EVGEN/AliGenMUONLMR.cxx

   1 //#include <TClonesArray.h>
   2
   3 #include <TDatabasePDG.h>
   4 #include <TFile.h>
   5 #include "AliConst.h"
   6 #include "AliGenMUONLMR.h"
   7 #include "AliMC.h"
   8 #include "AliRun.h"
   9 #include "AliGenEventHeader.h"
  10
  11 ClassImp(AliGenMUONLMR)
  12
  13 AliGenMUONLMR::AliGenMUONLMR () : AliGenMC(), fNMuMin(2), fGenSingleProc(-1) {
  14   //
  15   // default constructor
  16   //
  17   // initialize pt and y distributions according to a fit to
  18   // Pythia simulation at sqrt(s) = 7 TeV
  19   printf ("Using AliGenMUONLMR as generator\n");
  20   for (Int_t ipart=0; ipart < fgkNpart; ipart++) fScaleMult[ipart] = 1;
  21   fScaleMult[kPionLMR] = 0; // set pion multiplicity to zero
  22   fScaleMult[kKaonLMR] = 0; // set kaon multiplicity to zero
  23   Int_t pdg[7] = {211, 321, 221, 113, 223, 333, 331};
  24   char* fptname[7] = {"fPtPion","fPtKaon","fPtEta","fPtRho","fPtOmega","fPtPhi","fPtEtaPrime"};
  25   char* fyname[7] = {"fYPion","fYKaon","fYEta","fYRho","fYOmega","fYPhi","fYEtaPrime"};
  26   char* fnname[7] = {"fMultPion","fMultKaon","fMultEta","fMultRho","fMultOmega","fMultPhi","fMultEtaPrime"};
  27   char* fdname[2] = {"fDecPion","fDecKaon"};
  28   Double_t ptparam[7][3] = { {1,0.427,2.52}, // pions from Pythia
  29                              {1,0.58,2.57},  // kaons from Pythia
  30                              {1,0.641,2.62},   // eta from Pythia
  31                              {1,1.2,2.5},    // rho+omega from ALICE muon
  32                              {1,1.2,2.5},    // rho+omega from ALICE muon
  33                              {1,1.03,2.5},   // phi from ALICE muon
  34                              {1,0.72,2.5}};  // etaPrime from Pythia
  35
  36   Double_t yparam[7][3] = { {1, 0.8251, 3.657}, // pions from pythia
  37                             {1, 1.83, 2.698},   // kaons from pythia
  38                             {1, 1.169, 3.282},  // eta from pythia
  39                             {1, 1.234, 3.264},  // rho from pythia
  40                             {1, 1.311, 3.223},  // omega from pythia
  41                             {1, 2.388, 2.129},  // phi from pythia
  42                             {1, 1.13,3.3}};     // eta prime from pythia
  43
  44   // multiplicity parameters from pythia
  45   Double_t nparam[7][9] = { {353.582, 6.76263, 1.66979, 998.445, 9.73281, 12.6704, 175.187, 29.08, 40.2531},
  46                             {1.e4, 0.2841,  0,0,0,0,0,0,0},
  47                             {1.e4, 0.2647,  0,0,0,0,0,0,0},
  48                             {7055, 0.1786,  0,0,0,0,0,0,0},
  49                             {7500, 0.1896,  0,0,0,0,0,0,0},
  50                             {5.e04, 1.167,  0,0,0,0,0,0,0},
  51                             {2.9e04,0.714,  0,0,0,0,0,0,0}};
  52
  53   Double_t ctau[2] = {7.8045, 3.712};
  54
  55   for (Int_t i=0; i<fgkNpart; i++) {
  56     fPDG[i] = pdg[i];
  57     if (i!=0) {
  58       fMult[i] = new TF1(fnname[i],"[0]*exp(-[1]*x)",0,30);
  59       fMult[i]->SetParameters(nparam[i][0],nparam[i][1]);
  60     }
  61     else {
  62       fMult[i] = new TF1(fnname[i],"gaus(0)+gaus(3)+gaus(6)",0,150);
  63       for (Int_t j=0; j<9; j++) fMult[i]->SetParameter(j,nparam[i][j]);
  64     }
  65
  66     fPt[i] = new TF1(fptname[i],AliGenMUONLMR::PtDistr,0,20,3);
  67     fPt[i]->SetParameters(ptparam[i][0], ptparam[i][1], ptparam[i][2]);
  68     fY[i] = new TF1(fyname[i],AliGenMUONLMR::YDistr,-10,10,3);
  69     fY[i]->SetParameters(yparam[i][0], yparam[i][1], yparam[i][2]);
  70   }
