In AliStack: TClonesArray* fParticles replaced by TClonesArray
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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 // Aug. 07: added trigger cut on total momentum
28
29 #include <TObjArray.h>
30 #include <TParticle.h>
31 #include <TF1.h>
32 #include <TVirtualMC.h>
33
34 #include "AliGenCocktailEventHeader.h"
35
36 #include "AliGenCocktailEntry.h"
37 #include "AliGenMUONCocktailpp.h"
38 #include "AliGenMUONlib.h"
39 #include "AliGenParam.h"
40 #include "AliMC.h"
41 #include "AliRun.h"
42 #include "AliStack.h"
43 #include "AliDecayer.h"
44 #include "AliLog.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      fMuonMultiplicity(0),
56      fMuonPtCut(0.),
57      fMuonPCut(0.),
58      fMuonThetaMinCut(0.),
59      fMuonThetaMaxCut(180.),
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::CreateCocktail()
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 //------------------------------------------------------------------
135 // Psi prime generator
136     AliGenParam * genpsiP = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kPsiP, "CDF pp", "PsiP");
137 // first step: generation in 4pi
138     genpsiP->SetPtRange(0.,100.);
139     genpsiP->SetYRange(-8.,8.);
140     genpsiP->SetPhiRange(0.,360.);
141     genpsiP->SetForceDecay(fDecayModeResonance);
142     if (!gMC) genpsiP->SetDecayer(fDecayer);
143
144     genpsiP->Init();  // generation in 4pi
145     ratiopsiP = sigmapsiP / sigmaReaction * genpsiP->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
146     AliInfo(Form("psiP prod. cross-section in pp(14 TeV) %5.3g b",sigmapsiP));
147     AliInfo(Form("psiP prod. probability per collision in acceptance %5.3g",ratiopsiP));
148 // second step: generation in selected kinematical range
149     genpsiP->SetPtRange(ptMin, ptMax);  
150     genpsiP->SetYRange(yMin, yMax);
151     genpsiP->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
152     genpsiP->Init(); // generation in selected kinematic range
153     AddGenerator(genpsiP, "PsiP", ratiopsiP); // Adding Generator
154 //------------------------------------------------------------------
155 // Upsilon 1S generator
156     AliGenParam * genupsilon = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kUpsilon, "CDF pp", "Upsilon");
157 // first step: generation in 4pi
158     genupsilon->SetPtRange(0.,100.); 
159     genupsilon->SetYRange(-8.,8.);
160     genupsilon->SetPhiRange(0.,360.);
161     genupsilon->SetForceDecay(fDecayModeResonance);
162     if (!gMC) genupsilon->SetDecayer(fDecayer);
163     genupsilon->Init();  // generation in 4pi
164     ratioupsilon = sigmaupsilon / sigmaReaction * genupsilon->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
165     AliInfo(Form("Upsilon 1S prod. cross-section in pp(14 TeV) %5.3g b",sigmaupsilon));
166     AliInfo(Form("Upsilon 1S prod. probability per collision in acceptance %5.3g",ratioupsilon));
167 // second step: generation in selected kinematical range
168     genupsilon->SetPtRange(ptMin, ptMax);  
169     genupsilon->SetYRange(yMin, yMax);
170     genupsilon->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
171     genupsilon->Init(); // generation in selected kinematical range
172     AddGenerator(genupsilon,"Upsilon", ratioupsilon); // Adding Generator
173 //------------------------------------------------------------------
174 // Upsilon 2S generator
175     AliGenParam * genupsilonP = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kUpsilonP, "CDF pp", "UpsilonP");
176 // first step: generation in 4pi
177     genupsilonP->SetPtRange(0.,100.);
178     genupsilonP->SetYRange(-8.,8.);
179     genupsilonP->SetPhiRange(0.,360.);
180     genupsilonP->SetForceDecay(fDecayModeResonance);
181     if (!gMC) genupsilonP->SetDecayer(fDecayer);  
182     genupsilonP->Init();  // generation in 4pi
183     ratioupsilonP = sigmaupsilonP / sigmaReaction * genupsilonP->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
184     AliInfo(Form("Upsilon 2S prod. cross-section in pp(14 TeV) %5.3g b",sigmaupsilonP));
