EVGEN/AliGenEpEmv1.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-2002, 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   *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  *                                                                        *
  15  *                                                                        *
  16  * Copyright(c) 1997, 1998, 2002, Adrian Alscher and Kai Hencken          *
  17  * See $ALICE_ROOT/EpEmGen/diffcross.f for full Copyright notice          *
  18  *                                                                        *
  19  *                                                                        *
  20  * Copyright(c) 2002 Kai Hencken, Yuri Kharlov, Serguei Sadovsky          *
  21  * See $ALICE_ROOT/EpEmGen/epemgen.f for full Copyright notice            *
  22  *                                                                        *
  23  **************************************************************************/
  24
  25 /*
  26 $Log$
  27 */
  28
  29 // Event generator of single e+e- pair production in ultraperipheral PbPb collisions
  30 // at 5.5 TeV/nucleon.
  31 // The generator is based on 5-dimentional differential cross section of the process.
  32 //%
  33 // References:
  34 // [1] "Multiple electromagnetic electron positron pair production in
  35 //      relativistic heavy ion collisions".
  36 //      Adrian Alscher, Kai Hencken, Dirk Trautmann, and Gerhard Baur,
  37 //      Phys. Rev. A55 (1997) 396.
  38 // [2] K.Hencken, Yu.Kharlov, S.Sadovsky, Internal ALICE Note 2002-27.
  39 //%
  40 // Usage:
  41 // Initialization:
  42 //    AliGenEpEmv1 *gener = new AliGenEpEmv1();
  43 //    gener->SetXXXRange(); // Set kinematics range
  44 //    gener->Init();
  45 // Event generation:
  46 //    gener->Generate(); // Produce one e+e- pair with the event weight assigned
  47 //                       // to each track. The sum of event weights, divided by
  48 //                       // the total number of generated events, gives the
  49 //                       // integral cross section of the process of e+e- pair
  50 //                       // production in the above mentioned kinematics range.
  51 //                       // Sum of the selected event weights, divided by the total
  52 //                       // number of generated events, gives the integral cross
  53 //                       // section corresponded to the set of selected events
  54 //%
  55 // The generator consists of several modules:
  56 // 1) $ALICE_ROOT/EpEmGen/diffcross.f:
  57 //    Exact calculation of the total differential e+ e- -pair production
  58 //    in Relativistic Heavy Ion Collisions for a point particle in an
  59 //    external field approach. See full comments in the mentioned file.
  60 // 2) $ALICE_ROOT/EpEmGen/epemgen.f:
  61 //    Generator of e+e- pairs produced in PbPb collisions at LHC
  62 //    it generates events according to the parametrization of the
  63 //    differential cross section. Produces events have weights calculated
  64 //    by the exact differential cross section calculation (diffcross.f).
  65 //    See full comments in the mentioned file.
  66 // 3) Class TEpEmGen:
  67 //    Interface from the fortran event generator to ALIROOT
  68 // 4) Class AliGenEpEmv1:
  69 //    The event generator to call within ALIROOT
  70 //%
  71 // Author of this module: Yuri.Kharlov@cern.ch
  72 // 9 October 2002
  73
  74 #include "AliGenEpEmv1.h"
  75 #include <TParticle.h>
  76 #include <TParticlePDG.h>
  77 #include <TDatabasePDG.h>
  78 #include <TEpEmGen.h>
  79
  80 ClassImp(AliGenEpEmv1)
  81
  82 //------------------------------------------------------------
  83
  84 AliGenEpEmv1::AliGenEpEmv1()
  85 {
  86   // Default constructor
  87   // Avoid zero pt
  88   if (fPtMin == 0) fPtMin = 1.E-04;
  89 }
  90
  91 //____________________________________________________________
  92 AliGenEpEmv1::AliGenEpEmv1(const AliGenEpEmv1 & gen)
  93 {
  94   // copy constructor
  95   gen.Copy(*this);
  96 }
  97
  98 //____________________________________________________________
  99 AliGenEpEmv1::~AliGenEpEmv1()
 100 {
 101   // Destructor
 102 }
 103
 104 //____________________________________________________________
 105 void AliGenEpEmv1::Init()
 106 {
 107   // Initialisation:
 108   // 1) define a generator
 109   // 2) initialize the generator of e+e- pair production
 110
 111   fMass = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(11)->Mass();
 112
 113   SetMC(new TEpEmGen());
 114   fEpEmGen = (TEpEmGen*) fgMCEvGen;
 115   fEpEmGen ->Initialize(fYMin,fYMax,fPtMin,fPtMax);
 116   fEvent = 0;
 117 }
 118
 119 //____________________________________________________________
 120 void AliGenEpEmv1::Generate()
 121 {
 122   //
 123   // Generate one e+e- pair
 124   // Gaussian smearing on the vertex is done if selected.
