EVGEN/AliGenParam.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
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  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.29  2001/03/27 10:58:41  morsch
  19 Initialize decayer before generation. Important if run inside cocktail.
  20
  21 Revision 1.28  2001/03/09 13:01:41  morsch
  22 - enum constants for paramterisation type (particle family) moved to AliGen*lib.h
  23 - use AliGenGSIlib::kUpsilon, AliGenPHOSlib::kEtaPrime to access the constants
  24
  25 Revision 1.27  2001/02/02 15:21:10  morsch
  26 Set high water mark after last particle.
  27 Use Vertex() method for Vertex.
  28
  29 Revision 1.26  2000/12/21 16:24:06  morsch
  30 Coding convention clean-up
  31
  32 Revision 1.25  2000/11/30 07:12:50  alibrary
  33 Introducing new Rndm and QA classes
  34
  35 Revision 1.24  2000/10/18 19:11:27  hristov
  36 Division by zero fixed
  37
  38 Revision 1.23  2000/10/02 21:28:06  fca
  39 Removal of useless dependecies via forward declarations
  40
  41 Revision 1.22  2000/09/12 14:14:55  morsch
  42 Call fDecayer->ForceDecay() at the beginning of Generate().
  43
  44 Revision 1.21  2000/09/08 15:39:01  morsch
  45 Handle the case fForceDecay=all during the generation, i.e. select all secondaries.
  46
  47 Revision 1.20  2000/09/06 14:35:44  morsch
  48 Use AliDecayerPythia for particle decays.
  49
  50 Revision 1.19  2000/07/11 18:24:56  fca
  51 Coding convention corrections + few minor bug fixes
  52
  53 Revision 1.18  2000/06/29 21:08:27  morsch
  54 All paramatrisation libraries derive from the pure virtual base class AliGenLib.
  55 This allows to pass a pointer to a library directly to AliGenParam and avoids the
  56 use of function pointers in Config.C.
  57
  58 Revision 1.17  2000/06/09 20:33:30  morsch
  59 All coding rule violations except RS3 corrected
  60
  61 Revision 1.16  2000/05/02 07:51:31  morsch
  62 - Control precision of pT sampling TF1::SetNpx(..)
  63 - Correct initialisation of child-cuts in all constructors.
  64 - Most coding rule violations corrected.
  65
  66 Revision 1.15  2000/04/03 15:42:12  morsch
  67 Cuts on primary particles are separated from those on the decay products. Methods
  68 SetChildMomentumRange, SetChildPtRange, SetChildPhiRange, SetChildThetaRange added.
  69
  70 Revision 1.14  1999/11/09 07:38:48  fca
  71 Changes for compatibility with version 2.23 of ROOT
  72
  73 Revision 1.13  1999/11/04 11:30:31  fca
  74 Correct the logics for SetForceDecay
  75
  76 Revision 1.12  1999/11/03 17:43:20  fca
  77 New version from G.Martinez & A.Morsch
  78
  79 Revision 1.11  1999/09/29 09:24:14  fca
  80 Introduction of the Copyright and cvs Log
  81
  82 */
  83
  84 #include "AliGenParam.h"
  85 #include "AliDecayerPythia.h"
  86 #include "AliGenMUONlib.h"
  87 #include "AliRun.h"
  88 #include <TParticle.h>
  89 #include <TParticlePDG.h>
  90 #include <TDatabasePDG.h>
  91 #include <TLorentzVector.h>
  92
  93 #include <TF1.h>
  94
  95 ClassImp(AliGenParam)
  96
  97 //------------------------------------------------------------
  98
  99   //Begin_Html
 100   /*
 101     <img src="picts/AliGenParam.gif">
 102   */
 103   //End_Html
 104
 105 //____________________________________________________________
 106 //____________________________________________________________
 107 AliGenParam::AliGenParam()
 108 {
 109 // Deafault constructor
 110     fPtPara = 0;
 111     fYPara  = 0;
 112     fParam  = 0;
 113     fAnalog = kAnalog;
 114     SetCutOnChild();
 115     SetChildMomentumRange();
 116     SetChildPtRange();
 117     SetChildPhiRange();
 118     SetChildThetaRange();
 119     SetDeltaPt();
 120 //
 121 // Set random number generator
 122     sRandom = fRandom;
 123 }
 124
