1458e56f0f9f120f5ca5613856a29b30c75ae6e5
[u/mrichter/AliRoot.git] / EVGEN / AliGenParam.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 1.14  1999/11/09 07:38:48  fca
19 Changes for compatibility with version 2.23 of ROOT
20
21 Revision 1.13  1999/11/04 11:30:31  fca
22 Correct the logics for SetForceDecay
23
24 Revision 1.12  1999/11/03 17:43:20  fca
25 New version from G.Martinez & A.Morsch
26
27 Revision 1.11  1999/09/29 09:24:14  fca
28 Introduction of the Copyright and cvs Log
29
30 */
31
32 #include "AliGenParam.h"
33 #include "AliGenMUONlib.h"
34 #include "AliGenPHOSlib.h"
35 #include "AliRun.h"
36 #include "AliPythia.h"
37 #include <TDirectory.h>
38 #include <TFile.h>
39 #include <TTree.h>
40 #include <stdlib.h>
41 #include <TParticle.h>
42
43 ClassImp(AliGenParam)
44
45 //------------------------------------------------------------
46
47   //Begin_Html
48   /*
49     <img src="picts/AliGenParam.gif">
50   */
51   //End_Html
52
53 //____________________________________________________________
54 //____________________________________________________________
55 AliGenParam::AliGenParam()
56                  :AliGenerator()
57 {
58   fPtPara = 0;
59   fYPara  = 0;
60   fParam  = jpsi_p;
61   fAnalog = analog;
62   SetCutOnChild();
63   SetChildMomentumRange();
64   SetChildPtRange();
65   SetChildPhiRange();
66   SetChildThetaRange();  
67 }
68
69 //____________________________________________________________
70
71 AliGenParam::AliGenParam(Int_t npart, Param_t param) :AliGenerator(npart)
72 {
73   //
74   //  fName="HMESONpara";
75   //  fTitle="Heavy Mesons Parametrisation";
76   fPtParaFunc = AliGenMUONlib::GetPt(param);
77   fYParaFunc  = AliGenMUONlib::GetY(param);
78   fIpParaFunc = AliGenMUONlib::GetIp(param);
79   
80   fPtPara = 0;
81   fYPara  = 0;
82   fParam  = param;
83   fAnalog = analog;
84   fChildSelect.Set(5);
85   for (Int_t i=0; i<5; i++) fChildSelect[i]=0;
86   SetForceDecay();
87   SetCutOnChild();
88   SetChildMomentumRange();
89   SetChildPtRange();
90   SetChildPhiRange();
91   SetChildThetaRange();  
92 }
93
94 AliGenParam::AliGenParam(Int_t npart, Param_t param,
95                          Double_t (*PtPara) (Double_t*, Double_t*),
96                          Double_t (*YPara ) (Double_t* ,Double_t*),
97                          Int_t    (*IpPara) ())                  
98     :AliGenerator(npart)
99 {
100 // Gines Martinez 1/10/99 
101     fPtParaFunc = PtPara; 
102     fYParaFunc  = YPara;  
103     fIpParaFunc = IpPara;
104 //  
105     fPtPara = 0;
106     fYPara  = 0;
107     fParam  = param;
108     fAnalog = analog;
109     fChildSelect.Set(5);
110     for (Int_t i=0; i<5; i++) fChildSelect[i]=0;
111     SetForceDecay();
112     SetCutOnChild();
113 }
114
115 //____________________________________________________________
116 AliGenParam::~AliGenParam()
117 {
118     delete  fPtPara;
119     delete  fYPara;
120 }
121
122 //____________________________________________________________
123 void AliGenParam::Init()
124 {
125     SetMC(new AliPythia());
126     fPythia= (AliPythia*) fgMCEvGen;
127
128 //  End of the test !!!
