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[u/mrichter/AliRoot.git] / EVGEN / AliGenMC.cxx
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2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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6  *                                                                        *
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8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
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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 /* $Id$ */
17
18 // Base class for generators using external MC generators.
19 // For example AliGenPythia using Pythia.
20 // Provides basic functionality: setting of kinematic cuts on 
21 // decay products and particle selection.
22 // andreas.morsch@cern.ch
23
24 #include <TClonesArray.h>
25 #include <TMath.h>
26 #include <TPDGCode.h>
27 #include <TParticle.h>
28
29 #include "AliGenMC.h"
30 #include "AliRun.h"
31 #include "AliGeometry.h"
32
33 ClassImp(AliGenMC)
34
35 AliGenMC::AliGenMC()
36     :AliGenerator(),
37      fParticles("TParticle", 1000),
38      fParentSelect(8),
39      fChildSelect(8),
40      fCutOnChild(0),
41      fChildPtMin(0.),
42      fChildPtMax(1.e10),
43      fChildPMin(0.),
44      fChildPMax(1.e10),
45      fChildPhiMin(0.),
46      fChildPhiMax(2. * TMath::Pi()),
47      fChildThetaMin(0.),
48      fChildThetaMax(TMath::Pi()),
49      fChildYMin(-12.),
50      fChildYMax(12.),
51      fXingAngleX(0.),
52      fXingAngleY(0.),
53      fForceDecay(kAll),
54      fMaxLifeTime(1.e-15),
55      fDyBoost(0.),
56      fGeometryAcceptance(0),
57      fPdgCodeParticleforAcceptanceCut(0),
58      fNumberOfAcceptedParticles(0),
59      fNprimaries(0)
60 {
61 // Default Constructor
62   fAProjectile = 1;
63   fZProjectile = 1;
64   fATarget = 1;
65   fZTarget = 1;
66   fProjectile = "P";
67   fTarget = "P";
68 }
69
70 AliGenMC::AliGenMC(Int_t npart)
71     :AliGenerator(npart),
72      fParticles("TParticle", 1000),
73      fParentSelect(8),
74      fChildSelect(8),
75      fCutOnChild(0),
76      fChildPtMin(0.),
77      fChildPtMax(1.e10),
78      fChildPMin(0.),
79      fChildPMax(1.e10),
80      fChildPhiMin(0.),
81      fChildPhiMax(2. * TMath::Pi()),
82      fChildThetaMin(0.),
83      fChildThetaMax(TMath::Pi()),
84      fChildYMin(-12.),
85      fChildYMax(12.),
86      fXingAngleX(0.),
87      fXingAngleY(0.),
88      fForceDecay(kAll),
89      fMaxLifeTime(1.e-15),
90      fDyBoost(0.),
91      fGeometryAcceptance(0),
92      fPdgCodeParticleforAcceptanceCut(0),
93      fNumberOfAcceptedParticles(0),
94      fNprimaries(0)
95 {
96 //  Constructor
97 // 
98   fAProjectile = 1;
99   fZProjectile = 1;
100   fATarget = 1;
101   fZTarget = 1;
102   fProjectile = "P";
103   fTarget = "P";
104   for (Int_t i=0; i<8; i++) fParentSelect[i]=fChildSelect[i]=0;
105 }
106
107 AliGenMC::~AliGenMC()
108 {
109 // Destructor
110 }
111
112 void AliGenMC::Init()
113 {
114 //
115 //  Initialization
116     switch (fForceDecay) {
117     case kBSemiElectronic:
118     case kSemiElectronic:
119     case kDiElectron:
120     case kBJpsiDiElectron:
121     case kBPsiPrimeDiElectron:
122         fChildSelect[0] = kElectron;    
123         break;
124     case kHardMuons:    
125     case kBSemiMuonic:
126     case kSemiMuonic:
127     case kDiMuon:
128     case kBJpsiDiMuon:
129     case kBPsiPrimeDiMuon:
130     case kPiToMu:
131     case kKaToMu:
132     case kWToMuon:
133     case kWToCharmToMuon:
134     case kZDiMuon:
135     case kZDiElectron:
136         fChildSelect[0]=kMuonMinus;
137         break;
138     case kWToCharm:
139         break;
140     case kHadronicD:
141     case kHadronicDWithout4Bodies:
142         fChildSelect[0]=kPiPlus;
143         fChildSelect[1]=kKPlus;
144         break;
145     case kPhiKK:
146         fChildSelect[0]=kKPlus;
147         break;
148     case kBJpsi:
149         fChildSelect[0]= 443;
150         break;
151    case kChiToJpsiGammaToMuonMuon:
152         fChildSelect[0]= 22;
153         fChildSelect[1]= 13;
154         break;
155     case kChiToJpsiGammaToElectronElectron:
156         fChildSelect[0]= 22;
157         fChildSelect[1]= 11;
158         break;
159
160     case kOmega:        
161     case kAll:
162     case kAllMuonic:
163     case kNoDecay:
164     case kNoDecayHeavy:
