EVGEN/AliGenPHOSlib.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 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.6  2000/11/30 07:12:50  alibrary
  19 Introducing new Rndm and QA classes
  20
  21 Revision 1.5  2000/06/29 21:08:27  morsch
  22 All paramatrisation libraries derive from the pure virtual base class AliGenLib.
  23 This allows to pass a pointer to a library directly to AliGenParam and avoids the
  24 use of function pointers in Config.C.
  25
  26 Revision 1.4  2000/06/14 15:21:05  morsch
  27 Include clean-up (IH)
  28
  29 Revision 1.3  2000/06/09 20:32:54  morsch
  30 All coding rule violations except RS3 corrected
  31
  32 Revision 1.2  1999/11/04 11:30:48  fca
  33 Improve comments
  34
  35 Revision 1.1  1999/11/03 17:43:20  fca
  36 New version from G.Martinez & A.Morsch
  37
  38 */
  39
  40 //======================================================================
  41 //  AliGenPHOSlib class contains parameterizations of the
  42 //  pion, kaon, eta, omega, etaprime, phi and baryon (proton,
  43 //  antiproton, neutron and anti-neutron) particles for the
  44 //  study of the neutral background in PHOS detector.
  45 //  These parameterizations are used by the
  46 //  AliGenParam  class:
  47 //  AliGenParam(npar, param,  AliGenPHOSlib::GetPt(param),
  48 //                            AliGenPHOSlib::GetY(param),
  49 //                            AliGenPHOSlib::GetIp(param) )
  50 //  param represents the particle to be simulated :
  51 //  Pion, Kaon, Eta, Omega, Etaprime, Phi or Baryon
  52 //  Pt distributions are calculated from the transverse mass scaling
  53 //  with Pions, using the PtScal function taken from AliGenMUONlib
  54 //  version aliroot 3.01
  55 //
  56 //     Gines MARTINEZ. Laurent APHECETCHE and Yves SCHUTZ
  57 //      GPS @ SUBATECH,  Nantes , France  (October 1999)
  58 //     http://www-subatech.in2p3.fr/~photons/subatech
  59 //     martinez@subatech.in2p3.fr
  60 //======================================================================
  61
  62 #include "TMath.h"
  63 #include "TRandom.h"
  64
  65 #include "AliGenPHOSlib.h"
  66
  67 ClassImp(AliGenPHOSlib)
  68
  69 //======================================================================
  70 //    P  I  O  N  S
  71 //    (From GetPt, GetY and GetIp as param = Pion)
  72 //    Transverse momentum distribution" PtPion
  73 //    Rapidity distribution YPion
  74 //    Particle distribution IdPion  111, 211 and -211 (pi0, pi+ and pi-)
  75 //
  76  Double_t AliGenPHOSlib::PtPion(Double_t *px, Double_t *)
  77 {
  78 //     Pion transverse momentum distribtuion taken
  79 //     from AliGenMUONlib class, version 3.01 of aliroot
  80 //     PT-PARAMETERIZATION CDF, PRL 61(88) 1819
  81 //     POWER LAW FOR PT > 500 MEV
  82 //     MT SCALING BELOW (T=160 MEV)
  83 //
  84   const Double_t kp0 = 1.3;
  85   const Double_t kxn = 8.28;
  86   const Double_t kxlim=0.5;
  87   const Double_t kt=0.160;
  88   const Double_t kxmpi=0.139;
  89   const Double_t kb=1.;
  90   Double_t y, y1, kxmpi2, ynorm, a;
  91   Double_t x=*px;
  92   //
  93   y1=TMath::Power(kp0/(kp0+kxlim),kxn);
  94   kxmpi2=kxmpi*kxmpi;
  95   ynorm=kb*(TMath::Exp(-sqrt(kxlim*kxlim+kxmpi2)/kt));
  96   a=ynorm/y1;
  97   if (x > kxlim)
  98     y=a*TMath::Power(kp0/(kp0+x),kxn);
  99   else
 100     y=kb*TMath::Exp(-sqrt(x*x+kxmpi2)/kt);
 101   return y*x;
 102 }
 103  Double_t AliGenPHOSlib::YPion( Double_t *py, Double_t *)
 104 {
 105 //
 106 // pion y-distribution
 107 //
 108
 109   const Double_t ka    = 7000.;
 110   const Double_t kdy   = 4.;
 111
 112   Double_t y=TMath::Abs(*py);
 113   //
 114   Double_t ex = y*y/(2*kdy*kdy);
 115   return ka*TMath::Exp(-ex);
 116 }
 117
 118  Int_t AliGenPHOSlib::IpPion(TRandom *ran)
 119 {
 120 //                 particle composition pi+, pi0, pi-
 121 //
 122
 123     Float_t random = ran->Rndm();
 124
 125     if ( (3.*random)  < 1. )
 126     {
 127           return 211 ;
 128     }
 129     else
 130     {
 131       if ( (3.*random) >= 2.)
