EVGEN/AliGenMC.cxx

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   3  *                                                                        *
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  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 #include "AliDecayer.h"
  35
  36 ClassImp(AliGenMC)
  37
  38 AliGenMC::AliGenMC()
  39     :AliGenerator(),
  40      fParticles("TParticle", 1000),
  41      fParentSelect(8),
  42      fChildSelect(8),
  43      fCutOnChild(0),
  44      fChildPtMin(0.),
  45      fChildPtMax(1.e10),
  46      fChildPMin(0.),
  47      fChildPMax(1.e10),
  48      fChildPhiMin(0.),
  49      fChildPhiMax(2. * TMath::Pi()),
  50      fChildThetaMin(0.),
  51      fChildThetaMax(TMath::Pi()),
  52      fChildYMin(-12.),
  53      fChildYMax(12.),
  54      fXingAngleX(0.),
  55      fXingAngleY(0.),
  56      fForceDecay(kAll),
  57      fMaxLifeTime(1.e-15),
  58      fDyBoost(0.),
  59      fGeometryAcceptance(0),
  60      fPdgCodeParticleforAcceptanceCut(0),
  61      fNumberOfAcceptedParticles(0),
  62      fNprimaries(0)
  63 {
  64 // Default Constructor
  65   fAProjectile = 1;
  66   fZProjectile = 1;
  67   fATarget = 1;
  68   fZTarget = 1;
  69   fProjectile = "P";
  70   fTarget = "P";
  71 }
  72
  73 AliGenMC::AliGenMC(Int_t npart)
  74     :AliGenerator(npart),
  75      fParticles("TParticle", 1000),
  76      fParentSelect(8),
  77      fChildSelect(8),
  78      fCutOnChild(0),
  79      fChildPtMin(0.),
  80      fChildPtMax(1.e10),
  81      fChildPMin(0.),
  82      fChildPMax(1.e10),
  83      fChildPhiMin(0.),
  84      fChildPhiMax(2. * TMath::Pi()),
  85      fChildThetaMin(0.),
  86      fChildThetaMax(TMath::Pi()),
  87      fChildYMin(-12.),
  88      fChildYMax(12.),
  89      fXingAngleX(0.),
  90      fXingAngleY(0.),
  91      fForceDecay(kAll),
  92      fMaxLifeTime(1.e-15),
  93      fDyBoost(0.),
  94      fGeometryAcceptance(0),
  95      fPdgCodeParticleforAcceptanceCut(0),
  96      fNumberOfAcceptedParticles(0),
  97      fNprimaries(0)
  98 {
  99 //  Constructor
 100 //
 101   fAProjectile = 1;
 102   fZProjectile = 1;
 103   fATarget = 1;
 104   fZTarget = 1;
 105   fProjectile = "P";
 106   fTarget = "P";
 107   for (Int_t i=0; i<8; i++) fParentSelect[i]=fChildSelect[i]=0;
 108 }
 109
 110 AliGenMC::~AliGenMC()
 111 {
 112 // Destructor
 113 }
 114
 115 void AliGenMC::Init()
 116 {
 117 //
 118 //  Initialization
 119     switch (fForceDecay) {
 120     case kBSemiElectronic:
 121     case kSemiElectronic:
 122     case kDiElectron:
 123     case kBJpsiDiElectron:
 124     case kBPsiPrimeDiElectron:
 125     case kElectronEM:
 126     case kDiElectronEM:
 127         fChildSelect[0] = kElectron;
 128         break;
 129     case kHardMuons:
 130     case kBSemiMuonic:
 131     case kSemiMuonic:
