Wagon macros, update cut on PHOS clusters close to border.
[u/mrichter/AliRoot.git] / EVGEN / AliGenMC.cxx
1 /**************************************************************************
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3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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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 #include <TLorentzVector.h>
29 #include <TVector3.h>
30
31 #include "AliGenMC.h"
32 #include "AliRun.h"
33 #include "AliGeometry.h"
34
35 ClassImp(AliGenMC)
36
37 AliGenMC::AliGenMC()
38     :AliGenerator(),
39      fParticles("TParticle", 1000),
40      fParentSelect(8),
41      fChildSelect(8),
42      fCutOnChild(0),
43      fChildPtMin(0.),
44      fChildPtMax(1.e10),
45      fChildPMin(0.),
46      fChildPMax(1.e10),
47      fChildPhiMin(0.),
48      fChildPhiMax(2. * TMath::Pi()),
49      fChildThetaMin(0.),
50      fChildThetaMax(TMath::Pi()),
51      fChildYMin(-12.),
52      fChildYMax(12.),
53      fXingAngleX(0.),
54      fXingAngleY(0.),
55      fForceDecay(kAll),
56      fMaxLifeTime(1.e-15),
57      fDyBoost(0.),
58      fGeometryAcceptance(0),
59      fPdgCodeParticleforAcceptanceCut(0),
60      fNumberOfAcceptedParticles(0),
61      fNprimaries(0)
62 {
63 // Default Constructor
64   fAProjectile = 1;
65   fZProjectile = 1;
66   fATarget = 1;
67   fZTarget = 1;
68   fProjectile = "P";
69   fTarget = "P";
70 }
71
72 AliGenMC::AliGenMC(Int_t npart)
73     :AliGenerator(npart),
74      fParticles("TParticle", 1000),
75      fParentSelect(8),
76      fChildSelect(8),
77      fCutOnChild(0),
78      fChildPtMin(0.),
79      fChildPtMax(1.e10),
80      fChildPMin(0.),
81      fChildPMax(1.e10),
82      fChildPhiMin(0.),
83      fChildPhiMax(2. * TMath::Pi()),
84      fChildThetaMin(0.),
85      fChildThetaMax(TMath::Pi()),
86      fChildYMin(-12.),
87      fChildYMax(12.),
88      fXingAngleX(0.),
89      fXingAngleY(0.),
90      fForceDecay(kAll),
91      fMaxLifeTime(1.e-15),
92      fDyBoost(0.),
93      fGeometryAcceptance(0),
94      fPdgCodeParticleforAcceptanceCut(0),
95      fNumberOfAcceptedParticles(0),
96      fNprimaries(0)
97 {
98 //  Constructor
99 // 
100   fAProjectile = 1;
101   fZProjectile = 1;
102   fATarget = 1;
103   fZTarget = 1;
104   fProjectile = "P";
105   fTarget = "P";
106   for (Int_t i=0; i<8; i++) fParentSelect[i]=fChildSelect[i]=0;
107 }
108
109 AliGenMC::~AliGenMC()
110 {
111 // Destructor
112 }
113
114 void AliGenMC::Init()
115 {
116 //
117 //  Initialization
118     switch (fForceDecay) {
119     case kBSemiElectronic:
120     case kSemiElectronic:
121     case kDiElectron:
122     case kBJpsiDiElectron:
123     case kBPsiPrimeDiElectron:
124         fChildSelect[0] = kElectron;    
125         break;
126     case kHardMuons:    
127     case kBSemiMuonic:
128     case kSemiMuonic:
129     case kDiMuon:
130     case kBJpsiDiMuon:
131     case kBPsiPrimeDiMuon:
132     case kPiToMu:
133     case kKaToMu:
134     case kWToMuon:
135     case kWToCharmToMuon:
136     case kZDiMuon:
137     case kZDiElectron:
138         fChildSelect[0]=kMuonMinus;
139         break;
140     case kWToCharm:
141         break;
142     case kHadronicD:
143     case kHadronicDWithout4Bodies:
144         fChildSelect[0]=kPiPlus;
145         fChildSelect[1]=kKPlus;
146         break;
147     case kPhiKK:
148         fChildSelect[0]=kKPlus;
149         break;
150     case kBJpsi:
151         fChildSelect[0]= 443;
152         break;
153    case kChiToJpsiGammaToMuonMuon:
154         fChildSelect[0]= 22;
155         fChildSelect[1]= 13;
156         break;
157     case kChiToJpsiGammaToElectronElectron:
158         fChildSelect[0]= 22;
159         fChildSelect[1]= 11;
160         break;
161     case kLambda:       
162         fChildSelect[0]= kProton;
163         fChildSelect[1]= 211;
164         break;
165     case kPsiPrimeJpsiDiElectron:
166       fChildSelect[0]= 211;
167       fChildSelect[1]= 11;
168       break;
169     case kOmega:
170     case kAll:
171     case kAllMuonic:
172     case kNoDecay:
173     case kNoDecayHeavy:
174     case kNoDecayBeauty:
175     case kNeutralPion:
176         break;
177     }
178
179     if (fZTarget != 0 && fAProjectile != 0) 
