EVGEN/AliGenCorrHF.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 // Class to generate correlated Heavy Flavor hadron pairs (one or several pairs
  19 // per event) using paramtrized kinematics of quark pairs from some generator
  20 // and quark fragmentation functions.
  21 // Is a generalisation of AliGenParam class for correlated pairs of hadrons.
  22 // In this version quark pairs and fragmentation functions are obtained from
  23 // ~2.10^6 Pythia6.214 events generated with kCharmppMNRwmi & kBeautyppMNRwmi,
  24 // CTEQ5L PDF and Pt_hard = 2.76 GeV/c for p-p collisions at 2.76, 7, 8, 10 and 14 TeV,
  25 // and with kCharmppMNR (Pt_hard = 2.10 GeV/c) & kBeautyppMNR (Pt_hard = 2.75 GeV/c),
  26 // CTEQ4L PDF for Pb-Pb at 2.76 and 3.94 TeV, for p-Pb & Pb-p at 5 and 8.8 TeV.
  27 // Decays are performed by Pythia.
  28 // Author: S. Grigoryan, LPC Clermont-Fd & YerPhI, Smbat.Grigoryan@cern.ch
  29 // July 07: added quarks in the stack (B. Vulpescu)
  30 // April 09: added energy choice between 10 and 14 TeV (S. Grigoryan)
  31 // Sept 09: added hadron pair composition probabilities via 2D histo (X.M. Zhang)
  32 // Oct 09: added energy choice between 7, 10, 14 TeV (for p-p), 4 TeV (for Pb-Pb),
  33 // 9 TeV (for p-Pb) and -9 TeV (for Pb-p) (S. Grigoryan)
  34 // April 10: removed "static" from definition of some variables (B. Vulpescu)
  35 // May 11: added Flag for transportation of background particles while using
  36 // SetForceDecay() function (L. Manceau)
  37 // June 11: added modifications allowing the setting of cuts on HF-hadron children.
  38 // Quarks, hadrons and decay particles are loaded in the stack outside the loop
  39 // of HF-hadrons, when the cuts on their children are satisfied (L. Manceau)
  40 // Oct 11: added Pb-Pb at 2.76 TeV (S. Grigoryan)
  41 // June 12: added p-Pb & Pb-p at 5 TeV (S. Grigoryan)
  42 // April 13: added p-p at 2.76 and 8 TeV (S. Grigoryan)
  43 //
  44 //-------------------------------------------------------------------------
  45 // How it works (for the given flavor and p-p energy):
  46 //
  47 // 1) Reads QQbar kinematical grid (TTree) from the Input file and generates
  48 // quark pairs according to the weights of the cells.
  49 // It is a 5D grid in y1,y2,pt1,pt2 and deltaphi, with occupancy weights
  50 // of the cells obtained from Pythia (see details in GetQuarkPair).
  51 // 2) Reads "soft" and "hard" fragmentation functions (12 2D-histograms each,
  52 // for 12 pt bins) from the Input file, applies to quarks and produces hadrons
  53 // (only lower states, with proportions of species obtained from Pythia).
  54 // Fragmentation functions are the same for all hadron species and depend
  55 // on 2 variables - light cone energy-momentum fractions:
  56 //     z1=(E_H + Pz_H)/(E_Q + Pz_Q),  z2=(E_H - Pz_H)/(E_Q - Pz_Q).
  57 // "soft" & "hard" FFs correspond to "slower" & "faster" quark of a pair
  58 // (see details in GetHadronPair). Fragmentation does not depend on p-p energy.
  59 // 3) Decays the hadrons and saves all the particles in the event stack in the
  60 // following order: HF hadron from Q, then its decay products, then HF hadron
  61 // from Qbar, then its decay productes, then next HF hadon pair (if any)
  62 // in the same way, etc...
  63 // 4) It is fast, e.g., generates the same number of events with a beauty pair
  64 //  ~15 times faster than AliGenPythia with kBeautyppMNRwmi (w/o tracking)
  65 //
  66 // An Input file for each quark flavor and p-p energy is in EVGEN/dataCorrHF/
  67 // One can use also user-defined Input files.
  68 //
  69 // More details could be found in my presentation at DiMuonNet Workshop, Dec 2006:
  70 // http://www-dapnia.cea.fr/Sphn/Alice/DiMuonNet.
  71 //
  72 //-------------------------------------------------------------------------
  73 // How to use it:
  74 //
  75 // add the following typical lines in Config.C
  76 /*
  77     // An example for correlated charm or beauty hadron pair production at 14 TeV
  78
  79     // AliGenCorrHF *gener = new AliGenCorrHF(1, 4, 14);  // for charm, 1 pair per event
  80     AliGenCorrHF *gener = new AliGenCorrHF(1, 5, 14);  // for beauty, 1 pair per event
  81
  82     gener->SetMomentumRange(0,9999);
  83     gener->SetCutOnChild(0);          // 1/0 means cuts on children enable/disable
  84     gener->SetChildThetaRange(171.0,178.0);
  85     gener->SetOrigin(0,0,0);          //vertex position
  86     gener->SetSigma(0,0,0);           //Sigma in (X,Y,Z) (cm) on IP position
  87     gener->SetForceDecay(kSemiMuonic);
  88     gener->SetSelectAll(kTRUE);      //Force the transport of all particles.