 132     case kDiMuon:
 133     case kJpsiDiMuon:
 134     case kBJpsiDiMuon:
 135     case kBPsiPrimeDiMuon:
 136     case kPiToMu:
 137     case kKaToMu:
 138     case kWToMuon:
 139     case kWToCharmToMuon:
 140     case kZDiMuon:
 141     case kZDiElectron:
 142         fChildSelect[0]=kMuonMinus;
 143         break;
 144     case kWToCharm:
 145         break;
 146     case kHadronicD:
 147     case kHadronicDWithout4Bodies:
 148         fChildSelect[0]=kPiPlus;
 149         fChildSelect[1]=kKPlus;
 150         break;
 151     case kPhiKK:
 152         fChildSelect[0]=kKPlus;
 153         break;
 154     case kBJpsi:
 155         fChildSelect[0]= 443;
 156         break;
 157    case kChiToJpsiGammaToMuonMuon:
 158         fChildSelect[0]= 22;
 159         fChildSelect[1]= 13;
 160         break;
 161     case kChiToJpsiGammaToElectronElectron:
 162         fChildSelect[0]= 22;
 163         fChildSelect[1]= 11;
 164         break;
 165     case kLambda:
 166         fChildSelect[0]= kProton;
 167         fChildSelect[1]= 211;
 168         break;
 169     case kPsiPrimeJpsiDiElectron:
 170         fChildSelect[0]= 211;
 171         fChildSelect[1]= 11;
 172         break;
 173     case kGammaEM:
 174         fChildSelect[0] = kGamma;
 175         break;
 176     case kOmega:
 177     case kAll:
 178     case kAllMuonic:
 179     case kNoDecay:
 180     case kNoDecayHeavy:
 181     case kNoDecayBeauty:
 182     case kNeutralPion:
 183         break;
 184     }
 185
 186     if (fZTarget != 0 && fAProjectile != 0)
 187     {
 188         fDyBoost    = - 0.5 * TMath::Log(Double_t(fZProjectile) * Double_t(fATarget) /
 189                                          (Double_t(fZTarget)    * Double_t(fAProjectile)));
 190     }
 191 }
 192
 193
 194 Bool_t AliGenMC::ParentSelected(Int_t ip) const
 195 {
 196 // True if particle is in list of parent particles to be selected
 197     for (Int_t i=0; i<8; i++)
 198     {
 199         if (fParentSelect.At(i) == ip) return kTRUE;
 200     }
 201     return kFALSE;
 202 }
 203
 204 Bool_t AliGenMC::ChildSelected(Int_t ip) const
 205 {
 206 // True if particle is in list of decay products to be selected
 207     for (Int_t i=0; i<5; i++)
 208     {
 209         if (fChildSelect.At(i) == ip) return kTRUE;
 210     }
 211     return kFALSE;
 212 }
 213
 214 Bool_t AliGenMC::KinematicSelection(const TParticle *particle, Int_t flag) const
 215 {
 216 // Perform kinematic selection
 217     Double_t pz    = particle->Pz();
 218     Double_t pt    = particle->Pt();
 219     Double_t p     = particle->P();
 220     Double_t theta = particle->Theta();
 221     Double_t mass  = particle->GetCalcMass();
 222     Double_t mt2   = pt * pt + mass * mass;
 223     Double_t phi   = particle->Phi();
 224     Double_t e     = particle->Energy();
 225
 226     if (e == 0.)
