EVGEN/AliGenPythia.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 1.35  2001/03/09 13:03:40  morsch
  19 Process_t and Struc_Func_t moved to AliPythia.h
  20
  21 Revision 1.34  2001/02/14 15:50:40  hristov
  22 The last particle in event marked using SetHighWaterMark
  23
  24 Revision 1.33  2001/01/30 09:23:12  hristov
  25 Streamers removed (R.Brun)
  26
  27 Revision 1.32  2001/01/26 19:55:51  hristov
  28 Major upgrade of AliRoot code
  29
  30 Revision 1.31  2001/01/17 10:54:31  hristov
  31 Better protection against FPE
  32
  33 Revision 1.30  2000/12/18 08:55:35  morsch
  34 Make AliPythia dependent generartors work with new scheme of random number generation
  35
  36 Revision 1.29  2000/12/04 11:22:03  morsch
  37 Init of sRandom as in 1.15
  38
  39 Revision 1.28  2000/12/02 11:41:39  morsch
  40 Use SetRandom() to initialize random number generator in constructor.
  41
  42 Revision 1.27  2000/11/30 20:29:02  morsch
  43 Initialise static variable sRandom in constructor: sRandom = fRandom;
  44
  45 Revision 1.26  2000/11/30 07:12:50  alibrary
  46 Introducing new Rndm and QA classes
  47
  48 Revision 1.25  2000/10/18 19:11:27  hristov
  49 Division by zero fixed
  50
  51 Revision 1.24  2000/09/18 10:41:35  morsch
  52 Add possibility to use nuclear structure functions from PDF library V8.
  53
  54 Revision 1.23  2000/09/14 14:05:40  morsch
  55 dito
  56
  57 Revision 1.22  2000/09/14 14:02:22  morsch
  58 - Correct conversion from mm to cm when passing particle vertex to MC.
  59 - Correct handling of fForceDecay == all.
  60
  61 Revision 1.21  2000/09/12 14:14:55  morsch
  62 Call fDecayer->ForceDecay() at the beginning of Generate().
  63
  64 Revision 1.20  2000/09/06 14:29:33  morsch
  65 Use AliPythia for event generation an AliDecayPythia for decays.
  66 Correct handling of "nodecay" option
  67
  68 Revision 1.19  2000/07/11 18:24:56  fca
  69 Coding convention corrections + few minor bug fixes
  70
  71 Revision 1.18  2000/06/30 12:40:34  morsch
  72 Pythia takes care of vertex smearing. Correct conversion from Pythia units (mm) to
  73 Geant units (cm).
  74
  75 Revision 1.17  2000/06/09 20:34:07  morsch
  76 All coding rule violations except RS3 corrected
  77
  78 Revision 1.16  2000/05/15 15:04:20  morsch
  79 The full event is written for fNtrack = -1
  80 Coding rule violations corrected.
  81
  82 Revision 1.15  2000/04/26 10:14:24  morsch
  83 Particles array has one entry more than pythia particle list. Upper bound of
  84 particle loop changed to np-1 (R. Guernane, AM)
  85
  86 Revision 1.14  2000/04/05 08:36:13  morsch
  87 Check status code of particles in Pythia event
  88 to avoid double counting as partonic state and final state particle.