  89                                      //Necessary while using a different
  90                                      //option than kAll for SetForceDecay
  91     gener->SetTrackingFlag(1);       //1: Decay during transport,
  92                                      //0: No Decay during transport
  93     gener->Init();
  94 */
  95 // One can include AliGenCorrHF in an AliGenCocktail generator.
  96 //--------------------------------------------------------------------------
  97
  98 #include <Riostream.h>
  99 #include <TCanvas.h>
 100 #include <TClonesArray.h>
 101 #include <TDatabasePDG.h>
 102 #include <TFile.h>
 103 #include <TH2F.h>
 104 #include <TLorentzVector.h>
 105 #include <TMath.h>
 106 #include <TParticle.h>
 107 #include <TParticlePDG.h>
 108 #include <TROOT.h>
 109 #include <TRandom.h>
 110 #include <TTree.h>
 111 #include <TVirtualMC.h>
 112 #include <TVector3.h>
 113
 114 #include "AliGenCorrHF.h"
 115 #include "AliLog.h"
 116 #include "AliConst.h"
 117 #include "AliDecayer.h"
 118 #include "AliMC.h"
 119 #include "AliRun.h"
 120 #include "AliGenEventHeader.h"
 121
 122 ClassImp(AliGenCorrHF)
 123
 124   //Begin_Html
 125   /*
 126     <img src="picts/AliGenCorrHF.gif">
 127   */
 128   //End_Html
 129
 130 Double_t AliGenCorrHF::fgdph[19] = {0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180};
 131 Double_t AliGenCorrHF::fgy[31] = {-10,-7, -6.5, -6, -5.5, -5, -4.5, -4, -3.5, -3, -2.5, -2,- 1.5, -1, -0.5, 0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 10};
 132 Double_t AliGenCorrHF::fgpt[51] = {0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.6, 7.2, 7.8, 8.4, 9, 9.6, 10.3, 11.1, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20.1, 21.5, 23, 24.5, 26, 27.5, 29.1, 31, 33, 35, 37, 39.2, 42, 45, 48, 51, 55.2, 60, 65, 71, 81, 100};
 133 Int_t AliGenCorrHF::fgnptbins = 12;
 134 Double_t AliGenCorrHF::fgptbmin[12] = {0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 7, 9};
 135 Double_t AliGenCorrHF::fgptbmax[12] = {0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 100};
 136
 137 //____________________________________________________________
 138     AliGenCorrHF::AliGenCorrHF():
 139         fFileName(0),
 140         fFile(0),
 141         fQuark(0),
 142         fEnergy(0),
 143         fBias(0.),
 144         fTrials(0),
 145         fSelectAll(kFALSE),
 146         fDecayer(0),
 147         fgIntegral(0)
 148 {
 149 // Default constructor
 150 }
 151
 152 //____________________________________________________________
 153 AliGenCorrHF::AliGenCorrHF(Int_t npart, Int_t idquark, Int_t energy):
 154     AliGenMC(npart),
 155     fFileName(0),
 156     fFile(0),
 157     fQuark(idquark),
 158     fEnergy(energy),
 159     fBias(0.),
 160     fTrials(0),
 161     fSelectAll(kFALSE),
 162     fDecayer(0),
 163     fgIntegral(0)
 164 {
 165 // Constructor using particle number, quark type, energy & default InputFile
 166 //
 167     if (fQuark == 5) {
 168       if (fEnergy == 7)
 169            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPP7PythiaMNRwmi.root";
 170       else if (fEnergy == 8)
 171            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPP8PythiaMNRwmi.root";
 172       else if (fEnergy == 10)
 173            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPP10PythiaMNRwmi.root";
 174       else if (fEnergy == 14)
 175            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPP14PythiaMNRwmi.root";
 176       else if (fEnergy == 2)
 177            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPP276PythiaMNRwmi.root";
 178       else if (fEnergy == 3)
 179            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPbPb276PythiaMNR.root";
 180       else if (fEnergy == 4)
 181            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPbPb394PythiaMNR.root";
 182       else if (fEnergy == 5 || fEnergy == -5)
 183            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPPb5PythiaMNR.root";
 184       else if (fEnergy == 9 || fEnergy == -9)
 185            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPPb88PythiaMNR.root";
 186       else fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPbPb394PythiaMNR.root";
 187     }
 188     else {
 189       fQuark = 4;
 190       if (fEnergy == 7)
 191            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPP7PythiaMNRwmi.root";