 125 AliGenParam::AliGenParam(Int_t npart, AliGenLib * Library,  Int_t param, char* tname):AliGenerator(npart)
 126 {
 127 // Constructor using number of particles parameterisation id and library
 128
 129     fPtParaFunc = Library->GetPt(param, tname);
 130     fYParaFunc  = Library->GetY (param, tname);
 131     fIpParaFunc = Library->GetIp(param, tname);
 132
 133     fPtPara = 0;
 134     fYPara  = 0;
 135     fParam  = param;
 136     fAnalog = kAnalog;
 137     fChildSelect.Set(5);
 138     for (Int_t i=0; i<5; i++) fChildSelect[i]=0;
 139     SetForceDecay();
 140     SetCutOnChild();
 141     SetChildMomentumRange();
 142     SetChildPtRange();
 143     SetChildPhiRange();
 144     SetChildThetaRange();
 145     SetDeltaPt();
 146 //
 147 // Set random number generator
 148     sRandom = fRandom;
 149 }
 150
 151 //____________________________________________________________
 152
 153 AliGenParam::AliGenParam(Int_t npart, Int_t param, char* tname):AliGenerator(npart)
 154 {
 155 // Constructor using parameterisation id and number of particles
 156 //
 157     AliGenLib* pLibrary = new AliGenMUONlib();
 158
 159     fPtParaFunc = pLibrary->GetPt(param, tname);
 160     fYParaFunc  = pLibrary->GetY (param, tname);
 161     fIpParaFunc = pLibrary->GetIp(param, tname);
 162
 163     fPtPara = 0;
 164     fYPara  = 0;
 165     fParam  = param;
 166     fAnalog = kAnalog;
 167     fChildSelect.Set(5);
 168     for (Int_t i=0; i<5; i++) fChildSelect[i]=0;
 169     SetForceDecay();
 170     SetCutOnChild();
 171     SetChildMomentumRange();
 172     SetChildPtRange();
 173     SetChildPhiRange();
 174     SetChildThetaRange();
 175     SetDeltaPt();
 176 }
 177
 178 AliGenParam::AliGenParam(Int_t npart, Int_t param,
 179                          Double_t (*PtPara) (Double_t*, Double_t*),
 180                          Double_t (*YPara ) (Double_t* ,Double_t*),
 181                          Int_t    (*IpPara) (TRandom *))
 182     :AliGenerator(npart)
 183 {
 184 // Constructor
 185 // Gines Martinez 1/10/99
 186     fPtParaFunc = PtPara;
 187     fYParaFunc  = YPara;
 188     fIpParaFunc = IpPara;
 189 //
 190     fPtPara = 0;
 191     fYPara  = 0;
 192     fParam  = param;
 193     fAnalog = kAnalog;
 194     fChildSelect.Set(5);
 195     for (Int_t i=0; i<5; i++) fChildSelect[i]=0;
 196     SetForceDecay();
 197     SetCutOnChild();
 198     SetChildMomentumRange();
 199     SetChildPtRange();
 200     SetChildPhiRange();
 201     SetChildThetaRange();
 202     SetDeltaPt();
 203 }
 204
 205
 206 AliGenParam::AliGenParam(const AliGenParam & Paramd)
 207 {
 208 // copy constructor
 209 }
 210
 211 //____________________________________________________________
 212 AliGenParam::~AliGenParam()
 213 {
 214 // Destructor
 215     delete  fPtPara;
 216     delete  fYPara;
 217 }
 218
 219 //____________________________________________________________
 220 void AliGenParam::Init()
 221 {
 222 // Initialisation
 223
 224     fDecayer = new AliDecayerPythia();
 225   //Begin_Html
 226   /*
 227     <img src="picts/AliGenParam.gif">
 228   */
 229   //End_Html
 230
 231     fPtPara = new TF1("Pt-Parametrization",fPtParaFunc,fPtMin,fPtMax,0);
 232 //  Set representation precision to 10 MeV
 233     Int_t npx= Int_t((fPtMax-fPtMin)/fDeltaPt);
 234
 235     fPtPara->SetNpx(npx);
 236
 237     fYPara  = new TF1("Y -Parametrization",fYParaFunc,fYMin,fYMax,0);
 238     TF1* ptPara = new TF1("Pt-Parametrization",fPtParaFunc,0,15,0);
 239     TF1* yPara  = new TF1("Y -Parametrization",fYParaFunc,-6,6,0);
 240
 241 //
 242 // dN/dy| y=0
 243     Double_t y1=0;
 244     Double_t y2=0;
 245
 246     fdNdy0=fYParaFunc(&y1,&y2);
 247 //
 248 // Integral over generation region
 249     Float_t intYS  = yPara ->Integral(fYMin, fYMax);
 250     Float_t intPt0 = ptPara->Integral(0,15);