  89
  90 Revision 1.13  1999/11/09 07:38:48  fca
  91 Changes for compatibility with version 2.23 of ROOT
  92
  93 Revision 1.12  1999/11/03 17:43:20  fca
  94 New version from G.Martinez & A.Morsch
  95
  96 Revision 1.11  1999/09/29 09:24:14  fca
  97 Introduction of the Copyright and cvs Log
  98 */
  99
 100 #include "AliGenPythia.h"
 101 #include "AliDecayerPythia.h"
 102 #include "AliRun.h"
 103 #include "AliPythia.h"
 104 #include "AliPDG.h"
 105 #include <TParticle.h>
 106 #include <TSystem.h>
 107
 108  ClassImp(AliGenPythia)
 109
 110 AliGenPythia::AliGenPythia()
 111                  :AliGenerator()
 112 {
 113 // Default Constructor
 114   fDecayer = new AliDecayerPythia();
 115 }
 116
 117 AliGenPythia::AliGenPythia(Int_t npart)
 118                  :AliGenerator(npart)
 119 {
 120 // default charm production at 5. 5 TeV
 121 // semimuonic decay
 122 // structure function GRVHO
 123 //
 124     fXsection  = 0.;
 125     fNucA1=0;
 126     fNucA2=0;
 127     fParentSelect.Set(5);
 128     fChildSelect.Set(5);
 129     for (Int_t i=0; i<5; i++) fParentSelect[i]=fChildSelect[i]=0;
 130     SetProcess();
 131     SetStrucFunc();
 132     SetForceDecay();
 133     SetPtHard();
 134     SetEnergyCMS();
 135     fDecayer = new AliDecayerPythia();
 136     // Set random number generator
 137     sRandom=fRandom;
 138 }
 139
 140 AliGenPythia::AliGenPythia(const AliGenPythia & Pythia)
 141 {
 142 // copy constructor
 143 }
 144
 145 AliGenPythia::~AliGenPythia()
 146 {
 147 // Destructor
 148 }
 149
 150 void AliGenPythia::Init()
 151 {
 152 // Initialisation
 153   SetMC(AliPythia::Instance());
 154     fPythia=(AliPythia*) fgMCEvGen;
 155 //
 156     fParentWeight=1./Float_t(fNpart);
 157 //
 158 //  Forward Paramters to the AliPythia object
 159     //    gSystem->Exec("ln -s $ALICE_ROOT/data/Decay.table fort.1");
 160     //    fPythia->Pyupda(2,1);
 161     //    gSystem->Exec("rm fort.1");
 162
 163     fDecayer->SetForceDecay(fForceDecay);
 164     fDecayer->Init();
 165
 166
 167     fPythia->SetCKIN(3,fPtHardMin);
 168     fPythia->SetCKIN(4,fPtHardMax);
 169     if (fNucA1 > 0 && fNucA2 > 0) fPythia->SetNuclei(fNucA1, fNucA2);
 170     fPythia->ProcInit(fProcess,fEnergyCMS,fStrucFunc);
 171
 172     //    fPythia->Pylist(0);
 173     //    fPythia->Pystat(2);
 174 //  Parent and Children Selection
 175     switch (fProcess)
 176     {
 177     case kPyCharm:
 178         fParentSelect[0]=411;
 179         fParentSelect[1]=421;
 180         fParentSelect[2]=431;
 181         fParentSelect[3]=4122;
 182         break;
 183     case kPyCharmUnforced:
 184         fParentSelect[0]=411;
 185         fParentSelect[1]=421;
 186         fParentSelect[2]=431;
 187         fParentSelect[3]=4122;
 188         break;
 189     case kPyBeauty:
 190         fParentSelect[0]=511;
 191         fParentSelect[1]=521;
 192         fParentSelect[2]=531;
 193         fParentSelect[3]=5122;
 194         break;
 195     case kPyBeautyUnforced:
 196         fParentSelect[0]=511;
 197         fParentSelect[1]=521;
 198         fParentSelect[2]=531;
 199         fParentSelect[3]=5122;
 200         break;
 201     case kPyJpsiChi:
 202     case kPyJpsi:
 203         fParentSelect[0]=443;
 204         break;
 205     case kPyMb:
 206     case kPyJets:
 207     case kPyDirectGamma:
 208         break;
 209     }
 210
 211     switch (fForceDecay)
 212     {
 213     case kSemiElectronic:
 214     case kDiElectron:
 215     case kBJpsiDiElectron:
 216     case kBPsiPrimeDiElectron:
 217         fChildSelect[0]=kElectron;
 218         break;
 219     case kSemiMuonic:
 220     case kDiMuon:
 221     case kBJpsiDiMuon:
 222     case kBPsiPrimeDiMuon:
 223     case kPiToMu:
 224     case kKaToMu:
 225         fChildSelect[0]=kMuonMinus;
 226         break;
 227     case kHadronicD:
 228       fChildSelect[0]=kPiPlus;
 229       fChildSelect[1]=kKPlus;
 230       break;
 231     case kAll:
 232     case kNoDecay:
 233       break;
 234     }
 235 }
 236