129   //Begin_Html
130   /*
131     <img src="picts/AliGenParam.gif">
132   */
133   //End_Html
134  
135   fPtPara = new TF1("Pt-Parametrization",fPtParaFunc,fPtMin,fPtMax,0);
136   fYPara  = new TF1("Y -Parametrization",fYParaFunc,fYMin,fYMax,0);
137   TF1* PtPara = new TF1("Pt-Parametrization",fPtParaFunc,0,15,0);
138   TF1* YPara  = new TF1("Y -Parametrization",fYParaFunc,-6,6,0);
139
140 //
141 // dN/dy| y=0
142   Double_t y1=0;
143   Double_t y2=0;
144   
145   fdNdy0=fYParaFunc(&y1,&y2);
146 //
147 // Integral over generation region
148   Float_t IntYS  = YPara ->Integral(fYMin, fYMax);
149   Float_t IntPt0 = PtPara->Integral(0,15);
150   Float_t IntPtS = PtPara->Integral(fPtMin,fPtMax);
151   Float_t PhiWgt=(fPhiMax-fPhiMin)/2./TMath::Pi();
152   if (fAnalog == analog) {
153      fYWgt  = IntYS/fdNdy0;
154      fPtWgt = IntPtS/IntPt0;
155      fParentWeight = fYWgt*fPtWgt*PhiWgt/fNpart;
156   } else {
157       fYWgt = IntYS/fdNdy0;
158       fPtWgt = (fPtMax-fPtMin)/IntPt0;
159       fParentWeight = fYWgt*fPtWgt*PhiWgt/fNpart;
160   }
161 //
162 // particle decay related initialization
163   fPythia->DefineParticles();
164 // semimuonic decays of charm and beauty
165   fPythia->ForceDecay(fForceDecay);
166 //
167     switch (fForceDecay) 
168     {
169     case semielectronic:
170     case dielectron:
171     case b_jpsi_dielectron:
172     case b_psip_dielectron:
173         fChildSelect[0]=11;     
174         break;
175     case semimuonic:
176     case dimuon:
177     case b_jpsi_dimuon:
178     case b_psip_dimuon:
179         fChildSelect[0]=13;
180         break;
181     case pitomu:
182         fChildSelect[0]=13;
183         break;
184     case katomu:
185         fChildSelect[0]=13;
186         break;
187     case nodecay:
188         break;
189     case all:
190         break;
191     }
192 }
193
194 //____________________________________________________________
195 void AliGenParam::Generate()
196 {
197 //
198 // Generate 'npart' of light and heavy mesons (J/Psi, upsilon or phi, Pion,
199 // Kaons, Etas, Omegas) and Baryons (proton, antiprotons, neutrons and 
200 // antineutrons in the the desired theta, phi and momentum windows; 
201 // Gaussian smearing on the vertex is done if selected. 
202 // The decay of heavy mesons is done using lujet, 
203 //    and the childern particle are tracked by GEANT
204 // However, light mesons are directly tracked by GEANT 
205 // setting fForceDecay = nodecay (SetForceDecay(nodecay)) 
206 //
207
208
209   Float_t polar[3]= {0,0,0};  // Polarisation of the parent particle (for GEANT tracking)
210   Float_t origin0[3];         // Origin of the generated parent particle (for GEANT tracking)
211   Float_t pt, pl, ptot;       // Transverse, logitudinal and total momenta of the parent particle
212   Float_t phi, theta;         // Phi and theta spherical angles of the parent particle momentum
213   Float_t p[3], pc[3], 
214           och[3], pch[10][3]; // Momentum, polarisation and origin of the children particles from lujet
215   Float_t ty, xmt;
216   Int_t nt, i, j, kfch[10];
217   Float_t  wgtp, wgtch;
218   Double_t dummy;
219   static TClonesArray *particles;
220   //
221   if(!particles) particles=new TClonesArray("TParticle",1000);
222   //
223   Float_t random[6];
224  
225 // Calculating vertex position per event
226   for (j=0;j<3;j++) origin0[j]=fOrigin[j];
227   if(fVertexSmear==perEvent) {
228       gMC->Rndm(random,6);
229       for (j=0;j<3;j++) {
230           origin0[j]+=fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
231               TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
232       }
233   }
234   Int_t ipa=0;
235 // Generating fNpart particles
236   while (ipa<fNpart) {
237       while(1) {
238 //
239 // particle type
240           Int_t Ipart = fIpParaFunc();
241           fChildWeight=(fPythia->GetBraPart(Ipart))*fParentWeight;        
242           Float_t am=fPythia->GetPMAS(fPythia->Lucomp(Ipart),1);
243           gMC->Rndm(random,2);
244 //
245 // phi
246           phi=fPhiMin+random[0]*(fPhiMax-fPhiMin);
247 //
248 // y
249           ty=Float_t(TMath::TanH(fYPara->GetRandom()));
250 //
251 // pT
252           if (fAnalog == analog) {
253               pt=fPtPara->GetRandom();
254               wgtp=fParentWeight;
255               wgtch=fChildWeight;
256           } else {
257               pt=fPtMin+random[1]*(fPtMax-fPtMin);
258               Double_t ptd=pt;
259               wgtp=fParentWeight*fPtParaFunc(& ptd, &dummy);
260               wgtch=fChildWeight*fPtParaFunc(& ptd, &dummy);
261           }
262           xmt=sqrt(pt*pt+am*am);
263           pl=xmt*ty/sqrt(1.-ty*ty);
264           theta=TMath::ATan2(pt,pl);
265 // Cut on theta
266           if(theta<fThetaMin || theta>fThetaMax) continue;
267           ptot=TMath::Sqrt(pt*pt+pl*pl);
268 // Cut on momentum
269           if(ptot<fPMin || ptot>fPMax) continue;
270           p[0]=pt*TMath::Cos(phi);
271           p[1]=pt*TMath::Sin(phi);
272           p[2]=pl;
273           if(fVertexSmear==perTrack) {
274               gMC->Rndm(random,6);
275               for (j=0;j<3;j++) {
276                   origin0[j]=
277                       fOrigin[j]+fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
