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