  71
  72   for(Int_t i = 0; i<2; i++){
  73     fDecay[i] = new TF1(fdname[i],"exp(-x/[0])",0,150);
  74     fDecay[i]->SetParameter(0,ctau[i]);
  75   }
  76
  77   for (Int_t ipart = 0; ipart < fgkNpart; ipart++) {
  78     fParticle[ipart] = new TParticle();
  79     fParticle[ipart]->SetPdgCode(fPDG[ipart]);
  80   }
  81
  82   TDatabasePDG *pdgdb = TDatabasePDG::Instance();
  83   Double_t mumass = pdgdb->GetParticle(13)->Mass();
  84   fMu[0] = new TParticle();
  85   fMu[0]->SetPdgCode(-13);
  86   fMu[0]->SetCalcMass(mumass);
  87   fMu[1] = new TParticle();
  88   fMu[1]->SetPdgCode(13);
  89   fMu[1]->SetCalcMass(mumass);
  90
  91   // function for polarized theta distributions
  92   fCosTheta = new TF1 ("fCosTheta","1+[0]*x*x",-1,1);
  93   fCosTheta->SetParameter(0,1);
  94
  95   // Dalitz decays
  96   Int_t nbins = 1000;
  97   Double_t xmin = 0, xmax = 2;
  98   fDalitz[0] = new TH1F("hDalitzEta","",nbins,xmin,xmax);
  99   fDalitz[1] = new TH1F("hDalitzOmega","",nbins,xmin,xmax);
 100   fDalitz[2] = new TH1F("hDalitzEtaPrime","",nbins,xmin,xmax);
 101
 102   Double_t meta   = pdgdb->GetParticle("eta")->Mass();
 103   Double_t momega = pdgdb->GetParticle("omega")->Mass();
 104   Double_t metaPrime = pdgdb->GetParticle("eta'")->Mass();
 105   Double_t mpi0   = pdgdb->GetParticle("pi0")->Mass();
 106   Double_t md3 = 0, mres = 0;
 107
 108   for (Int_t index = 0; index < 3; index++) {
 109     if (index == 0) {
 110       mres = meta;
 111       md3 = 0;
 112     }
 113     else if (index == 1) {
 114       mres = momega;
 115       md3 = mpi0;
 116     }
 117     else if (index == 2) {
 118       mres = metaPrime;
 119       md3 = 0;
 120     }
 121     Double_t delta   = md3 * md3 / (mres * mres);
 122     Double_t epsilon = mumass * mumass / (mres * mres);
 123     Int_t nbins = fDalitz[index]->GetNbinsX();
 124     Double_t xmin = fDalitz[index]->GetXaxis()->GetXmin();
 125     Double_t deltax =  fDalitz[index]->GetBinWidth(1);
 126     Double_t xd = xmin - deltax/2.;
 127     for (Int_t ibin = 0; ibin< nbins; ibin++) {
 128       Double_t dalval = 0;
 129       xd += deltax;
 130       if (xd > 4. *epsilon) {
 131         Double_t bracket = TMath::Power(1. + xd/(1. - delta),2)
 132           - 4. * xd / ((1. - delta) * (1. - delta));
 133         if (bracket > 0) {
 134           dalval = TMath::Power(bracket,1.5) /xd *
 135             TMath::Sqrt(1 - 4 * epsilon / xd) * (1 + 2 * epsilon / xd) *
 136             FormFactor(xd * mres * mres, index);
 137           fDalitz[index]->Fill(xd,dalval);
 138         }
 139       }
 140     }
 141   }
 142
 143   fRhoLineShape = new TF1("fRhoLineShape",RhoLineShapeNew,0,2,2);
 144   fHMultMu = new TH1D("fHMultMu","Muon multiplicity",20,-0.5,19.5);
 145   fHNProc = new TH1D("fHNProc","Number of gen. evts. per process in 4 pi",9,-0.5,8.5);
 146 }
 147
 148 //-----------------------------------------------------------
 149
 150 AliGenMUONLMR::~AliGenMUONLMR()
 151 {
 152   // Default destructor
 153   for (Int_t i=0; i<7; i++) {
 154     delete fPt[i];
 155     delete fY[i];
 156     delete fMult[i];
 157     delete fParticle[i];
 158   }
 159
 160   for (Int_t i=0; i<2; i++) {
 161     delete fDecay[i];
 162     delete fMu[i];
 163   }
 164
 165   for (Int_t i=0; i<3; i++) delete fDalitz[i];
 166
 167   delete fCosTheta; fCosTheta = 0;
 168   delete fRhoLineShape; fRhoLineShape = 0;
 169   delete fHMultMu; fHMultMu = 0;
 170   delete fHNProc;  fHNProc = 0;
 171 }
 172
 173 //-----------------------------------------------------------
 174
