b5aceadf8c29e73e97db5d31909160bcaf4d943f
[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  *                                                                        *
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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 1.25  2000/11/30 07:12:50  alibrary
19 Introducing new Rndm and QA classes
20
21 Revision 1.24  2000/10/18 19:11:27  hristov
22 Division by zero fixed
23
24 Revision 1.23  2000/10/02 21:28:06  fca
25 Removal of useless dependecies via forward declarations
26
27 Revision 1.22  2000/09/12 14:14:55  morsch
28 Call fDecayer->ForceDecay() at the beginning of Generate().
29
30 Revision 1.21  2000/09/08 15:39:01  morsch
31 Handle the case fForceDecay=all during the generation, i.e. select all secondaries.
32
33 Revision 1.20  2000/09/06 14:35:44  morsch
34 Use AliDecayerPythia for particle decays.
35
36 Revision 1.19  2000/07/11 18:24:56  fca
37 Coding convention corrections + few minor bug fixes
38
39 Revision 1.18  2000/06/29 21:08:27  morsch
40 All paramatrisation libraries derive from the pure virtual base class AliGenLib.
41 This allows to pass a pointer to a library directly to AliGenParam and avoids the
42 use of function pointers in Config.C.
43
44 Revision 1.17  2000/06/09 20:33:30  morsch
45 All coding rule violations except RS3 corrected
46
47 Revision 1.16  2000/05/02 07:51:31  morsch
48 - Control precision of pT sampling TF1::SetNpx(..)
49 - Correct initialisation of child-cuts in all constructors.
50 - Most coding rule violations corrected.
51
52 Revision 1.15  2000/04/03 15:42:12  morsch
53 Cuts on primary particles are separated from those on the decay products. Methods
54 SetChildMomentumRange, SetChildPtRange, SetChildPhiRange, SetChildThetaRange added.
55
56 Revision 1.14  1999/11/09 07:38:48  fca
57 Changes for compatibility with version 2.23 of ROOT
58
59 Revision 1.13  1999/11/04 11:30:31  fca
60 Correct the logics for SetForceDecay
61
62 Revision 1.12  1999/11/03 17:43:20  fca
63 New version from G.Martinez & A.Morsch
64
65 Revision 1.11  1999/09/29 09:24:14  fca
66 Introduction of the Copyright and cvs Log
67
68 */
69
70 #include "AliGenParam.h"
71 #include "AliDecayerPythia.h"
72 #include "AliGenMUONlib.h"
73 #include "AliRun.h"
74 #include <TParticle.h>
75 #include <TParticlePDG.h>
76 #include <TDatabasePDG.h>
77 #include <TLorentzVector.h>
78
79 #include <TF1.h>
80
81 ClassImp(AliGenParam)
82
83 //------------------------------------------------------------
84
85   //Begin_Html
86   /*
87     <img src="picts/AliGenParam.gif">
88   */
89   //End_Html
90
91 //____________________________________________________________
92 //____________________________________________________________
93 AliGenParam::AliGenParam()
94 {
95 // Deafault constructor
96     fPtPara = 0;
97     fYPara  = 0;
98     fParam  = jpsi_p;
99     fAnalog = analog;
100     SetCutOnChild();
101     SetChildMomentumRange();
102     SetChildPtRange();
103     SetChildPhiRange();
104     SetChildThetaRange();  
105     SetDeltaPt();
106 //
107 // Set random number generator   
108     sRandom = fRandom;
109 }
110
111 AliGenParam::AliGenParam(Int_t npart, AliGenLib * Library,  Param_t param, char* tname):AliGenerator(npart)
112 {
113 // Constructor using number of particles parameterisation id and library
114     
115     fPtParaFunc = Library->GetPt(param, tname);
116     fYParaFunc  = Library->GetY (param, tname);
117     fIpParaFunc = Library->GetIp(param, tname);
118     
119     fPtPara = 0;
120     fYPara  = 0;
121     fParam  = param;
122     fAnalog = analog;
123     fChildSelect.Set(5);
124     for (Int_t i=0; i<5; i++) fChildSelect[i]=0;
125     SetForceDecay();
126     SetCutOnChild();
127     SetChildMomentumRange();
128     SetChildPtRange();
129     SetChildPhiRange();
130     SetChildThetaRange(); 
131     SetDeltaPt(); 
132 //
133 // Set random number generator   
134     sRandom = fRandom;
135 }
136
137 //____________________________________________________________
138
