Coding rule violations corrected.
[u/mrichter/AliRoot.git] / EVGEN / AliGenHIJINGparaBa.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 ///////////////////////////////////////////////////////////////////
19 // Parameterisation of pi, K, n and p eta and pt distributions   //
20 // eta: according to HIJING (shadowing + quenching)              //
21 // pT : according to CDF measurement at 1.8 TeV                  //
22 // Author: andreas.morsch@cern.ch                                //
23 //                                                               //
24 ///////////////////////////////////////////////////////////////////
25
26 #include <TArrayF.h>
27 #include <TF1.h>
28 #include <TPDGCode.h>
29
30 #include "AliConst.h"
31 #include "AliGenEventHeader.h"
32 #include "AliGenHIJINGparaBa.h"
33 #include "AliRun.h"
34
35 ClassImp(AliGenHIJINGparaBa)
36
37
38 static Double_t ptpi(Double_t *px, Double_t *)
39 {
40   //
41   //     PT-PARAMETERIZATION CDF, PRL 61(88) 1819
42   //     POWER LAW FOR PT > 500 MEV
43   //     MT SCALING BELOW (T=160 MEV)
44   //
45   const Double_t kp0 = 1.3;
46   const Double_t kxn = 8.28;
47   const Double_t kxlim=0.5;
48   const Double_t kt=0.160;
49   const Double_t kxmpi=0.139;
50   const Double_t kb=1.;
51   Double_t y, y1, xmpi2, ynorm, a;
52   Double_t x=*px;
53   //
54   y1=TMath::Power(kp0/(kp0+kxlim),kxn);
55   xmpi2=kxmpi*kxmpi;
56   ynorm=kb*(TMath::Exp(-sqrt(kxlim*kxlim+xmpi2)/kt));
57   a=ynorm/y1;
58   if (x > kxlim)
59     y=a*TMath::Power(kp0/(kp0+x),kxn);
60   else
61     y=kb*TMath::Exp(-sqrt(x*x+xmpi2)/kt);
62   return y*x;
63 }
64
65 //_____________________________________________________________________________
66 static Double_t ptscal(Double_t pt, Int_t np)
67 {
68     //    SCALING EN MASSE PAR RAPPORT A PTPI
69     //     MASS PI,K,ETA,RHO,OMEGA,ETA',PHI
70     const Double_t khm[10] = {.13957,.493,.5488,.769,.7826,.958,1.02,0,0,0};
71     //     VALUE MESON/PI AT 5 GEV
72     const Double_t kfmax[10]={1.,0.3,0.55,1.0,1.0,1.0,1.0,0,0,0};
73     np--;
74     Double_t f5=TMath::Power(((
75         sqrt(100.018215)+2.)/(sqrt(100.+khm[np]*khm[np])+2.0)),12.3);
76     Double_t fmax2=f5/kfmax[np];
77     // PIONS
78     Double_t ptpion=100.*ptpi(&pt, (Double_t*) 0);
79     Double_t fmtscal=TMath::Power(((
80         sqrt(pt*pt+0.018215)+2.)/ (sqrt(pt*pt+khm[np]*khm[np])+2.0)),12.3)/ 
81         fmax2;
82     return fmtscal*ptpion;
83 }
84
85 //_____________________________________________________________________________
86 static Double_t ptka( Double_t *px, Double_t *)
87 {
88     //
89     // pt parametrisation for k
90     //
91     return ptscal(*px,2);
92 }
93
94
95 //_____________________________________________________________________________
96 static Double_t etapic( Double_t *py, Double_t *)
97 {
98   //
99   // eta parametrisation for pi
100   //
101     const Double_t ka1    = 4913.;
102     const Double_t ka2    = 1819.;
103     const Double_t keta1  = 0.22;
104     const Double_t keta2  = 3.66;
105     const Double_t kdeta1 = 1.47;
106     const Double_t kdeta2 = 1.51;
107     Double_t y=TMath::Abs(*py);
108     //
109     Double_t ex1 = (y-keta1)*(y-keta1)/(2*kdeta1*kdeta1);
110     Double_t ex2 = (y-keta2)*(y-keta2)/(2*kdeta2*kdeta2);
111     return ka1*TMath::Exp(-ex1)+ka2*TMath::Exp(-ex2);
112 }
113
114 //_____________________________________________________________________________
115 static Double_t etakac( Double_t *py, Double_t *)
116 {
117     //
118     // eta parametrisation for ka
119     //
120     const Double_t ka1    = 497.6;
121     const Double_t ka2    = 215.6;
122     const Double_t keta1  = 0.79;
123     const Double_t keta2  = 4.09;
124     const Double_t kdeta1 = 1.54;
125     const Double_t kdeta2 = 1.40;
126     Double_t y=TMath::Abs(*py);
127     //
128     Double_t ex1 = (y-keta1)*(y-keta1)/(2*kdeta1*kdeta1);
129     Double_t ex2 = (y-keta2)*(y-keta2)/(2*kdeta2*kdeta2);
130     return ka1*TMath::Exp(-ex1)+ka2*TMath::Exp(-ex2);
131 }
132
133  static Double_t ptbaryon( Double_t *px, Double_t *)
134 {
135 // baryons
