EVGEN/AliGenMUONCocktail.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  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 //
  19 // Classe to create the MUON coktail for physics in the Alice muon spectrometer
  20 // The followoing muons sources are included in this cocktail:
  21 //     jpsi, upsilon, non-correlated open and beauty, and muons from pion and kaons.
  22 // The free parameeters are :
  23 //      pp reaction cross-section
  24 //      production cross-sections in pp collisions and
  25 //      branching ratios in the muon channel
  26 // Hard probes are supposed to scale with Ncoll and hadronic production with (0.8Ncoll+0.2*Npart)
  27 // There is a primordial trigger wiche requires :
  28 //      a minimum muon multiplicity above a pT cut in a theta acceptance cone
  29 //
  30 // Gines Martinez, jan 2004, Nantes  martinez@in2p3.fr
  31
  32
  33 //
  34
  35 #include <TObjArray.h>
  36 #include <TParticle.h>
  37
  38 #include "AliGenCocktailEntry.h"
  39 #include "AliGenMUONCocktail.h"
  40 #include "AliGenMUONlib.h"
  41 #include "AliGenParam.h"
  42 #include "AliMC.h"
  43 #include "AliRun.h"
  44 #include "AliStack.h"
  45
  46 ClassImp(AliGenMUONCocktail)
  47
  48
  49 //________________________________________________________________________
  50 AliGenMUONCocktail::AliGenMUONCocktail()
  51   :AliGenCocktail()
  52 {
  53 // Constructor
  54   fTotalRate =0;
  55   fNSucceded=0;
  56   fNGenerated=0;
  57   fMuonMultiplicity=1;
  58   fMuonPtCut= 1.;
  59   fMuonThetaMinCut=171.;
  60   fMuonThetaMaxCut=178.;
  61   fNumberOfCollisions = 400; // Minimum bias Pb+Pb collisions
  62     //
  63 }
  64 //_________________________________________________________________________
  65 AliGenMUONCocktail::AliGenMUONCocktail(const AliGenMUONCocktail & cocktail):
  66     AliGenCocktail(cocktail)
  67 {
  68 // Copy constructor
  69   fTotalRate =0;
  70   fNSucceded=0;
  71   fNGenerated=0;
  72   fMuonMultiplicity=1;
  73   fMuonPtCut= 1.;
  74   fMuonThetaMinCut=171.;
  75   fMuonThetaMaxCut=178.;
  76   fNumberOfCollisions = 400; // Minimum bias Pb+Pb collisions
  77     //
  78 }
  79 //_________________________________________________________________________
  80 AliGenMUONCocktail::~AliGenMUONCocktail()
  81 {
  82 // Destructor
  83 }
  84
  85 //_________________________________________________________________________
  86 void AliGenMUONCocktail::Init()
  87 {
  88   // Defining MUON physics cocktail
  89
  90   // Kinematical limits for particle generation
  91   Float_t ptMin  = fPtMin;
  92   Float_t ptMax  = fPtMax;
  93   Float_t yMin   = fYMin;;
  94   Float_t yMax   = fYMax;;
  95   Float_t phiMin = fPhiMin*180./TMath::Pi();
  96   Float_t phiMax = fPhiMax*180./TMath::Pi();
  97   printf(">>> Kinematical range pT:%f:%f  y:%f:%f Phi:%f:%f\n",ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
  98
  99   Float_t sigmaReaction =   0.072;   // MINB pp at LHC energies 72 mb
 100
 101   // Generating J/Psi Physics
 102   AliGenParam * genjpsi = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kJpsi, "Vogt", "Jpsi");
 103   // 4pi Generation
 104   genjpsi->SetPtRange(0,100.);
 105   genjpsi->SetYRange(-8.,8);
 106   genjpsi->SetPhiRange(0.,360.);
 107   genjpsi->SetForceDecay(kDiMuon);
 108   genjpsi->SetTrackingFlag(1);
 109   // Calculation of the paritcle multiplicity per event in the muonic channel
 110   Float_t ratiojpsi; // Ratio with respect to the reaction cross-section for the muonic channel in the kinematics limit of the MUONCocktail
 111   Float_t sigmajpsi     = 31.0e-6 * 0.437;   //   section "6.7 Quarkonia Production" table 6.5 for pp  times shadowing