 192       else if (fEnergy == 8)
 193            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPP8PythiaMNRwmi.root";
 194       else if (fEnergy == 10)
 195            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPP10PythiaMNRwmi.root";
 196       else if (fEnergy == 14)
 197            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPP14PythiaMNRwmi.root";
 198       else if (fEnergy == 2)
 199            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPP276PythiaMNRwmi.root";
 200       else if (fEnergy == 3)
 201            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPbPb276PythiaMNR.root";
 202       else if (fEnergy == 4)
 203            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPbPb394PythiaMNR.root";
 204       else if (fEnergy == 5 || fEnergy == -5)
 205            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPPb5PythiaMNR.root";
 206       else if (fEnergy == 9 || fEnergy == -9)
 207            fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPPb88PythiaMNR.root";
 208       else fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPbPb394PythiaMNR.root";
 209     }
 210     fName = "Default";
 211     fTitle= "Generator for correlated pairs of HF hadrons";
 212
 213     fChildSelect.Set(5);
 214     for (Int_t i=0; i<5; i++) fChildSelect[i]=0;
 215     SetForceDecay();
 216     SetCutOnChild();
 217     SetChildMomentumRange();
 218     SetChildPtRange();
 219     SetChildPhiRange();
 220     SetChildThetaRange();
 221 }
 222
 223 //___________________________________________________________________
 224 AliGenCorrHF::AliGenCorrHF(char* tname, Int_t npart, Int_t idquark, Int_t energy):
 225     AliGenMC(npart),
 226     fFileName(tname),
 227     fFile(0),
 228     fQuark(idquark),
 229     fEnergy(energy),
 230     fBias(0.),
 231     fTrials(0),
 232     fSelectAll(kFALSE),
 233     fDecayer(0),
 234     fgIntegral(0)
 235 {
 236 // Constructor using particle number, quark type, energy & user-defined InputFile
 237 //
 238     if (fQuark != 5) fQuark = 4;
 239     fName = "UserDefined";
 240     fTitle= "Generator for correlated pairs of HF hadrons";
 241
 242     fChildSelect.Set(5);
 243     for (Int_t i=0; i<5; i++) fChildSelect[i]=0;
 244     SetForceDecay();
 245     SetCutOnChild();
 246     SetChildMomentumRange();
 247     SetChildPtRange();
 248     SetChildPhiRange();
 249     SetChildThetaRange();
 250 }
 251
 252 //____________________________________________________________
 253 AliGenCorrHF::~AliGenCorrHF()
 254 {
 255 // Destructor
 256   delete fFile;
 257 }
 258
 259 //____________________________________________________________
 260 void AliGenCorrHF::Init()
 261 {
 262 // Initialisation
 263   AliInfo(Form("Number of HF-hadron pairs = %d",fNpart));
 264   AliInfo(Form(" QQbar kinematics and fragm. functions from:  %s",fFileName.Data() ));
 265     fFile = TFile::Open(fFileName.Data());
 266     if(!fFile->IsOpen()){
 267       AliError(Form("Could not open file %s",fFileName.Data() ));
 268     }
 269
 270     ComputeIntegral(fFile);
 271
 272     fParentWeight = 1./fNpart;   // fNpart is number of HF-hadron pairs
 273
 274 // particle decay related initialization
 275
 276     if (TVirtualMC::GetMC()) fDecayer = TVirtualMC::GetMC()->GetDecayer();
 277     fDecayer->SetForceDecay(fForceDecay);
 278     fDecayer->Init();
 279
 280 //
 281     AliGenMC::Init();
 282 }
 283 //____________________________________________________________
 284 void AliGenCorrHF::Generate()
 285 {
 286 //
 287 // Generate fNpart of correlated HF hadron pairs per event
 288 // in the the desired theta and momentum windows (phi = 0 - 2pi).
 289 //
 290
 291 //  Reinitialize decayer
 292
 293   fDecayer->SetForceDecay(fForceDecay);
 294   fDecayer->Init();
 295
 296   Float_t polar[2][3];        // Polarisation of the parent particle (for GEANT tracking)
 297   Float_t origin0[2][3];      // Origin of the generated parent particle (for GEANT tracking)
 298   Float_t pt, pl, ptot;       // Transverse, logitudinal and total momenta of the parent particle
 299   Float_t phi, theta;         // Phi and theta spherical angles of the parent particle momentum
 300   Float_t p[2][3];            // Momenta
 301   Int_t nt, i, j, ihad, ipa, ipa0, ipa1, ihadron[2], iquark[2];
 302   Float_t  wgtp[2], wgtch[2], random[6];
 303   Float_t pq[2][3], pc[3];    // Momenta of the two quarks
