84f642f9e6fa0cb801c3aeda620119e999813ad9
[u/mrichter/AliRoot.git] / EVGEN / AliGenMC.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
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
29 #include "AliGenMC.h"
30 #include "AliGeometry.h"
31
32 ClassImp(AliGenMC)
33
34 AliGenMC::AliGenMC()
35     :AliGenerator(),
36      fParticles(0),
37      fParentSelect(8),
38      fChildSelect(8),
39      fCutOnChild(0),
40      fChildPtMin(0.),
41      fChildPtMax(1.e10),
42      fChildPMin(0.),
43      fChildPMax(1.e10),
44      fChildPhiMin(0.),
45      fChildPhiMax(2. * TMath::Pi()),
46      fChildThetaMin(0.),
47      fChildThetaMax(TMath::Pi()),
48      fChildYMin(-12.),
49      fChildYMax(12.),
50      fXingAngleX(0.),
51      fXingAngleY(0.),
52      fForceDecay(kAll),
53      fMaxLifeTime(1.e-15),
54      fAProjectile(1),
55      fZProjectile(1),
56      fATarget(1),
57      fZTarget(1),
58      fProjectile("P"),
59      fTarget("P"),    
60      fDyBoost(0.),
61      fGeometryAcceptance(0),
62      fPdgCodeParticleforAcceptanceCut(0),
63      fNumberOfAcceptedParticles(2)
64 {
65 // Default Constructor
66 }
67
68 AliGenMC::AliGenMC(Int_t npart)
69     :AliGenerator(npart),
70      fParticles(0),
71      fParentSelect(8),
72      fChildSelect(8),
73      fCutOnChild(0),
74      fChildPtMin(0.),
75      fChildPtMax(1.e10),
76      fChildPMin(0.),
77      fChildPMax(1.e10),
78      fChildPhiMin(0.),
79      fChildPhiMax(2. * TMath::Pi()),
80      fChildThetaMin(0.),
81      fChildThetaMax(TMath::Pi()),
82      fChildYMin(-12.),
83      fChildYMax(12.),
84      fXingAngleX(0.),
85      fXingAngleY(0.),
86      fForceDecay(kAll),
87      fMaxLifeTime(1.e-15),
88      fAProjectile(1),
89      fZProjectile(1),
90      fATarget(1),
91      fZTarget(1),
92      fProjectile("P"),
93      fTarget("P"),    
94      fDyBoost(0.),
95      fGeometryAcceptance(0),
96      fPdgCodeParticleforAcceptanceCut(0),
97      fNumberOfAcceptedParticles(2)
98 {
99 //  Constructor
100 // 
101     for (Int_t i=0; i<8; i++) fParentSelect[i]=fChildSelect[i]=0;
102 }
103
104 AliGenMC::~AliGenMC()
105 {
106 // Destructor
107 }
108
109 void AliGenMC::Init()
110 {
111 //
112 //  Initialization
113     switch (fForceDecay) {
114     case kBSemiElectronic:
115     case kSemiElectronic:
116     case kDiElectron:
117     case kBJpsiDiElectron:
118     case kBPsiPrimeDiElectron:
119         fChildSelect[0] = kElectron;    
120         break;
121     case kHardMuons:    
122     case kBSemiMuonic:
123     case kSemiMuonic:
124     case kDiMuon:
125     case kBJpsiDiMuon:
126     case kBPsiPrimeDiMuon:
127     case kPiToMu:
128     case kKaToMu:
129     case kWToMuon:
130     case kWToCharmToMuon:
131     case kZDiMuon:
132         fChildSelect[0]=kMuonMinus;
133         break;
134     case kWToCharm:
135         break;
136     case kHadronicD:
137         fChildSelect[0]=kPiPlus;
138         fChildSelect[1]=kKPlus;
139         break;
140     case kPhiKK:
141         fChildSelect[0]=kKPlus;
142         break;
143     case kBJpsi:
144         fChildSelect[0]=443;
145         break;
146     case kOmega:        
147     case kAll:
148     case kNoDecay:
149     case kNoDecayHeavy:
150         break;
151     }
152
153     if (fZTarget != 0 && fAProjectile != 0) 
154     {
155         fDyBoost    = - 0.5 * TMath::Log(Double_t(fZProjectile) * Double_t(fATarget) / 
156                                          (Double_t(fZTarget)    * Double_t(fAProjectile)));
157     }
158 }
159
160
161 Bool_t AliGenMC::ParentSelected(Int_t ip) const
162 {
163 // True if particle is in list of parent particles to be selected
164     for (Int_t i=0; i<8; i++)
165     {
166         if (fParentSelect.At(i) == ip) return kTRUE;
167     }
168     return kFALSE;
169 }
170
171 Bool_t AliGenMC::ChildSelected(Int_t ip) const
172 {
173 // True if particle is in list of decay products to be selected
174     for (Int_t i=0; i<5; i++)
175     {
176         if (fChildSelect.At(i) == ip) return kTRUE;
177     }
178     return kFALSE;
179 }
180
181 Bool_t AliGenMC::KinematicSelection(TParticle *particle, Int_t flag) const
182 {
183 // Perform kinematic selection
184     Float_t pz    = particle->Pz();
185     Float_t  e    = particle->Energy();
186     Float_t pt    = particle->Pt();
187     Float_t p     = particle->P();
188     Float_t theta = particle->Theta();
189     Float_t mass  = particle->GetCalcMass();
190     Float_t mt2   = pt * pt + mass * mass;
191     Float_t phi   = particle->Phi();
192     
193     Double_t y, y0;
194
195     if (TMath::Abs(pz) <  e) {
196         y = 0.5*TMath::Log((e+pz)/(e-pz));
197     } else {
198         y = 1.e10;
199     }
200     
201     if (mt2) {
202         y0 = 0.5*TMath::Log((e+TMath::Abs(pz))*(e+TMath::Abs(pz))/mt2);
203     } else {
204         if (TMath::Abs(y) < 1.e10) {
205             y0 = y;
206         } else {
207             y0 = 1.e10;
208         }
209     }
210       
