cae12bbac38f5360ea1610d4b18e2086c5b8d2c5
[u/mrichter/AliRoot.git] / EVGEN / AliGenHIJINGpara.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 /*
17 $Log$
18 Revision 1.8  2001/07/20 11:03:58  morsch
19 Issue warning message if used outside allowed eta range (-8 to 8).
20
21 Revision 1.7  2001/07/17 12:41:01  morsch
22 - Calculation of fraction of event corresponding to selected pt-range corrected
23 (R. Turrisi)
24 - Parent weight corrected.
25
26 Revision 1.6  2001/05/16 14:57:10  alibrary
27 New files for folders and Stack
28
29 Revision 1.5  2000/12/21 16:24:06  morsch
30 Coding convention clean-up
31
32 Revision 1.4  2000/11/30 07:12:50  alibrary
33 Introducing new Rndm and QA classes
34
35 Revision 1.3  2000/10/02 21:28:06  fca
36 Removal of useless dependecies via forward declarations
37
38 Revision 1.2  2000/07/11 18:24:55  fca
39 Coding convention corrections + few minor bug fixes
40
41 Revision 1.1  2000/06/09 20:20:30  morsch
42 Same class as previously in AliSimpleGen.cxx
43 All coding rule violations except RS3 corrected (AM)
44
45 */
46
47 // Parameterisation of pi and K, eta and pt distributions
48 // used for the ALICE TDRs.
49 // eta: according to HIJING (shadowing + quenching)
50 // pT : according to CDF measurement at 1.8 TeV
51 // Author: andreas.morsch@cern.ch
52
53
54 //Begin_Html
55 /*
56 <img src="picts/AliGeneratorClass.gif">
57 </pre>
58 <br clear=left>
59 <font size=+2 color=red>
60 <p>The responsible person for this module is
61 <a href="mailto:andreas.morsch@cern.ch">Andreas Morsch</a>.
62 </font>
63 <pre>
64 */
65 //End_Html
66 //                                                               //
67 ///////////////////////////////////////////////////////////////////
68
69 #include "AliGenHIJINGpara.h"
70 #include "TF1.h"
71 #include "AliRun.h"
72 #include "AliConst.h"
73 #include "AliPDG.h"
74
75 ClassImp(AliGenHIJINGpara)
76
77 AliGenHIJINGpara::AliGenHIJINGpara(const AliGenHIJINGpara & para)
78 {
79 // copy constructor
80 }
81
82 //_____________________________________________________________________________
83 static Double_t ptpi(Double_t *px, Double_t *)
84 {
85   //
86   //     PT-PARAMETERIZATION CDF, PRL 61(88) 1819
87   //     POWER LAW FOR PT > 500 MEV
88   //     MT SCALING BELOW (T=160 MEV)
89   //
90   const Double_t kp0 = 1.3;
91   const Double_t kxn = 8.28;
92   const Double_t kxlim=0.5;
93   const Double_t kt=0.160;
94   const Double_t kxmpi=0.139;
95   const Double_t kb=1.;
96   Double_t y, y1, xmpi2, ynorm, a;
97   Double_t x=*px;
98   //
99   y1=TMath::Power(kp0/(kp0+kxlim),kxn);
100   xmpi2=kxmpi*kxmpi;
101   ynorm=kb*(TMath::Exp(-sqrt(kxlim*kxlim+xmpi2)/kt));
102   a=ynorm/y1;
103   if (x > kxlim)
104     y=a*TMath::Power(kp0/(kp0+x),kxn);
105   else
106     y=kb*TMath::Exp(-sqrt(x*x+xmpi2)/kt);
107   return y*x;
108 }
109
110 //_____________________________________________________________________________
111 static Double_t ptscal(Double_t pt, Int_t np)
112 {
113     //    SCALING EN MASSE PAR RAPPORT A PTPI
114     //     MASS PI,K,ETA,RHO,OMEGA,ETA',PHI
115     const Double_t khm[10] = {.13957,.493,.5488,.769,.7826,.958,1.02,0,0,0};
116     //     VALUE MESON/PI AT 5 GEV
117     const Double_t kfmax[10]={1.,0.3,0.55,1.0,1.0,1.0,1.0,0,0,0};
118     np--;
119     Double_t f5=TMath::Power(((
120         sqrt(100.018215)+2.)/(sqrt(100.+khm[np]*khm[np])+2.0)),12.3);
121     Double_t fmax2=f5/kfmax[np];
122     // PIONS
123     Double_t ptpion=100.*ptpi(&pt, (Double_t*) 0);
124     Double_t fmtscal=TMath::Power(((
125         sqrt(pt*pt+0.018215)+2.)/ (sqrt(pt*pt+khm[np]*khm[np])+2.0)),12.3)/ 
126         fmax2;
127     return fmtscal*ptpion;
128 }
129
130 //_____________________________________________________________________________