136 //                pt-distribution
137 //____________________________________________________________
138
139   return ptscal(*px,7);  //  7==> Baryon in the PtScal function
140 }
141
142  static Double_t etabaryon( Double_t *py, Double_t *)
143 {
144 // eta-distribution
145 //____________________________________________________________
146     const Float_t  kp0 =  1.10343e+02;
147     const Float_t  kp1 =  1.73247e+01;
148     const Float_t  kp2 = -7.23808e+00;
149     const Float_t  kp3 =  4.48334e-01;
150     const Double_t ky = TMath::Abs(*py);
151 //
152     return (kp0+kp1*ky+kp2*ky*ky+kp3*ky*ky*ky)/20.;
153 }
154
155 AliGenHIJINGparaBa::AliGenHIJINGparaBa()
156   :AliGenHIJINGpara()
157 {
158     //
159     // Default constructor
160     //
161     fName="HIGINGparaBa";
162     fTitle="HIJING Parametrisation Particle Generator with Baryons";
163     fETAba = 0;
164     fPtba  = 0;
165 }
166
167 //_____________________________________________________________________________
168 AliGenHIJINGparaBa::AliGenHIJINGparaBa(Int_t npart)
169   :AliGenHIJINGpara(npart)
170 {
171   // 
172   // Standard constructor
173   //
174     fName="HIGINGparaBa";
175     fTitle="HIJING Parametrisation Particle Generator with Baryons";
176     fETAba = 0;
177     fPtba  = 0;
178 }
179
180 AliGenHIJINGparaBa::AliGenHIJINGparaBa(const AliGenHIJINGparaBa& para) : AliGenHIJINGpara(para)
181 {
182 // Copy constructor
183     para.Copy(*this);
184 }
185
186 //_____________________________________________________________________________
187 AliGenHIJINGparaBa::~AliGenHIJINGparaBa()
188 {
189   //
190   // Standard destructor
191   //
192     delete fPtba;
193     delete fETAba;
194 }
195
196 //_____________________________________________________________________________
197 void AliGenHIJINGparaBa::Init()
198 {
199   //
200   // Initialise the HIJING parametrisation
201   //
202     Float_t etaMin =-TMath::Log(TMath::Tan(
203         TMath::Min((Double_t)fThetaMax/2,TMath::Pi()/2-1.e-10)));
204     Float_t etaMax = -TMath::Log(TMath::Tan(
205         TMath::Max((Double_t)fThetaMin/2,1.e-10)));
206     fPtpi   = new TF1("ptpi",&ptpi,0,20,0);
207     fPtka   = new TF1("ptka",&ptka,0,20,0);
208     fPtba   = new TF1("ptbaryon",&ptbaryon,0,20,0);
209     fETApic = new TF1("etapic",&etapic,etaMin,etaMax,0);
210     fETAkac = new TF1("etakac",&etakac,etaMin,etaMax,0);
211     fETAba  = new TF1("etabaryon",&etabaryon,etaMin,etaMax,0);
212
213     TF1 *etaPic0 = new TF1("etapic",&etapic,    -7, 7, 0);
214     TF1 *etaKac0 = new TF1("etakac",&etakac,    -7, 7, 0);
215     TF1 *etaBar0 = new TF1("etabar",&etabaryon, -7, 7, 0);
216     
217     TF1 *ptPic0  = new TF1("ptpi",  &ptpi,     0., 15., 0);
218     TF1 *ptKac0  = new TF1("ptka",  &ptka,     0., 15., 0);
219     TF1 *ptBar0  = new TF1("ptbar", &ptbaryon, 0., 15., 0);
220
221     Float_t intETApi  = etaPic0->Integral(-0.5, 0.5);
222     Float_t intETAka  = etaKac0->Integral(-0.5, 0.5);
223     Float_t intETAba  = etaBar0->Integral(-0.5, 0.5);
224
225     Float_t scalePi   = 6979./(intETApi/1.5);
226     Float_t scaleKa   =  657./(intETAka/2.0);
227     Float_t scaleBa   =  364./(intETAba/2.0);
228
229 //  Fraction of events corresponding to the selected pt-range    
230     Float_t intPt    = (0.837*ptPic0->Integral(0, 15)+
231                         0.105*ptKac0->Integral(0, 15)+
232                         0.058*ptBar0->Integral(0, 15));
233     Float_t intPtSel = (0.837*ptPic0->Integral(fPtMin, fPtMax)+
234                         0.105*ptKac0->Integral(fPtMin, fPtMax)+
235                         0.058*ptBar0->Integral(fPtMin, fPtMax));
236     Float_t ptFrac   = intPtSel/intPt;
237
238 //  Fraction of events corresponding to the selected eta-range    
239     Float_t intETASel  = (scalePi*etaPic0->Integral(etaMin, etaMax)+
240                           scaleKa*etaKac0->Integral(etaMin, etaMax)+
241                           scaleBa*etaBar0->Integral(etaMin, etaMax));
242 //  Fraction of events corresponding to the selected phi-range    
243     Float_t phiFrac    = (fPhiMax-fPhiMin)/2/TMath::Pi();