 112   Float_t brjpsi        = 0.0588;           // Branching Ratio for JPsi
 113   genjpsi->Init();  // Generating pT and Y parametrsation for the 4pi
 114   ratiojpsi = sigmajpsi * brjpsi * fNumberOfCollisions / sigmaReaction * genjpsi->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
 115   printf(">>> ratio jpsi %g et %g Ncol %g sigma %g\n",ratiojpsi,genjpsi->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax),fNumberOfCollisions, sigmajpsi );
 116   // Generation in the kinematical limits of AliGenMUONCocktail
 117   genjpsi->SetPtRange(ptMin, ptMax);
 118   genjpsi->SetYRange(yMin, yMax);
 119   genjpsi->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
 120   genjpsi->Init(); // Generating pT and Y parametrsation in the desired kinematic range
 121   // Adding Generator
 122   AddGenerator(genjpsi, "Jpsi", ratiojpsi);
 123   fTotalRate+=ratiojpsi;
 124
 125  // Generating Psi prime Physics
 126   AliGenParam * genpsiP = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kPsiP, "Vogt", "PsiP");
 127   // 4pi Generation
 128   genpsiP->SetPtRange(0,100.);
 129   genpsiP->SetYRange(-8.,8);
 130   genpsiP->SetPhiRange(0.,360.);
 131   genpsiP->SetForceDecay(kDiMuon);
 132   genpsiP->SetTrackingFlag(1);
 133   // Calculation of the paritcle multiplicity per event in the muonic channel
 134   Float_t ratiopsiP; // Ratio with respect to the reaction cross-section for the muonic channel in the kinematics limit of the MUONCocktail
 135   Float_t sigmapsiP     = 4.68e-6 * 0.437;   //   section "6.7 Quarkonia Production" table 6.5 for pp  times shadowing
 136   Float_t brpsiP        = 0.0103;           // Branching Ratio for PsiP
 137   genpsiP->Init();  // Generating pT and Y parametrsation for the 4pi
 138   ratiopsiP = sigmapsiP * brpsiP * fNumberOfCollisions / sigmaReaction * genpsiP->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
 139   printf(">>> ratio psiP %g et %g Ncol %g sigma %g\n",ratiopsiP,genpsiP->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax),fNumberOfCollisions, sigmapsiP );
 140   // Generation in the kinematical limits of AliGenMUONCocktail
 141   genpsiP->SetPtRange(ptMin, ptMax);
 142   genpsiP->SetYRange(yMin, yMax);
 143   genpsiP->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
 144   genpsiP->Init(); // Generating pT and Y parametrsation in the desired kinematic range
 145   // Adding Generator
 146   AddGenerator(genpsiP, "PsiP", ratiopsiP);
 147   fTotalRate+=ratiopsiP;
 148
 149
 150 // Generating Upsilon Physics
 151   AliGenParam * genupsilon = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kUpsilon, "Vogt", "Upsilon");
 152   genupsilon->SetPtRange(0,100.);
 153   genupsilon->SetYRange(-8.,8);
 154   genupsilon->SetPhiRange(0.,360.);
 155   genupsilon->SetForceDecay(kDiMuon);
 156   genupsilon->SetTrackingFlag(1);
 157   Float_t ratioupsilon; // Ratio with respect to the reaction cross-section for the muonic channel in the kinematics limit of the MUONCocktail
 158   Float_t sigmaupsilon     = 0.501e-6 * 0.674;   //  section "6.7 Quarkonia Production" table 6.5 for pp  times shadowing
 159   Float_t brupsilon        = 0.0248;  // Branching Ratio for Upsilon
 160   genupsilon->Init();  // Generating pT and Y parametrsation for the 4pi
 161   ratioupsilon = sigmaupsilon * brupsilon * fNumberOfCollisions / sigmaReaction * genupsilon->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
 162   printf(">>> ratio upsilon %g et %g\n",ratioupsilon, genupsilon->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax));
 163   genupsilon->SetPtRange(ptMin, ptMax);
 164   genupsilon->SetYRange(yMin, yMax);
 165   genupsilon->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