 175 void AliGenMUONLMR::FinishRun(){
 176   // save some histograms to an output file
 177   Int_t nbins = fHNProc->GetNbinsX();
 178   for (Int_t ibin=1; ibin <= nbins; ibin++) printf ("ibin = %d nEvProc = %g\n",
 179                                                       ibin,fHNProc->GetBinContent(ibin));
 180     TFile *fout = new TFile("AliGenMUONLMR_histos.root","recreate");
 181   fHMultMu->Write();
 182   fHNProc->Write();
 183   fout->Close();
 184 }
 185
 186 //-----------------------------------------------------------
 187
 188 Double_t AliGenMUONLMR::YDistr(Double_t *px, Double_t *par){
 189   // function for rapidity distribution: plateau at par[0] +
 190   // gaussian tails centered at par[1] and with par[2]=sigma
 191   Double_t x = TMath::Abs(px[0]);
 192   Double_t func = 0;
 193   if (x<par[1]) func = par[0];
 194   else {
 195     Double_t z = (x-par[1])/(par[2]);
 196     func = par[0] * TMath::Exp(-0.5 * z * z);
 197   }
 198   return func;
 199 }
 200
 201 //-----------------------------------------------------------
 202
 203 Double_t AliGenMUONLMR::PtDistr(Double_t *px, Double_t *par){
 204   // pt distribution: power law
 205   Double_t x = px[0];
 206   Double_t func = par[0] * x / TMath::Power((1+(x/par[1])*(x/par[1])),par[2]);
 207   return func;
 208 }
 209
 210 //-----------------------------------------------------------
 211
 212 void AliGenMUONLMR::Generate() {
 213   //
 214   // generate the low mass resonances and their decays according to
 215   // the multiplicity parameterized by pythia and BR from PDG
 216   // rapidity distributions parametrized from pythia
 217   // pt distributions from data (or pythia for etaprime)
 218   //
 219   Double_t pxPushed[100], pyPushed[100], pzPushed[100], ePushed[100];
 220   Int_t nmuons = -1, npartPushed = 0, pdgPushed[100];
 221   Double_t polar[3]= {0,0,0};  // Polarisation of the parent particle (for GEANT tracking)
 222   Double_t origin0[3];         // Origin of the generated parent particle (for GEANT tracking)
 223   // Calculating vertex position per event
 224   for (Int_t j=0;j<3;j++) origin0[j]=fOrigin[j];
 225   if(fVertexSmear==kPerEvent) {
 226     Vertex();
 227     for (Int_t j=0;j<3;j++) origin0[j]=fVertex[j];
 228   }
 229
 230   printf ("In Generate()\n");
 231   TParticle *mother;
 232   TDatabasePDG* pdg = TDatabasePDG::Instance();
 233
 234   Double_t pt, y, phi, mass, px, py, pz, ene, mt;
 235
 236   const Int_t nproc = 9;
 237   Int_t idRes[nproc] = {kEtaLMR, kEtaLMR, kRhoLMR, kOmegaLMR, kOmegaLMR, kPhiLMR, kEtaPrimeLMR, kPionLMR, kKaonLMR};
 238   Double_t BR[nproc] = {5.8e-6, 3.1e-4, 4.55e-5, 7.28e-4, 1.3e-4, 2.86e-4, 1.04e-4, 1, 0.6344};
 239   //  Double_t BR[nproc] = {1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1};
 240   Int_t idDec[nproc] = {0, 1, 0, 0, 1, 0, 1, 2, 2}; // 0:2body, 1:Dalitz, 2:pi/K
 241   Int_t mult[nproc] = {0,0,0,0,0,0,0,0,0};
 242
 243   while (nmuons < fNMuMin) {
 244
 245     nmuons = 0;
 246     npartPushed = 0;
 247     for (Int_t iproc=0; iproc<nproc; iproc++) {
 248       if (fGenSingleProc == -1) {
 249         mult[iproc] = Int_t(fMult[idRes[iproc]]->GetRandom()*fScaleMult[idRes[iproc]]);
 250       }
 251       else {
 252         if (iproc==fGenSingleProc) {
 253           mult[iproc] = 1;
 254           BR[iproc] = 1;
 255         }
 256         else {
 257           mult[iproc] = 0;
 258           BR[iproc] = 0;
 259         }
 260       }
 261     }
 262
 263     if (fGenSingleProc == -1) {
 264       mult[1] = mult[0];
 265       mult[4] = mult[3];
 266     }
 267