 132       {
 133          return -211 ;
 134       }
 135       else
 136       {
 137         return 111  ;
 138       }
 139     }
 140 }
 141 // End Pions
 142 //=============================================================
 143 //
 144  Double_t AliGenPHOSlib::PtScal(Double_t pt, Int_t np)
 145 {
 146 // Mt-scaling
 147 // Fonction for the calculation of the Pt distribution for a
 148 // given particle np, from the pion Pt distribution using the
 149 // mt scaling. This function was taken from AliGenMUONlib
 150 // aliroot version 3.01, and was extended for baryons
 151 // np = 1=>Pions 2=>Kaons 3=>Etas 4=>Omegas 5=>ETA' 6=>PHI
 152 //      7=>BARYONS-BARYONBARS
 153
 154   //    SCALING EN MASSE PAR RAPPORT A PTPI
 155   //    MASS                1=>PI,  2=>K, 3=>ETA, 4=>OMEGA,  5=>ETA',6=>PHI
 156   const Double_t khm[10] = {0.1396, 0.494,  0.547,    0.782,   0.957,   1.02,
 157   //    MASS               7=>BARYON-BARYONBAR
 158                                          0.938, 0. , 0., 0.};
 159   //     VALUE MESON/PI AT 5 GEV
 160   const Double_t kfmax[10]={1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1.};
 161   np--;
 162   Double_t f5=TMath::Power(((sqrt(100.018215)+2.)/(sqrt(100.+khm[np]*khm[np])+2.0)),12.3);
 163   Double_t kfmax2=f5/kfmax[np];
 164   // PIONS
 165   Double_t ptpion=100.*PtPion(&pt, (Double_t*) 0);
 166   Double_t fmtscal=TMath::Power(((sqrt(pt*pt+0.018215)+2.)/
 167                                  (sqrt(pt*pt+khm[np]*khm[np])+2.0)),12.3)/ kfmax2;
 168   return fmtscal*ptpion;
 169 }
 170 // End Scaling
 171 //============================================================================
 172 //    K  A  O  N  S
 173  Double_t AliGenPHOSlib::PtKaon( Double_t *px, Double_t *)
 174 {
 175 //                kaon
 176 //                pt-distribution
 177 //____________________________________________________________
 178
 179   return PtScal(*px,2);  //  2==> Kaon in the PtScal function
 180 }
 181
 182  Double_t AliGenPHOSlib::YKaon( Double_t *py, Double_t *)
 183 {
 184 // y-distribution
 185 //____________________________________________________________
 186
 187   const Double_t ka    = 1000.;
 188   const Double_t kdy   = 4.;
 189
 190
 191   Double_t y=TMath::Abs(*py);
 192   //
 193   Double_t ex = y*y/(2*kdy*kdy);
 194   return ka*TMath::Exp(-ex);
 195 }
 196
 197  Int_t AliGenPHOSlib::IpKaon(TRandom *ran)
 198 {
 199 //                 particle composition
 200 //
 201
 202     Float_t random = ran->Rndm();
 203     Float_t random2 = ran->Rndm();
 204     if (random2 < 0.5)
 205     {
 206       if (random < 0.5) {
 207         return  321;   //   K+
 208       } else {
 209         return -321;   // K-
 210       }
 211     }
 212     else
 213     {
 214       if (random < 0.5) {
 215         return  130;   // K^0 short
 216       } else {
 217         return  310;   // K^0 long
 218       }
 219     }
 220 }
 221 // End Kaons
 222 //============================================================================
 223 //============================================================================
 224 //   E  T  A  S
 225  Double_t AliGenPHOSlib::PtEta( Double_t *px, Double_t *)
 226 {
 227 //                etas
 228 //                pt-distribution
 229 //____________________________________________________________
 230
 231   return PtScal(*px,3);  //  3==> Eta in the PtScal function
 232 }
 233
 234  Double_t AliGenPHOSlib::YEta( Double_t *py, Double_t *)
 235 {
 236 // y-distribution
 237 //____________________________________________________________
 238
 239   const Double_t ka    = 1000.;
 240   const Double_t kdy   = 4.;
 241
 242
 243   Double_t y=TMath::Abs(*py);
