All the necessary for fast Chi_c generation. (P. Ladron de Guevara)
[u/mrichter/AliRoot.git] / EVGEN / AliGenMC.cxx
1 /**************************************************************************
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3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
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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   *
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 // 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(0),
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      fAProjectile(1),
56      fZProjectile(1),
57      fATarget(1),
58      fZTarget(1),
59      fProjectile("P"),
60      fTarget("P"),    
61      fDyBoost(0.),
62      fGeometryAcceptance(0),
63      fPdgCodeParticleforAcceptanceCut(0),
64      fNumberOfAcceptedParticles(0),
65      fNprimaries(0)
66 {
67 // Default Constructor
68 }
69
70 AliGenMC::AliGenMC(Int_t npart)
71     :AliGenerator(npart),
72      fParticles(0),
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      fAProjectile(1),
91      fZProjectile(1),
92      fATarget(1),
93      fZTarget(1),
94      fProjectile("P"),
95      fTarget("P"),    
96      fDyBoost(0.),
97      fGeometryAcceptance(0),
98      fPdgCodeParticleforAcceptanceCut(0),
99      fNumberOfAcceptedParticles(0),
100      fNprimaries(0)
101 {
102 //  Constructor
103 // 
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  e    = particle->Energy();
202     Double_t pt    = particle->Pt();
203     Double_t p     = particle->P();
204     Double_t theta = particle->Theta();
205     Double_t mass  = particle->GetCalcMass();
206     Double_t mt2   = pt * pt + mass * mass;
207     Double_t phi   = particle->Phi();
208     
209     Double_t y, y0;
210
211     if (TMath::Abs(pz) <  e) {
212         y = 0.5*TMath::Log((e+pz)/(e-pz));
213     } else {
214         y = 1.e10;
215     }
216     
217     if (mt2) {
218         y0 = 0.5*TMath::Log((e+TMath::Abs(pz))*(e+TMath::Abs(pz))/mt2);
219     } else {
220         if (TMath::Abs(y) < 1.e10) {
221             y0 = y;
222         } else {
223             y0 = 1.e10;
224         }
225     }
226       
227     y = (pz < 0) ? -y0 : y0;
228     
229     if (flag == 0) {
230 //
231 // Primary particle cuts
232 //
233 //  transverse momentum cut    
234         if (pt > fPtMax || pt < fPtMin) {
235 //          printf("\n failed pt cut %f %f %f \n",pt,fPtMin,fPtMax);
236             return kFALSE;
237         }
238 //
239 // momentum cut
240         if (p > fPMax || p < fPMin) {
241 //          printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fPMin,fPMax);
242             return kFALSE;
243         }
244 //
245 // theta cut
246         if (theta > fThetaMax || theta < fThetaMin) {
247 //          printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fThetaMin,fThetaMax);
248             return kFALSE;
249         }
250 //
251 // rapidity cut
252         if (y > fYMax || y < fYMin) {
253 //          printf("\n failed y cut %f %f %f \n",y,fYMin,fYMax);
254             return kFALSE;
255         }
256 //
257 // phi cut
258         if (phi > fPhiMax || phi < fPhiMin) {
259 //          printf("\n failed phi cut %f %f %f \n",phi,fPhiMin,fPhiMax);
260             return kFALSE;
261         }
262     } else {
263 //
264 // Decay product cuts
265 //
266 //  transverse momentum cut    
267         if (pt > fChildPtMax || pt < fChildPtMin) {
268 //          printf("\n failed pt cut %f %f %f \n",pt,fChildPtMin,fChildPtMax);
269             return kFALSE;
270         }
271 //
272 // momentum cut
273         if (p > fChildPMax || p < fChildPMin) {
274 //          printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fChildPMin,fChildPMax);
275             return kFALSE;
276         }
277 //
278 // theta cut
279         if (theta > fChildThetaMax || theta < fChildThetaMin) {
280 //          printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fChildThetaMin,fChildThetaMax);
281             return kFALSE;
282         }
283 //
284 // rapidity cut
285         if (y > fChildYMax || y < fChildYMin) {
286 //          printf("\n failed y cut %f %f %f \n",y,fChildYMin,fChildYMax);
287             return kFALSE;
288         }
289 //
290 // phi cut
291         if (phi > fChildPhiMax || phi < fChildPhiMin) {
292 //          printf("\n failed phi cut %f %f %f \n",phi,fChildPhiMin,fChildPhiMax);
293             return kFALSE;
294         }
295     }
296     
297     return kTRUE;
298 }
299
300 Bool_t AliGenMC::CheckAcceptanceGeometry(Int_t np, TClonesArray* particles)
301 {
302 // Check the geometrical acceptance for particle.
303
304   Bool_t check ;  
305   Int_t numberOfPdgCodeParticleforAcceptanceCut = 0;
306   Int_t numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut = 0;
307   TParticle * particle;
308   Int_t i;
309   for (i = 0; i < np; i++) {
310     particle =  (TParticle *) particles->At(i);
311     if( TMath::Abs( particle->GetPdgCode() ) == TMath::Abs( fPdgCodeParticleforAcceptanceCut ) ) {
312       numberOfPdgCodeParticleforAcceptanceCut++;
313       if (fGeometryAcceptance->Impact(particle)) numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut++;
314     }   
315   }
316   if ( numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut > (fNumberOfAcceptedParticles-1) )
317     check = kTRUE;
318   else
319     check = kFALSE;
320
321   return check;
322 }
323
324 Int_t AliGenMC::CheckPDGCode(Int_t pdgcode) const
325 {
326 //
327 //  If the particle is in a diffractive state, then take action accordingly
328   switch (pdgcode) {
329   case 91:
330     return 92;
331   case 110:
332     //rho_diff0 -- difficult to translate, return rho0
333     return 113;
334   case 210:
335     //pi_diffr+ -- change to pi+
336     return 211;
337   case 220:
338     //omega_di0 -- change to omega0
339     return 223;
340   case 330:
341     //phi_diff0 -- return phi0
342     return 333;
343   case 440:
344     //J/psi_di0 -- return J/psi
345     return 443;
346   case 2110:
347     //n_diffr -- return neutron
348     return 2112;
349   case 2210:
350     //p_diffr+ -- return proton
351     return 2212;
352   }
353   //non diffractive state -- return code unchanged
354   return pdgcode;
355 }
356
357 void AliGenMC::Boost()
358 {
359 //
360 // Boost cms into LHC lab frame
361 //
362
363     Double_t beta  = TMath::TanH(fDyBoost);
364     Double_t gamma = 1./TMath::Sqrt(1.-beta*beta);
365     Double_t gb    = gamma * beta;
366
367     //    printf("\n Boosting particles to lab frame %f %f %f", fDyBoost, beta, gamma);
368     
369     Int_t i;
370     Int_t np = fParticles->GetEntriesFast();
371     for (i = 0; i < np; i++) 
372     {
373         TParticle* iparticle = (TParticle*) fParticles->At(i);
374
375         Double_t e   = iparticle->Energy();
376         Double_t px  = iparticle->Px();
377         Double_t py  = iparticle->Py();
378         Double_t pz  = iparticle->Pz();
379
380         Double_t eb  = gamma * e -      gb * pz;
381         Double_t pzb =   -gb * e +   gamma * pz;
382
383         iparticle->SetMomentum(px, py, pzb, eb);
384     }
385 }
386
387 void AliGenMC::AddHeader(AliGenEventHeader* header)
388 {
389     // Passes header either to the container or to gAlice
390     if (fContainer) {
391         fContainer->AddHeader(header);
392     } else {
393         gAlice->SetGenEventHeader(header);      
394     }
395 }