EVGEN/AliGenMUONCocktailpp.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 coktail for physics with muons for pp at 14 TeV
  20 // The followoing sources:
  21 // jpsi,psiP, upsilon, upsilonP, upsilonPP are added to Pythia
  22 // The free parameeters are :
  23 //      pp reaction cross-section
  24 //      production cross-sections in pp collisions
  25 // July 07:added heavy quark production from AliGenCorrHF and heavy quark
  26 //         production switched off in Pythia
  27
  28 #include <TObjArray.h>
  29 #include <TParticle.h>
  30 #include <TF1.h>
  31 #include <TVirtualMC.h>
  32
  33 #include "AliGenCocktailEventHeader.h"
  34
  35 #include "AliGenCocktailEntry.h"
  36 #include "AliGenMUONCocktailpp.h"
  37 #include "AliGenMUONlib.h"
  38 #include "AliGenParam.h"
  39 #include "AliMC.h"
  40 #include "AliRun.h"
  41 #include "AliStack.h"
  42 #include "AliDecayer.h"
  43 #include "AliLog.h"
  44 #include "AliGenPythia.h"
  45 #include "AliGenCorrHF.h"
  46
  47 ClassImp(AliGenMUONCocktailpp)
  48
  49 //________________________________________________________________________
  50 AliGenMUONCocktailpp::AliGenMUONCocktailpp()
  51     :AliGenCocktail(),
  52      fDecayer(0),
  53      fDecayModeResonance(kAll),
  54      fDecayModePythia(kAll),
  55      fTotalRate(0),
  56      fMuonMultiplicity(0),
  57      fMuonPtCut(0.),
  58      fMuonThetaMinCut(0.),
  59      fMuonThetaMaxCut(0.),
  60      fMuonOriginCut(-999.),
  61      fNSucceded(0),
  62      fNGenerated(0)
  63 {
  64 // Constructor
  65 }
  66
  67 //_________________________________________________________________________
  68 AliGenMUONCocktailpp::~AliGenMUONCocktailpp()
  69 // Destructor
  70 {
  71
  72 }
  73
  74 //_________________________________________________________________________
  75 void AliGenMUONCocktailpp::Init()
  76 {
  77 // MinBias NN cross section @ pp 14 TeV -PR  Vol II p:473
  78     Double_t sigmaReaction =   0.070;
  79
  80 // These limits are only used for renormalization of quarkonia cross section
  81 // Pythia events are generated in 4pi
  82     Double_t ptMin  = fPtMin;
  83     Double_t ptMax  = fPtMax;
  84     Double_t yMin   = fYMin;;
  85     Double_t yMax   = fYMax;;
  86     Double_t phiMin = fPhiMin*180./TMath::Pi();
  87     Double_t phiMax = fPhiMax*180./TMath::Pi();
  88     AliInfo(Form("Ranges pT:%4.1f : %4.1f GeV/c, y:%4.2f : %4.2f, Phi:%5.1f : %5.1f degres",ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax));
  89
  90 // Ratios with respect to the reaction cross-section in the
  91 // kinematics limit of the MUONCocktail
  92     Double_t ratiojpsi;
  93     Double_t ratiopsiP;
  94     Double_t ratioupsilon;
  95     Double_t ratioupsilonP;
  96     Double_t ratioupsilonPP;
  97     Double_t ratioccbar;
  98     Double_t ratiobbbar;
  99
 100 // Cross sections in barns (from PPR Vol. II p: 552) pp - 14 TeV and
 101 // corrected from feed down of higher resonances
 102
 103     Double_t sigmajpsi = 49.44e-6;
 104     Double_t sigmapsiP = 7.67e-6;
 105     Double_t sigmaupsilon = 0.989e-6;
 106     Double_t sigmaupsilonP = 0.502e-6;
 107     Double_t sigmaupsilonPP = 0.228e-6;
 108     Double_t sigmaccbar = 11.2e-3;
 109     Double_t sigmabbbar = 0.51e-3;
 110
 111     AliInfo(Form("the parametrised resonances uses the decay mode %d",fDecayModeResonance));
 112
 113 // Generation using CDF scaled distribution for pp@14TeV (from D. Stocco)
 114 //----------------------------------------------------------------------
 115 // Jpsi generator
 116     AliGenParam * genjpsi = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kJpsi, "CDF pp", "Jpsi");
 117 // first step: generation in 4pi