 244   //
 245   Double_t ex = y*y/(2*kdy*kdy);
 246   return ka*TMath::Exp(-ex);
 247 }
 248
 249  Int_t AliGenPHOSlib::IpEta(TRandom *)
 250 {
 251 //                 particle composition
 252 //
 253
 254         return  221;   //   eta
 255 }
 256 // End Etas
 257 //============================================================================
 258 //============================================================================
 259 //    O  M  E  G  A  S
 260  Double_t AliGenPHOSlib::PtOmega( Double_t *px, Double_t *)
 261 {
 262 // omegas
 263 //                pt-distribution
 264 //____________________________________________________________
 265
 266   return PtScal(*px,4);  //  4==> Omega in the PtScal function
 267 }
 268
 269  Double_t AliGenPHOSlib::YOmega( Double_t *py, Double_t *)
 270 {
 271 // y-distribution
 272 //____________________________________________________________
 273
 274   const Double_t ka    = 1000.;
 275   const Double_t kdy   = 4.;
 276
 277
 278   Double_t y=TMath::Abs(*py);
 279   //
 280   Double_t ex = y*y/(2*kdy*kdy);
 281   return ka*TMath::Exp(-ex);
 282 }
 283
 284  Int_t AliGenPHOSlib::IpOmega(TRandom *)
 285 {
 286 //                 particle composition
 287 //
 288
 289         return  223;   // Omega
 290 }
 291 // End Omega
 292 //============================================================================
 293 //============================================================================
 294 //    E  T  A  P  R  I  M  E
 295  Double_t AliGenPHOSlib::PtEtaprime( Double_t *px, Double_t *)
 296 {
 297 // etaprime
 298 //                pt-distribution
 299 //____________________________________________________________
 300
 301   return PtScal(*px,5);  //  5==> Etaprime in the PtScal function
 302 }
 303
 304  Double_t AliGenPHOSlib::YEtaprime( Double_t *py, Double_t *)
 305 {
 306 // y-distribution
 307 //____________________________________________________________
 308
 309   const Double_t ka    = 1000.;
 310   const Double_t kdy   = 4.;
 311
 312
 313   Double_t y=TMath::Abs(*py);
 314   //
 315   Double_t ex = y*y/(2*kdy*kdy);
 316   return ka*TMath::Exp(-ex);
 317 }
 318
 319  Int_t AliGenPHOSlib::IpEtaprime(TRandom *)
 320 {
 321 //                 particle composition
 322 //
 323
 324         return  331;   //   Etaprime
 325 }
 326 // End EtaPrime
 327 //===================================================================
 328 //============================================================================
 329 //    P  H  I   S
 330  Double_t AliGenPHOSlib::PtPhi( Double_t *px, Double_t *)
 331 {
 332 // phi
 333 //                pt-distribution
 334 //____________________________________________________________
 335
 336   return PtScal(*px,6);  //  6==> Phi in the PtScal function
 337 }
 338
 339  Double_t AliGenPHOSlib::YPhi( Double_t *py, Double_t *)
 340 {
 341 // y-distribution
 342 //____________________________________________________________
 343
 344   const Double_t ka    = 1000.;
 345   const Double_t kdy   = 4.;
 346
 347
 348   Double_t y=TMath::Abs(*py);
 349   //
 350   Double_t ex = y*y/(2*kdy*kdy);
 351   return ka*TMath::Exp(-ex);
 352 }
 353
 354  Int_t AliGenPHOSlib::IpPhi(TRandom *)
 355 {
 356 //                 particle composition
 357 //
 358
 359         return  333;   //   Phi
 360 }
 361 // End Phis
 362 //===================================================================
 363 //============================================================================
 364 //    B  A  R  Y  O  N  S  == protons, protonsbar, neutrons, and neutronsbars
 365  Double_t AliGenPHOSlib::PtBaryon( Double_t *px, Double_t *)
 366 {
 367 // baryons
 368 //                pt-distribution