 304   Double_t tanhy2, qm = 0;
 305   Int_t np[2];
 306   Double_t dphi=0, ptq[2], yq[2], pth[2], plh[2], ph[2], phih[2], phiq[2];
 307   Int_t ncsel[2];
 308   Int_t** pSelected = new Int_t* [2];
 309   Int_t** trackIt = new Int_t* [2];
 310
 311   for (i=0; i<2; i++) {
 312     ptq[i]     =0;
 313     yq[i]      =0;
 314     pth[i]     =0;
 315     plh[i]     =0;
 316     phih[i]    =0;
 317     phiq[i]    =0;
 318     ihadron[i] =0;
 319     iquark[i]  =0;
 320     for (j=0; j<3; j++) polar[i][j]=0;
 321   }
 322
 323   // same quarks mass as in the fragmentation functions
 324   if (fQuark == 4) qm = 1.20;
 325   else             qm = 4.75;
 326
 327   TClonesArray *particleshad1 = new TClonesArray("TParticle",1000);
 328   TClonesArray *particleshad2 = new TClonesArray("TParticle",1000);
 329
 330   TList *particleslist = new TList();
 331   particleslist->Add(particleshad1);
 332   particleslist->Add(particleshad2);
 333
 334   TDatabasePDG *pDataBase = TDatabasePDG::Instance();
 335
 336   // Calculating vertex position per event
 337   if (fVertexSmear==kPerEvent) {
 338     Vertex();
 339     for (i=0;i<2;i++){
 340       for (j=0;j<3;j++) origin0[i][j]=fVertex[j];
 341     }
 342   }
 343   else {
 344     for (i=0;i<2;i++){
 345       for (j=0;j<3;j++) origin0[i][j]=fOrigin[j];
 346     }
 347   }
 348
 349   ipa  = 0;
 350   ipa1 = 0;
 351   ipa0 = 0;
 352
 353   // Generating fNpart HF-hadron pairs
 354   fNprimaries = 0;
 355
 356   while (ipa<2*fNpart) {
 357
 358     GetQuarkPair(fFile, fgIntegral, yq[0], yq[1], ptq[0], ptq[1], dphi);
 359
 360     GetHadronPair(fFile, fQuark, yq[0], yq[1], ptq[0], ptq[1], ihadron[0], ihadron[1], plh[0], plh[1], pth[0], pth[1]);
 361
 362     // Boost particles from c.m.s. to ALICE lab frame for p-Pb & Pb-p collisions
 363     if (fEnergy == 5 || fEnergy == -5 || fEnergy == 9 || fEnergy == -9) {
 364       Double_t dyBoost = 0.47;
 365       Double_t beta  = TMath::TanH(dyBoost);
 366       Double_t gamma = 1./TMath::Sqrt((1.-beta)*(1.+beta));
 367       Double_t gb    = gamma * beta;
 368       yq[0] += dyBoost;
 369       yq[1] += dyBoost;
 370       plh[0] = gb * TMath::Sqrt(plh[0]*plh[0] + pth[0]*pth[0]) + gamma * plh[0];
 371       plh[1] = gb * TMath::Sqrt(plh[1]*plh[1] + pth[1]*pth[1]) + gamma * plh[1];
 372       if (fEnergy == 5 || fEnergy == 9) {
 373         yq[0] *= -1;
 374         yq[1] *= -1;
 375         plh[0] *= -1;
 376         plh[1] *= -1;
 377       }
 378     }
 379
 380     // Cuts from AliGenerator
 381
 382     // Cut on theta
 383     theta=TMath::ATan2(pth[0],plh[0]);
 384     if (theta<fThetaMin || theta>fThetaMax) continue;
 385     theta=TMath::ATan2(pth[1],plh[1]);
 386     if (theta<fThetaMin || theta>fThetaMax) continue;
 387
 388     // Cut on momentum
 389     ph[0]=TMath::Sqrt(pth[0]*pth[0]+plh[0]*plh[0]);
 390     if (ph[0]<fPMin || ph[0]>fPMax) continue;
 391     ph[1]=TMath::Sqrt(pth[1]*pth[1]+plh[1]*plh[1]);
 392     if (ph[1]<fPMin || ph[1]>fPMax) continue;
 393
 394     // Add the quarks in the stack
 395
 396     phiq[0] = Rndm()*k2PI;
 397     if (Rndm() < 0.5) {
 398       phiq[1] = phiq[0] + dphi*kDegrad;
 399     } else {
 400       phiq[1] = phiq[0] - dphi*kDegrad;
 401     }
 402     if (phiq[1] > k2PI) phiq[1] -= k2PI;
 403     if (phiq[1] < 0   ) phiq[1] += k2PI;
 404
 405     // quarks pdg
 406     iquark[0] = +fQuark;
 407     iquark[1] = -fQuark;
 408
 409     // px and py
 410     TVector2 qvect1 = TVector2();
 411     TVector2 qvect2 = TVector2();
 412     qvect1.SetMagPhi(ptq[0],phiq[0]);
 413     qvect2.SetMagPhi(ptq[1],phiq[1]);
 414     pq[0][0] = qvect1.Px();
 415     pq[0][1] = qvect1.Py();
 416     pq[1][0] = qvect2.Px();
 417     pq[1][1] = qvect2.Py();
 418
 419     // pz
 420     tanhy2 = TMath::TanH(yq[0]);
 421     tanhy2 *= tanhy2;
 422     pq[0][2] = TMath::Sqrt((ptq[0]*ptq[0]+qm*qm)*tanhy2/(1-tanhy2));
 423     pq[0][2] = TMath::Sign((Double_t)pq[0][2],yq[0]);
 424     tanhy2 = TMath::TanH(yq[1]);
 425     tanhy2 *= tanhy2;
 426     pq[1][2] = TMath::Sqrt((ptq[1]*ptq[1]+qm*qm)*tanhy2/(1-tanhy2));
 427     pq[1][2] = TMath::Sign((Double_t)pq[1][2],yq[1]);
 428
 429     // Here we assume that  |phi_H1 - phi_H2| = |phi_Q1 - phi_Q2| = dphi
 430     // which is a good approximation for heavy flavors in Pythia
 431     // ... moreover, same phi angles as for the quarks ...