 268     for (Int_t iproc = 0; iproc < nproc; iproc++) {
 269 //       printf ("Multiplicity for process %d is %d\n",iproc,mult[iproc]);
 270       for (Int_t imult=0; imult<mult[iproc]; imult++) {
 271         if (gRandom->Rndm() < BR[iproc]) {
 272           fHNProc->Fill(iproc);
 273           Int_t ipart = idRes[iproc];
 274           pt  = fPt[ipart]->GetRandom();
 275           y   = fY[ipart]->GetRandom();
 276           phi = gRandom->Rndm() * 2 * TMath::Pi();
 277           mass = pdg->GetParticle(fPDG[ipart])->Mass();
 278           px  = pt * TMath::Cos(phi);
 279           py  = pt * TMath::Sin(phi);
 280           mt  = TMath::Sqrt(pt * pt + mass * mass);
 281           pz  = mt * TMath::SinH(y);
 282           ene = mt * TMath::CosH(y);
 283
 284           mother = fParticle[ipart];
 285           mother->SetMomentum(px,py,pz,ene);
 286           mother->SetCalcMass(mass);
 287           if (!KinematicSelection(mother,0)) continue;
 288
 289           Bool_t hasDecayed = kTRUE;
 290           if (idDec[iproc] == 0) Decay2Body(mother);
 291           else if (idDec[iproc] == 1) DalitzDecay(mother);
 292           else DecayPiK(mother,hasDecayed);
 293           if (!hasDecayed) continue;
 294           Bool_t isMu0Acc = KinematicSelection(fMu[0],1);
 295           Bool_t isMu1Acc = KinematicSelection(fMu[1],1);
 296           Bool_t isMuFromPiKAcc = kTRUE;
 297
 298           if (idDec[iproc] == 2) isMuFromPiKAcc = (mother->GetPdgCode()>0) ? isMu0Acc : isMu1Acc;
 299           // mother
 300           if ((idDec[iproc]  < 2 && (isMu0Acc || isMu1Acc)) ||
 301               (idDec[iproc] == 2 && isMuFromPiKAcc)) {
 302             pdgPushed[npartPushed] = mother->GetPdgCode();
 303             pxPushed[npartPushed] = mother->Px();
 304             pyPushed[npartPushed] = mother->Py();
 305             pzPushed[npartPushed] = mother->Pz();
 306             ePushed[npartPushed] = mother->Energy();
 307             npartPushed++;
 308             if (isMu0Acc && (idDec[iproc] < 2 || mother->GetPdgCode() > 0)) {
 309               pdgPushed[npartPushed] = fMu[0]->GetPdgCode();
 310               pxPushed[npartPushed] = fMu[0]->Px();
 311               pyPushed[npartPushed] = fMu[0]->Py();
 312               pzPushed[npartPushed] = fMu[0]->Pz();
 313               ePushed[npartPushed] = fMu[0]->Energy();
 314               npartPushed++;
 315               nmuons++;
 316             }
 317
 318             if (isMu1Acc && (idDec[iproc] < 2 || mother->GetPdgCode() < 0)) {
 319               pdgPushed[npartPushed] = fMu[1]->GetPdgCode();
 320               pxPushed[npartPushed] = fMu[1]->Px();
 321               pyPushed[npartPushed] = fMu[1]->Py();
 322               pzPushed[npartPushed] = fMu[1]->Pz();
 323               ePushed[npartPushed] = fMu[1]->Energy();
 324               npartPushed++;
 325               nmuons++;
 326             }
 327           }
 328         } // end if BR
 329       } // end loop on multiplicity
 330     }  // end loop on process
 331     fHMultMu->Fill(nmuons);
 332   } // keep on generating until at least a muon is created in the event
 333
 334   Int_t ntmother = 0, ntchild =0;
 335   for (Int_t ipart = 0; ipart < npartPushed; ipart++) {
 336     if (TMath::Abs(pdgPushed[ipart]) != 13) { // particle is not a muon, hence it's a mother
 337       PushTrack(0,-1,pdgPushed[ipart],
 338                 pxPushed[ipart],pyPushed[ipart],pzPushed[ipart],ePushed[ipart],
 339                 origin0[0],origin0[1],origin0[2],0.,
 340                 polar[0],polar[1],polar[2],
 341                 kPPrimary,ntmother,1,11);