 369 //____________________________________________________________
 370
 371   return PtScal(*px,7);  //  7==> Baryon in the PtScal function
 372 }
 373
 374  Double_t AliGenPHOSlib::YBaryon( Double_t *py, Double_t *)
 375 {
 376 // y-distribution
 377 //____________________________________________________________
 378
 379   const Double_t ka    = 1000.;
 380   const Double_t kdy   = 4.;
 381
 382
 383   Double_t y=TMath::Abs(*py);
 384   //
 385   Double_t ex = y*y/(2*kdy*kdy);
 386   return ka*TMath::Exp(-ex);
 387 }
 388
 389  Int_t AliGenPHOSlib::IpBaryon(TRandom *ran)
 390 {
 391 //                 particle composition
 392 //
 393
 394     Float_t random = ran->Rndm();
 395     Float_t random2 = ran->Rndm();
 396     if (random2 < 0.5)
 397     {
 398       if (random < 0.5) {
 399         return  2212;   //   p
 400       } else {
 401         return -2212;   // pbar
 402       }
 403     }
 404     else
 405     {
 406       if (random < 0.5) {
 407         return  2112;   // n
 408       } else {
 409         return -2112;   // n bar
 410       }
 411     }
 412 }
 413 // End Baryons
 414 //===================================================================
 415
 416
 417 typedef Double_t (*GenFunc) (Double_t*,  Double_t*);
 418  GenFunc AliGenPHOSlib::GetPt(Int_t param, const char* tname)
 419 {
 420 // Return pinter to pT parameterisation
 421     GenFunc func;
 422
 423     switch (param)
 424     {
 425     case kPion:
 426         func=PtPion;
 427         break;
 428     case kKaon:
 429         func=PtKaon;
 430         break;
 431     case kEta:
 432         func=PtEta;
 433         break;
 434     case kOmega:
 435         func=PtOmega;
 436         break;
 437     case kEtaPrime:
 438         func=PtEtaprime;
 439         break;
 440     case kBaryon:
 441         func=PtBaryon;
 442         break;
 443     default:
 444         func=0;
 445         printf("<AliGenPHOSlib::GetPt> unknown parametrisationn");
 446     }
 447     return func;
 448 }
 449
 450  GenFunc AliGenPHOSlib::GetY(Int_t param, const char* tname)
 451 {
 452 // Return pointer to Y parameterisation
 453     GenFunc func;
 454     switch (param)
 455     {
 456     case kPion:
 457         func=YPion;
 458         break;
 459     case kKaon:
 460         func=YKaon;
 461         break;
 462     case kEta:
 463         func=YEta;
 464         break;
 465     case kOmega:
 466         func=YOmega;
 467         break;
 468     case kEtaPrime:
 469         func=YEtaprime;
 470         break;
 471     case kPhi:
 472         func=YPhi;
 473         break;
 474     case kBaryon:
 475         func=YBaryon;
 476         break;
 477     default:
 478         func=0;
 479         printf("<AliGenPHOSlib::GetY> unknown parametrisationn");
 480     }
 481     return func;
 482 }
 483 typedef Int_t (*GenFuncIp) (TRandom *);
 484  GenFuncIp AliGenPHOSlib::GetIp(Int_t param,  const char* tname)
 485 {
 486 // Return pointer to particle composition
 487     GenFuncIp func;
 488     switch (param)
 489     {
 490     case kPion:
 491
 492         func=IpPion;
 493         break;
 494     case kKaon:
 495         func=IpKaon;
 496         break;
 497     case kEta:
 498         func=IpEta;
 499         break;
 500     case kOmega:
 501         func=IpOmega;
 502         break;
 503     case kEtaPrime:
 504         func=IpEtaprime;
 505         break;
 506     case kPhi:
 507         func=IpPhi;
 508         break;
 509     case kBaryon:
 510         func=IpBaryon;
 511         break;
 512     default:
 513         func=0;
 514         printf("<AliGenPHOSlib::GetIp> unknown parametrisationn");
 515     }
 516     return func;
 517 }
 518