 166   genupsilon->Init(); // Generating pT and Y parametrsation in the desired kinematic range
 167   AddGenerator(genupsilon,"Upsilon", ratioupsilon);
 168   fTotalRate+=ratioupsilon;
 169
 170 // Generating UpsilonP Physics
 171   AliGenParam * genupsilonP = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kUpsilonP, "Vogt", "UpsilonP");
 172   genupsilonP->SetPtRange(0,100.);
 173   genupsilonP->SetYRange(-8.,8);
 174   genupsilonP->SetPhiRange(0.,360.);
 175   genupsilonP->SetForceDecay(kDiMuon);
 176   genupsilonP->SetTrackingFlag(1);
 177   Float_t ratioupsilonP; // Ratio with respect to the reaction cross-section for the muonic channel in the kinematics limit of the MUONCocktail
 178   Float_t sigmaupsilonP     = 0.246e-6 * 0.674;   //  section "6.7 Quarkonia Production" table 6.5 for pp  times shadowing
 179   Float_t brupsilonP        = 0.0131;  // Branching Ratio for UpsilonP
 180   genupsilonP->Init();  // Generating pT and Y parametrsation for the 4pi
 181   ratioupsilonP = sigmaupsilonP * brupsilonP * fNumberOfCollisions / sigmaReaction * genupsilonP->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
 182   printf(">>> ratio upsilonP %g et %g\n",ratioupsilonP, genupsilonP->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax));
 183   genupsilonP->SetPtRange(ptMin, ptMax);
 184   genupsilonP->SetYRange(yMin, yMax);
 185   genupsilonP->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
 186   genupsilonP->Init(); // Generating pT and Y parametrsation in the desired kinematic range
 187   AddGenerator(genupsilonP,"UpsilonP", ratioupsilonP);
 188   fTotalRate+=ratioupsilonP;
 189
 190
 191 // Generating UpsilonPP Physics
 192   AliGenParam * genupsilonPP = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kUpsilonPP, "Vogt", "UpsilonPP");
 193   genupsilonPP->SetPtRange(0,100.);
 194   genupsilonPP->SetYRange(-8.,8);
 195   genupsilonPP->SetPhiRange(0.,360.);
 196   genupsilonPP->SetForceDecay(kDiMuon);
 197   genupsilonPP->SetTrackingFlag(1);
 198   Float_t ratioupsilonPP; // Ratio with respect to the reaction cross-section for the muonic channel in the kinematics limit of the MUONCocktail
 199   Float_t sigmaupsilonPP     = 0.100e-6 * 0.674;   //  section "6.7 Quarkonia Production" table 6.5 for pp  times shadowing
 200   Float_t brupsilonPP        = 0.0181;  // Branching Ratio for UpsilonPP
 201   genupsilonPP->Init();  // Generating pT and Y parametrsation for the 4pi
 202   ratioupsilonPP = sigmaupsilonPP * brupsilonPP * fNumberOfCollisions / sigmaReaction * genupsilonPP->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
 203   printf(">>> ratio upsilonPP %g et %g\n",ratioupsilonPP, genupsilonPP->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax));
 204   genupsilonPP->SetPtRange(ptMin, ptMax);
 205   genupsilonPP->SetYRange(yMin, yMax);
 206   genupsilonPP->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
 207   genupsilonPP->Init(); // Generating pT and Y parametrsation in the desired kinematic range
 208   AddGenerator(genupsilonPP,"UpsilonPP", ratioupsilonPP);
 209   fTotalRate+=ratioupsilonPP;
 210
 211
 212 // Generating Charm Physics
 213   AliGenParam * gencharm = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kCharm, "Vogt", "Charm");
 214   gencharm->SetPtRange(0,100.);
 215   gencharm->SetYRange(-8.,8);
 216   gencharm->SetPhiRange(0.,360.);
 217   gencharm->SetForceDecay(kSemiMuonic);
 218   gencharm->SetTrackingFlag(1);
 219   Float_t ratiocharm; // Ratio with respect to the reaction cross-section for the muonic channel in the kinematics limit of the MUONCocktail
 220   Float_t sigmacharm     = 2. * 6.64e-3 * 0.65 ;   //
 221   Float_t brcharm        = 0.12;  // Branching Ratio for Charm
