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 "AliRun.h"
  40 #include "AliCollisionGeometry.h"
  41 #include "AliGenCocktailEntry.h"
  42
  43
  44 ClassImp(AliGenAfterBurnerFlow)
  45
  46
  47 AliGenAfterBurnerFlow::AliGenAfterBurnerFlow():AliGenerator(),
  48   fReactionPlane(0),
  49   fHow(0),
  50   fCounter(0),
  51   fStack(0)
  52 {
  53   //
  54   // Default Construction
  55   InitPrimaries();
  56   SetNpParams();
  57 }
  58
  59 AliGenAfterBurnerFlow::AliGenAfterBurnerFlow(Float_t reactionPlane):AliGenerator(),
  60   fReactionPlane(TMath::Pi()*reactionPlane/180.),
  61   fHow(1),
  62   fCounter(0),
  63   fStack(0)
  64 {
  65   // reactionPlane - Reaction Plane Angle given in Deg [0-360]
  66   // but stored and applied in radiants (standard for TParticle & AliCollisionGeometry)
  67
  68   InitPrimaries();
  69   SetNpParams();
  70 }
  71
  72 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  73
  74 AliGenAfterBurnerFlow::~AliGenAfterBurnerFlow()
  75 {
  76   // def. dest.
  77 }
  78
  79 void AliGenAfterBurnerFlow::SetDirectedSimple(Int_t pdg, Float_t v1)
  80 {
  81   //
  82   // Set Directed Flow
  83   // The same directed flow is applied to all specified particles
  84   // independently on transverse momentum or rapidity
  85   //
  86   // PDG - particle type to apply directed flow
  87   //       if (PDG == 0) use as default
  88   //
  89
  90   SetFlowParameters(pdg, 1, 0, v1, 0, 0, 0);
  91 }
  92
  93 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  94
  95 void AliGenAfterBurnerFlow::SetDirectedParam(Int_t pdg, Float_t v11, Float_t v12,
  96                                              Float_t v13, Float_t v14)
  97 {
  98   //
  99   // Set Directed Flow
 100   // Directed flow is parameterised as follows
 101   //
 102   // V1(Pt,Y) = (V11 + V12*Pt) * sign(Y) * (V13 + V14 * abs(Y)^3)
 103   //
 104   // where sign = 1 for Y > 0 and -1 for Y < 0
 105   //
 106   // Defaults values
 107   // v12 = v14 = 0
 108   // v13 = 1
 109   //
 110   // PDG - particle type to apply directed flow
 111   //       if (PDG == 0) use as default
 112   //
 113
 114   SetFlowParameters(pdg, 1, 1, v11, v12, v13, v14);
 115 }
 116
 117 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 118
 119 void AliGenAfterBurnerFlow::SetEllipticSimple(Int_t pdg, Float_t v2)
 120 {
 121   //
 122   // Set Elliptic Flow
 123   // The same Elliptic flow is applied to all specified particles
 124   // independently on transverse momentum or rapidity
 125   //
 126   // PDG - particle type to apply directed flow
 127   //       if (PDG == 0) use as default
 128   //
 129   // V2 - flow coefficient
 130   //
 131   // NOTE: for starting playing with FLOW
 132   //       start with this function and values 0.05 - 0.1
 133   //
 134
 135   SetFlowParameters(pdg, 2, 0, v2, 0, 0, 0);
 136 }
 137
 138 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 139
 140 void AliGenAfterBurnerFlow::SetEllipticParam(Int_t pdg,
 141                                              Float_t v00, Float_t v10, Float_t v11,
 142                                              Float_t v22)
 143 {
 144   //
 145   // Set Elliptic Flow
 146   //
 147   // Elliptic flow is parametrised to reproduce
 148   // V2 of Pions at RHIC energies and is given by:
 149   //
 150   // V2 = (v00 + v10*pt + v11*pt^2) * exp (-v22 * y^2) and zero if V2<0.