 432
 433     phih[0] = phiq[0];
 434     phih[1] = phiq[1];
 435
 436     ipa1 = 0;
 437
 438     for (ihad = 0; ihad < 2; ihad++) {
 439       while(1) {
 440
 441         ipa0=ipa1;
 442
 443         // particle type
 444         fChildWeight=(fDecayer->GetPartialBranchingRatio(ihadron[ihad]))*fParentWeight;
 445         wgtp[ihad]=fParentWeight;
 446         wgtch[ihad]=fChildWeight;
 447         TParticlePDG *particle = pDataBase->GetParticle(ihadron[ihad]);
 448         Float_t am = particle->Mass();
 449         phi = phih[ihad];
 450         pt  = pth[ihad];
 451         pl  = plh[ihad];
 452         ptot=TMath::Sqrt(pt*pt+pl*pl);
 453
 454         p[ihad][0]=pt*TMath::Cos(phi);
 455         p[ihad][1]=pt*TMath::Sin(phi);
 456         p[ihad][2]=pl;
 457
 458         if(fVertexSmear==kPerTrack) {
 459           Rndm(random,6);
 460           for (j=0;j<3;j++) {
 461             origin0[ihad][j]=
 462               fOrigin[j]+fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
 463               TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
 464           }
 465         }
 466
 467         // Looking at fForceDecay :
 468         // if fForceDecay != none Primary particle decays using
 469         // AliPythia and children are tracked by GEANT
 470         //
 471         // if fForceDecay == none Primary particle is tracked by GEANT
 472         // (In the latest, make sure that GEANT actually does all the decays you want)
 473
 474         if (fForceDecay != kNoDecay) {
 475           // Using lujet to decay particle
 476           Float_t energy=TMath::Sqrt(ptot*ptot+am*am);
 477           TLorentzVector pmom(p[ihad][0], p[ihad][1], p[ihad][2], energy);
 478           fDecayer->Decay(ihadron[ihad],&pmom);
 479
 480           // select decay particles
 481
 482           np[ihad]=fDecayer->ImportParticles((TClonesArray *)particleslist->At(ihad));
 483
 484           //  Selecting  GeometryAcceptance for particles fPdgCodeParticleforAcceptanceCut;
 485
 486           if (fGeometryAcceptance)
 487             if (!CheckAcceptanceGeometry(np[ihad],(TClonesArray*)particleslist->At(ihad))) continue;
 488
 489           trackIt[ihad]     = new Int_t [np[ihad]];
 490           pSelected[ihad]   = new Int_t [np[ihad]];
 491           Int_t* pFlag      = new Int_t [np[ihad]];
 492
 493           for (i=0; i<np[ihad]; i++) {
 494             pFlag[i]     =  0;
 495             pSelected[ihad][i] =  0;
 496           }
 497
 498           if (np[ihad] >1) {
 499             TParticle* iparticle = 0;
 500             Int_t ipF, ipL;
 501
 502             for (i = 1; i<np[ihad] ; i++) {
 503               trackIt[ihad][i] = 1;
 504               iparticle =
 505                 (TParticle *) ((TClonesArray *) particleslist->At(ihad))->At(i);
 506               Int_t kf = iparticle->GetPdgCode();
 507               Int_t ks = iparticle->GetStatusCode();
 508               // flagged particle
 509               if (pFlag[i] == 1) {
 510                 ipF = iparticle->GetFirstDaughter();
 511                 ipL = iparticle->GetLastDaughter();
 512                 if (ipF > 0) for (j=ipF-1; j<ipL; j++) pFlag[j]=1;
 513                 continue;
 514               }
 515
 516               // flag decay products of particles with long life-time (c tau > .3 mum)
 517               if (ks != 1) {
 518                 Double_t lifeTime = fDecayer->GetLifetime(kf);
 519                 if (lifeTime > (Double_t) fMaxLifeTime) {
 520                   ipF = iparticle->GetFirstDaughter();
 521                   ipL = iparticle->GetLastDaughter();
 522                   if (ipF > 0) for (j=ipF-1; j<ipL; j++) pFlag[j]=1;
 523                 } else {
 524                   trackIt[ihad][i]     = 0;
 525                   pSelected[ihad][i]   = 1;
 526                 }
 527               } // ks==1 ?