165     case kNeutralPion:
166         break;
167     }
168
169     if (fZTarget != 0 && fAProjectile != 0) 
170     {
171         fDyBoost    = - 0.5 * TMath::Log(Double_t(fZProjectile) * Double_t(fATarget) / 
172                                          (Double_t(fZTarget)    * Double_t(fAProjectile)));
173     }
174 }
175
176
177 Bool_t AliGenMC::ParentSelected(Int_t ip) const
178 {
179 // True if particle is in list of parent particles to be selected
180     for (Int_t i=0; i<8; i++)
181     {
182         if (fParentSelect.At(i) == ip) return kTRUE;
183     }
184     return kFALSE;
185 }
186
187 Bool_t AliGenMC::ChildSelected(Int_t ip) const
188 {
189 // True if particle is in list of decay products to be selected
190     for (Int_t i=0; i<5; i++)
191     {
192         if (fChildSelect.At(i) == ip) return kTRUE;
193     }
194     return kFALSE;
195 }
196
197 Bool_t AliGenMC::KinematicSelection(TParticle *particle, Int_t flag) const
198 {
199 // Perform kinematic selection
200     Double_t pz    = particle->Pz();
201     Double_t pt    = particle->Pt();
202     Double_t p     = particle->P();
203     Double_t theta = particle->Theta();
204     Double_t mass  = particle->GetCalcMass();
205     Double_t mt2   = pt * pt + mass * mass;
206     Double_t phi   = particle->Phi();
207     Double_t e     = particle->Energy();
208     
209     if (e == 0.)     
210         e = TMath::Sqrt(p * p + mass * mass);
211
212     
213     Double_t y, y0;
214
215     if (TMath::Abs(pz) <  e) {
216         y = 0.5*TMath::Log((e+pz)/(e-pz));
217     } else {
218         y = 1.e10;
219     }
220     
221     if (mt2) {
222         y0 = 0.5*TMath::Log((e+TMath::Abs(pz))*(e+TMath::Abs(pz))/mt2);
223     } else {
224         if (TMath::Abs(y) < 1.e10) {
225             y0 = y;
226         } else {
227             y0 = 1.e10;
228         }
229     }
230       
231     y = (pz < 0) ? -y0 : y0;
232     
233     if (flag == 0) {
234 //
235 // Primary particle cuts
236 //
237 //  transverse momentum cut    
238         if (pt > fPtMax || pt < fPtMin) {
239 //          printf("\n failed pt cut %f %f %f \n",pt,fPtMin,fPtMax);
240             return kFALSE;
241         }
242 //
243 // momentum cut
244         if (p > fPMax || p < fPMin) {
245 //          printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fPMin,fPMax);
246             return kFALSE;
247         }
248 //
249 // theta cut
250         if (theta > fThetaMax || theta < fThetaMin) {
251 //          printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fThetaMin,fThetaMax);
252             return kFALSE;
253         }
254 //
255 // rapidity cut
256         if (y > fYMax || y < fYMin) {
257 //          printf("\n failed y cut %f %f %f \n",y,fYMin,fYMax);
258             return kFALSE;
259         }
260 //
261 // phi cut
262         if (phi > fPhiMax || phi < fPhiMin) {
263 //          printf("\n failed phi cut %f %f %f \n",phi,fPhiMin,fPhiMax);
264             return kFALSE;
265         }
266     } else {
267 //
268 // Decay product cuts
269 //
270 //  transverse momentum cut    
271         if (pt > fChildPtMax || pt < fChildPtMin) {
272 //          printf("\n failed pt cut %f %f %f \n",pt,fChildPtMin,fChildPtMax);
273             return kFALSE;
274         }
275 //
276 // momentum cut
277         if (p > fChildPMax || p < fChildPMin) {
278 //          printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fChildPMin,fChildPMax);
279             return kFALSE;
280         }
281 //
282 // theta cut
283         if (theta > fChildThetaMax || theta < fChildThetaMin) {
284 //          printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fChildThetaMin,fChildThetaMax);
285             return kFALSE;
286         }
287 //
288 // rapidity cut
289         if (y > fChildYMax || y < fChildYMin) {
290 //          printf("\n failed y cut %f %f %f \n",y,fChildYMin,fChildYMax);
291             return kFALSE;
292         }
293 //
294 // phi cut
295         if (phi > fChildPhiMax || phi < fChildPhiMin) {
296 //          printf("\n failed phi cut %f %f %f \n",phi,fChildPhiMin,fChildPhiMax);
297             return kFALSE;
298         }
299     }
300     
301     return kTRUE;
302 }
303
304 Bool_t AliGenMC::CheckAcceptanceGeometry(Int_t np, TClonesArray* particles)
305 {
306 // Check the geometrical acceptance for particle.