 342       KeepTrack(ntmother);
 343     }
 344     else {
 345       PushTrack(1,ntmother,pdgPushed[ipart],
 346                 pxPushed[ipart],pyPushed[ipart],pzPushed[ipart],ePushed[ipart],
 347                 origin0[0],origin0[1],origin0[2],0.,
 348                 polar[0],polar[1],polar[2],
 349                 kPDecay,ntchild,1,1);
 350       KeepTrack(ntchild);
 351     }
 352   }
 353   SetHighWaterMark(ntchild);
 354   AliGenEventHeader* header = new AliGenEventHeader("LMR");
 355   header->SetPrimaryVertex(fVertex);
 356   header->SetNProduced(fNprimaries);
 357   AddHeader(header);
 358 }
 359
 360 //------------------------------------------------------------------
 361
 362 void AliGenMUONLMR::Decay2Body(TParticle *mother){
 363   // performs decay in two muons of the low mass resonances
 364   Double_t md1 = fMu[0]->GetMass();
 365   Int_t pdg = mother->GetPdgCode();
 366   Double_t mres =0;
 367   // if mother is a rho, extract the mass from its line shape
 368   // otherwise consider the resonance mass
 369   if (pdg == 113) mres = fRhoLineShape->GetRandom();
 370   else mres = mother->GetCalcMass();
 371   //  while (mres < md1 + md2) mres =  fDsigmaDm[res]->GetRandom();
 372   // energies and momenta in rest frame
 373   Double_t e1 = mres / 2.;
 374   Double_t p1 = TMath::Sqrt((e1 + md1)*(e1 - md1));
 375   // orientation in decaying particle rest frame
 376   Double_t costheta = gRandom->Rndm() * 2 - 1;
 377   Double_t sintheta = TMath::Sqrt((1. + costheta)*(1. - costheta));
 378   Double_t phi      = 2. * TMath::Pi() * gRandom->Rndm();
 379   Double_t px1      = p1 * sintheta * TMath::Cos(phi);
 380   Double_t py1      = p1 * sintheta * TMath::Sin(phi);
 381   Double_t pz1      = p1 * costheta;
 382
 383   // boost muons into lab frame
 384
 385   TLorentzVector vmother, v1, v2;
 386   //  TLorentzVector boosted1, boosted2;
 387   vmother.SetPxPyPzE(mother->Px(),mother->Py(),mother->Pz(),mother->Energy());
 388   v1.SetPxPyPzE(px1,py1,pz1,e1);
 389   v2.SetPxPyPzE(-px1,-py1,-pz1,e1);
 390
 391   TVector3 betaParent = (1./vmother.E())*vmother.Vect(); // beta = p/E
 392   v1.Boost(betaParent);
 393   v2.Boost(betaParent);
 394
 395 //   TLorentzVector vtot = v1 + v2;
 396 //   printf ("mother: %g   %g    %g     %g\n",vmother.Px(), vmother.Py(), vmother.Pz(), vmother.E());
 397 //   printf ("vtot  : %g   %g    %g     %g\n",vtot.Px(), vtot.Py(), vtot.Pz(), vtot.E());
 398
 399   fMu[0]->SetMomentum(v1.Px(),v1.Py(),v1.Pz(),v1.E());
 400   fMu[1]->SetMomentum(v2.Px(),v2.Py(),v2.Pz(),v2.E());
 401 }
 402
 403 //------------------------------------------------------------------
 404
 405 void AliGenMUONLMR::DecayPiK(TParticle *mother, Bool_t &hasDecayed){
 406   // performs decays of pions and kaons
 407   Double_t md1 = fMu[0]->GetMass();
 408   // extract the mass from the resonance's line shape
 409   Double_t mres = mother->GetMass();
 410   // choose the pi/k sign, assuming 50% probabilities for both signs
 411   Int_t sign = (gRandom->Rndm() > 0.5) ? 1 : -1;
 412   mother->SetPdgCode(sign * TMath::Abs(mother->GetPdgCode()));
 413
 414   // energies and momenta in rest frame
 415   Double_t e1 = (mres*mres + md1*md1)/(2*mres);
 416   Double_t p1 = TMath::Sqrt((e1 + md1)*(e1 - md1));
 417   // orientation in decaying particle rest frame
 418   Double_t costheta = gRandom->Rndm() * 2 - 1;
 419   Double_t sintheta = TMath::Sqrt((1. + costheta)*(1. - costheta));
 420   Double_t phi      = 2. * TMath::Pi() * gRandom->Rndm();
 421   Double_t px1      = p1 * sintheta * TMath::Cos(phi);