 528               //
 529               // children
 530               if ((ChildSelected(TMath::Abs(kf)) || fForceDecay == kAll || fSelectAll) && trackIt[ihad][i])
 531                 {
 532                   if (fCutOnChild) {
 533                     pc[0]=iparticle->Px();
 534                     pc[1]=iparticle->Py();
 535                     pc[2]=iparticle->Pz();
 536                     //printf("px %f py %f pz %f\n",pc[0],pc[1],pc[2]);
 537                     Bool_t  childok = KinematicSelection(iparticle, 1);
 538                     if(childok) {
 539                       pSelected[ihad][i]  = 1;
 540                       ncsel[ihad]++;
 541                     } else {
 542                       ncsel[ihad]=-1;
 543                       break;
 544                     } // child kine cuts
 545                   } else {
 546                     pSelected[ihad][i]  = 1;
 547                     ncsel[ihad]++;
 548                   } // if child selection
 549                 } // select muon
 550             } // decay particle loop
 551           } // if decay products
 552
 553           if ((fCutOnChild && ncsel[ihad] >0) || !fCutOnChild) ipa1++;
 554
 555           if (pFlag) delete[] pFlag;
 556
 557         } // kinematic selection
 558         else  // nodecay option, so parent will be tracked by GEANT (pions, kaons, eta, omegas, baryons)
 559           {
 560             gAlice->GetMCApp()->
 561               PushTrack(fTrackIt,-1,ihadron[ihad],p[ihad],origin0[ihad],polar[ihad],0,kPPrimary,nt,wgtp[ihad]);
 562             ipa1++;
 563             fNprimaries++;
 564
 565           }
 566         break;
 567       } // while(1) loop
 568       if (ipa1<ipa0+1){
 569         ipa1=0;
 570         if (pSelected[ihad]) delete pSelected[ihad];
 571         if (trackIt[ihad])   delete trackIt[ihad];
 572         particleshad1->Clear();
 573         particleshad2->Clear();
 574         break;
 575       }//go out of loop and generate new pair if at least one hadron is rejected
 576     } // hadron pair loop
 577     if(ipa1==2){
 578
 579       ipa=ipa+ipa1;
 580
 581       if(fForceDecay != kNoDecay){
 582         for(ihad=0;ihad<2;ihad++){
 583
 584           //load tracks in the stack if both hadrons of the pair accepted
 585           LoadTracks(iquark[ihad],pq[ihad],ihadron[ihad],p[ihad],np[ihad],
 586                      (TClonesArray *)particleslist->At(ihad),origin0[ihad],
 587                      polar[ihad],wgtp[ihad],wgtch[ihad],nt,ncsel[ihad],
 588                      pSelected[ihad],trackIt[ihad]);
 589
 590           if (pSelected[ihad]) delete pSelected[ihad];
 591           if (trackIt[ihad])   delete trackIt[ihad];
 592
 593         }
 594           particleshad1->Clear();
 595           particleshad2->Clear();
 596       }
 597     }
 598   }   // while (ipa<2*fNpart) loop
 599
 600   SetHighWaterMark(nt);
 601
 602   AliGenEventHeader* header = new AliGenEventHeader("CorrHF");
 603   header->SetPrimaryVertex(fVertex);
 604   header->SetNProduced(fNprimaries);
 605   AddHeader(header);
 606
 607
 608   delete particleshad1;
 609   delete particleshad2;
 610   delete particleslist;
 611
 612   delete[] pSelected;
 613   delete[] trackIt;
 614 }
 615 //____________________________________________________________________________________
 616 void AliGenCorrHF::IpCharm(TH2F *hProbHH, Int_t &pdg3, Int_t &pdg4)
 617 {
 618 // Composition of a lower state charm hadron pair from a ccbar quark pair
 619    Int_t pdgH[] = {411, 421, 431, 4122, 4132, 4232, 4332};
 620
 621    Double_t id3, id4;
 622    hProbHH->GetRandom2(id3, id4);
 623    pdg3 = pdgH[(Int_t)TMath::Floor(id3)];
 624    pdg4 = -1*pdgH[(Int_t)TMath::Floor(id4)];
 625
 626    return;
 627 }
 628
 629 void AliGenCorrHF::IpBeauty(TH2F *hProbHH, Int_t &pdg3, Int_t &pdg4)
 630 {
 631 // Composition of a lower state beauty hadron pair from a bbbar quark pair
 632    // B-Bbar mixing will be done by Pythia at their decay point
 633    Int_t pdgH[] = {511, 521, 531, 5122, 5132, 5232, 5332};
 634
 635    Double_t id3, id4;
 636    hProbHH->GetRandom2(id3, id4);
 637    pdg3 = pdgH[(Int_t)TMath::Floor(id3)];
 638    pdg4 = -1*pdgH[(Int_t)TMath::Floor(id4)];
 639
 640    if ( (pdg3== 511) || (pdg3== 521) || (pdg3== 531) ) pdg3 *= -1;
 641    if ( (pdg4==-511) || (pdg4==-521) || (pdg4==-531) ) pdg4 *= -1;
 642
 643    return;
 644 }
 645
