4bf739245c66717fd3abae99b08333b7c6b837d9
[u/mrichter/AliRoot.git] / EVGEN / AliGenGrayParticles.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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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 /*
17 $Log$
18 Revision 1.5  2003/01/07 14:11:43  morsch
19 Comminication with gray particle model and collision geometry added.
20
21 Revision 1.4  2003/01/06 10:09:57  morsch
22 Use AliGrayParticleModel.
23
24 Revision 1.3  2002/12/02 10:02:40  morsch
25 Corrections introduced by F. Silker:
26 - SetBetaSource
27 - Particle type according to charge.
28
29 Revision 1.2  2002/10/14 14:55:35  hristov
30 Merging the VirtualMC branch to the main development branch (HEAD)
31
32 Revision 1.1.2.1  2002/10/10 16:40:08  hristov
33 Updating VirtualMC to v3-09-02
34
35 Revision 1.1  2002/10/08 13:53:17  morsch
36 Gray particle generator, first commit.
37
38 */
39
40 /*
41   Generator for gray nucluons in pA interactions. 
42   Source is modelled by a relativistic Maxwell distributions.
43   Original code by  Ferenc Sikler  <sikler@rmki.kfki.hu>
44  */
45
46 #include <TDatabasePDG.h>
47 #include <TPDGCode.h>
48
49 #include "AliCollisionGeometry.h"
50 #include "AliGenGrayParticles.h"
51 #include "AliGrayParticleModel.h"
52
53  ClassImp(AliGenGrayParticles)
54     
55  AliGenGrayParticles::AliGenGrayParticles():AliGenerator(-1)
56 {
57 // Default constructor
58     fGrayParticleModel = 0;
59     fCollisionGeometry = 0;
60 }
61
62 AliGenGrayParticles::AliGenGrayParticles(Int_t npart)
63     :AliGenerator(npart)
64 {
65 // Constructor
66     fName  = "GrayParticles";
67     fTitle = "Generator for gray particles in pA collisions";
68     SetPmax();
69     SetTarget();
70     SetNominalCmsEnergy();
71     SetCharge();
72     SetTemperature();
73     SetBetaSource();
74     fGrayParticleModel = new AliGrayParticleModel();
75     fCollisionGeometry = 0;
76 }
77
78 //____________________________________________________________
79 AliGenGrayParticles::~AliGenGrayParticles()
80 {
81 // Destructor
82     delete  fGrayParticleModel;
83 }
84
85
86 void AliGenGrayParticles::Init()
87 {
88   //
89   // Initialization
90   //
91     Float_t kMass  = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(kProton)->Mass();
92     fMomentum = fCMS/2. * fZTarget / fATarget;
93     fBeta     = fMomentum / TMath::Sqrt(kMass * kMass + fMomentum * fMomentum);
94 }
95
96
97 void AliGenGrayParticles::Generate()
98 {
99   //
100   // Generate one event
101   //
102   //
103   // Communication with Gray Particle Model 
104   // 
105     Int_t np, nn;
106
107     Float_t b = fCollisionGeometry->ImpactParameter();
108     printf("AliGenGrayParticles: Impact parameter from Collision Geometry %f \n", b);
109     
110     fGrayParticleModel->GetNumberOfGrayNucleons(fCollisionGeometry, np, nn);
111     
112    //
113     Float_t p[3];
114     Float_t origin[3] = {0., 0., 0.};
115     Float_t polar [3] = {0., 0., 0.};    
116     Int_t nt, i;
117         for(i = 0;i < fNpart; i++) {
118         Int_t kf;
119         if(fCharge==1) kf = kProton;
120                   else kf = kNeutron;
121         GenerateSlow(fCharge, fTemperature, fBetaSource, p);
122         
123         SetTrack(fTrackIt, -1, kf, p, origin, polar,
124                  0., kPNoProcess, nt, 1.);
125
126         KeepTrack(nt);
127     }
128 }
129
130
131
132
133 void AliGenGrayParticles::GenerateSlow(Int_t charge, Double_t T, Double_t beta, Float_t* q)
134 /* 
135    Emit a slow nucleon with "temperature" T [GeV], 
136    from a source moving with velocity beta         
137    Three-momentum [GeV/c] is given back in q[3]    
138 */
139
140 {
141  Double_t m, pmax, p, f, theta, phi;
142  
143  TDatabasePDG * pdg = TDatabasePDG::Instance();
144  const Double_t kMassProton  = pdg->GetParticle(kProton) ->Mass();
145  const Double_t kMassNeutron = pdg->GetParticle(kNeutron)->Mass();
146  
147  /* Select nucleon type */
148  if(charge == 0) m = kMassNeutron;
149  else m = kMassProton;
150
151  /* Momentum at maximum of Maxwell-distribution */
152
153  pmax = TMath::Sqrt(2*T*(T+sqrt(T*T+m*m)));
154
155  /* Try until proper momentum                                  */
156  /* for lack of primitive function of the Maxwell-distribution */
157  /* a brute force trial-accept loop, normalized at pmax        */
158
159  do
160  {
161      p = Rndm() * fPmax;
162      f = Maxwell(m, p, T) / Maxwell(m , pmax, T);
163  }
164  while(f < Rndm());
165
166  /* Spherical symmetric emission */
167  theta = TMath::ACos(2. * Rndm() - 1.);
168  phi   = 2. * TMath::Pi() * Rndm();
169
170  /* Determine momentum components in system of the moving source */
171  q[0] = p * TMath::Sin(theta) * TMath::Cos(phi);
172  q[1] = p * TMath::Sin(theta) * TMath::Sin(phi);
173  q[2] = p * TMath::Cos(theta);
174
175  /* Transform to system of the target nucleus                             */
176  /* beta is passed as negative, because the gray nucleons are slowed down */
177  Lorentz(m, -beta, q);
178
179  /* Transform to laboratory system */
180  Lorentz(m, fBeta, q);
181 }
182
183 Double_t AliGenGrayParticles::Maxwell(Double_t m, Double_t p, Double_t T)
184 {
185 /* Relativistic Maxwell-distribution */
186     Double_t ekin;
187     ekin = TMath::Sqrt(p*p+m*m)-m;
188     return (p*p * exp(-ekin/T));
189 }
190
191
192 void AliGenGrayParticles::Lorentz(Double_t m, Double_t beta, Float_t* q)
193 {
194 /* Lorentz transform in the direction of q[2] */
195  
196     Double_t gamma  = 1/sqrt(1-beta*beta); 
197     Double_t energy = sqrt(m*m + q[0]*q[0] + q[1]*q[1] + q[2]*q[2]);
198     q[2] = gamma * (q[2] + beta*energy);
199 }
200
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