 118     genjpsi->SetPtRange(0.,100.);
 119     genjpsi->SetYRange(-8.,8.);
 120     genjpsi->SetPhiRange(0.,360.);
 121     genjpsi->SetForceDecay(fDecayModeResonance);
 122     if (!gMC) genjpsi->SetDecayer(fDecayer);
 123
 124     genjpsi->Init();  // generation in 4pi
 125     ratiojpsi = sigmajpsi / sigmaReaction * genjpsi->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax); // get weight
 126     AliInfo(Form("jpsi prod. cross-section in pp(14 TeV) %5.3g b",sigmajpsi));
 127     AliInfo(Form("jpsi prod. probability per collision in acceptance %5.3g",ratiojpsi));
 128 // second step: generation in selected kinematical range
 129     genjpsi->SetPtRange(ptMin, ptMax);
 130     genjpsi->SetYRange(yMin, yMax);
 131     genjpsi->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
 132     genjpsi->Init(); // generation in selected kinematic range
 133     AddGenerator(genjpsi, "Jpsi", ratiojpsi); // Adding Generator
 134     fTotalRate+=ratiojpsi;
 135
 136 //------------------------------------------------------------------
 137 // Psi prime generator
 138     AliGenParam * genpsiP = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kPsiP, "CDF pp", "PsiP");
 139 // first step: generation in 4pi
 140     genpsiP->SetPtRange(0.,100.);
 141     genpsiP->SetYRange(-8.,8.);
 142     genpsiP->SetPhiRange(0.,360.);
 143     genpsiP->SetForceDecay(fDecayModeResonance);
 144     if (!gMC) genpsiP->SetDecayer(fDecayer);
 145
 146     genpsiP->Init();  // generation in 4pi
 147     ratiopsiP = sigmapsiP / sigmaReaction * genpsiP->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
 148     AliInfo(Form("psiP prod. cross-section in pp(14 TeV) %5.3g b",sigmapsiP));
 149     AliInfo(Form("psiP prod. probability per collision in acceptance %5.3g",ratiopsiP));
 150 // second step: generation in selected kinematical range
 151     genpsiP->SetPtRange(ptMin, ptMax);
 152     genpsiP->SetYRange(yMin, yMax);
 153     genpsiP->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
 154     genpsiP->Init(); // generation in selected kinematic range
 155     AddGenerator(genpsiP, "PsiP", ratiopsiP); // Adding Generator
 156     fTotalRate+=ratiopsiP;
 157
 158 //------------------------------------------------------------------
 159 // Upsilon 1S generator
 160     AliGenParam * genupsilon = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kUpsilon, "CDF pp", "Upsilon");
 161 // first step: generation in 4pi
 162     genupsilon->SetPtRange(0.,100.);
 163     genupsilon->SetYRange(-8.,8.);
 164     genupsilon->SetPhiRange(0.,360.);
 165     genupsilon->SetForceDecay(fDecayModeResonance);
 166     if (!gMC) genupsilon->SetDecayer(fDecayer);
 167     genupsilon->Init();  // generation in 4pi
 168     ratioupsilon = sigmaupsilon / sigmaReaction * genupsilon->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
 169     AliInfo(Form("Upsilon 1S prod. cross-section in pp(14 TeV) %5.3g b",sigmaupsilon));
 170     AliInfo(Form("Upsilon 1S prod. probability per collision in acceptance %5.3g",ratioupsilon));
 171 // second step: generation in selected kinematical range
 172     genupsilon->SetPtRange(ptMin, ptMax);
 173     genupsilon->SetYRange(yMin, yMax);
 174     genupsilon->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
 175     genupsilon->Init(); // generation in selected kinematical range
 176     AddGenerator(genupsilon,"Upsilon", ratioupsilon); // Adding Generator
 177     fTotalRate+=ratioupsilon;
 178
 179 //------------------------------------------------------------------
 180 // Upsilon 2S generator
 181     AliGenParam * genupsilonP = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kUpsilonP, "CDF pp", "UpsilonP");