 151   //
 152
 153   SetFlowParameters(pdg, 2, 3, v00, v10, v11, v22);
 154 }
 155
 156 void AliGenAfterBurnerFlow::SetEllipticParamPion(Int_t pdg, Float_t v21,
 157                                                  Float_t pTmax, Float_t v22)
 158 {
 159   //
 160   // Set Elliptic Flow
 161   //
 162   // Elliptic flow is parametrised to reproduce
 163   // V2 of Pions at RHIC energies and is given by:
 164   //
 165   // V2 = v21 * (pT/pTMax ) * exp (-v22 * y^2)    where pT <= pTmax
 166   //      v21 * exp (-v22 * y^2)                  where pT > pTmax
 167   //
 168   // v21   - value at saturation
 169   // pTmax - saturation transverse momentum
 170   // v22   - rapidity decreasing
 171   //
 172
 173   SetFlowParameters(pdg, 2, 1, v21, pTmax, v22, 0);
 174 }
 175
 176 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 177
 178 void AliGenAfterBurnerFlow::SetEllipticParamOld(Int_t pdg, Float_t v21, Float_t v22, Float_t v23)
 179 {
 180   //
 181   // Set Elliptic Flow
 182   //
 183   // Elliptic flow is parameterised using
 184   // old MevSim parameterisation
 185   //
 186   // V2 = (V21 + V22 pT^2) * exp (-v22 * y^2)
 187   //
 188
 189   SetFlowParameters(pdg, 2, 2, v21, v22, v23, 0);
 190 }
 191
 192 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 193
 194 void AliGenAfterBurnerFlow::SetNpParams(Int_t order, Float_t p0, Float_t p1, Float_t p2, Float_t p3)
 195 {
 196   //
 197   // Set npart parameterization.
 198   //
 199
 200   fNpParams[0] = order;
 201   fNpParams[1] = p0;
 202   fNpParams[2] = p1;
 203   fNpParams[3] = p2;
 204   fNpParams[4] = p3;
 205 }
 206
 207 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 208
 209 void AliGenAfterBurnerFlow::SetFlowParameters(Int_t pdg, Int_t order, Int_t type,
 210                                               Float_t v1, Float_t v2,Float_t v3,Float_t v4)
 211 {
 212   //
 213   // private function
 214   //
 215
 216   if(TMath::Abs(pdg)>=fgkPDG){
 217     Error("AliAfterBurnerFlow","Overflow");
 218     return;
 219   }
 220   fIsPrim[TMath::Abs(pdg)]=kTRUE;
 221
 222   Int_t index = 0;
 223   Bool_t newEntry = kTRUE;
 224
 225   // Defaults
 226   if (pdg == 0) {
 227     index = fgkN - order;
 228     newEntry = kFALSE;
 229   }
 230
 231   // try to find existing entry
 232   for (Int_t i=0; i<fCounter; i++) {
 233     if (pdg == (Int_t)fParams[i][0] &&
 234         order == (Int_t)fParams[i][1]) {
 235
 236       index = i;
 237       newEntry = kFALSE;
 238     }
 239   }
 240
 241   // check fCounter
 242
 243   if (newEntry && (fCounter > fgkN-3)) {
 244     Error("AliAfterBurnerFlow","Overflow");
 245     return;
 246   }
 247
 248   if (newEntry) {
 249     index = fCounter;
 250     fCounter++;
 251   }
 252
 253   // Set new particle type
 254
 255   fParams[index][0] = pdg;
 256   fParams[index][1] = order;
 257   fParams[index][2] = type;
 258   fParams[index][3] = v1;
 259   fParams[index][4] = v2;
 260   fParams[index][5] = v3;
 261   fParams[index][6] = v4;
 262 }
 263
 264 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 265
 266 void AliGenAfterBurnerFlow::Init()
 267 {
 268   //
 269   // Standard AliGenerator Initializer
 270   //
 271
 272   if(fHow == 0)     { Info("AliGenAfterBurnerFlow", "Using the Hijing R.P. Angle event by event "); }
 273   else if(fHow == 1){ Info("AliGenAfterBurnerFlow", "Using a fixed R.P. Angle for every event ") ; }
 274   else { Info("AliGenAfterBurnerFlow",
 275               "Using a random R.P. Angle event by event ( ! not the same used by Hijing ! ) "); }