 237 void AliGenPythia::Generate()
 238 {
 239 // Generate one event
 240     fDecayer->ForceDecay();
 241
 242     Float_t polar[3]   =   {0,0,0};
 243     Float_t origin[3]  =   {0,0,0};
 244     Float_t originP[3] =   {0,0,0};
 245     Float_t origin0[3] =   {0,0,0};
 246     Float_t p[3], pP[4];
 247 //    Float_t random[6];
 248     static TClonesArray *particles;
 249 //  converts from mm/c to s
 250     const Float_t kconv=0.001/2.999792458e8;
 251
 252
 253 //
 254     Int_t nt=0;
 255     Int_t ntP=0;
 256     Int_t jev=0;
 257     Int_t j, kf;
 258
 259     if(!particles) particles=new TClonesArray("TParticle",1000);
 260
 261     fTrials=0;
 262     for (j=0;j<3;j++) origin0[j]=fOrigin[j];
 263     if(fVertexSmear==kPerEvent) {
 264         fPythia->SetMSTP(151,1);
 265         for (j=0;j<3;j++) {
 266             fPythia->SetPARP(151+j, fOsigma[j]/10.);
 267         }
 268     } else if (fVertexSmear==kPerTrack) {
 269         fPythia->SetMSTP(151,0);
 270     }
 271
 272     while(1)
 273     {
 274         fPythia->Pyevnt();
 275 //      fPythia->Pylist(1);
 276         fTrials++;
 277         fPythia->ImportParticles(particles,"All");
 278         Int_t np = particles->GetEntriesFast();
 279         printf("\n **************************************************%d\n",np);
 280         Int_t nc=0;
 281         if (np == 0 ) continue;
 282         if (fProcess != kPyMb && fProcess != kPyJets && fProcess != kPyDirectGamma) {
 283             for (Int_t i = 0; i<np-1; i++) {
 284                 TParticle *  iparticle = (TParticle *) particles->At(i);
 285                 Int_t ks = iparticle->GetStatusCode();
 286                 kf = CheckPDGCode(iparticle->GetPdgCode());
 287                 if (ks==21) continue;
 288
 289                 fChildWeight=(fDecayer->GetPartialBranchingRatio(kf))*fParentWeight;
 290 //
 291 // Parent
 292                 if (ParentSelected(TMath::Abs(kf))) {
 293                     if (KinematicSelection(iparticle)) {
 294                         if (nc==0) {
 295 //
 296 // Store information concerning the hard scattering process
 297 //
 298                             Float_t massP  = fPythia->GetPARI(13);
 299                             Float_t   ptP  = fPythia->GetPARI(17);
 300                             Float_t    yP  = fPythia->GetPARI(37);
 301                             Float_t  xmtP  = sqrt(ptP*ptP+massP*massP);
 302                             Float_t    ty  = Float_t(TMath::TanH(yP));
 303                             pP[0] = ptP;
 304                             pP[1] = 0;
 305                             pP[2] = xmtP*ty/sqrt(1.-ty*ty);
 306                             pP[3] = massP;
 307                             gAlice->SetTrack(0,-1,-1,
 308                                              pP,originP,polar,
 309                                              0,kPPrimary,ntP,fParentWeight);
 310 //                                           0,"Hard Scat.",ntP,fParentWeight);
 311                             gAlice->KeepTrack(ntP);
 312                         }
 313                         nc++;
 314 //
 315 // store parent track information
 316                         p[0]=iparticle->Px();
 317                         p[1]=iparticle->Py();
 318                         p[2]=iparticle->Pz();
 319                         origin[0]=origin0[0]+iparticle->Vx()/10.;
 320                         origin[1]=origin0[1]+iparticle->Vy()/10.;
 321                         origin[2]=origin0[2]+iparticle->Vz()/10.;
 322
 323                         Int_t ifch=iparticle->GetFirstDaughter();
 324                         Int_t ilch=iparticle->GetLastDaughter();
 325
 326                         if ((ifch !=0 && ilch !=0) || fForceDecay == kNoDecay) {
 327                           Int_t trackit=0;
 328                           if (fForceDecay == kNoDecay) trackit = 1;
 329                             gAlice->SetTrack(trackit,ntP,kf,
 330                                              p,origin,polar,