139 AliGenParam::AliGenParam(Int_t npart, Param_t param, char* tname):AliGenerator(npart)
140 {
141 // Constructor using parameterisation id and number of particles
142 //      
143     AliGenLib* pLibrary = new AliGenMUONlib();
144  
145     fPtParaFunc = pLibrary->GetPt(param, tname);
146     fYParaFunc  = pLibrary->GetY (param, tname);
147     fIpParaFunc = pLibrary->GetIp(param, tname);
148     
149     fPtPara = 0;
150     fYPara  = 0;
151     fParam  = param;
152     fAnalog = analog;
153     fChildSelect.Set(5);
154     for (Int_t i=0; i<5; i++) fChildSelect[i]=0;
155     SetForceDecay();
156     SetCutOnChild();
157     SetChildMomentumRange();
158     SetChildPtRange();
159     SetChildPhiRange();
160     SetChildThetaRange(); 
161     SetDeltaPt(); 
162 }
163
164 AliGenParam::AliGenParam(Int_t npart, Param_t param,
165                          Double_t (*PtPara) (Double_t*, Double_t*),
166                          Double_t (*YPara ) (Double_t* ,Double_t*),
167                          Int_t    (*IpPara) (TRandom *))                 
168     :AliGenerator(npart)
169 {
170 // Constructor
171 // Gines Martinez 1/10/99 
172     fPtParaFunc = PtPara; 
173     fYParaFunc  = YPara;  
174     fIpParaFunc = IpPara;
175 //  
176     fPtPara = 0;
177     fYPara  = 0;
178     fParam  = param;
179     fAnalog = analog;
180     fChildSelect.Set(5);
181     for (Int_t i=0; i<5; i++) fChildSelect[i]=0;
182     SetForceDecay();
183     SetCutOnChild();
184     SetChildMomentumRange();
185     SetChildPtRange();
186     SetChildPhiRange();
187     SetChildThetaRange();  
188     SetDeltaPt();
189 }
190
191
192 AliGenParam::AliGenParam(const AliGenParam & Paramd)
193 {
194 // copy constructor
195 }
196
197 //____________________________________________________________
198 AliGenParam::~AliGenParam()
199 {
200 // Destructor
201     delete  fPtPara;
202     delete  fYPara;
203 }
204
205 //____________________________________________________________
206 void AliGenParam::Init()
207 {
208 // Initialisation
209
210     fDecayer = new AliDecayerPythia();
211   //Begin_Html
212   /*
213     <img src="picts/AliGenParam.gif">
214   */
215   //End_Html
216  
217     fPtPara = new TF1("Pt-Parametrization",fPtParaFunc,fPtMin,fPtMax,0);
218 //  Set representation precision to 10 MeV
219     Int_t npx= Int_t((fPtMax-fPtMin)/fDeltaPt);
220     
221     fPtPara->SetNpx(npx);
222     
223     fYPara  = new TF1("Y -Parametrization",fYParaFunc,fYMin,fYMax,0);
224     TF1* ptPara = new TF1("Pt-Parametrization",fPtParaFunc,0,15,0);
225     TF1* yPara  = new TF1("Y -Parametrization",fYParaFunc,-6,6,0);
226
227 //
228 // dN/dy| y=0
229     Double_t y1=0;
230     Double_t y2=0;
231     
232     fdNdy0=fYParaFunc(&y1,&y2);
233 //
234 // Integral over generation region
235     Float_t intYS  = yPara ->Integral(fYMin, fYMax);
236     Float_t intPt0 = ptPara->Integral(0,15);
237     Float_t intPtS = ptPara->Integral(fPtMin,fPtMax);
238     Float_t phiWgt=(fPhiMax-fPhiMin)/2./TMath::Pi();
239     if (fAnalog == analog) {
240         fYWgt  = intYS/fdNdy0;
241         fPtWgt = intPtS/intPt0;
242         fParentWeight = fYWgt*fPtWgt*phiWgt/fNpart;
243     } else {
244         fYWgt = intYS/fdNdy0;
245         fPtWgt = (fPtMax-fPtMin)/intPt0;
246         fParentWeight = fYWgt*fPtWgt*phiWgt/fNpart;
247     }
248 //
249 // particle decay related initialization
250     fDecayer->SetForceDecay(fForceDecay);
251     fDecayer->Init();
252
253 //
254     switch (fForceDecay) 
255     {
256     case semielectronic:
257     case dielectron:
258     case b_jpsi_dielectron:
259     case b_psip_dielectron:
260         fChildSelect[0]=11;     
261         break;
262     case semimuonic:
263     case dimuon:
264     case b_jpsi_dimuon:
265     case b_psip_dimuon:
266         fChildSelect[0]=13;
267         break;
268     case pitomu:
269         fChildSelect[0]=13;
270         break;
271     case katomu:
272         fChildSelect[0]=13;
273         break;
274     case hadronicD:
275 // Implement me !!