 276 }
 277
 278 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 279
 280 Float_t AliGenAfterBurnerFlow::GetCoefficient(Int_t pdg, Int_t n, Float_t Pt, Float_t Y) const
 281 {
 282   //
 283   // private function
 284   // Return Flow Coefficient for a given particle type flow order
 285   // and particle momentum (Pt, Y)
 286   //
 287
 288   Int_t index = fgkN - n;  // default index (for all pdg)
 289   Float_t v = 0;
 290
 291   // try to find specific parametrs
 292
 293   for (Int_t i=0; i<fCounter; i++) {
 294     if ((Int_t)fParams[i][0] == pdg &&
 295         (Int_t)fParams[i][1] == n) {
 296
 297       index = i;
 298       break;
 299     }
 300   }
 301
 302   // calculate v
 303
 304   Int_t type = (Int_t)fParams[index][2];
 305
 306   if ((Int_t)fParams[index][1] == 1) { // Directed
 307
 308     if (type == 0 )
 309       v = fParams[index][3];
 310     else
 311       v = (fParams[index][3] + fParams[index][4] * Pt) * TMath::Sign((Float_t)1.,Y) *
 312         (fParams[index][5] + fParams[index][6] * TMath::Abs(Y*Y*Y) );
 313
 314   } else {  // Elliptic
 315
 316     if (type == 0) v = fParams[index][3];
 317
 318     // Pion parameterisation
 319     if (type == 1) {
 320       if (Pt < fParams[index][4])
 321         v = fParams[index][3] * (Pt / fParams[index][4]) ;
 322       else
 323         v = fParams[index][3];
 324
 325       v *= TMath::Exp( - fParams[index][5] * Y * Y);
 326     }
 327
 328     // Old parameterisation
 329     if (type == 2)
 330       v = (fParams[index][3] + fParams[index][4] * Pt * Pt) *
 331         TMath::Exp( - fParams[index][5] * Y * Y);
 332
 333     // New v2 parameterisation
 334     if (type == 3) {
 335       v = (fParams[index][3] + fParams[index][4] *Pt + fParams[index][5] *Pt*Pt) *
 336         TMath::Exp( - fParams[index][6] * Y*Y);
 337       if (v<0)
 338         v = 0;
 339     }
 340   }
 341
 342   return v;
 343 }
 344
 345 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 346
 347 Float_t AliGenAfterBurnerFlow::GetNpNorm(Int_t npart) const
 348 {
 349   //
 350   // Calculate npart norm.
 351   //
 352
 353   if (npart<0)
 354     return 1;
 355
 356   Int_t order = (Int_t)fNpParams[0];
 357   if (order<0)
 358     return 1;
 359
 360   Float_t ret = 0;
 361   Int_t npp = 1;
 362   for (Int_t i=0; i<=order; i++) {
 363     ret += npp*fNpParams[i+1];
 364     npp *= npart;
 365   }
 366   return ret;
 367 }
 368
 369 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 370
 371 Bool_t AliGenAfterBurnerFlow::IsPrimary(Int_t pdg) const
 372 {
 373   if(pdg>=fgkPDG) return kFALSE;
 374   return fIsPrim[pdg];
 375 }
 376
 377 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 378
 379 Double_t CalcAngle(Double_t phi, Double_t phi0, Double_t phiRP, Double_t v2, Double_t v1=0.)
 380 {
 381     // Calculate relative angle
 382   Double_t phi1 = phi-(phi+2*v1*TMath::Sin(phi-phiRP)+v2*TMath::Sin(2*(phi-phiRP))-phi0)/
 383     (1.+2*v1*TMath::Cos(phi-phiRP)+ 2*v2*TMath::Cos(2*(phi-phiRP)));
 384   if(TMath::Abs(phi/phi1-1.)<0.00001) return phi1;
 385   return CalcAngle(phi1, phi0, phiRP, v2, v1);
 386 }
 387
 388 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 389
 390 void AliGenAfterBurnerFlow::InitPrimaries()
 391 {
 392   // Init the primary particle list
 393   for(Int_t i=0; i<fgkPDG; i++) fIsPrim[i]=kFALSE;
 394
 395   //mesons
 396   fIsPrim[211]=kTRUE;
 397   fIsPrim[311]=kTRUE;
 398   fIsPrim[321]=kTRUE;
 399   fIsPrim[411]=kTRUE;
 400   fIsPrim[421]=kTRUE;