185     AliInfo(Form("Upsilon 2S prod. probability per collision in acceptance %5.3g",ratioupsilonP));
186 // second step: generation in the kinematical range
187     genupsilonP->SetPtRange(ptMin, ptMax);  
188     genupsilonP->SetYRange(yMin, yMax);
189     genupsilonP->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
190     genupsilonP->Init(); // generation in selected kinematical range
191     AddGenerator(genupsilonP,"UpsilonP", ratioupsilonP); // Adding Generator
192     
193 //------------------------------------------------------------------
194 // Upsilon 3S generator
195     AliGenParam * genupsilonPP = new AliGenParam(1, AliGenMUONlib::kUpsilonPP, "CDF pp", "UpsilonPP");
196 // first step: generation in 4pi
197     genupsilonPP->SetPtRange(0.,100.); 
198     genupsilonPP->SetYRange(-8.,8.);
199     genupsilonPP->SetPhiRange(0.,360.);
200     genupsilonPP->SetForceDecay(fDecayModeResonance);
201     if (!gMC) genupsilonPP->SetDecayer(fDecayer);  
202     genupsilonPP->Init();  // generation in 4pi
203     ratioupsilonPP = sigmaupsilonPP / sigmaReaction * genupsilonPP->GetRelativeArea(ptMin,ptMax,yMin,yMax,phiMin,phiMax);
204     AliInfo(Form("Upsilon 3S prod. cross-section in pp(14 TeV) %5.3g b",sigmaupsilonPP));
205     AliInfo(Form("Upsilon 3S prod. probability per collision in acceptance %5.3g",ratioupsilonPP));
206 // second step: generation in selected kinematical range
207     genupsilonPP->SetPtRange(ptMin, ptMax);  
208     genupsilonPP->SetYRange(yMin, yMax);
209     genupsilonPP->SetPhiRange(phiMin, phiMax);
210     genupsilonPP->Init(); // generation in selected kinematical range
211     AddGenerator(genupsilonPP,"UpsilonPP", ratioupsilonPP); // Adding Generator
212
213 //------------------------------------------------------------------
214 // Generator of charm
215     
216     AliGenCorrHF *gencharm = new AliGenCorrHF(1, 4);  
217     gencharm->SetMomentumRange(0,9999);
218     gencharm->SetForceDecay(kAll);
219     ratioccbar = sigmaccbar/sigmaReaction;
220     if (!gMC) gencharm->SetDecayer(fDecayer);  
221     gencharm->Init();
222     AddGenerator(gencharm,"CorrHFCharm",ratioccbar);
223
224 //------------------------------------------------------------------
225 // Generator of beauty
226
227     AliGenCorrHF *genbeauty = new AliGenCorrHF(1, 5);  
228     genbeauty->SetMomentumRange(0,9999);
229     genbeauty->SetForceDecay(kAll);
230     ratiobbbar = sigmabbbar/sigmaReaction;
231     if (!gMC) genbeauty->SetDecayer(fDecayer);  
232     genbeauty->Init();
233     AddGenerator(genbeauty,"CorrHFBeauty",ratiobbbar); 
234
235 //-------------------------------------------------------------------
236 // Pythia generator
237 //
238 // This has to go into the Config.C
239 //
240 //    AliGenPythia *pythia = new AliGenPythia(1);
241 //    pythia->SetProcess(kPyMbMSEL1);
242 //    pythia->SetStrucFunc(kCTEQ5L);
243 //    pythia->SetEnergyCMS(14000.);
244 //    AliInfo(Form("\n\npythia uses the decay mode %d", GetDecayModePythia()));
245 //    Decay_t dt = gener->GetDecayModePythia();
246 //    pythia->SetForceDecay(dt);
247 //    pythia->SetPtRange(0.,100.);
248 //    pythia->SetYRange(-8.,8.);
249 //    pythia->SetPhiRange(0.,360.);
250 //    pythia->SetPtHard(2.76,-1.0);
251 //    pythia->SwitchHFOff();
252 //    pythia->Init(); 
253 //    AddGenerator(pythia,"Pythia",1);
254 }
255
256 void AliGenMUONCocktailpp::Init()
257 {
258     //
259     // Initialisation
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     const 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                (part->P()>fMuonPCut)) {
332               numberOfMuons++;
333             }
334           }
335         }       
336         if (numberOfMuons >= fMuonMultiplicity) primordialTrigger = kTRUE;
337     }
338     fNSucceded++;
339
340 //     AliInfo(Form("Generated Events are %d and Succeeded Events are %d",fNGenerated,fNSucceded));
341     AliDebug(5,Form("Generated Events are %d and Succeeded Events are %d",fNGenerated,fNSucceded));
342 }
343
344