244
245     fParentWeight = Float_t(fNpart)/(intETASel*ptFrac*phiFrac);
246     
247     printf("%s: The number of particles in the selected kinematic region corresponds to %f percent of a full event \n", 
248            ClassName(),100.*fParentWeight);
249
250 // Issue warning message if etaMin or etaMax are outside the alowed range 
251 // of the parametrization
252     if (etaMin < -8.001 || etaMax > 8.001) {
253         printf("\n \n WARNING FROM AliGenHIJINGParaBa !");
254         printf("\n YOU ARE USING THE PARAMETERISATION OUTSIDE ");       
255         printf("\n THE ALLOWED PSEUDORAPIDITY RANGE (-8. - 8.)");           
256         printf("\n YOUR LIMITS: %f %f \n \n ", etaMin, etaMax);
257     }
258 }
259
260 //_____________________________________________________________________________
261 void AliGenHIJINGparaBa::Generate()
262 {
263   //
264   // Generate one trigger
265   //
266
267   
268     const Float_t kBorne1 = 0.837;
269     const Float_t kBorne2 = kBorne1+0.105;
270     
271     Float_t polar[3]= {0,0,0};
272     //
273     const Int_t kPions[3]   = {kPi0, kPiPlus, kPiMinus};
274     const Int_t kKaons[4]   = {kK0Long, kK0Short, kKPlus, kKMinus};
275     const Int_t kBaryons[4] = {kProton, kProtonBar, kNeutron, kNeutronBar};
276     //
277     Float_t origin[3];
278     Float_t pt, pl, ptot;
279     Float_t phi, theta;
280     Float_t p[3];
281     Int_t i, part, nt, j;
282     //
283     TF1 *ptf;
284     TF1 *etaf;
285     //
286     Float_t random[6];
287     //
288     for (j=0;j<3;j++) origin[j]=fOrigin[j];
289
290     if(fVertexSmear == kPerEvent) {
291         Float_t dv[3];
292         dv[2] = 1.e10;
293         while(TMath::Abs(dv[2]) > fCutVertexZ*fOsigma[2]) {
294             Rndm(random,6);
295             for (j=0; j < 3; j++) {
296                 dv[j] = fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
297                     TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
298             }
299         }
300         for (j=0; j < 3; j++) origin[j] += dv[j];
301     } // if kPerEvent
302     TArrayF eventVertex;
303     eventVertex.Set(3);
304     eventVertex[0] = origin[0];
305     eventVertex[1] = origin[1];
306     eventVertex[2] = origin[2];
307
308     for(i=0;i<fNpart;i++) {
309         while(1) {
310             Rndm(random,3);
311             if(random[0] < kBorne1) {
312                 part  = kPions[Int_t (random[1]*3)];
313                 ptf   = fPtpi;
314                 etaf  = fETApic;
315             } else if (random[0] < kBorne2) {
316                 part  = kKaons[Int_t (random[1]*4)];
317                 ptf   = fPtka;
318                 etaf  = fETAkac;
319             } else {
320                 part  = kBaryons[Int_t (random[1]*4)];
321                 ptf   = fPtba;
322                 etaf  = fETAba;
323             }
324             
325             phi=fPhiMin+random[2]*(fPhiMax-fPhiMin);
326             theta=2*TMath::ATan(TMath::Exp(-etaf->GetRandom()));
327             if(theta<fThetaMin || theta>fThetaMax) continue;
328             pt=ptf->GetRandom();
329             pl=pt/TMath::Tan(theta);
330             ptot=TMath::Sqrt(pt*pt+pl*pl);
331             if(ptot<fPMin || ptot>fPMax) continue;
332             p[0]=pt*TMath::Cos(phi);
333             p[1]=pt*TMath::Sin(phi);
334             p[2]=pl;
335             if(fVertexSmear==kPerTrack) {
336                 Rndm(random,6);
337                 for (j=0;j<3;j++) {
338                     origin[j]=fOrigin[j]+fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
339                         TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
340                 }
341             }
342             PushTrack(fTrackIt,-1,part,p,origin,polar,0,kPPrimary,nt,fParentWeight);
343             break;
344         } // while(1)
345     } // Particle loop
346 // Header
347     AliGenEventHeader* header = new AliGenEventHeader("HIJINGparam");
348 // Event Vertex
349     header->SetPrimaryVertex(eventVertex);
350     gAlice->SetGenEventHeader(header); 
351 }
352
353
354