276         break;
277     case nodecay:
278         break;
279     case all:
280         break;
281     }
282 }
283
284 //____________________________________________________________
285 void AliGenParam::Generate()
286 {
287 //
288 // Generate 'npart' of light and heavy mesons (J/Psi, upsilon or phi, Pion,
289 // Kaons, Etas, Omegas) and Baryons (proton, antiprotons, neutrons and 
290 // antineutrons in the the desired theta, phi and momentum windows; 
291 // Gaussian smearing on the vertex is done if selected. 
292 // The decay of heavy mesons is done using lujet, 
293 //    and the childern particle are tracked by GEANT
294 // However, light mesons are directly tracked by GEANT 
295 // setting fForceDecay = nodecay (SetForceDecay(nodecay)) 
296 //
297
298     fDecayer->ForceDecay();
299   Float_t polar[3]= {0,0,0};  // Polarisation of the parent particle (for GEANT tracking)
300   Float_t origin0[3];         // Origin of the generated parent particle (for GEANT tracking)
301   Float_t pt, pl, ptot;       // Transverse, logitudinal and total momenta of the parent particle
302   Float_t phi, theta;         // Phi and theta spherical angles of the parent particle momentum
303   Float_t p[3], pc[3], 
304           och[3], pch[10][3]; // Momentum, polarisation and origin of the children particles from lujet
305   Float_t ty, xmt;
306   Int_t nt, i, j, kfch[10];
307   Float_t  wgtp, wgtch;
308   Double_t dummy;
309   static TClonesArray *particles;
310   //
311   if(!particles) particles=new TClonesArray("TParticle",1000);
312
313   static TDatabasePDG *pDataBase = new TDatabasePDG();
314   if(!pDataBase) pDataBase = new TDatabasePDG();
315   //
316   Float_t random[6];
317  
318 // Calculating vertex position per event
319   for (j=0;j<3;j++) origin0[j]=fOrigin[j];
320   if(fVertexSmear==kPerEvent) {
321       Rndm(random,6);
322       for (j=0;j<3;j++) {
323           origin0[j]+=fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
324               TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
325       }
326   }
327   Int_t ipa=0;
328 // Generating fNpart particles
329   while (ipa<fNpart) {
330       while(1) {
331 //
332 // particle type
333           Int_t iPart = fIpParaFunc(fRandom);
334           fChildWeight=(fDecayer->GetPartialBranchingRatio(iPart))*fParentWeight;          
335           TParticlePDG *particle = pDataBase->GetParticle(iPart);
336           Float_t am = particle->Mass();
337
338           Rndm(random,2);
339 //
340 // phi
341           phi=fPhiMin+random[0]*(fPhiMax-fPhiMin);
342 //
343 // y
344           ty=Float_t(TMath::TanH(fYPara->GetRandom()));
345 //
346 // pT
347           if (fAnalog == analog) {
348               pt=fPtPara->GetRandom();
349               wgtp=fParentWeight;
350               wgtch=fChildWeight;
351           } else {
352               pt=fPtMin+random[1]*(fPtMax-fPtMin);
353               Double_t ptd=pt;
354               wgtp=fParentWeight*fPtParaFunc(& ptd, &dummy);
355               wgtch=fChildWeight*fPtParaFunc(& ptd, &dummy);
356           }
357           xmt=sqrt(pt*pt+am*am);
358       if (TMath::Abs(ty)==1) ty=0;
359           pl=xmt*ty/sqrt(1.-ty*ty);
360           theta=TMath::ATan2(pt,pl);
361 // Cut on theta
362           if(theta<fThetaMin || theta>fThetaMax) continue;
363           ptot=TMath::Sqrt(pt*pt+pl*pl);
364 // Cut on momentum
365           if(ptot<fPMin || ptot>fPMax) continue;
366           p[0]=pt*TMath::Cos(phi);
367           p[1]=pt*TMath::Sin(phi);
368           p[2]=pl;
369           if(fVertexSmear==kPerTrack) {
370               Rndm(random,6);
371               for (j=0;j<3;j++) {
372                   origin0[j]=
373                       fOrigin[j]+fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
374                       TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
375               }
376           }
377           
378 // Looking at fForceDecay : 
379 // if fForceDecay != none Primary particle decays using 
380 // AliPythia and children are tracked by GEANT
381 //
382 // if fForceDecay == none Primary particle is tracked by GEANT 
383 // (In the latest, make sure that GEANT actually does all the decays you want)    
384 //
385           if (fForceDecay != nodecay) {
386 // Using lujet to decay particle
387               Float_t energy=TMath::Sqrt(ptot*ptot+am*am);
388               TLorentzVector pmom(p[0], p[1], p[2], energy);
389               fDecayer->Decay(iPart,&pmom);
390 //
391 // select decay particles
392               Int_t np=fDecayer->ImportParticles(particles);
393               Int_t ncsel=0;
394               for (i = 1; i<np; i++) {