278                       TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
279               }
280           }
281           
282 // Looking at fForceDecay : 
283 // if fForceDecay != none Primary particle decays using 
284 // AliPythia and children are tracked by GEANT
285 //
286 // if fForceDecay == none Primary particle is tracked by GEANT 
287 // (In the latest, make sure that GEANT actually does all the decays you want)    
288 //
289           if (fForceDecay != nodecay) {
290 // Using lujet to decay particle
291               Float_t energy=TMath::Sqrt(ptot*ptot+am*am);
292               fPythia->DecayParticle(Ipart,energy,theta,phi);
293 //
294 // select decay particles
295               Int_t np=fPythia->ImportParticles(particles,"All");
296               Int_t ncsel=0;
297               for (i = 1; i<np; i++) {
298                   TParticle *  iparticle = (TParticle *) particles->At(i);
299                   Int_t kf = iparticle->GetPdgCode();
300 //
301 // children
302                   if (ChildSelected(TMath::Abs(kf)))
303                   {
304                       pc[0]=iparticle->Px();
305                       pc[1]=iparticle->Py();
306                       pc[2]=iparticle->Pz();
307                       och[0]=origin0[0]+iparticle->Vx()/10;
308                       och[1]=origin0[1]+iparticle->Vy()/10;
309                       och[2]=origin0[2]+iparticle->Vz()/10;
310                       if (fCutOnChild) {
311                           Float_t PtChild=TMath::Sqrt(pc[0]*pc[0]+pc[1]*pc[1]);
312                           Float_t PChild=TMath::Sqrt(PtChild*PtChild+pc[2]*pc[2]);
313                           Float_t ThetaChild=TMath::ATan2(PtChild,pc[2]);
314                           Float_t PhiChild=TMath::ATan2(pc[1],pc[0])+TMath::Pi();
315                           Bool_t childok = 
316                               ((PtChild    > fChildPtMin    && PtChild    <fChildPtMax)      &&
317                                (PChild     > fChildPMin     && PChild     <fChildPMax)       &&
318                                (ThetaChild > fChildThetaMin && ThetaChild <fChildThetaMax)   &&
319                                (PhiChild   > fChildPhiMin   && PhiChild   <fChildPhiMax));
320                           if(childok)
321                           {
322                               pch[ncsel][0]=pc[0];
323                               pch[ncsel][1]=pc[1];
324                               pch[ncsel][2]=pc[2];
325                               kfch[ncsel]=kf;
326                               ncsel++;
327                           } else {
328                               ncsel=-1;
329                               break;
330                           } // child kine cuts
331                       } else {
332                           pch[ncsel][0]=pc[0];
333                           pch[ncsel][1]=pc[1];
334                           pch[ncsel][2]=pc[2];
335                           kfch[ncsel]=kf;
336                           ncsel++;
337                       } // if child selection
338                   } // select muon
339               } // decay particle loop
340               Int_t iparent;
341               if ((fCutOnChild && ncsel >0) || !fCutOnChild){
342                   ipa++;
343 //
344 // parent
345                   gAlice->
346                       SetTrack(0,-1,Ipart,p,origin0,polar,0,"Primary",nt,wgtp);
347                   iparent=nt;
348
349                   for (i=0; i< ncsel; i++) {
350                       gAlice->SetTrack(fTrackIt,iparent,kfch[i],
351                                        &pch[i][0],och,polar,
352                                        0,"Decay",nt,wgtch);
353                       gAlice->KeepTrack(nt); 
354                   }
355               }  // Decays by Lujet
356           } // kinematic selection
357           else  // nodecay option, so parent will be tracked by GEANT (pions, kaons, eta, omegas, baryons)
358           {
359             gAlice->
360                 SetTrack(fTrackIt,-1,Ipart,p,origin0,polar,0,"Primary",nt,wgtp);
361             ipa++; 
362           }
363           break;
364     } // while
365   } // event loop
366 }
367
368 Bool_t AliGenParam::ChildSelected(Int_t ip)
369 {
370     for (Int_t i=0; i<5; i++)
371     {
372         if (fChildSelect[i]==ip) return kTRUE;
373     }
374     return kFALSE;
375 }
376
377 Bool_t AliGenParam::KinematicSelection(TParticle *particle)
378 {
379     Float_t px=particle->Px();
380     Float_t py=particle->Py();
381     Float_t pz=particle->Pz();
382 //
383 // momentum cut
384     Float_t p=TMath::Sqrt(px*px+py*py+pz*pz);
385     if (p > fPMax || p < fPMin) 
386     {
387 //      printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fPMin,fPMax);
388         return kFALSE;
389     }
390     Float_t pt=TMath::Sqrt(px*px+py*py);
391     
392 //
393 // theta cut
394     Float_t  theta = Float_t(TMath::ATan2(Double_t(pt),Double_t(p)));
395     if (theta > fThetaMax || theta < fThetaMin) 
396     {
397 //      printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fThetaMin,fThetaMax);
398         return kFALSE;
399     }
400
401     return kTRUE;
402 }
403
404
405
406