 251     Float_t intPtS = ptPara->Integral(fPtMin,fPtMax);
 252     Float_t phiWgt=(fPhiMax-fPhiMin)/2./TMath::Pi();
 253     if (fAnalog == kAnalog) {
 254         fYWgt  = intYS/fdNdy0;
 255         fPtWgt = intPtS/intPt0;
 256         fParentWeight = fYWgt*fPtWgt*phiWgt/fNpart;
 257     } else {
 258         fYWgt = intYS/fdNdy0;
 259         fPtWgt = (fPtMax-fPtMin)/intPt0;
 260         fParentWeight = fYWgt*fPtWgt*phiWgt/fNpart;
 261     }
 262 //
 263 // particle decay related initialization
 264     fDecayer->SetForceDecay(fForceDecay);
 265     fDecayer->Init();
 266
 267 //
 268     switch (fForceDecay)
 269     {
 270     case kSemiElectronic:
 271     case kDiElectron:
 272     case kBJpsiDiElectron:
 273     case kBPsiPrimeDiElectron:
 274         fChildSelect[0]=11;
 275         break;
 276     case kSemiMuonic:
 277     case kDiMuon:
 278     case kBJpsiDiMuon:
 279     case kBPsiPrimeDiMuon:
 280         fChildSelect[0]=13;
 281         break;
 282     case kPiToMu:
 283         fChildSelect[0]=13;
 284         break;
 285     case kKaToMu:
 286         fChildSelect[0]=13;
 287         break;
 288     case kHadronicD:
 289 // Implement me !!
 290         break;
 291     case kNoDecay:
 292         break;
 293     case kAll:
 294         break;
 295     }
 296 }
 297
 298 //____________________________________________________________
 299 void AliGenParam::Generate()
 300 {
 301 //
 302 // Generate 'npart' of light and heavy mesons (J/Psi, upsilon or phi, Pion,
 303 // Kaons, Etas, Omegas) and Baryons (proton, antiprotons, neutrons and
 304 // antineutrons in the the desired theta, phi and momentum windows;
 305 // Gaussian smearing on the vertex is done if selected.
 306 // The decay of heavy mesons is done using lujet,
 307 //    and the childern particle are tracked by GEANT
 308 // However, light mesons are directly tracked by GEANT
 309 // setting fForceDecay = nodecay (SetForceDecay(nodecay))
 310 //
 311 //
 312 //  Reinitialize decayer
 313     fDecayer->Init();
 314 //
 315   Float_t polar[3]= {0,0,0};  // Polarisation of the parent particle (for GEANT tracking)
 316   Float_t origin0[3];         // Origin of the generated parent particle (for GEANT tracking)
 317   Float_t pt, pl, ptot;       // Transverse, logitudinal and total momenta of the parent particle
 318   Float_t phi, theta;         // Phi and theta spherical angles of the parent particle momentum
 319   Float_t p[3], pc[3],
 320           och[3], pch[10][3]; // Momentum, polarisation and origin of the children particles from lujet
 321   Float_t ty, xmt;
 322   Int_t nt, i, j, kfch[10];
 323   Float_t  wgtp, wgtch;
 324   Double_t dummy;
 325   static TClonesArray *particles;
 326   //
 327   if(!particles) particles=new TClonesArray("TParticle",1000);
 328
 329   static TDatabasePDG *pDataBase = new TDatabasePDG();
 330   if(!pDataBase) pDataBase = new TDatabasePDG();
 331   //
 332   Float_t random[6];
 333
 334 // Calculating vertex position per event
 335   for (j=0;j<3;j++) origin0[j]=fOrigin[j];
 336   if(fVertexSmear==kPerEvent) {
 337 //      Rndm(random,6);
 338 //      for (j=0;j<3;j++) {
 339 //        origin0[j]+=fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
 340 //            TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
 341 //            TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
 342 //      }
 343 //    }
 344       Vertex();
 345       for (j=0;j<3;j++) origin0[j]=fVertex[j];
 346   }
 347
 348   Int_t ipa=0;
 349 // Generating fNpart particles
 350   while (ipa<fNpart) {
 351       while(1) {
 352 //
 353 // particle type
 354           Int_t iPart = fIpParaFunc(fRandom);
 355           fChildWeight=(fDecayer->GetPartialBranchingRatio(iPart))*fParentWeight;