 222   gencharm->Init();  // Generating pT and Y parametrsation for the 4pi
 223   ratiocharm = sigmacharm * brcharm * fNumberOfCollisions / sigmaReaction *
 224     gencharm->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
 225   gencharm->SetPtRange(ptMin, ptMax);
 226   gencharm->SetYRange(yMin, yMax);
 227   gencharm->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
 228   gencharm->Init(); // Generating pT and Y parametrsation in the desired kinematic range
 229
 230   printf(">>> ratio charm %f\n",ratiocharm);
 231   AddGenerator(gencharm,"Charm", ratiocharm);
 232   fTotalRate+=ratiocharm;
 233
 234 // Generating Beauty Physics "Correlated Pairs"
 235   AliGenParam * genbeauty = new AliGenParam(2, AliGenMUONlib::kBeauty, "Vogt", "Beauty");
 236   genbeauty->SetPtRange(0,100.);
 237   genbeauty->SetYRange(-8.,8);
 238   genbeauty->SetPhiRange(0.,360.);
 239   genbeauty->SetForceDecay(kSemiMuonic);
 240   genbeauty->SetTrackingFlag(1);
 241   Float_t ratiobeauty; // Ratio with respect to the reaction cross-section for the muonic channel in the kinematics limit of the MUONCocktail
 242   Float_t sigmabeauty     = 2. * 0.210e-3 * 0.84;   //
 243   Float_t brbeauty        = 0.15;  // Branching Ratio for Beauty
 244   genbeauty->Init();  // Generating pT and Y parametrsation for the 4pi
 245   ratiobeauty = sigmabeauty * brbeauty * fNumberOfCollisions / sigmaReaction *
 246     genbeauty->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
 247   genbeauty->SetPtRange(ptMin, ptMax);
 248   genbeauty->SetYRange(yMin, yMax);
 249   genbeauty->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
 250   genbeauty->Init(); // Generating pT and Y parametrisation in the desired kinematic range
 251
 252   printf(">>> ratio beauty %f\n",ratiobeauty);
 253   AddGenerator(genbeauty,"Beauty", ratiobeauty);
 254   fTotalRate+=ratiobeauty;
 255
 256 // Generating Pion Physics
 257   AliGenParam * genpion = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kPion, "Vogt", "Pion");
 258   genpion->SetPtRange(0,100.);
 259   genpion->SetYRange(-8.,8);
 260   genpion->SetPhiRange(0.,360.);
 261   genpion->SetForceDecay(kPiToMu);
 262   genpion->SetTrackingFlag(1);
 263   Float_t ratiopion; // Ratio with respect to the reaction cross-section for the muonic channel in the kinematics limit of the MUONCocktail
 264   Float_t sigmapion     = 0.93e-2; // Valerie presentation Clermont-16-jan-2004 and Alice-int-2002-06
 265   Float_t brpion        = 0.9999;  // Branching Ratio for Pion
 266   genpion->Init();  // Generating pT and Y parametrsation for the 4pi
 267   ratiopion = sigmapion * brpion *  (0.80*fNumberOfParticipants+0.2*fNumberOfCollisions) / sigmaReaction * genpion->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
 268   genpion->SetPtRange(ptMin, ptMax);
 269   genpion->SetYRange(yMin, yMax);
 270   genpion->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
 271   genpion->Init(); // Generating pT and Y parametrsation in the desired kinematic range
 272   printf(">>> ratio pion %f\n",ratiopion);
 273   AddGenerator(genpion,"Pion", ratiopion);
 274   fTotalRate+=ratiopion;
 275
 276 // Generating Kaon Physics
 277   AliGenParam * genkaon = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kKaon, "Vogt", "Kaon");
 278   genkaon->SetPtRange(0,100.);
 279   genkaon->SetYRange(-8.,8);
 280   genkaon->SetPhiRange(0.,360.);
 281   genkaon->SetForceDecay(kKaToMu);
 282   genkaon->SetTrackingFlag(1);
 283   Float_t ratiokaon; // Ratio with respect to the reaction cross-section for the muonic channel in the kinematics limit of the MUONCocktail
 284   Float_t sigmakaon     = 1.23e-4;   // Valerie presentation Clermont-16-jan-2004 and Alice-int-2002-06