 125   //%
 126   // Each produced e+e- pair is defined by the following variables:
 127   // rapidities of e-, e+ (yElectron,yPositron)
 128   // log10(pt in MeV/c) of e-, e+ (xElectron,xPositron)
 129   // azymuth angles between e- and e+ (phi12)
 130   //%
 131   // On output an event weight is given (weight) which is assigned to each track.
 132   // The sum of event weights, divided by the total number of generated events,
 133   // gives the integral cross section of the e+e- pair production in the
 134   // selected kinematics range.
 135   //
 136
 137   Float_t polar[3]= {0,0,0};
 138   Float_t origin[3];
 139   Float_t p[3];
 140
 141   Double_t ptElectron,ptPositron, phiElectron,phiPositron, mt;
 142   Double_t phi12=0,xElectron=0,xPositron=0,yElectron=0,yPositron=0,weight=0;
 143   Int_t   j, nt, id;
 144   Float_t random[6];
 145
 146   fEpEmGen->GenerateEvent(fYMin,fYMax,fPtMin,fPtMax,
 147            yElectron,yPositron,xElectron,xPositron,phi12,weight);
 148   if (fDebug == 1)
 149     printf("AliGenEpEmv1::Generate(): y=(%f,%f), x=(%f,%f), phi=%f\n",
 150            yElectron,yPositron,xElectron,xPositron,phi12);
 151
 152   for (j=0;j<3;j++) origin[j]=fOrigin[j];
 153   if(fVertexSmear==kPerEvent) {
 154     Rndm(random,6);
 155     for (j=0;j<3;j++) {
 156       origin[j]+=fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
 157         TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
 158     }
 159   }
 160
 161   Rndm(random,1);
 162   ptElectron  = TMath::Power(10,xElectron) * 1.e-03;;
 163   ptPositron  = TMath::Power(10,xPositron) * 1.e-03;;
 164   phiElectron = fPhiMin + random[0] * (fPhiMax-fPhiMin);
 165   phiPositron = phiElectron + phi12;
 166
 167   // Produce electron
 168   mt = TMath::Sqrt(ptElectron*ptElectron + fMass*fMass);
 169   p[0] = ptElectron*TMath::Cos(phiElectron);
 170   p[1] = ptElectron*TMath::Sin(phiElectron);
 171   p[2] = mt*TMath::SinH(yElectron);
 172   id =  11;
 173   if (fDebug == 2)
 174     printf("id=%+3d, p = (%+11.4e,%+11.4e,%+11.4e) GeV\n",id,p[0],p[1],p[2]);
 175   SetTrack(fTrackIt,-1, id,p,origin,polar,0,kPPrimary,nt,weight);
 176
 177   // Produce positron
 178   mt = TMath::Sqrt(ptPositron*ptPositron + fMass*fMass);
 179   p[0] = ptPositron*TMath::Cos(phiPositron);
 180   p[1] = ptPositron*TMath::Sin(phiPositron);
 181   p[2] = mt*TMath::SinH(yPositron);
 182   id = -11;
 183   if (fDebug == 2)
 184     printf("id=%+3d, p = (%+11.4e,%+11.4e,%+11.4e) GeV\n",id,p[0],p[1],p[2]);
 185   SetTrack(fTrackIt,-1, id,p,origin,polar,0,kPPrimary,nt,weight);
 186
 187   fEvent++;
 188   if (fEvent%1000 == 0) {
 189     printf("=====> AliGenEpEmv1::Generate(): \n   Event %d, sigma=%f +- %f kb\n",
 190            fEvent,fEpEmGen->GetXsection(),fEpEmGen->GetDsection());
 191   }
 192 }
 193