 356           TParticlePDG *particle = pDataBase->GetParticle(iPart);
 357           Float_t am = particle->Mass();
 358
 359           Rndm(random,2);
 360 //
 361 // phi
 362           phi=fPhiMin+random[0]*(fPhiMax-fPhiMin);
 363 //
 364 // y
 365           ty=Float_t(TMath::TanH(fYPara->GetRandom()));
 366 //
 367 // pT
 368           if (fAnalog == kAnalog) {
 369               pt=fPtPara->GetRandom();
 370               wgtp=fParentWeight;
 371               wgtch=fChildWeight;
 372           } else {
 373               pt=fPtMin+random[1]*(fPtMax-fPtMin);
 374               Double_t ptd=pt;
 375               wgtp=fParentWeight*fPtParaFunc(& ptd, &dummy);
 376               wgtch=fChildWeight*fPtParaFunc(& ptd, &dummy);
 377           }
 378           xmt=sqrt(pt*pt+am*am);
 379       if (TMath::Abs(ty)==1) ty=0;
 380           pl=xmt*ty/sqrt(1.-ty*ty);
 381           theta=TMath::ATan2(pt,pl);
 382 // Cut on theta
 383           if(theta<fThetaMin || theta>fThetaMax) continue;
 384           ptot=TMath::Sqrt(pt*pt+pl*pl);
 385 // Cut on momentum
 386           if(ptot<fPMin || ptot>fPMax) continue;
 387           p[0]=pt*TMath::Cos(phi);
 388           p[1]=pt*TMath::Sin(phi);
 389           p[2]=pl;
 390           if(fVertexSmear==kPerTrack) {
 391               Rndm(random,6);
 392               for (j=0;j<3;j++) {
 393                   origin0[j]=
 394                       fOrigin[j]+fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
 395                       TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
 396               }
 397           }
 398
 399 // Looking at fForceDecay :
 400 // if fForceDecay != none Primary particle decays using
 401 // AliPythia and children are tracked by GEANT
 402 //
 403 // if fForceDecay == none Primary particle is tracked by GEANT
 404 // (In the latest, make sure that GEANT actually does all the decays you want)
 405 //
 406           if (fForceDecay != kNoDecay) {
 407 // Using lujet to decay particle
 408               Float_t energy=TMath::Sqrt(ptot*ptot+am*am);
 409               TLorentzVector pmom(p[0], p[1], p[2], energy);
 410               fDecayer->Decay(iPart,&pmom);
 411 //
 412 // select decay particles
 413               Int_t np=fDecayer->ImportParticles(particles);
 414               Int_t ncsel=0;
 415
 416               if (np >1) {
 417                   TParticle* iparticle =  (TParticle *) particles->At(0);
 418                   Int_t ipF = iparticle->GetFirstDaughter();
 419                   Int_t ipL = iparticle->GetLastDaughter();
 420                   for (i = ipF-1; i<ipL; i++) {
 421                       iparticle = (TParticle *) particles->At(i);
 422                       Int_t kf = iparticle->GetPdgCode();
 423 //
 424 // children
 425                       if (ChildSelected(TMath::Abs(kf)) || fForceDecay == kAll)
 426                       {
 427                           pc[0]=iparticle->Px();
 428                           pc[1]=iparticle->Py();
 429                           pc[2]=iparticle->Pz();
 430                           och[0]=origin0[0]+iparticle->Vx()/10;
 431                           och[1]=origin0[1]+iparticle->Vy()/10;
 432                           och[2]=origin0[2]+iparticle->Vz()/10;
 433                           if (fCutOnChild) {
 434                               Float_t ptChild=TMath::Sqrt(pc[0]*pc[0]+pc[1]*pc[1]);
 435                               Float_t pChild=TMath::Sqrt(ptChild*ptChild+pc[2]*pc[2]);
 436                               Float_t thetaChild=TMath::ATan2(ptChild,pc[2]);
 437                               Float_t phiChild=TMath::ATan2(pc[1],pc[0]);
 438                               Bool_t childok =
 439                                   ((ptChild    > fChildPtMin    && ptChild    <fChildPtMax)      &&