180     {
181         fDyBoost    = - 0.5 * TMath::Log(Double_t(fZProjectile) * Double_t(fATarget) / 
182                                          (Double_t(fZTarget)    * Double_t(fAProjectile)));
183     }
184 }
185
186
187 Bool_t AliGenMC::ParentSelected(Int_t ip) const
188 {
189 // True if particle is in list of parent particles to be selected
190     for (Int_t i=0; i<8; i++)
191     {
192         if (fParentSelect.At(i) == ip) return kTRUE;
193     }
194     return kFALSE;
195 }
196
197 Bool_t AliGenMC::ChildSelected(Int_t ip) const
198 {
199 // True if particle is in list of decay products to be selected
200     for (Int_t i=0; i<5; i++)
201     {
202         if (fChildSelect.At(i) == ip) return kTRUE;
203     }
204     return kFALSE;
205 }
206
207 Bool_t AliGenMC::KinematicSelection(TParticle *particle, Int_t flag) const
208 {
209 // Perform kinematic selection
210     Double_t pz    = particle->Pz();
211     Double_t pt    = particle->Pt();
212     Double_t p     = particle->P();
213     Double_t theta = particle->Theta();
214     Double_t mass  = particle->GetCalcMass();
215     Double_t mt2   = pt * pt + mass * mass;
216     Double_t phi   = particle->Phi();
217     Double_t e     = particle->Energy();
218     
219     if (e == 0.)     
220         e = TMath::Sqrt(p * p + mass * mass);
221
222     
223     Double_t y, y0;
224
225     if (TMath::Abs(pz) <  e) {
226         y = 0.5*TMath::Log((e+pz)/(e-pz));
227     } else {
228         y = 1.e10;
229     }
230     
231     if (mt2) {
232         y0 = 0.5*TMath::Log((e+TMath::Abs(pz))*(e+TMath::Abs(pz))/mt2);
233     } else {
234         if (TMath::Abs(y) < 1.e10) {
235             y0 = y;
236         } else {
237             y0 = 1.e10;
238         }
239     }
240       
241     y = (pz < 0) ? -y0 : y0;
242     
243     if (flag == 0) {
244 //
245 // Primary particle cuts
246 //
247 //  transverse momentum cut    
248         if (pt > fPtMax || pt < fPtMin) {
249 //          printf("\n failed pt cut %f %f %f \n",pt,fPtMin,fPtMax);
250             return kFALSE;
251         }
252 //
253 // momentum cut
254         if (p > fPMax || p < fPMin) {
255 //          printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fPMin,fPMax);
256             return kFALSE;
257         }
258 //
259 // theta cut
260         if (theta > fThetaMax || theta < fThetaMin) {
261 //          printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fThetaMin,fThetaMax);
262             return kFALSE;
263         }
264 //
265 // rapidity cut
266         if (y > fYMax || y < fYMin) {
267 //          printf("\n failed y cut %f %f %f \n",y,fYMin,fYMax);
268             return kFALSE;
269         }
270 //
271 // phi cut
272         if (phi > fPhiMax || phi < fPhiMin) {
273 //          printf("\n failed phi cut %f %f %f \n",phi,fPhiMin,fPhiMax);
274             return kFALSE;
275         }
276     } else {
277 //
278 // Decay product cuts
279 //
280 //  transverse momentum cut    
281         if (pt > fChildPtMax || pt < fChildPtMin) {
282 //          printf("\n failed pt cut %f %f %f \n",pt,fChildPtMin,fChildPtMax);
283             return kFALSE;
284         }
285 //
286 // momentum cut
287         if (p > fChildPMax || p < fChildPMin) {
288 //          printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fChildPMin,fChildPMax);
289             return kFALSE;
290         }
291 //
292 // theta cut
293         if (theta > fChildThetaMax || theta < fChildThetaMin) {
294 //          printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fChildThetaMin,fChildThetaMax);
295             return kFALSE;
296         }
297 //
298 // rapidity cut
299         if (y > fChildYMax || y < fChildYMin) {
300 //          printf("\n failed y cut %f %f %f \n",y,fChildYMin,fChildYMax);
301             return kFALSE;
302         }
303 //
304 // phi cut
305         if (phi > fChildPhiMax || phi < fChildPhiMin) {
306 //          printf("\n failed phi cut %f %f %f \n",phi,fChildPhiMin,fChildPhiMax);
307             return kFALSE;
308         }
309     }
310     
311     return kTRUE;
312 }
313
314 Bool_t AliGenMC::CheckAcceptanceGeometry(Int_t np, TClonesArray* particles)
315 {
316 // Check the geometrical acceptance for particle.
