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(const Double_t *px, const 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      fPtba(0),
 158      fETAba(0)
 159 {
 160     //
 161     // Default constructor
 162     //
 163     fName="HIGINGparaBa";
 164     fTitle="HIJING Parametrisation Particle Generator with Baryons";
 165 }
 166
 167 //_____________________________________________________________________________
 168 AliGenHIJINGparaBa::AliGenHIJINGparaBa(Int_t npart)
 169   :AliGenHIJINGpara(npart),
 170      fPtba(0),
 171      fETAba(0)
 172 {
 173   //
 174   // Standard constructor
 175   //
 176     fName="HIGINGparaBa";
 177     fTitle="HIJING Parametrisation Particle Generator with Baryons";
 178 }
 179
 180 //_____________________________________________________________________________
 181 AliGenHIJINGparaBa::~AliGenHIJINGparaBa()
 182 {
 183   //
 184   // Standard destructor
 185   //
 186     delete fPtba;
 187     delete fETAba;
 188 }
 189
 190 //_____________________________________________________________________________
 191 void AliGenHIJINGparaBa::Init()
 192 {
 193   //
 194   // Initialise the HIJING parametrisation
 195   //
 196     Float_t etaMin =-TMath::Log(TMath::Tan(
 197         TMath::Min((Double_t)fThetaMax/2,TMath::Pi()/2-1.e-10)));
 198     Float_t etaMax = -TMath::Log(TMath::Tan(
 199         TMath::Max((Double_t)fThetaMin/2,1.e-10)));
 200     fPtpi   = new TF1("ptpi",&ptpi,0,20,0);
 201     fPtka   = new TF1("ptka",&ptka,0,20,0);
 202     fPtba   = new TF1("ptbaryon",&ptbaryon,0,20,0);
 203     fETApic = new TF1("etapic",&etapic,etaMin,etaMax,0);
 204     fETAkac = new TF1("etakac",&etakac,etaMin,etaMax,0);
 205     fETAba  = new TF1("etabaryon",&etabaryon,etaMin,etaMax,0);
 206
 207     TF1 etaPic0("etapic(-7,7)",&etapic,    -7, 7, 0);
 208     TF1 etaKac0("etakac(-7,7)",&etakac,    -7, 7, 0);
 209     TF1 etaBar0("etabar(-7,7)",&etabaryon, -7, 7, 0);
 210
 211     TF1 ptPic0("ptpi(0,15)",  &ptpi,     0., 15., 0);
 212     TF1 ptKac0("ptka(0,15)",  &ptka,     0., 15., 0);
 213     TF1 ptBar0("ptbar(0,15)", &ptbaryon, 0., 15., 0);
 214
 215     Float_t intETApi  = etaPic0.Integral(-0.5, 0.5);
 216     Float_t intETAka  = etaKac0.Integral(-0.5, 0.5);
 217     Float_t intETAba  = etaBar0.Integral(-0.5, 0.5);
 218
 219     Float_t scalePi   = 6979./(intETApi/1.5);
 220     Float_t scaleKa   =  657./(intETAka/2.0);
 221     Float_t scaleBa   =  364./(intETAba/2.0);
 222
 223 //  Fraction of events corresponding to the selected pt-range
 224     Float_t intPt    = (0.837*ptPic0.Integral(0, 15)+
 225                         0.105*ptKac0.Integral(0, 15)+
 226                         0.058*ptBar0.Integral(0, 15));
 227     Float_t intPtSel = (0.837*ptPic0.Integral(fPtMin, fPtMax)+
 228                         0.105*ptKac0.Integral(fPtMin, fPtMax)+
 229                         0.058*ptBar0.Integral(fPtMin, fPtMax));
 230     Float_t ptFrac   = intPtSel/intPt;
 231
 232 //  Fraction of events corresponding to the selected eta-range
 233     Float_t intETASel  = (scalePi*etaPic0.Integral(etaMin, etaMax)+
 234                           scaleKa*etaKac0.Integral(etaMin, etaMax)+
 235                           scaleBa*etaBar0.Integral(etaMin, etaMax));
 236 //  Fraction of events corresponding to the selected phi-range
 237     Float_t phiFrac    = (fPhiMax-fPhiMin)/2/TMath::Pi();
 238
 239     fParentWeight = Float_t(fNpart)/(intETASel*ptFrac*phiFrac);
 240
 241     printf("%s: The number of particles in the selected kinematic region corresponds to %f percent of a full event \n",
 242            ClassName(),100.*fParentWeight);
 243
 244 // Issue warning message if etaMin or etaMax are outside the alowed range
 245 // of the parametrization
 246     if (etaMin < -8.001 || etaMax > 8.001) {
 247         printf("\n \n WARNING FROM AliGenHIJINGParaBa !");
 248         printf("\n YOU ARE USING THE PARAMETERISATION OUTSIDE ");
 249         printf("\n THE ALLOWED PSEUDORAPIDITY RANGE (-8. - 8.)");
 250         printf("\n YOUR LIMITS: %f %f \n \n ", etaMin, etaMax);