 422   Double_t py1      = p1 * sintheta * TMath::Sin(phi);
 423   Double_t pz1      = p1 * costheta;
 424
 425   // boost muons into lab frame
 426   TLorentzVector vmother, v1;
 427   vmother.SetPxPyPzE(mother->Px(),mother->Py(),mother->Pz(),mother->Energy());
 428   v1.SetPxPyPzE(px1,py1,pz1,e1);
 429
 430   TVector3 betaParent = (1./vmother.E())*vmother.Vect(); // beta = p/E
 431   v1.Boost(betaParent);
 432   if (mother->GetPdgCode()>0) fMu[0]->SetMomentum(v1.Px(),v1.Py(),v1.Pz(),v1.E());
 433   else fMu[1]->SetMomentum(v1.Px(),v1.Py(),v1.Pz(),v1.E());
 434
 435   Int_t idmother = -1;
 436   if (TMath::Abs(mother->GetPdgCode())== 211) idmother = 0;
 437   if (TMath::Abs(mother->GetPdgCode())== 321) idmother = 1;
 438   Double_t gammaRes = mother->Energy()/mres;
 439   Double_t zResCM = fDecay[idmother]->GetRandom();
 440   Double_t zResLab = gammaRes*zResCM;
 441   if(zResLab > 0.938) hasDecayed = 0; // 0.938: distance from IP to absorber + lambda_i
 442   else hasDecayed = 1;
 443
 444 }
 445
 446 //-------------------------------------------------------------------
 447
 448 void AliGenMUONLMR::DalitzDecay(TParticle *mother){
 449   //
 450   // perform dalitz decays of eta, omega and etaprime
 451   //
 452   //in the rest frame of the virtual photon:
 453   Double_t mres = mother->GetCalcMass();
 454   Double_t mumass  = fMu[0]->GetMass();
 455   Double_t md3  = 0;  // unless differently specified, third particle is a photon
 456   if (mother->GetPdgCode() == 223) md3 = 0.134977; // if mother is an omega, third particle is a pi0
 457   Int_t index = -1;
 458   if (mother->GetPdgCode() == 221) index = 0;  // eta
 459   else if (mother->GetPdgCode() == 223) index = 1; // omega
 460   else if (mother->GetPdgCode() == 331) index = 2; // etaPrime
 461   Int_t flag = 0;
 462   Double_t xd=0, mvirt2=0;
 463   Double_t countIt = 0;
 464   while (flag==0) {
 465     xd       = fDalitz[index]->GetRandom();
 466     mvirt2   = xd * mres * mres;   // mass of virtual photon
 467     // check kinematics
 468     if (mres - md3 > TMath::Sqrt(mvirt2) && TMath::Sqrt(mvirt2)/2. > mumass) flag=1;
 469     if (++countIt>1E11) {
 470       mvirt2 =  mres * mres * 0.998;
 471       break;
 472     }
 473   }
 474
 475   //
 476   //        Generate muons in virtual photon rest frame.
 477   //        z axis is the virt. photon direction (before boost)
 478   //
 479
 480   Double_t e1 = TMath::Sqrt(mvirt2)/2.; // energy of mu1 in the virtual photon frame
 481   Double_t psquare = (e1 + mumass)*(e1 - mumass);
 482   if (psquare<0) {
 483     printf("Error in AliGenMUONLMR::DalitzDecay: sqrt of psquare = %f put to 0\n",psquare);
 484     psquare = 0;
 485   }
 486   Double_t p1 = TMath::Sqrt(psquare);
 487   //theta angle between the pos. muon and the virtual photon
 488   Double_t costheta = fCosTheta->GetRandom();
 489   if (costheta>1)  costheta = 1;
 490   if (costheta<-1) costheta = -1;
 491   Double_t sintheta = TMath::Sqrt((1. + costheta)*(1. - costheta));
 492   Double_t phi      = 2 * TMath::Pi() * gRandom->Rndm();
 493   Double_t sinphi   = TMath::Sin(phi);
 494   Double_t cosphi   = TMath::Cos(phi);
 495
 496   // fill 4-vectors of leptons in the virtual photon frame
 497
 498   Double_t px1 = p1*sintheta*cosphi;
 499   Double_t py1 = p1*sintheta*sinphi;
 500   Double_t pz1 = p1*costheta;
 501   Double_t px2 = -p1*sintheta*cosphi;
 502   Double_t py2 = -p1*sintheta*sinphi;
 503   Double_t pz2 = -p1*costheta;
 504   Double_t e2  = e1;
 505
 506   fMu[0]->SetMomentum(px1,py1,pz1,e1);
 507   fMu[1]->SetMomentum(px2,py2,pz2,e2);
