Option kNeutralPion added.
[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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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   *
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 "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     case kNeutralPion:
151         break;
152     }
153
154     if (fZTarget != 0 && fAProjectile != 0) 
155     {
156         fDyBoost    = - 0.5 * TMath::Log(Double_t(fZProjectile) * Double_t(fATarget) / 
157                                          (Double_t(fZTarget)    * Double_t(fAProjectile)));
158     }
159 }
160
161
162 Bool_t AliGenMC::ParentSelected(Int_t ip) const
163 {
164 // True if particle is in list of parent particles to be selected
165     for (Int_t i=0; i<8; i++)
166     {
167         if (fParentSelect.At(i) == ip) return kTRUE;
168     }
169     return kFALSE;
170 }
171
172 Bool_t AliGenMC::ChildSelected(Int_t ip) const
173 {
174 // True if particle is in list of decay products to be selected
175     for (Int_t i=0; i<5; i++)
176     {
177         if (fChildSelect.At(i) == ip) return kTRUE;
178     }
179     return kFALSE;
180 }
181
182 Bool_t AliGenMC::KinematicSelection(TParticle *particle, Int_t flag) const
183 {
184 // Perform kinematic selection
185     Float_t pz    = particle->Pz();
186     Float_t  e    = particle->Energy();
187     Float_t pt    = particle->Pt();
188     Float_t p     = particle->P();
189     Float_t theta = particle->Theta();
190     Float_t mass  = particle->GetCalcMass();
191     Float_t mt2   = pt * pt + mass * mass;
192     Float_t phi   = particle->Phi();
193     
194     Double_t y, y0;
195
196     if (TMath::Abs(pz) <  e) {
197         y = 0.5*TMath::Log((e+pz)/(e-pz));
198     } else {
199         y = 1.e10;
200     }
201     
202     if (mt2) {
203         y0 = 0.5*TMath::Log((e+TMath::Abs(pz))*(e+TMath::Abs(pz))/mt2);
204     } else {
205         if (TMath::Abs(y) < 1.e10) {
206             y0 = y;
207         } else {
208             y0 = 1.e10;
209         }
210     }
211       
212     y = (pz < 0) ? -y0 : y0;
213     
214     if (flag == 0) {
215 //
216 // Primary particle cuts
217 //
218 //  transverse momentum cut    
219         if (pt > fPtMax || pt < fPtMin) {
220 //          printf("\n failed pt cut %f %f %f \n",pt,fPtMin,fPtMax);
221             return kFALSE;
222         }
223 //
224 // momentum cut
225         if (p > fPMax || p < fPMin) {
226 //          printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fPMin,fPMax);
227             return kFALSE;
228         }
229 //
230 // theta cut
231         if (theta > fThetaMax || theta < fThetaMin) {
232 //          printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fThetaMin,fThetaMax);
233             return kFALSE;
234         }
235 //
236 // rapidity cut
237         if (y > fYMax || y < fYMin) {
238 //          printf("\n failed y cut %f %f %f \n",y,fYMin,fYMax);
239             return kFALSE;
240         }
241 //
242 // phi cut
243         if (phi > fPhiMax || phi < fPhiMin) {
244 //          printf("\n failed phi cut %f %f %f \n",phi,fPhiMin,fPhiMax);
245             return kFALSE;
246         }
247     } else {
248 //
249 // Decay product cuts
250 //
251 //  transverse momentum cut    
252         if (pt > fChildPtMax || pt < fChildPtMin) {
253 //          printf("\n failed pt cut %f %f %f \n",pt,fChildPtMin,fChildPtMax);
254             return kFALSE;
255         }
256 //
257 // momentum cut
258         if (p > fChildPMax || p < fChildPMin) {
259 //          printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fChildPMin,fChildPMax);
260             return kFALSE;
261         }
262 //
263 // theta cut
264         if (theta > fChildThetaMax || theta < fChildThetaMin) {
265 //          printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fChildThetaMin,fChildThetaMax);
266             return kFALSE;
267         }
268 //
269 // rapidity cut
270         if (y > fChildYMax || y < fChildYMin) {
271 //          printf("\n failed y cut %f %f %f \n",y,fChildYMin,fChildYMax);
272             return kFALSE;
273         }
274 //
275 // phi cut
276         if (phi > fChildPhiMax || phi < fChildPhiMin) {
277 //          printf("\n failed phi cut %f %f %f \n",phi,fChildPhiMin,fChildPhiMax);
278             return kFALSE;
279         }
280     }
281     
282     return kTRUE;
283 }
284
285 Bool_t AliGenMC::CheckAcceptanceGeometry(Int_t np, TClonesArray* particles)
286 {
287 // Check the geometrical acceptance for particle.
288
289   Bool_t check ;  
290   Int_t numberOfPdgCodeParticleforAcceptanceCut = 0;
291   Int_t numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut = 0;
292   TParticle * particle;
293   Int_t i;
294   for (i = 0; i < np; i++) {
295     particle =  (TParticle *) particles->At(i);
296     if( TMath::Abs( particle->GetPdgCode() ) == TMath::Abs( fPdgCodeParticleforAcceptanceCut ) ) {
297       numberOfPdgCodeParticleforAcceptanceCut++;
298       if (fGeometryAcceptance->Impact(particle)) numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut++;
299     }   
300   }
301   if ( numberOfAcceptedPdgCodeParticleforAcceptanceCut > (fNumberOfAcceptedParticles-1) )
302     check = kTRUE;
303   else
304     check = kFALSE;
305
306   return check;
307 }
308
309 Int_t AliGenMC::CheckPDGCode(Int_t pdgcode) const
310 {
311 //
312 //  If the particle is in a diffractive state, then take action accordingly
313   switch (pdgcode) {
314   case 91:
315     return 92;
316   case 110:
317     //rho_diff0 -- difficult to translate, return rho0
318     return 113;
319   case 210:
320     //pi_diffr+ -- change to pi+
321     return 211;
322   case 220:
323     //omega_di0 -- change to omega0
324     return 223;
325   case 330:
326     //phi_diff0 -- return phi0
327     return 333;
328   case 440:
329     //J/psi_di0 -- return J/psi
330     return 443;
331   case 2110:
332     //n_diffr -- return neutron
333     return 2112;
334   case 2210:
335     //p_diffr+ -- return proton
336     return 2212;
337   }
338   //non diffractive state -- return code unchanged
339   return pdgcode;
340 }
341
342 void AliGenMC::Boost()
343 {
344 //
345 // Boost cms into LHC lab frame
346 //
347
348     Double_t beta  = TMath::TanH(fDyBoost);
349     Double_t gamma = 1./TMath::Sqrt(1.-beta*beta);
350     Double_t gb    = gamma * beta;
351
352     //    printf("\n Boosting particles to lab frame %f %f %f", fDyBoost, beta, gamma);
353     
354     Int_t i;
355     Int_t np = fParticles->GetEntriesFast();
356     for (i = 0; i < np; i++) 
357     {
358         TParticle* iparticle = (TParticle*) fParticles->At(i);
359
360         Double_t e   = iparticle->Energy();
361         Double_t px  = iparticle->Px();
362         Double_t py  = iparticle->Py();
363         Double_t pz  = iparticle->Pz();
364
365         Double_t eb  = gamma * e -      gb * pz;
366         Double_t pzb =   -gb * e +   gamma * pz;
367
368         iparticle->SetMomentum(px, py, pzb, eb);
369     }
370 }