 182 // first step: generation in 4pi
 183     genupsilonP->SetPtRange(0.,100.);
 184     genupsilonP->SetYRange(-8.,8.);
 185     genupsilonP->SetPhiRange(0.,360.);
 186     genupsilonP->SetForceDecay(fDecayModeResonance);
 187     if (!gMC) genupsilonP->SetDecayer(fDecayer);
 188     genupsilonP->Init();  // generation in 4pi
 189     ratioupsilonP = sigmaupsilonP / sigmaReaction * genupsilonP->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
 190     AliInfo(Form("Upsilon 2S prod. cross-section in pp(14 TeV) %5.3g b",sigmaupsilonP));
 191     AliInfo(Form("Upsilon 2S prod. probability per collision in acceptance %5.3g",ratioupsilonP));
 192 // second step: generation in the kinematical range
 193     genupsilonP->SetPtRange(ptMin, ptMax);
 194     genupsilonP->SetYRange(yMin, yMax);
 195     genupsilonP->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
 196     genupsilonP->Init(); // generation in selected kinematical range
 197     AddGenerator(genupsilonP,"UpsilonP", ratioupsilonP); // Adding Generator
 198     fTotalRate+=ratioupsilonP;
 199
 200 //------------------------------------------------------------------
 201 // Upsilon 3S generator
 202     AliGenParam * genupsilonPP = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kUpsilonPP, "CDF pp", "UpsilonPP");
 203 // first step: generation in 4pi
 204     genupsilonPP->SetPtRange(0.,100.);
 205     genupsilonPP->SetYRange(-8.,8.);
 206     genupsilonPP->SetPhiRange(0.,360.);
 207     genupsilonPP->SetForceDecay(fDecayModeResonance);
 208     if (!gMC) genupsilonPP->SetDecayer(fDecayer);
 209     genupsilonPP->Init();  // generation in 4pi
 210     ratioupsilonPP = sigmaupsilonPP / sigmaReaction * genupsilonPP->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
 211     AliInfo(Form("Upsilon 3S prod. cross-section in pp(14 TeV) %5.3g b",sigmaupsilonPP));
 212     AliInfo(Form("Upsilon 3S prod. probability per collision in acceptance %5.3g",ratioupsilonPP));
 213 // second step: generation in selected kinematical range
 214     genupsilonPP->SetPtRange(ptMin, ptMax);
 215     genupsilonPP->SetYRange(yMin, yMax);
 216     genupsilonPP->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
 217     genupsilonPP->Init(); // generation in selected kinematical range
 218     AddGenerator(genupsilonPP,"UpsilonPP", ratioupsilonPP); // Adding Generator
 219     fTotalRate+=ratioupsilonPP;
 220
 221 //------------------------------------------------------------------
 222 // Generator of charm
 223
 224     AliGenCorrHF *gencharm = new AliGenCorrHF(1, 4);
 225           gencharm->SetMomentumRange(0,9999);
 226           gencharm->SetForceDecay(kAll);
 227           ratioccbar = sigmaccbar/sigmaReaction;
 228           gencharm->Init();
 229           AddGenerator(gencharm,"CorrHFCharm",ratioccbar);
 230           fTotalRate+=ratioccbar;
 231
 232 //------------------------------------------------------------------
 233 // Generator of beauty
 234
 235           AliGenCorrHF *genbeauty = new AliGenCorrHF(1, 5);
 236           genbeauty->SetMomentumRange(0,9999);
 237           genbeauty->SetForceDecay(kAll);
 238           ratiobbbar = sigmabbbar/sigmaReaction;
 239           genbeauty->Init();
 240           AddGenerator(genbeauty,"CorrHFBeauty",ratiobbbar);
 241           fTotalRate+=ratiobbbar;
 242
 243 //--------------------------t----------------------------------------
 244 // Pythia generator
 245     AliGenPythia *pythia = new AliGenPythia(1);
 246     pythia->SetProcess(kPyMbMSEL1);
 247     pythia->SetStrucFunc(kCTEQ5L);
 248     pythia->SetEnergyCMS(14000.);
 249     AliInfo(Form("\n\npythia uses the decay mode %d",fDecayModePythia));