 508
 509   // calculate components of non-dilepton in CMS of parent resonance
 510
 511   Double_t e3 = (mres * mres + md3 * md3 - mvirt2) / (2.*mres);
 512   Double_t psquare3 = (e3 + md3)*(e3 - md3);
 513   if (psquare3<0) {
 514     printf("Error in AliGenMUONLMR::DalitzDecay: sqrt of psquare3 = %f put to 0\n",psquare3);
 515     psquare3 = 0;
 516   }
 517   Double_t p3 = TMath::Sqrt(psquare3);
 518   Double_t costheta2 = 2.* gRandom->Rndm() - 1.;   // angle between virtual photon and resonance
 519   if (costheta2>1)  costheta2 = 1;
 520   if (costheta2<-1) costheta2 = -1;
 521   Double_t sintheta2 = TMath::Sqrt((1. + costheta2)*(1. - costheta2));
 522   Double_t phi2      = 2 * TMath::Pi() * gRandom->Rndm();
 523   Double_t sinphi2   = TMath::Sin(phi2);
 524   Double_t cosphi2   = TMath::Cos(phi2);
 525   Double_t px3 = p3*sintheta2*cosphi2;
 526   Double_t py3 = p3*sintheta2*sinphi2;
 527   Double_t pz3 = p3*costheta2;
 528   TLorentzVector v3(px3,py3,pz3,e3);
 529
 530   sintheta2 = -sintheta2;
 531   cosphi2   = -cosphi2;
 532   sinphi2   = -sinphi2;
 533
 534   Double_t px1new = px1*costheta2*cosphi2 - py1*sinphi2 + pz1*sintheta2*cosphi2;
 535   Double_t py1new = px1*costheta2*sinphi2 + py1*cosphi2 + pz1*sintheta2*sinphi2;
 536   Double_t pz1new =-px1*sintheta2                       + pz1*costheta2;
 537   Double_t px2new = px2*costheta2*cosphi2 - py2*sinphi2 + pz2*sintheta2*cosphi2;
 538   Double_t py2new = px2*costheta2*sinphi2 + py2*cosphi2 + pz2*sintheta2*sinphi2;
 539   Double_t pz2new =-px2*sintheta2                       + pz2*costheta2;
 540
 541   fMu[0]->SetMomentum(px1new,py1new,pz1new,e1);
 542   fMu[1]->SetMomentum(px2new,py2new,pz2new,e2);
 543
 544   Double_t evirt = mres - e3;
 545   Double_t pxvirt = -px3;
 546   Double_t pyvirt = -py3;
 547   Double_t pzvirt = -pz3;
 548   TLorentzVector vvirt(pxvirt,pyvirt,pzvirt,evirt);
 549   TVector3 betaVirt = (1./evirt) * vvirt.Vect(); // virtual photon beta in res frame
 550
 551   TLorentzVector v1(px1,py1,pz1,e1);
 552   TLorentzVector v2(px2,py2,pz2,e2);
 553
 554   // boost the muons in the frame where the resonance is at rest
 555
 556   v1.Boost(betaVirt);
 557   v2.Boost(betaVirt);
 558
 559   // boost muons and third particle in lab frame
 560
 561   TLorentzVector vmother(mother->Px(), mother->Py(), mother->Pz(), mother->Energy());
 562   TVector3 resBetaLab = (1./vmother.E())*vmother.Vect(); // eta beta in lab frame
 563   v1.Boost(resBetaLab);
 564   v2.Boost(resBetaLab);
 565   v3.Boost(resBetaLab);
 566   vvirt.Boost(resBetaLab);
 567
 568   fMu[0]->SetMomentum(v1.Px(),v1.Py(),v1.Pz(),v1.E());
 569   fMu[1]->SetMomentum(v2.Px(),v2.Py(),v2.Pz(),v2.E());
 570 //   part3->SetMomentum(v3.Px(),v3.Py(),v3.Pz(),v3.E());
 571
 572 //   TLorentzVector vtot = v1 + v2 + v3;
 573 //   TLorentzVector vdimu = v1 + v2;
 574 //   printf ("mother: %g   %g    %g     %g\n",vmother.Px(), vmother.Py(), vmother.Pz(), vmother.E());
 575 //   printf ("vtot  : %g   %g    %g     %g\n",vtot.Px(), vtot.Py(), vtot.Pz(), vtot.E());
 576 //   printf ("vvirt : %g   %g    %g     %g\n",vvirt.Px(), vvirt.Py(), vvirt.Pz(), vvirt.E());
 577 //   printf ("vdimu : %g   %g    %g     %g\n",vdimu.Px(), vdimu.Py(), vdimu.Pz(), vdimu.E());
 578
 579 }
 580
 581 //------------------------------------------------------------------
 582
 583 Double_t AliGenMUONLMR::FormFactor(Double_t q2, Int_t decay){
 584   //  Calculates the form factor for Dalitz decays A->B+l+l
 585   //  Returns: |F(q^2)|^2
 586   //
 587   //  References: L.G. Landsberg, Physics Reports 128 No.6 (1985) 301-376.