 227         e = TMath::Sqrt(p * p + mass * mass);
 228
 229
 230     Double_t y, y0;
 231
 232     if (TMath::Abs(pz) <  e) {
 233         y = 0.5*TMath::Log((e+pz)/(e-pz));
 234     } else {
 235         y = 1.e10;
 236     }
 237
 238     if (mt2) {
 239         y0 = 0.5*TMath::Log((e+TMath::Abs(pz))*(e+TMath::Abs(pz))/mt2);
 240     } else {
 241         if (TMath::Abs(y) < 1.e10) {
 242             y0 = y;
 243         } else {
 244             y0 = 1.e10;
 245         }
 246     }
 247
 248     y = (pz < 0) ? -y0 : y0;
 249
 250     if (flag == 0) {
 251 //
 252 // Primary particle cuts
 253 //
 254 //  transverse momentum cut
 255         if (pt > fPtMax || pt < fPtMin) {
 256 //          printf("\n failed pt cut %f %f %f \n",pt,fPtMin,fPtMax);
 257             return kFALSE;
 258         }
 259 //
 260 // momentum cut
 261         if (p > fPMax || p < fPMin) {
 262 //          printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fPMin,fPMax);
 263             return kFALSE;
 264         }
 265 //
 266 // theta cut
 267         if (theta > fThetaMax || theta < fThetaMin) {
 268 //          printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fThetaMin,fThetaMax);
 269             return kFALSE;
 270         }
 271 //
 272 // rapidity cut
 273         if (y > fYMax || y < fYMin) {
 274 //          printf("\n failed y cut %f %f %f \n",y,fYMin,fYMax);
 275             return kFALSE;
 276         }
 277 //
 278 // phi cut
 279         if (phi > fPhiMax || phi < fPhiMin) {
 280 //          printf("\n failed phi cut %f %f %f \n",phi,fPhiMin,fPhiMax);
 281             return kFALSE;
 282         }
 283     } else {
 284 //
 285 // Decay product cuts
 286 //
 287 //  transverse momentum cut
 288         if (pt > fChildPtMax || pt < fChildPtMin) {
 289 //          printf("\n failed pt cut %f %f %f \n",pt,fChildPtMin,fChildPtMax);
 290             return kFALSE;
 291         }
 292 //
 293 // momentum cut
 294         if (p > fChildPMax || p < fChildPMin) {
 295 //          printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fChildPMin,fChildPMax);
 296             return kFALSE;
 297         }
 298 //
 299 // theta cut
 300         if (theta > fChildThetaMax || theta < fChildThetaMin) {
 301 //          printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fChildThetaMin,fChildThetaMax);
 302             return kFALSE;
 303         }
 304 //
 305 // rapidity cut
 306         if (y > fChildYMax || y < fChildYMin) {
 307 //          printf("\n failed y cut %f %f %f \n",y,fChildYMin,fChildYMax);
 308             return kFALSE;
 309         }
 310 //
 311 // phi cut
 312         if (phi > fChildPhiMax || phi < fChildPhiMin) {
 313 //          printf("\n failed phi cut %f %f %f \n",phi,fChildPhiMin,fChildPhiMax);
 314             return kFALSE;
 315         }
 316     }
 317
 318     return kTRUE;
 319 }
 320
 321 Bool_t AliGenMC::CheckAcceptanceGeometry(Int_t np, TClonesArray* particles)
 322 {
 323 // Check the geometrical acceptance for particle.
 324
 325   Bool_t check ;
 326   Int_t numberOfPdgCodeParticleforAcceptanceCut = 0;
 327   Int_t numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut = 0;
 328   TParticle * particle;
 329   Int_t i;
 330   for (i = 0; i < np; i++) {
 331     particle =  (TParticle *) particles->At(i);
 332     if( TMath::Abs( particle->GetPdgCode() ) == TMath::Abs( fPdgCodeParticleforAcceptanceCut ) ) {
 333       numberOfPdgCodeParticleforAcceptanceCut++;
 334       if (fGeometryAcceptance->Impact(particle)) numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut++;
 335     }
 336   }