 401   fIsPrim[431]=kTRUE;
 402   fIsPrim[511]=kTRUE;
 403   fIsPrim[521]=kTRUE;
 404   fIsPrim[531]=kTRUE;
 405   fIsPrim[541]=kTRUE;
 406   fIsPrim[111]=kTRUE;
 407   fIsPrim[221]=kTRUE;
 408   fIsPrim[331]=kTRUE;
 409   fIsPrim[441]=kTRUE;
 410   fIsPrim[551]=kTRUE;
 411   fIsPrim[130]=kTRUE;
 412   fIsPrim[310]=kTRUE;
 413   fIsPrim[213]=kTRUE;
 414   fIsPrim[313]=kTRUE;
 415   fIsPrim[323]=kTRUE;
 416   fIsPrim[413]=kTRUE;
 417   fIsPrim[423]=kTRUE;
 418   fIsPrim[433]=kTRUE;
 419   fIsPrim[513]=kTRUE;
 420   fIsPrim[523]=kTRUE;
 421   fIsPrim[533]=kTRUE;
 422   fIsPrim[543]=kTRUE;
 423   fIsPrim[113]=kTRUE;
 424   fIsPrim[223]=kTRUE;
 425   fIsPrim[333]=kTRUE;
 426   fIsPrim[443]=kTRUE;
 427   fIsPrim[553]=kTRUE;
 428
 429   //baryons
 430   fIsPrim[2112]=kTRUE;
 431   fIsPrim[2212]=kTRUE;
 432   fIsPrim[3112]=kTRUE;
 433   fIsPrim[3122]=kTRUE;
 434   fIsPrim[3212]=kTRUE;
 435   fIsPrim[3222]=kTRUE;
 436   fIsPrim[3312]=kTRUE;
 437   fIsPrim[3322]=kTRUE;
 438   fIsPrim[4112]=kTRUE;
 439   fIsPrim[4122]=kTRUE;
 440   fIsPrim[4212]=kTRUE;
 441   fIsPrim[4222]=kTRUE;
 442   fIsPrim[4132]=kTRUE;
 443   fIsPrim[4312]=kTRUE;
 444   fIsPrim[4232]=kTRUE;
 445   fIsPrim[4322]=kTRUE;
 446   fIsPrim[4332]=kTRUE;
 447   fIsPrim[5112]=kTRUE;
 448   fIsPrim[5122]=kTRUE;
 449   fIsPrim[5212]=kTRUE;
 450   fIsPrim[5222]=kTRUE;
 451   fIsPrim[1114]=kTRUE;
 452   fIsPrim[2114]=kTRUE;
 453   fIsPrim[2214]=kTRUE;
 454   fIsPrim[2224]=kTRUE;
 455   fIsPrim[3114]=kTRUE;
 456   fIsPrim[3214]=kTRUE;
 457   fIsPrim[3224]=kTRUE;
 458   fIsPrim[3314]=kTRUE;
 459   fIsPrim[3324]=kTRUE;
 460   fIsPrim[3334]=kTRUE;
 461   fIsPrim[4114]=kTRUE;
 462   fIsPrim[4214]=kTRUE;
 463   fIsPrim[4224]=kTRUE;
 464   fIsPrim[4314]=kTRUE;
 465   fIsPrim[4324]=kTRUE;
 466   fIsPrim[4334]=kTRUE;
 467   fIsPrim[5114]=kTRUE;
 468   fIsPrim[5214]=kTRUE;
 469   fIsPrim[5224]=kTRUE;
 470 }
 471
 472 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 473
 474 void AliGenAfterBurnerFlow::Generate()
 475 {
 476   //
 477   // AliGenerator generate function doing actual job.
 478   // Algorythm:
 479   //
 480   // 1. loop over particles on the stack and choose primaries
 481   // 2. calculate delta phi
 482   // 3. change phi of primary particle and if it is non-stable
 483   //    then its daughters' phi and vertex also
 484   //
 485   // For more details see :
 486   // M.G. Poghosyan
 487   // PWG2 meeting on 06.05.2008 and 03.06.2008
 488
 489
 490   if (0)
 491     for(Int_t ii=0; ii<fCounter;ii++)
 492     {
 493       printf("%d  %f  %f  %f  %f\n",ii,fParams[ii][0],fParams[ii][1],fParams[ii][2],fParams[ii][3]);
 494     }
 495
 496   AliGenCocktailAfterBurner *gen;
 497
 498   TParticle *particle;
 499   TParticle *particleM;
 500   TLorentzVector momentum;
 501   TLorentzVector vertex;
 502
 503   Int_t pdg;
 504   Float_t phi;
 505   Float_t pt, y;
 506
 507   // Get Stack of the first Generator
 508   //  gen = (AliGenCocktailAfterBurner *)gAlice->Generator();
 509   gen = (AliGenCocktailAfterBurner *)gAlice->GetMCApp()->Generator();
 510
 511
 512   AliGenerator* genHijing = 0 ;
 513   AliCollisionGeometry* geom = 0 ;
 514   AliGenCocktailEntry* entry = 0 ;
 515   TList* fEntries = 0 ;
 516
 517   TRandom* rand = new TRandom(0) ;
 518   for(Int_t ns=0;ns<gen->GetNumberOfEvents();ns++)
 519   {
 520     gen->SetActiveEventNumber(ns) ;
 521
 522     fStack = gen->GetStack(ns);
 523     fEntries = gen->Entries() ;
 524
 525     TIter next(fEntries) ;
 526     Int_t npart = -1;
 527
 528     if(fHow == 0) // hijing R.P.