 331                                              0,kPPrimary,nt,fParentWeight);
 332                             gAlice->KeepTrack(nt);
 333                             Int_t iparent = nt;
 334 //
 335 // Children
 336                             if (fForceDecay != kNoDecay) {
 337                               for (j=ifch; j<=ilch; j++)
 338                                 {
 339                                   TParticle *  ichild =
 340                                     (TParticle *) particles->At(j-1);
 341                                   kf = CheckPDGCode(ichild->GetPdgCode());
 342 //
 343 //
 344                                   if (ChildSelected(TMath::Abs(kf))) {
 345                                     origin[0]=origin0[0]+ichild->Vx()/10.;
 346                                     origin[1]=origin0[1]+ichild->Vy()/10.;
 347                                     origin[2]=origin0[2]+ichild->Vz()/10.;
 348                                     p[0]=ichild->Px();
 349                                     p[1]=ichild->Py();
 350                                     p[2]=ichild->Pz();
 351                                     Float_t tof=kconv*ichild->T();
 352                                     gAlice->SetTrack(fTrackIt, iparent, kf,
 353                                                      p,origin,polar,
 354                                                      tof,kPDecay,nt,fChildWeight);
 355                                     gAlice->KeepTrack(nt);
 356                                   } // select child
 357                                 } // child loop
 358                             }
 359                         }
 360                     } // kinematic selection
 361                 } // select particle
 362             } // particle loop
 363         } else {
 364             for (Int_t i = 0; i<np-1; i++) {
 365                 TParticle *  iparticle = (TParticle *) particles->At(i);
 366                 kf = CheckPDGCode(iparticle->GetPdgCode());
 367                 Int_t ks = iparticle->GetStatusCode();
 368                 Int_t km = iparticle->GetFirstMother();
 369                 //      printf("\n process %d %d\n", ks,km);
 370
 371                 if ((ks==1 && kf!=0 && KinematicSelection(iparticle)) ||
 372                     (fProcess == kPyJets && ks == 21 && km == 0 && i>1)) {
 373                     nc++;
 374 //
 375 // store track information
 376                     p[0]=iparticle->Px();
 377                     p[1]=iparticle->Py();
 378                     p[2]=iparticle->Pz();
 379                     origin[0]=origin0[0]+iparticle->Vx()/10.;
 380                     origin[1]=origin0[1]+iparticle->Vy()/10.;
 381                     origin[2]=origin0[2]+iparticle->Vz()/10.;
 382                     Float_t tof=kconv*iparticle->T();
 383                     gAlice->SetTrack(fTrackIt,-1,kf,p,origin,polar,
 384                                      tof,kPPrimary,nt);
 385                     gAlice->KeepTrack(nt);
 386                 } // select particle
 387             } // particle loop
 388             printf("\n I've put %i particles on the stack \n",nc);
 389         } // mb ?
 390         if (nc > 0) {
 391             jev+=nc;
 392             if (jev >= fNpart || fNpart == -1) {
 393                 fKineBias=Float_t(fNpart)/Float_t(fTrials);
 394                 printf("\n Trials: %i %i %i\n",fTrials, fNpart, jev);
 395                 break;
 396             }
 397         }
 398     } // event loop
 399     gAlice->SetHighWaterMark(nt);
 400 //  adjust weight due to kinematic selection
 401     AdjustWeights();
 402 //  get cross-section
 403     fXsection=fPythia->GetPARI(1);
 404 }
 405
 406 void AliGenPythia::FinishRun()
 407 {
 408 // Print x-section summary
 409     fPythia->Pystat(1);
 410 }
 411
 412 Bool_t AliGenPythia::ParentSelected(Int_t ip)
 413 {
 414 // True if particle is in list of parent particles to be selected
 415     for (Int_t i=0; i<5; i++)
 416     {