 646 //____________________________________________________________________________________
 647 Double_t AliGenCorrHF::ComputeIntegral(TFile* fG)       // needed by GetQuarkPair
 648 {
 649    // Read QQbar kinematical 5D grid's cell occupancy weights
 650    Int_t cell[6];           // cell[6]={wght,iy1,iy2,ipt1,ipt2,idph}
 651    TTree* tG = (TTree*) fG->Get("tGqq");
 652    tG->GetBranch("cell")->SetAddress(&cell);
 653    Int_t nbins = tG->GetEntries();
 654
 655    //   delete previously computed integral (if any)
 656    if(fgIntegral) delete [] fgIntegral;
 657
 658    fgIntegral = new Double_t[nbins+1];
 659    fgIntegral[0] = 0;
 660    Int_t bin;
 661    for(bin=0;bin<nbins;bin++) {
 662      tG->GetEvent(bin);
 663      fgIntegral[bin+1] = fgIntegral[bin] + cell[0];
 664    }
 665    //   Normalize integral to 1
 666    if (fgIntegral[nbins] == 0 ) {
 667       return 0;
 668    }
 669    for (bin=1;bin<=nbins;bin++)  fgIntegral[bin] /= fgIntegral[nbins];
 670
 671    return fgIntegral[nbins];
 672 }
 673
 674
 675 //____________________________________________________________________________________
 676 void AliGenCorrHF::GetQuarkPair(TFile* fG, Double_t* fInt, Double_t &y1, Double_t &y2, Double_t &pt1, Double_t &pt2, Double_t &dphi)
 677                                  // modification of ROOT's TH3::GetRandom3 for 5D
 678 {
 679    // Read QQbar kinematical 5D grid's cell coordinates
 680    Int_t cell[6];           // cell[6]={wght,iy1,iy2,ipt1,ipt2,idph}
 681    TTree* tG = (TTree*) fG->Get("tGqq");
 682    tG->GetBranch("cell")->SetAddress(&cell);
 683    Int_t nbins = tG->GetEntries();
 684    Double_t rand[6];
 685    gRandom->RndmArray(6,rand);
 686    Int_t ibin = TMath::BinarySearch(nbins,fInt,rand[0]);
 687    tG->GetEvent(ibin);
 688    y1   = fgy[cell[1]]  + (fgy[cell[1]+1]-fgy[cell[1]])*rand[1];
 689    y2   = fgy[cell[2]]  + (fgy[cell[2]+1]-fgy[cell[2]])*rand[2];
 690    pt1  = fgpt[cell[3]] + (fgpt[cell[3]+1]-fgpt[cell[3]])*rand[3];
 691    pt2  = fgpt[cell[4]] + (fgpt[cell[4]+1]-fgpt[cell[4]])*rand[4];
 692    dphi = fgdph[cell[5]]+ (fgdph[cell[5]+1]-fgdph[cell[5]])*rand[5];
 693 }
 694
 695 //____________________________________________________________________________________
 696 void AliGenCorrHF::GetHadronPair(TFile* fG, Int_t idq, Double_t y1, Double_t y2, Double_t pt1, Double_t pt2, Int_t &id3, Int_t &id4, Double_t &pz3, Double_t &pz4, Double_t &pt3, Double_t &pt4)
 697 {
 698     // Generate a hadron pair
 699     void (*fIpParaFunc)(TH2F *, Int_t &, Int_t &);//Pointer to hadron pair composition function
 700     fIpParaFunc = IpCharm;
 701     Double_t mq = 1.2;              // c & b quark masses (used in AliPythia)
 702     if (idq == 5) {
 703       fIpParaFunc = IpBeauty;
 704       mq = 4.75;
 705     }
 706     Double_t z11 = 0.;
 707     Double_t z12 = 0.;
 708     Double_t z21 = 0.;
 709     Double_t z22 = 0.;
 710     Double_t pz1, pz2, e1, e2, mh, ptemp, rand[2];
 711     char tag[100];
 712     TH2F *h2h[12], *h2s[12], *hProbHH; // hard & soft fragmentation and HH-probability functions
 713     for (Int_t ipt = 0; ipt<fgnptbins; ipt++) {
 714       snprintf(tag,100, "h2h_pt%d",ipt);
 715       h2h[ipt] = (TH2F*) fG->Get(tag);
 716       snprintf(tag,100, "h2s_pt%d",ipt);
 717       h2s[ipt] = (TH2F*) fG->Get(tag);
 718     }
 719
 720        if (y1*y2 < 0) {
 721          for (Int_t ipt = 0; ipt<fgnptbins; ipt++) {
 722            if(pt1 >= fgptbmin[ipt] && pt1 < fgptbmax[ipt])
 723              h2h[ipt]->GetRandom2(z11, z21);
 724            if(pt2 >= fgptbmin[ipt] && pt2 < fgptbmax[ipt])
 725              h2h[ipt]->GetRandom2(z12, z22);
 726          }
 727        }
 728        else {
 729          if (TMath::Abs(y1) > TMath::Abs(y2)) {
 730            for (Int_t ipt = 0; ipt<fgnptbins; ipt++) {
 731              if(pt1 >= fgptbmin[ipt] && pt1 < fgptbmax[ipt])
 732                h2h[ipt]->GetRandom2(z11, z21);
 733              if(pt2 >= fgptbmin[ipt] && pt2 < fgptbmax[ipt])
 734                h2s[ipt]->GetRandom2(z12, z22);
 735            }
 736          }
 737          else {
 738            for (Int_t ipt = 0; ipt<fgnptbins; ipt++) {
 739              if(pt1 >= fgptbmin[ipt] && pt1 < fgptbmax[ipt])
 740                h2s[ipt]->GetRandom2(z11, z21);
 741              if(pt2 >= fgptbmin[ipt] && pt2 < fgptbmax[ipt])
 742                h2h[ipt]->GetRandom2(z12, z22);
 743            }
 744          }