 529     {
 530       while((entry = (AliGenCocktailEntry*)next()))
 531       {
 532         Info("Generate (e)","Using R.P. from HIJING ... ");
 533         genHijing = entry->Generator() ;
 534         if(genHijing->ProvidesCollisionGeometry())
 535         {
 536           geom = gen->GetCollisionGeometry(ns) ;
 537           fReactionPlane = geom->ReactionPlaneAngle() ;
 538           npart =  geom->ProjectileParticipants() + geom->TargetParticipants();
 539           break;
 540         }
 541         else
 542         {
 543           Error("Generate (e)", "NO CollisionGeometry !!!  -  using fixed R.P. angle = 0. ") ;
 544           fReactionPlane = 0. ;
 545         }
 546       }
 547     }
 548     else if(fHow ==1 ) //  fixed R.P.
 549     {
 550       Info("Generate (e)","Using fixed R.P. ...");
 551     }
 552     else
 553     {
 554       Info("Generate (e)","Using random R.P.s ... ");
 555       fReactionPlane = 2 * TMath::Pi() * rand->Rndm() ;
 556     }
 557
 558     cout << " * Reaction Plane Angle (event " << ns << ") = " << fReactionPlane <<
 559       " rad. ( = " << (360*fReactionPlane/(2*TMath::Pi())) << " deg.) Npart = " << npart << "* " << endl ;
 560
 561     Int_t nParticles = fStack->GetNprimary();
 562     for (Int_t i=0; i<nParticles; i++)
 563     {
 564       particle = fStack->Particle(i);
 565
 566       Int_t iM=particle->GetMother(0);
 567       pdg = particle->GetPdgCode();
 568
 569       //exclude incoming protons in PYTHIA
 570       if(particle->GetPdgCode()==21) continue;
 571
 572       if(TMath::Abs(pdg)>=fgkPDG) continue;
 573       // is particle primary?
 574       if(!fIsPrim[TMath::Abs(pdg)]) continue;
 575
 576       if(iM>0)
 577       {
 578         particleM = fStack->Particle(iM);
 579         Int_t pdgM = TMath::Abs(particleM->GetPdgCode());
 580         // is mother primary?
 581         if((TMath::Abs(pdgM)<fgkPDG)&&fIsPrim[TMath::Abs(pdgM)]) continue;
 582       }
 583
 584       particle->Momentum(momentum);
 585       phi = particle->Phi();
 586
 587       // get Pt, y
 588       pt = momentum.Pt() ;
 589       y = 10000.;
 590
 591       if(TMath::Abs(momentum.Z()) != TMath::Abs(momentum.T()))
 592         y = momentum.Rapidity() ;
 593
 594       Double_t v1 = GetCoefficient(pdg, 1, pt, y);
 595       Double_t v2 = GetCoefficient(pdg, 2, pt, y);
 596       Double_t npartnorm = GetNpNorm(npart);
 597       v2 *= npartnorm;
 598
 599       //printf("ntup %d %f  %f %f %f %f\n ",npart, v1, v2, pt, y, npartnorm);
 600
 601       Double_t phi1 = CalcAngle(phi, phi, fReactionPlane,v2,v1);
 602
 603       Rotate(i, phi1-phi);
 604     }
 605   }
 606
 607   Info("Generate","Flow After Burner: DONE");
 608 }
 609
 610 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 611
 612 void AliGenAfterBurnerFlow::Rotate(Int_t i, Double_t phi, Bool_t IsPrim)
 613 {
 614   // Rotation
 615   TParticle*  particle = fStack->Particle(i);
 616
 617   TLorentzVector momentum;
 618   particle->Momentum(momentum);
 619   momentum.RotateZ(phi);
 620   particle->SetMomentum(momentum);
 621
 622   if(!IsPrim)
 623   {
 624     TLorentzVector vertex;
 625     particle->ProductionVertex(vertex);
 626     vertex.RotateZ(phi);
 627     particle->SetProductionVertex(vertex);
 628   }
 629
 630   if(particle->GetFirstDaughter()<0) return;
 631   for(Int_t iD=particle->GetFirstDaughter(); iD<=particle->GetLastDaughter(); iD++) Rotate(iD, phi, kFALSE);
 632
 633   return;
 634 }
 635
 636