 250     pythia->SetForceDecay(fDecayModePythia);
 251     pythia->SetPtRange(0.,100.);
 252     pythia->SetYRange(-8.,8.);
 253     pythia->SetPhiRange(0.,360.);
 254     pythia->SetPtHard(2.76,-1.0);
 255     pythia->SwitchHFOff();
 256     pythia->Init();
 257     AddGenerator(pythia,"Pythia",1);
 258     fTotalRate+=1.;
 259
 260     TIter next(fEntries);
 261     AliGenCocktailEntry *entry;
 262     if (fStack) {
 263         while((entry = (AliGenCocktailEntry*)next())) {
 264             entry->Generator()->SetStack(fStack);
 265         }
 266     }
 267 }
 268
 269 //_________________________________________________________________________
 270 void AliGenMUONCocktailpp::Generate()
 271 {
 272 // Generate event
 273     TIter next(fEntries);
 274     AliGenCocktailEntry *entry = 0;
 275     AliGenCocktailEntry *preventry = 0;
 276     AliGenerator* gen = 0;
 277
 278     TObjArray *partArray = gAlice->GetMCApp()->Particles();
 279
 280 // Generate the vertex position used by all generators
 281     if(fVertexSmear == kPerEvent) Vertex();
 282
 283 // Loop on primordialTrigger:
 284 // minimum muon multiplicity above a pt cut in a theta acceptance region
 285
 286     Bool_t primordialTrigger = kFALSE;
 287     while(!primordialTrigger) {
 288         //Reseting stack
 289         AliRunLoader * runloader = gAlice->GetRunLoader();
 290         if (runloader)
 291             if (runloader->Stack())
 292                 runloader->Stack()->Clean();
 293         // Loop over generators and generate events
 294         Int_t igen = 0;
 295         Int_t npart = 0;
 296         const char* genName = 0;
 297         while((entry = (AliGenCocktailEntry*)next())) {
 298             gen = entry->Generator();
 299             genName = entry->GetName();
 300             gen->SetVertex(fVertex.At(0), fVertex.At(1), fVertex.At(2));
 301
 302             npart = (strcmp(genName,"Pythia") == 0) ? 1 :
 303                 gRandom->Poisson(entry->Rate());
 304
 305             if (npart > 0) {
 306                 igen++;
 307                 if (igen == 1) entry->SetFirst(0);
 308                 else  entry->SetFirst((partArray->GetEntriesFast())+1);
 309
 310                 gen->SetNumberParticles(npart);
 311                 gen->Generate();
 312                 entry->SetLast(partArray->GetEntriesFast());
 313                 preventry = entry;
 314             }
 315         }
 316         next.Reset();
 317
 318 // Testing primordial trigger: Single muons or dimuons with Pt above a Pt cut
 319 // in the muon spectrometer acceptance
 320         Int_t iPart;
 321         fNGenerated++;
 322         Int_t numberOfMuons=0;Int_t maxPart = partArray->GetEntriesFast();
 323         for(iPart=0; iPart<maxPart; iPart++){
 324
 325           TParticle *part = gAlice->GetMCApp()->Particle(iPart);
 326           if ( TMath::Abs(part->GetPdgCode()) == 13 ){
 327             if((part->Vz() > fMuonOriginCut) && //take only the muons that decayed before the abs + 1 int. length in C abs
 328                (part->Theta()*180./TMath::Pi()>fMuonThetaMinCut) &&
 329                (part->Theta()*180./TMath::Pi()<fMuonThetaMaxCut) &&
 330                (part->Pt()>fMuonPtCut)) {
 331               numberOfMuons++;
 332             }
 333           }
 334         }
 335         if (numberOfMuons >= fMuonMultiplicity) primordialTrigger = kTRUE;
 336     }
 337     fNSucceded++;
 338
 339 //     AliInfo(Form("Generated Events are %d and Succeeded Events are %d",fNGenerated,fNSucceded));
 340     AliDebug(5,Form("Generated Events are %d and Succeeded Events are %d",fNGenerated,fNSucceded));
 341 }
 342
 343