131 static Double_t ptka( Double_t *px, Double_t *)
132 {
133     //
134     // pt parametrisation for k
135     //
136     return ptscal(*px,2);
137 }
138
139
140 //_____________________________________________________________________________
141 static Double_t etapic( Double_t *py, Double_t *)
142 {
143   //
144   // eta parametrisation for pi
145   //
146     const Double_t ka1    = 4913.;
147     const Double_t ka2    = 1819.;
148     const Double_t keta1  = 0.22;
149     const Double_t keta2  = 3.66;
150     const Double_t kdeta1 = 1.47;
151     const Double_t kdeta2 = 1.51;
152     Double_t y=TMath::Abs(*py);
153     //
154     Double_t ex1 = (y-keta1)*(y-keta1)/(2*kdeta1*kdeta1);
155     Double_t ex2 = (y-keta2)*(y-keta2)/(2*kdeta2*kdeta2);
156     return ka1*TMath::Exp(-ex1)+ka2*TMath::Exp(-ex2);
157 }
158
159 //_____________________________________________________________________________
160 static Double_t etakac( Double_t *py, Double_t *)
161 {
162     //
163     // eta parametrisation for ka
164     //
165     const Double_t ka1    = 497.6;
166     const Double_t ka2    = 215.6;
167     const Double_t keta1  = 0.79;
168     const Double_t keta2  = 4.09;
169     const Double_t kdeta1 = 1.54;
170     const Double_t kdeta2 = 1.40;
171     Double_t y=TMath::Abs(*py);
172     //
173     Double_t ex1 = (y-keta1)*(y-keta1)/(2*kdeta1*kdeta1);
174     Double_t ex2 = (y-keta2)*(y-keta2)/(2*kdeta2*kdeta2);
175     return ka1*TMath::Exp(-ex1)+ka2*TMath::Exp(-ex2);
176 }
177
178 //_____________________________________________________________________________
179 AliGenHIJINGpara::AliGenHIJINGpara()
180   :AliGenerator()
181 {
182     //
183     // Default constructor
184     //
185     fPtpi = 0;
186     fPtka = 0;
187     fETApic = 0;
188     fETAkac = 0;
189 }
190
191 //_____________________________________________________________________________
192 AliGenHIJINGpara::AliGenHIJINGpara(Int_t npart)
193   :AliGenerator(npart)
194 {
195   // 
196   // Standard constructor
197   //
198     fName="HIGINGpara";
199     fTitle="HIJING Parametrisation Particle Generator";
200     fPtpi = 0;
201     fPtka = 0;
202     fETApic = 0;
203     fETAkac = 0;
204 }
205
206 //_____________________________________________________________________________
207 AliGenHIJINGpara::~AliGenHIJINGpara()
208 {
209   //
210   // Standard destructor
211   //
212     delete fPtpi;
213     delete fPtka;
214     delete fETApic;
215     delete fETAkac;
216 }
217
218 //_____________________________________________________________________________
219 void AliGenHIJINGpara::Init()
220 {
221   //
222   // Initialise the HIJING parametrisation
223   //
224     Float_t etaMin =-TMath::Log(TMath::Tan(
225         TMath::Min((Double_t)fThetaMax/2,TMath::Pi()/2-1.e-10)));
226     Float_t etaMax = -TMath::Log(TMath::Tan(
227         TMath::Max((Double_t)fThetaMin/2,1.e-10)));
228     fPtpi   = new TF1("ptpi",&ptpi,0,20,0);
229     fPtka   = new TF1("ptka",&ptka,0,20,0);
230     fETApic = new TF1("etapic",&etapic,etaMin,etaMax,0);
231     fETAkac = new TF1("etakac",&etakac,etaMin,etaMax,0);
232
233     TF1 *etaPic0 = new TF1("etapic",&etapic,-7,7,0);
234     TF1 *etaKac0 = new TF1("etakac",&etakac,-7,7,0);
235
236     TF1 *ptPic0  = new TF1("ptpi",&ptpi,0.,15.,0);
237     TF1 *ptKac0  = new TF1("ptka",&ptka,0.,15.,0);
238
239     Float_t intETApi  = etaPic0->Integral(-0.5, 0.5);
240     Float_t intETAka  = etaKac0->Integral(-0.5, 0.5);
241     Float_t scalePi   = 7316/(intETApi/1.5);
242     Float_t scaleKa   =  684/(intETAka/2.0);
243
244 //  Fraction of events corresponding to the selected pt-range    
245     Float_t intPt    = (0.877*ptPic0->Integral(0, 15)+
246                         0.123*ptKac0->Integral(0, 15));