 285   Float_t brkaon        = 0.6351 ;  // Branching Ratio for Kaon
 286   genkaon->Init();  // Generating pT and Y parametrsation for the 4pi
 287   ratiokaon = sigmakaon * brkaon * (0.80*fNumberOfParticipants+0.2*fNumberOfCollisions)/ sigmaReaction * genkaon->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
 288   genkaon->SetPtRange(ptMin, ptMax);
 289   genkaon->SetYRange(yMin, yMax);
 290   genkaon->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
 291   genkaon->Init(); // Generating pT and Y parametrsation in the desired kinematic range
 292   printf(">>> ratio kaon %f\n",ratiokaon);
 293   AddGenerator(genkaon,"Kaon", ratiokaon);
 294   fTotalRate+=ratiokaon;
 295 }
 296
 297 //_________________________________________________________________________
 298 void AliGenMUONCocktail::Generate()
 299 {
 300   //
 301 // Generate event
 302     TIter next(fEntries);
 303     AliGenCocktailEntry *entry = 0;
 304     AliGenCocktailEntry *preventry = 0;
 305     AliGenerator* gen = 0;
 306
 307     TObjArray *partArray = gAlice->GetMCApp()->Particles();
 308
 309 //
 310 //  Generate the vertex position used by all generators
 311 //
 312     if(fVertexSmear == kPerEvent) Vertex();
 313     Bool_t primordialTrigger = kFALSE;
 314
 315     while(!primordialTrigger) {
 316
 317       //Reseting stack
 318       AliRunLoader * runloader = gAlice->GetRunLoader();
 319       if (runloader)
 320         if (runloader->Stack())
 321           runloader->Stack()->Reset();
 322       //
 323       // Loop over generators and generate events
 324       Int_t igen=0;
 325       Int_t npart =0;
 326
 327       while((entry = (AliGenCocktailEntry*)next())) {
 328         gen = entry->Generator();
 329         gen->SetVertex(fVertex.At(0), fVertex.At(1), fVertex.At(2));
 330         if ( (npart = gRandom->Poisson(entry->Rate())) >0 ) {
 331           igen++;
 332           if (igen ==1) entry->SetFirst(0);
 333           else  entry->SetFirst((partArray->GetEntriesFast())+1);
 334           gen->SetNumberParticles(npart);
 335           gen->Generate();
 336           entry->SetLast(partArray->GetEntriesFast());
 337           preventry = entry;
 338         }
 339       }
 340       next.Reset();
 341
 342       // Tesitng primordial trigger : Muon  pair in the MUON spectrometer acceptance 171,178 and pTCut
 343       Int_t iPart;
 344       fNGenerated++;
 345       Int_t numberOfMuons=0;
 346       //      printf(">>>fNGenerated is %d\n",fNGenerated);
 347       for(iPart=0; iPart<partArray->GetEntriesFast(); iPart++){
 348         //      gAlice->GetMCApp()->Particle(iPart)->Print();
 349         if ( (TMath::Abs(gAlice->GetMCApp()->Particle(iPart)->GetPdgCode())==13)  &&
 350              (gAlice->GetMCApp()->Particle(iPart)->Theta()*180./TMath::Pi()>fMuonThetaMinCut) &&
 351              (gAlice->GetMCApp()->Particle(iPart)->Theta()*180./TMath::Pi()<fMuonThetaMaxCut) &&
 352              (gAlice->GetMCApp()->Particle(iPart)->Pt()>fMuonPtCut)                             ) {
 353           gAlice->GetMCApp()->Particle(iPart)->SetProductionVertex(fVertex.At(0), fVertex.At(1), fVertex.At(2), 0.);
 354           numberOfMuons++;
 355         }
 356       }
 357       //  printf(">>> Number of Muons is %d \n", numberOfMuons);
 358       if (numberOfMuons >= fMuonMultiplicity ) primordialTrigger = kTRUE;
 359     }
 360     //printf(">>> Trigger Accepted!!! \n");
 361     fNSucceded++;
 362     //   Float_t Ratio = (Float_t) fNSucceded/fNGenerated;
 363     //    printf("Generated %d, Succeded %d and Ratio %f\n",fNGenerated, fNSucceded,Ratio);
 364 }
 365
 366
 367
 368
 369
 370