317
318   Bool_t check ;  
319   Int_t numberOfPdgCodeParticleforAcceptanceCut = 0;
320   Int_t numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut = 0;
321   TParticle * particle;
322   Int_t i;
323   for (i = 0; i < np; i++) {
324     particle =  (TParticle *) particles->At(i);
325     if( TMath::Abs( particle->GetPdgCode() ) == TMath::Abs( fPdgCodeParticleforAcceptanceCut ) ) {
326       numberOfPdgCodeParticleforAcceptanceCut++;
327       if (fGeometryAcceptance->Impact(particle)) numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut++;
328     }   
329   }
330   if ( numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut > (fNumberOfAcceptedParticles-1) )
331     check = kTRUE;
332   else
333     check = kFALSE;
334
335   return check;
336 }
337
338 Int_t AliGenMC::CheckPDGCode(Int_t pdgcode) const
339 {
340 //
341 //  If the particle is in a diffractive state, then take action accordingly
342   switch (pdgcode) {
343   case 91:
344     return 92;
345   case 110:
346     //rho_diff0 -- difficult to translate, return rho0
347     return 113;
348   case 210:
349     //pi_diffr+ -- change to pi+
350     return 211;
351   case 220:
352     //omega_di0 -- change to omega0
353     return 223;
354   case 330:
355     //phi_diff0 -- return phi0
356     return 333;
357   case 440:
358     //J/psi_di0 -- return J/psi
359     return 443;
360   case 2110:
361     //n_diffr -- return neutron
362     return 2112;
363   case 2210:
364     //p_diffr+ -- return proton
365     return 2212;
366   }
367   //non diffractive state -- return code unchanged
368   return pdgcode;
369 }
370
371 void AliGenMC::Boost()
372 {
373 //
374 // Boost cms into LHC lab frame
375 //
376
377     Double_t beta  = TMath::TanH(fDyBoost);
378     Double_t gamma = 1./TMath::Sqrt((1.-beta)*(1.+beta));
379     Double_t gb    = gamma * beta;
380
381     //    printf("\n Boosting particles to lab frame %f %f %f", fDyBoost, beta, gamma);
382     
383     Int_t i;
384     Int_t np = fParticles.GetEntriesFast();
385     for (i = 0; i < np; i++) 
386     {
387         TParticle* iparticle = (TParticle*) fParticles.At(i);
388
389         Double_t e   = iparticle->Energy();
390         Double_t px  = iparticle->Px();
391         Double_t py  = iparticle->Py();
392         Double_t pz  = iparticle->Pz();
393
394         Double_t eb  = gamma * e -      gb * pz;
395         Double_t pzb =   -gb * e +   gamma * pz;
396
397         iparticle->SetMomentum(px, py, pzb, eb);
398     }
399 }
400
401 void AliGenMC::BeamCrossAngle()
402 {
403   // Applies a boost in the y-direction in order to take into account the 
404   // beam crossing angle
405
406   Double_t thetaPr0, phiPr0, pyPr2, pzPr2;
407   TVector3 beta;
408   
409   thetaPr0 = fXingAngleY / 2.;
410   phiPr0 = 0;
411
412   // Momentum of the CMS system
413   pyPr2 = TMath::Sqrt(fEnergyCMS * fEnergyCMS/ 4 - 0.938 * 0.938) * TMath::Sin(thetaPr0); 
414   pzPr2 = TMath::Sqrt(fEnergyCMS * fEnergyCMS/ 4 - 0.938 * 0.938) * TMath::Cos(thetaPr0);
415
416   TLorentzVector proj1Vect, proj2Vect, projVect;
417   proj1Vect.SetPxPyPzE(0., pyPr2, pzPr2, fEnergyCMS/2);
418   proj2Vect.SetPxPyPzE(0., pyPr2,-pzPr2, fEnergyCMS/2);
419   projVect = proj1Vect + proj2Vect;
420   beta=(1. / projVect.E()) * (projVect.Vect());
421
422   Int_t i;
423   Int_t np = fParticles.GetEntriesFast();
424   for (i = 0; i < np; i++) 
425     {
426       TParticle* iparticle = (TParticle*) fParticles.At(i);
427
428       Double_t e   = iparticle->Energy();
429       Double_t px  = iparticle->Px();
430       Double_t py  = iparticle->Py();
431       Double_t pz  = iparticle->Pz();
432       
433       TLorentzVector partIn;
434       partIn.SetPxPyPzE(px,py,pz,e);
435       partIn.Boost(beta);
436       iparticle->SetMomentum(partIn.Px(),partIn.Py(),partIn.Pz(),partIn.E());
437     }
438 }
439
440
441 void AliGenMC::AddHeader(AliGenEventHeader* header)
442 {
443     // Passes header either to the container or to gAlice
444     if (fContainer) {
445         fContainer->AddHeader(header);
446     } else {
447         gAlice->SetGenEventHeader(header);      
448     }
449 }