 337   if ( numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut > (fNumberOfAcceptedParticles-1) )
 338     check = kTRUE;
 339   else
 340     check = kFALSE;
 341
 342   return check;
 343 }
 344
 345 Int_t AliGenMC::CheckPDGCode(Int_t pdgcode) const
 346 {
 347 //
 348 //  If the particle is in a diffractive state, then take action accordingly
 349   switch (pdgcode) {
 350   case 91:
 351     return 92;
 352   case 110:
 353     //rho_diff0 -- difficult to translate, return rho0
 354     return 113;
 355   case 210:
 356     //pi_diffr+ -- change to pi+
 357     return 211;
 358   case 220:
 359     //omega_di0 -- change to omega0
 360     return 223;
 361   case 330:
 362     //phi_diff0 -- return phi0
 363     return 333;
 364   case 440:
 365     //J/psi_di0 -- return J/psi
 366     return 443;
 367   case 2110:
 368     //n_diffr -- return neutron
 369     return 2112;
 370   case 2210:
 371     //p_diffr+ -- return proton
 372     return 2212;
 373   }
 374   //non diffractive state -- return code unchanged
 375   return pdgcode;
 376 }
 377
 378 void AliGenMC::Boost()
 379 {
 380 //
 381 // Boost cms into LHC lab frame
 382 //
 383
 384     Double_t beta  = TMath::TanH(fDyBoost);
 385     Double_t gamma = 1./TMath::Sqrt((1.-beta)*(1.+beta));
 386     Double_t gb    = gamma * beta;
 387
 388     //    printf("\n Boosting particles to lab frame %f %f %f", fDyBoost, beta, gamma);
 389
 390     Int_t i;
 391     Int_t np = fParticles.GetEntriesFast();
 392     for (i = 0; i < np; i++)
 393     {
 394         TParticle* iparticle = (TParticle*) fParticles.At(i);
 395
 396         Double_t e   = iparticle->Energy();
 397         Double_t px  = iparticle->Px();
 398         Double_t py  = iparticle->Py();
 399         Double_t pz  = iparticle->Pz();
 400
 401         Double_t eb  = gamma * e -      gb * pz;
 402         Double_t pzb =   -gb * e +   gamma * pz;
 403
 404         iparticle->SetMomentum(px, py, pzb, eb);
 405     }
 406 }
 407
 408 void AliGenMC::BeamCrossAngle()
 409 {
 410   // Applies a boost in the y-direction in order to take into account the
 411   // beam crossing angle
 412
 413   Double_t thetaPr0, phiPr0, pyPr2, pzPr2;
 414   TVector3 beta;
 415
 416   thetaPr0 = fXingAngleY / 2.;
 417   phiPr0 = 0;
 418
 419   // Momentum of the CMS system
 420   pyPr2 = TMath::Sqrt(fEnergyCMS * fEnergyCMS/ 4 - 0.938 * 0.938) * TMath::Sin(thetaPr0);
 421   pzPr2 = TMath::Sqrt(fEnergyCMS * fEnergyCMS/ 4 - 0.938 * 0.938) * TMath::Cos(thetaPr0);
 422
 423   TLorentzVector proj1Vect, proj2Vect, projVect;
 424   proj1Vect.SetPxPyPzE(0., pyPr2, pzPr2, fEnergyCMS/2);
 425   proj2Vect.SetPxPyPzE(0., pyPr2,-pzPr2, fEnergyCMS/2);
 426   projVect = proj1Vect + proj2Vect;
 427   beta=(1. / projVect.E()) * (projVect.Vect());
 428
 429   Int_t i;
 430   Int_t np = fParticles.GetEntriesFast();
 431   for (i = 0; i < np; i++)
 432     {
 433       TParticle* iparticle = (TParticle*) fParticles.At(i);
 434
 435       Double_t e   = iparticle->Energy();
 436       Double_t px  = iparticle->Px();
 437       Double_t py  = iparticle->Py();
 438       Double_t pz  = iparticle->Pz();
 439
 440       TLorentzVector partIn;
 441       partIn.SetPxPyPzE(px,py,pz,e);
 442       partIn.Boost(beta);
 443       iparticle->SetMomentum(partIn.Px(),partIn.Py(),partIn.Pz(),partIn.E());
 444     }
 445 }
 446
 447
 448 void AliGenMC::AddHeader(AliGenEventHeader* header)
 449 {
 450     // Passes header either to the container or to gAlice
 451     if (fContainer) {
 452         fContainer->AddHeader(header);
 453     } else {
 454         gAlice->SetGenEventHeader(header);
 455     }
 456 }