211     y = (pz < 0) ? -y0 : y0;
212     
213     if (flag == 0) {
214 //
215 // Primary particle cuts
216 //
217 //  transverse momentum cut    
218         if (pt > fPtMax || pt < fPtMin) {
219 //          printf("\n failed pt cut %f %f %f \n",pt,fPtMin,fPtMax);
220             return kFALSE;
221         }
222 //
223 // momentum cut
224         if (p > fPMax || p < fPMin) {
225 //          printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fPMin,fPMax);
226             return kFALSE;
227         }
228 //
229 // theta cut
230         if (theta > fThetaMax || theta < fThetaMin) {
231 //          printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fThetaMin,fThetaMax);
232             return kFALSE;
233         }
234 //
235 // rapidity cut
236         if (y > fYMax || y < fYMin) {
237 //          printf("\n failed y cut %f %f %f \n",y,fYMin,fYMax);
238             return kFALSE;
239         }
240 //
241 // phi cut
242         if (phi > fPhiMax || phi < fPhiMin) {
243 //          printf("\n failed phi cut %f %f %f \n",phi,fPhiMin,fPhiMax);
244             return kFALSE;
245         }
246     } else {
247 //
248 // Decay product cuts
249 //
250 //  transverse momentum cut    
251         if (pt > fChildPtMax || pt < fChildPtMin) {
252 //          printf("\n failed pt cut %f %f %f \n",pt,fChildPtMin,fChildPtMax);
253             return kFALSE;
254         }
255 //
256 // momentum cut
257         if (p > fChildPMax || p < fChildPMin) {
258 //          printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fChildPMin,fChildPMax);
259             return kFALSE;
260         }
261 //
262 // theta cut
263         if (theta > fChildThetaMax || theta < fChildThetaMin) {
264 //          printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fChildThetaMin,fChildThetaMax);
265             return kFALSE;
266         }
267 //
268 // rapidity cut
269         if (y > fChildYMax || y < fChildYMin) {
270 //          printf("\n failed y cut %f %f %f \n",y,fChildYMin,fChildYMax);
271             return kFALSE;
272         }
273 //
274 // phi cut
275         if (phi > fChildPhiMax || phi < fChildPhiMin) {
276 //          printf("\n failed phi cut %f %f %f \n",phi,fChildPhiMin,fChildPhiMax);
277             return kFALSE;
278         }
279     }
280     
281     return kTRUE;
282 }
283
284 Bool_t AliGenMC::CheckAcceptanceGeometry(Int_t np, TClonesArray* particles)
285 {
286 // Check the geometrical acceptance for particle.
287
288   Bool_t check ;  
289   Int_t numberOfPdgCodeParticleforAcceptanceCut = 0;
290   Int_t numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut = 0;
291   TParticle * particle;
292   Int_t i;
293   for (i = 0; i < np; i++) {
294     particle =  (TParticle *) particles->At(i);
295     if( TMath::Abs( particle->GetPdgCode() ) == TMath::Abs( fPdgCodeParticleforAcceptanceCut ) ) {
296       numberOfPdgCodeParticleforAcceptanceCut++;
297       if (fGeometryAcceptance->Impact(particle)) numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut++;
298     }   
299   }
300   if ( numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut > (fNumberOfAcceptedParticles-1) )
301     check = kTRUE;
302   else
303     check = kFALSE;
304
305   return check;
306 }
307
308 Int_t AliGenMC::CheckPDGCode(Int_t pdgcode) const
309 {
310 //
311 //  If the particle is in a diffractive state, then take action accordingly
312   switch (pdgcode) {
313   case 91:
314     return 92;
315   case 110:
316     //rho_diff0 -- difficult to translate, return rho0
317     return 113;
318   case 210:
319     //pi_diffr+ -- change to pi+
320     return 211;
321   case 220:
322     //omega_di0 -- change to omega0
323     return 223;
324   case 330:
325     //phi_diff0 -- return phi0
326     return 333;
327   case 440:
328     //J/psi_di0 -- return J/psi
329     return 443;
330   case 2110:
331     //n_diffr -- return neutron
332     return 2112;
333   case 2210:
334     //p_diffr+ -- return proton
335     return 2212;
336   }
337   //non diffractive state -- return code unchanged
338   return pdgcode;
339 }
340
341 void AliGenMC::Boost()
342 {
343 //
344 // Boost cms into LHC lab frame
345 //
346
347     Double_t beta  = TMath::TanH(fDyBoost);
348     Double_t gamma = 1./TMath::Sqrt(1.-beta*beta);
349     Double_t gb    = gamma * beta;
350
351     //    printf("\n Boosting particles to lab frame %f %f %f", fDyBoost, beta, gamma);
352     
353     Int_t i;
354     Int_t np = fParticles->GetEntriesFast();
355     for (i = 0; i < np; i++) 
356     {
357         TParticle* iparticle = (TParticle*) fParticles->At(i);
358
359         Double_t e   = iparticle->Energy();
360         Double_t px  = iparticle->Px();
361         Double_t py  = iparticle->Py();
362         Double_t pz  = iparticle->Pz();
363
364         Double_t eb  = gamma * e -      gb * pz;
365         Double_t pzb =   -gb * e +   gamma * pz;
366
367         iparticle->SetMomentum(px, py, pzb, eb);
368     }
369 }