 440                                    (pChild     > fChildPMin     && pChild     <fChildPMax)       &&
 441                                    (thetaChild > fChildThetaMin && thetaChild <fChildThetaMax)   &&
 442                                    (phiChild   > fChildPhiMin   && phiChild   <fChildPhiMax));
 443                               if(childok)
 444                               {
 445                                   pch[ncsel][0]=pc[0];
 446                                   pch[ncsel][1]=pc[1];
 447                                   pch[ncsel][2]=pc[2];
 448                                   kfch[ncsel]=kf;
 449                                   ncsel++;
 450                               } else {
 451                                   ncsel=-1;
 452                                   break;
 453                               } // child kine cuts
 454                           } else {
 455                               pch[ncsel][0]=pc[0];
 456                               pch[ncsel][1]=pc[1];
 457                               pch[ncsel][2]=pc[2];
 458                               kfch[ncsel]=kf;
 459                               ncsel++;
 460                           } // if child selection
 461                       } // select muon
 462                   } // decay particle loop
 463               } // if decay products
 464
 465               Int_t iparent;
 466               if ((fCutOnChild && ncsel >0) || !fCutOnChild){
 467                   ipa++;
 468 //
 469 // parent
 470                   gAlice->
 471                       SetTrack(0,-1,iPart,p,origin0,polar,0,kPPrimary,nt,wgtp);
 472                   iparent=nt;
 473                   gAlice->KeepTrack(nt);
 474                   for (i=0; i< ncsel; i++) {
 475                       gAlice->SetTrack(fTrackIt,iparent,kfch[i],
 476                                        &pch[i][0],och,polar,
 477                                        0,kPDecay,nt,wgtch);
 478                       gAlice->KeepTrack(nt);
 479                   }
 480               }  // Decays by Lujet
 481           } // kinematic selection
 482           else  // nodecay option, so parent will be tracked by GEANT (pions, kaons, eta, omegas, baryons)
 483           {
 484             gAlice->
 485                 SetTrack(fTrackIt,-1,iPart,p,origin0,polar,0,kPPrimary,nt,wgtp);
 486             ipa++;
 487           }
 488           break;
 489     } // while
 490   } // event loop
 491   gAlice->SetHighWaterMark(nt);
 492
 493 }
 494
 495 Bool_t AliGenParam::ChildSelected(Int_t ip)
 496 {
 497 // True if particle is in list of selected children
 498     for (Int_t i=0; i<5; i++)
 499     {
 500         if (fChildSelect[i]==ip) return kTRUE;
 501     }
 502     return kFALSE;
 503 }
 504
 505 Bool_t AliGenParam::KinematicSelection(TParticle *particle)
 506 {
 507 // Perform kinematic cuts
 508     Float_t px=particle->Px();
 509     Float_t py=particle->Py();
 510     Float_t pz=particle->Pz();
 511 //
 512 // momentum cut
 513     Float_t p=TMath::Sqrt(px*px+py*py+pz*pz);
 514     if (p > fPMax || p < fPMin)
 515     {
 516 //      printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fPMin,fPMax);
 517         return kFALSE;
 518     }
 519     Float_t pt=TMath::Sqrt(px*px+py*py);
 520
 521 //
 522 // theta cut
 523     Float_t  theta = Float_t(TMath::ATan2(Double_t(pt),Double_t(p)));
 524     if (theta > fThetaMax || theta < fThetaMin)
 525     {
 526 //      printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fThetaMin,fThetaMax);
 527         return kFALSE;
 528     }
 529
 530     return kTRUE;
 531 }
 532
 533
 534 AliGenParam& AliGenParam::operator=(const  AliGenParam& rhs)
 535 {
 536 // Assignment operator
 537     return *this;
 538 }
 539
 540
 541