307
308   Bool_t check ;  
309   Int_t numberOfPdgCodeParticleforAcceptanceCut = 0;
310   Int_t numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut = 0;
311   TParticle * particle;
312   Int_t i;
313   for (i = 0; i < np; i++) {
314     particle =  (TParticle *) particles->At(i);
315     if( TMath::Abs( particle->GetPdgCode() ) == TMath::Abs( fPdgCodeParticleforAcceptanceCut ) ) {
316       numberOfPdgCodeParticleforAcceptanceCut++;
317       if (fGeometryAcceptance->Impact(particle)) numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut++;
318     }   
319   }
320   if ( numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut > (fNumberOfAcceptedParticles-1) )
321     check = kTRUE;
322   else
323     check = kFALSE;
324
325   return check;
326 }
327
328 Int_t AliGenMC::CheckPDGCode(Int_t pdgcode) const
329 {
330 //
331 //  If the particle is in a diffractive state, then take action accordingly
332   switch (pdgcode) {
333   case 91:
334     return 92;
335   case 110:
336     //rho_diff0 -- difficult to translate, return rho0
337     return 113;
338   case 210:
339     //pi_diffr+ -- change to pi+
340     return 211;
341   case 220:
342     //omega_di0 -- change to omega0
343     return 223;
344   case 330:
345     //phi_diff0 -- return phi0
346     return 333;
347   case 440:
348     //J/psi_di0 -- return J/psi
349     return 443;
350   case 2110:
351     //n_diffr -- return neutron
352     return 2112;
353   case 2210:
354     //p_diffr+ -- return proton
355     return 2212;
356   }
357   //non diffractive state -- return code unchanged
358   return pdgcode;
359 }
360
361 void AliGenMC::Boost()
362 {
363 //
364 // Boost cms into LHC lab frame
365 //
366
367     Double_t beta  = TMath::TanH(fDyBoost);
368     Double_t gamma = 1./TMath::Sqrt((1.-beta)*(1.+beta));
369     Double_t gb    = gamma * beta;
370
371     //    printf("\n Boosting particles to lab frame %f %f %f", fDyBoost, beta, gamma);
372     
373     Int_t i;
374     Int_t np = fParticles.GetEntriesFast();
375     for (i = 0; i < np; i++) 
376     {
377         TParticle* iparticle = (TParticle*) fParticles.At(i);
378
379         Double_t e   = iparticle->Energy();
380         Double_t px  = iparticle->Px();
381         Double_t py  = iparticle->Py();
382         Double_t pz  = iparticle->Pz();
383
384         Double_t eb  = gamma * e -      gb * pz;
385         Double_t pzb =   -gb * e +   gamma * pz;
386
387         iparticle->SetMomentum(px, py, pzb, eb);
388     }
389 }
390
391 void AliGenMC::AddHeader(AliGenEventHeader* header)
392 {
393     // Passes header either to the container or to gAlice
394     if (fContainer) {
395         fContainer->AddHeader(header);
396     } else {
397         gAlice->SetGenEventHeader(header);      
398     }
399 }