247     Float_t intPtSel = (0.877*ptPic0->Integral(fPtMin, fPtMax)+
248                         0.123*ptKac0->Integral(fPtMin, fPtMax));
249     Float_t ptFrac   = intPtSel/intPt;
250
251 //  Fraction of events corresponding to the selected eta-range    
252     Float_t intETASel  = (scalePi*etaPic0->Integral(etaMin, etaMax)+
253                           scaleKa*etaKac0->Integral(etaMin, etaMax));
254 //  Fraction of events corresponding to the selected phi-range    
255     Float_t phiFrac    = (fPhiMax-fPhiMin)/2/TMath::Pi();
256
257     fParentWeight = Float_t(fNpart)/(intETASel*ptFrac*phiFrac);
258     
259     printf("%s: The number of particles in the selected kinematic region corresponds to %f percent of a full event\n ", 
260            ClassName(),100.*fParentWeight);
261
262 // Issue warning message if etaMin or etaMax are outside the alowed range 
263 // of the parametrization
264     if (etaMin < -8.001 || etaMax > 8.001) {
265         printf("\n \n WARNING FROM AliGenHIJINGPara !");
266         printf("\n YOU ARE USING THE PARAMETERISATION OUTSIDE ");       
267         printf("\n THE ALLOWED PSEUDORAPIDITY RANGE (-8. - 8.)");           
268         printf("\n YOUR LIMITS: %f %f \n \n ", etaMin, etaMax);
269     }
270 }
271
272 //_____________________________________________________________________________
273 void AliGenHIJINGpara::Generate()
274 {
275   //
276   // Generate one trigger
277   //
278
279   
280     const Float_t kRaKpic=0.14;
281     const Float_t kBorne=1/(1+kRaKpic);
282     Float_t polar[3]= {0,0,0};
283     //
284     const Int_t kPions[3] = {kPi0, kPiPlus, kPiMinus};
285     const Int_t kKaons[4] = {kK0Long, kK0Short, kKPlus, kKMinus};
286     //
287     Float_t origin[3];
288     Float_t pt, pl, ptot;
289     Float_t phi, theta;
290     Float_t p[3];
291     Int_t i, part, nt, j;
292     //
293     TF1 *ptf;
294     TF1 *etaf;
295     //
296     Float_t random[6];
297     //
298     for (j=0;j<3;j++) origin[j]=fOrigin[j];
299     if(fVertexSmear==kPerEvent) {
300         Rndm(random,6);
301         for (j=0;j<3;j++) {
302             origin[j]+=fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
303                 TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
304         }
305     }
306     for(i=0;i<fNpart;i++) {
307         while(1) {
308             Rndm(random,3);
309             if(random[0]<kBorne) {
310                 part=kPions[Int_t (random[1]*3)];
311                 ptf=fPtpi;
312               etaf=fETApic;
313             } else {
314                 part=kKaons[Int_t (random[1]*4)];
315                 ptf=fPtka;
316                 etaf=fETAkac;
317             }
318             phi=fPhiMin+random[2]*(fPhiMax-fPhiMin);
319             theta=2*TMath::ATan(TMath::Exp(-etaf->GetRandom()));
320             if(theta<fThetaMin || theta>fThetaMax) continue;
321             pt=ptf->GetRandom();
322             pl=pt/TMath::Tan(theta);
323             ptot=TMath::Sqrt(pt*pt+pl*pl);
324             if(ptot<fPMin || ptot>fPMax) continue;
325             p[0]=pt*TMath::Cos(phi);
326             p[1]=pt*TMath::Sin(phi);
327             p[2]=pl;
328             if(fVertexSmear==kPerTrack) {
329                 Rndm(random,6);
330                 for (j=0;j<3;j++) {
331                     origin[j]=fOrigin[j]+fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
332                         TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
333                 }
334             }
335             SetTrack(fTrackIt,-1,part,p,origin,polar,0,kPPrimary,nt,fParentWeight);
336             break;
337         }
338     }
339 }
340
341 AliGenHIJINGpara& AliGenHIJINGpara::operator=(const  AliGenHIJINGpara& rhs)
342 {
343 // Assignment operator
344     return *this;
345 }
346
347