 588
 589   Double_t ff2, mass2;
 590   Double_t n2, n4, m2;
 591   // Lepton-G
 592
 593   Double_t lambda2inv = 0;
 594   switch (decay) {
 595   case 0:   // eta -> mu mu gamma
 596   // eta   -> l+ l- gamma: pole approximation
 597     lambda2inv = 1.95;
 598     mass2 = fParticle[kEtaLMR]->GetMass() * fParticle[kEtaLMR]->GetMass();
 599     if (q2 < mass2) ff2 = TMath::Power(1./(1.-lambda2inv*q2),2);
 600     else ff2 = 0;
 601     break;
 602   case 1:   // omega -> mu mu pi0
 603     // omega -> l+ l- pi0: pole approximation
 604     mass2 = fParticle[kOmegaLMR]->GetMass() * fParticle[kOmegaLMR]->GetMass();
 605     lambda2inv = 2.26;
 606     if (q2 < mass2) ff2 = TMath::Power(1./(1.-lambda2inv*q2),2);
 607     else ff2 = 0;
 608     break;
 609   case 2:   // etaPrime -> mu mu gamma
 610     mass2 = fParticle[kEtaPrimeLMR]->GetMass() * fParticle[kEtaPrimeLMR]->GetMass();
 611     // eta'  -> l+ l- gamma: Breit-Wigner fitted to data
 612     n2 = 0.764 * 0.764;
 613     n4 = n2 * n2;
 614     m2 = 0.1020 * 0.1020;
 615     if (q2 < mass2) ff2 = n4 / (TMath::Power(n2-q2,2) + m2 * n2);
 616     else ff2 = 0;
 617     break;
 618   default:
 619     printf ("FormFactor: Decay not found\n");
 620     return 0;
 621     break;
 622   }
 623   return ff2;
 624 }
 625
 626 //____________________________________________________________
 627
 628 Double_t AliGenMUONLMR::RhoLineShapeNew(Double_t *x, Double_t *para){
 629   //new parameterization implemented by Hiroyuki Sako (GSI)
 630   Double_t mass = *x;
 631   double r, GammaTot;
 632   Double_t mRho    = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle("rho0")->Mass();
 633   Double_t mPi     = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle("pi0")->Mass();
 634   Double_t mMu     = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle("mu-")->Mass();
 635   Double_t Gamma0  = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle("rho0")->Width();
 636
 637   const double Norm = 0.0744416*1.01;
 638   // 0.0744416 at m = 0.72297
 639   // is the max number with Norm=1 (for rho)
 640
 641   double mThreshold = 2.*mPi;
 642
 643   const double T = 0.170; // Assumption of pi+ temperature [GeV/c^2]
 644   //const double T = 0.11; // Taken from fit to pi+ temperature [GeV/c^2]
 645   // with Reference: LEBC-EHS collab., Z. Phys. C 50 (1991) 405
 646
 647   if (mass < mThreshold) {
 648     r = 0.;
 649     return r;
 650   }
 651
 652   double k = sqrt(0.25*mass*mass-(mThreshold/2)*(mThreshold/2));
 653   double k0 = sqrt(0.25*mRho*mRho-(mThreshold/2)*(mThreshold/2));
 654
 655   GammaTot = (k/k0)*(k/k0)*(k/k0)*(mRho/mass)*(mRho/mass)*Gamma0;
 656
 657   double FormFactor2 = 1/((mass*mass-mRho*mRho)*(mass*mass-mRho*mRho)+
 658                           mass*mass*GammaTot*GammaTot);
 659
 660   r = pow(mass,1.5)*pow((1-mThreshold*mThreshold/(mass*mass)),1.5)*
 661     ((mass*mass+2*mMu*mMu)/(mass*mass))*(pow((mass*mass-4*mMu*mMu),0.5)/mass)*FormFactor2
 662     *exp(-mass/T)/Norm;
 663
 664   return r;
 665 }
 666
 667