 251     }
 252 }
 253
 254 //_____________________________________________________________________________
 255 void AliGenHIJINGparaBa::Generate()
 256 {
 257   //
 258   // Generate one trigger
 259   //
 260
 261
 262     const Float_t kBorne1 = 0.837;
 263     const Float_t kBorne2 = kBorne1+0.105;
 264
 265     Float_t polar[3]= {0,0,0};
 266     //
 267     const Int_t kPions[3]   = {kPi0, kPiPlus, kPiMinus};
 268     const Int_t kKaons[4]   = {kK0Long, kK0Short, kKPlus, kKMinus};
 269     const Int_t kBaryons[4] = {kProton, kProtonBar, kNeutron, kNeutronBar};
 270     //
 271     Float_t origin[3];
 272     Float_t time;
 273     Float_t pt, pl, ptot;
 274     Float_t phi, theta;
 275     Float_t p[3];
 276     Int_t i, part, nt, j;
 277     //
 278     TF1 *ptf;
 279     TF1 *etaf;
 280     //
 281     Float_t random[6];
 282     //
 283     for (j=0;j<3;j++) origin[j]=fOrigin[j];
 284     time = fTimeOrigin;
 285
 286     if(fVertexSmear == kPerEvent) {
 287         Float_t dv[3];
 288         dv[2] = 1.e10;
 289         while(TMath::Abs(dv[2]) > fCutVertexZ*fOsigma[2]) {
 290             Rndm(random,6);
 291             for (j=0; j < 3; j++) {
 292                 dv[j] = fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
 293                     TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
 294             }
 295         }
 296         for (j=0; j < 3; j++) origin[j] += dv[j];
 297
 298         Rndm(random,2);
 299         time += fOsigma[2]/TMath::Ccgs()*
 300           TMath::Cos(2*random[0]*TMath::Pi())*
 301           TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[1]));
 302     } // if kPerEvent
 303     TArrayF eventVertex;
 304     eventVertex.Set(3);
 305     eventVertex[0] = origin[0];
 306     eventVertex[1] = origin[1];
 307     eventVertex[2] = origin[2];
 308     Float_t eventTime = time;
 309
 310     for(i=0;i<fNpart;i++) {
 311         while(1) {
 312             Rndm(random,3);
 313             if(random[0] < kBorne1) {
 314                 part  = kPions[Int_t (random[1]*3)];
 315                 ptf   = fPtpi;
 316                 etaf  = fETApic;
 317             } else if (random[0] < kBorne2) {
 318                 part  = kKaons[Int_t (random[1]*4)];
 319                 ptf   = fPtka;
 320                 etaf  = fETAkac;
 321             } else {
 322                 part  = kBaryons[Int_t (random[1]*4)];
 323                 ptf   = fPtba;
 324                 etaf  = fETAba;
 325             }
 326
 327             phi=fPhiMin+random[2]*(fPhiMax-fPhiMin);
 328             theta=2*TMath::ATan(TMath::Exp(-etaf->GetRandom()));
 329             if(theta<fThetaMin || theta>fThetaMax) continue;
 330             pt=ptf->GetRandom();
 331             pl=pt/TMath::Tan(theta);
 332             ptot=TMath::Sqrt(pt*pt+pl*pl);
 333             if(ptot<fPMin || ptot>fPMax) continue;
 334             p[0]=pt*TMath::Cos(phi);
 335             p[1]=pt*TMath::Sin(phi);
 336             p[2]=pl;
 337             if(fVertexSmear==kPerTrack) {
 338                 Rndm(random,6);
 339                 for (j=0;j<3;j++) {
 340                     origin[j]=fOrigin[j]+fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
 341                         TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
 342                 }
 343
 344                 Rndm(random,2);
 345                 time = fTimeOrigin + fOsigma[2]/TMath::Ccgs()*
 346                   TMath::Cos(2*random[0]*TMath::Pi())*
 347                   TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[1]));
 348             }
 349             PushTrack(fTrackIt,-1,part,p,origin,polar,time,kPPrimary,nt,fParentWeight);
 350             break;
 351         } // while(1)
 352     } // Particle loop
 353 // Header
 354     AliGenEventHeader* header = new AliGenEventHeader("HIJINGparam");
 355 // Event Vertex
 356     header->SetPrimaryVertex(eventVertex);
 357     header->SetInteractionTime(eventTime);
 358     gAlice->SetGenEventHeader(header);
 359 }
 360
 361
 362