 745        }
 746       gRandom->RndmArray(2,rand);
 747       ptemp = TMath::Sqrt(pt1*pt1 + mq*mq);
 748       pz1   = ptemp*TMath::SinH(y1);
 749       e1    = ptemp*TMath::CosH(y1);
 750       ptemp = TMath::Sqrt(pt2*pt2 + mq*mq);
 751       pz2   = ptemp*TMath::SinH(y2);
 752       e2    = ptemp*TMath::CosH(y2);
 753
 754       hProbHH = (TH2F*)fG->Get("hProbHH");
 755       fIpParaFunc(hProbHH, id3, id4);
 756       mh    = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(id3)->Mass();
 757       ptemp = z11*z21*(e1*e1-pz1*pz1) - mh*mh;
 758       if (idq==5) pt3   = pt1;                // an approximation at low pt, try better
 759       else        pt3   = rand[0];            // pt3=pt1 gives less D-hadrons at low pt
 760       if (ptemp > 0) pt3 = TMath::Sqrt(ptemp);
 761       if (pz1 > 0)   pz3 = (z11*(e1 + pz1) - z21*(e1 - pz1)) / 2;
 762       else           pz3 = (z21*(e1 + pz1) - z11*(e1 - pz1)) / 2;
 763       e1 = TMath::Sqrt(pz3*pz3 + pt3*pt3 + mh*mh);
 764
 765       mh    = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(id4)->Mass();
 766       ptemp = z12*z22*(e2*e2-pz2*pz2) - mh*mh;
 767       if (idq==5) pt4   = pt2;                // an approximation at low pt, try better
 768       else        pt4   = rand[1];
 769       if (ptemp > 0) pt4 = TMath::Sqrt(ptemp);
 770       if (pz2 > 0)   pz4 = (z12*(e2 + pz2) - z22*(e2 - pz2)) / 2;
 771       else           pz4 = (z22*(e2 + pz2) - z12*(e2 - pz2)) / 2;
 772       e2 = TMath::Sqrt(pz4*pz4 + pt4*pt4 + mh*mh);
 773
 774       // small corr. instead of using Frag. Func. depending on yQ (in addition to ptQ)
 775       Float_t ycorr = 0.2, y3, y4;
 776       gRandom->RndmArray(2,rand);
 777       y3 = 0.5 * TMath::Log((e1 + pz3 + 1.e-13)/(e1 - pz3 + 1.e-13));
 778       y4 = 0.5 * TMath::Log((e2 + pz4 + 1.e-13)/(e2 - pz4 + 1.e-13));
 779       if(TMath::Abs(y3)<ycorr && TMath::Abs(y4)<ycorr && rand[0]>0.5) {
 780         ptemp = TMath::Sqrt((e1-pz3)*(e1+pz3));
 781         y3  = 4*(1 - 2*rand[1]);
 782         pz3 = ptemp*TMath::SinH(y3);
 783         pz4 = pz3;
 784       }
 785 }
 786
 787
 788 //____________________________________________________________________________________
 789 void AliGenCorrHF::LoadTracks(Int_t iquark, Float_t *pq,
 790                               Int_t iPart, Float_t *p,
 791                               Int_t np, TClonesArray *particles,
 792                               Float_t *origin0, Float_t *polar,
 793                               Float_t wgtp, Float_t wgtch,
 794                               Int_t &nt, Int_t ncsel, Int_t *pSelected,
 795                               Int_t *trackIt){
 796   Int_t i;
 797   Int_t ntq=-1;
 798   Int_t* pParent = new Int_t[np];
 799   Float_t pc[3], och[3];
 800   Int_t iparent;
 801
 802   for(i=0;i<np;i++) pParent[i]=-1;
 803
 804   if ((fCutOnChild && ncsel >0) || !fCutOnChild){
 805     // Parents
 806     // quark
 807     PushTrack(0, -1, iquark, pq, origin0, polar, 0, kPPrimary, nt, wgtp);
 808     KeepTrack(nt);
 809     ntq = nt;
 810     // hadron
 811     PushTrack(0, ntq, iPart, p, origin0, polar, 0, kPDecay, nt, wgtp);
 812     pParent[0] = nt;
 813     KeepTrack(nt);
 814     fNprimaries++;
 815
 816     // Decay Products
 817     for (i = 1; i < np; i++) {
 818       if (pSelected[i]) {
 819
 820         TParticle* iparticle = (TParticle *) particles->At(i);
 821         Int_t kf  = iparticle->GetPdgCode();
 822         Int_t jpa = iparticle->GetFirstMother()-1;
 823         Int_t ksc  = iparticle->GetStatusCode();
 824         // RS: note, the conversion mm->cm is done now in the decayer. The time is ignored here!
 825         och[0] = origin0[0]+iparticle->Vx();
 826         och[1] = origin0[1]+iparticle->Vy();
 827         och[2] = origin0[2]+iparticle->Vz();
 828         pc[0]  = iparticle->Px();
 829         pc[1]  = iparticle->Py();
 830         pc[2]  = iparticle->Pz();
 831
 832         if (jpa > -1) {
 833           iparent = pParent[jpa];
 834         } else {
 835           iparent = -1;
 836         }
 837
 838         PushTrack(fTrackIt*trackIt[i], iparent, kf,
 839                   pc, och, polar,
 840                   0, kPDecay, nt, wgtch,ksc);
 841         pParent[i] = nt;
 842         KeepTrack(nt);
 843         fNprimaries++;
 844
 845       } // Selected
 846     } // Particle loop
 847   }
 848   if (pParent) delete[] pParent;
 849
 850   return;
 851 }