plane Angle (event " << ns << ") = " << fReactionPlane <<
 556       " rad. ( = " << (360*fReactionPlane/(2*TMath::Pi())) << " deg.) Npart = " << npart << "* " << endl ;
 557
 558     Int_t nParticles = fStack->GetNprimary();
 559     for (Int_t i=0; i<nParticles; i++)
 560     {
 561       particle = fStack->Particle(i);
 562
 563       Int_t iM=particle->GetMother(0);
 564       pdg = particle->GetPdgCode();
 565
 566       //exclude incoming protons in PYTHIA
 567       if(particle->GetPdgCode()==21) continue;
 568
 569       if(TMath::Abs(pdg)>=fgkPDG) continue;
 570       // is particle primary?
 571       if(!fIsPrim[TMath::Abs(pdg)]) continue;
 572
 573       if(iM>0)
 574       {
 575         particleM = fStack->Particle(iM);
 576         Int_t pdgM = TMath::Abs(particleM->GetPdgCode());
 577         // is mother primary?
 578         if((TMath::Abs(pdgM)<fgkPDG)&&fIsPrim[TMath::Abs(pdgM)]) continue;
 579       }
 580
 581       particle->Momentum(momentum);
 582       phi = particle->Phi();
 583
 584       // get Pt, y
 585       pt = momentum.Pt() ;
 586       y = 10000.;
 587
 588       if(TMath::Abs(momentum.Z()) != TMath::Abs(momentum.T()))
 589         y = momentum.Rapidity() ;
 590
 591       Double_t v1 = GetCoefficient(pdg, 1, pt, y);
 592       Double_t v2 = GetCoefficient(pdg, 2, pt, y);
 593       Double_t npartnorm = GetNpNorm(npart);
 594       v2 *= npartnorm;
 595
 596       //printf("ntup %d %f  %f %f %f %f\n ",npart, v1, v2, pt, y, npartnorm);
 597
 598       Double_t phi1 = CalcAngle(phi, phi, fReactionPlane,v2,v1);
 599
 600       Rotate(i, phi1-phi);
 601     }
 602   }
 603
 604   Info("Generate","Flow After Burner: DONE");
 605 }
 606
 607 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 608
 609 void AliGenAfterBurnerFlow::Rotate(Int_t i, Double_t phi, Bool_t IsPrim)
 610 {
 611   TParticle*  particle = fStack->Particle(i);
 612
 613   TLorentzVector momentum;
 614   particle->Momentum(momentum);
 615   momentum.RotateZ(phi);
 616   particle->SetMomentum(momentum);
 617
 618   if(!IsPrim)
 619   {
 620     TLorentzVector vertex;
 621     particle->ProductionVertex(vertex);
 622     vertex.RotateZ(phi);
 623     particle->SetProductionVertex(vertex);
 624   }
 625
 626   if(particle->GetFirstDaughter()<0) return;
 627   for(Int_t iD=particle->GetFirstDaughter(); iD<=particle->GetLastDaughter(); iD++) Rotate(iD, phi, kFALSE);
 628
 629   return;
 630 }
 631
 632