395                   TParticle *  iparticle = (TParticle *) particles->At(i);
396                   Int_t kf = iparticle->GetPdgCode();
397 //
398 // children
399                   if (ChildSelected(TMath::Abs(kf)) || fForceDecay==all)
400                   {
401                       pc[0]=iparticle->Px();
402                       pc[1]=iparticle->Py();
403                       pc[2]=iparticle->Pz();
404                       och[0]=origin0[0]+iparticle->Vx()/10;
405                       och[1]=origin0[1]+iparticle->Vy()/10;
406                       och[2]=origin0[2]+iparticle->Vz()/10;
407                       if (fCutOnChild) {
408                           Float_t ptChild=TMath::Sqrt(pc[0]*pc[0]+pc[1]*pc[1]);
409                           Float_t pChild=TMath::Sqrt(ptChild*ptChild+pc[2]*pc[2]);
410                           Float_t thetaChild=TMath::ATan2(ptChild,pc[2]);
411                           Float_t phiChild=TMath::ATan2(pc[1],pc[0]);
412                           Bool_t childok = 
413                               ((ptChild    > fChildPtMin    && ptChild    <fChildPtMax)      &&
414                                (pChild     > fChildPMin     && pChild     <fChildPMax)       &&
415                                (thetaChild > fChildThetaMin && thetaChild <fChildThetaMax)   &&
416                                (phiChild   > fChildPhiMin   && phiChild   <fChildPhiMax));
417                           if(childok)
418                           {
419                               pch[ncsel][0]=pc[0];
420                               pch[ncsel][1]=pc[1];
421                               pch[ncsel][2]=pc[2];
422                               kfch[ncsel]=kf;
423                               ncsel++;
424                           } else {
425                               ncsel=-1;
426                               break;
427                           } // child kine cuts
428                       } else {
429                           pch[ncsel][0]=pc[0];
430                           pch[ncsel][1]=pc[1];
431                           pch[ncsel][2]=pc[2];
432                           kfch[ncsel]=kf;
433                           ncsel++;
434                       } // if child selection
435                   } // select muon
436               } // decay particle loop
437               Int_t iparent;
438               if ((fCutOnChild && ncsel >0) || !fCutOnChild){
439                   ipa++;
440 //
441 // parent
442                   gAlice->
443                       SetTrack(0,-1,iPart,p,origin0,polar,0,kPPrimary,nt,wgtp);
444                   iparent=nt;
445                   gAlice->KeepTrack(nt); 
446                   for (i=0; i< ncsel; i++) {
447                       gAlice->SetTrack(fTrackIt,iparent,kfch[i],
448                                        &pch[i][0],och,polar,
449                                        0,kPDecay,nt,wgtch);
450                       gAlice->KeepTrack(nt); 
451                   }
452               }  // Decays by Lujet
453           } // kinematic selection
454           else  // nodecay option, so parent will be tracked by GEANT (pions, kaons, eta, omegas, baryons)
455           {
456             gAlice->
457                 SetTrack(fTrackIt,-1,iPart,p,origin0,polar,0,kPPrimary,nt,wgtp);
458             ipa++; 
459           }
460           break;
461     } // while
462   } // event loop
463 }
464
465 Bool_t AliGenParam::ChildSelected(Int_t ip)
466 {
467 // True if particle is in list of selected children
468     for (Int_t i=0; i<5; i++)
469     {
470         if (fChildSelect[i]==ip) return kTRUE;
471     }
472     return kFALSE;
473 }
474
475 Bool_t AliGenParam::KinematicSelection(TParticle *particle)
476 {
477 // Perform kinematic cuts
478     Float_t px=particle->Px();
479     Float_t py=particle->Py();
480     Float_t pz=particle->Pz();
481 //
482 // momentum cut
483     Float_t p=TMath::Sqrt(px*px+py*py+pz*pz);
484     if (p > fPMax || p < fPMin) 
485     {
486 //      printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fPMin,fPMax);
487         return kFALSE;
488     }
489     Float_t pt=TMath::Sqrt(px*px+py*py);
490     
491 //
492 // theta cut
493     Float_t  theta = Float_t(TMath::ATan2(Double_t(pt),Double_t(p)));
494     if (theta > fThetaMax || theta < fThetaMin) 
495     {
496 //      printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fThetaMin,fThetaMax);
497         return kFALSE;
498     }
499
500     return kTRUE;
501 }
502
503
504 AliGenParam& AliGenParam::operator=(const  AliGenParam& rhs)
505 {
506 // Assignment operator
507     return *this;
508 }
509
510
511