 417         if (fParentSelect[i]==ip) return kTRUE;
 418     }
 419     return kFALSE;
 420 }
 421
 422 Bool_t AliGenPythia::ChildSelected(Int_t ip)
 423 {
 424 // True if particle is in list of decay products to be selected
 425     if (fForceDecay == kAll) return kTRUE;
 426
 427     for (Int_t i=0; i<5; i++)
 428     {
 429         if (fChildSelect[i]==ip) return kTRUE;
 430     }
 431     return kFALSE;
 432 }
 433
 434 Bool_t AliGenPythia::KinematicSelection(TParticle *particle)
 435 {
 436 // Perform kinematic selection
 437     Float_t px=particle->Px();
 438     Float_t py=particle->Py();
 439     Float_t pz=particle->Pz();
 440     Float_t  e=particle->Energy();
 441
 442 //
 443 //  transverse momentum cut
 444     Float_t pt=TMath::Sqrt(px*px+py*py);
 445     if (pt > fPtMax || pt < fPtMin)
 446     {
 447 //      printf("\n failed pt cut %f %f %f \n",pt,fPtMin,fPtMax);
 448         return kFALSE;
 449     }
 450 //
 451 // momentum cut
 452     Float_t p=TMath::Sqrt(px*px+py*py+pz*pz);
 453     if (p > fPMax || p < fPMin)
 454     {
 455 //      printf("\n failed p cut %f %f %f \n",p,fPMin,fPMax);
 456         return kFALSE;
 457     }
 458
 459 //
 460 // theta cut
 461     Float_t  theta = Float_t(TMath::ATan2(Double_t(pt),Double_t(pz)));
 462     if (theta > fThetaMax || theta < fThetaMin)
 463     {
 464 //      printf("\n failed theta cut %f %f %f \n",theta,fThetaMin,fThetaMax);
 465         return kFALSE;
 466     }
 467
 468 //
 469 // rapidity cut
 470     if ( (e-pz)<=0 || (e+pz)<=0 ) {
 471       return kFALSE;
 472     }
 473     else {
 474       Float_t y = 0.5*TMath::Log((e+pz)/(e-pz));
 475       if (y > fYMax || y < fYMin)
 476         {
 477 //      printf("\n failed y cut %f %f %f \n",y,fYMin,fYMax);
 478           return kFALSE;
 479         }
 480     }
 481
 482 //
 483 // phi cut
 484     Float_t phi=Float_t(TMath::ATan2(Double_t(py),Double_t(px)));
 485     if (phi > fPhiMax || phi < fPhiMin)
 486     {
 487 //      printf("\n failed phi cut %f %f %f \n",phi,fPhiMin,fPhiMax);
 488         return kFALSE;
 489     }
 490
 491     return kTRUE;
 492 }
 493 void AliGenPythia::AdjustWeights()
 494 {
 495 // Adjust the weights after generation of all events
 496 //
 497     TParticle *part;
 498     Int_t ntrack=gAlice->GetNtrack();
 499     for (Int_t i=0; i<ntrack; i++) {
 500         part= gAlice->Particle(i);
 501         part->SetWeight(part->GetWeight()*fKineBias);
 502     }
 503 }
 504
 505 Int_t AliGenPythia::CheckPDGCode(Int_t pdgcode)
 506 {
 507 //
 508 //  If the particle is in a diffractive state, then take action accordingly
 509   switch (pdgcode) {
 510   case 91:
 511     return 92;
 512   case 110:
 513     //rho_diff0 -- difficult to translate, return rho0
 514     return 113;
 515   case 210:
 516     //pi_diffr+ -- change to pi+
 517     return 211;
 518   case 220:
 519     //omega_di0 -- change to omega0
 520     return 223;
 521   case 330:
 522     //phi_diff0 -- return phi0
 523     return 333;
 524   case 440:
 525     //J/psi_di0 -- return J/psi
 526     return 443;
 527   case 2110:
 528     //n_diffr -- return neutron
 529     return 2112;
 530   case 2210:
 531     //p_diffr+ -- return proton
 532     return 2212;
 533   }
 534   //non diffractive state -- return code unchanged
 535   return pdgcode;
 536 }
 537
 538
 539 void AliGenPythia::SetNuclei(Int_t a1, Int_t a2)
 540 {
 541 // Treat protons as inside nuclei with mass numbers a1 and a2
 542     fNucA1 = a1;
 543     fNucA2 = a2;
 544 }
 545
 546
 547 AliGenPythia& AliGenPythia::operator=(const  AliGenPythia& rhs)
 548 {
 549 // Assignment operator
 550     return *this;
 551 }
 552
 553
 554
 555 #ifdef never
 556 void AliGenPythia::Streamer(TBuffer &R__b)
 557 {
 558    // Stream an object of class AliGenPythia.
 559
 560    if (R__b.IsReading()) {
 561       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(); if (R__v) { }
 562       AliGenerator::Streamer(R__b);
 563       R__b >> (Int_t&)fProcess;
 564       R__b >> (Int_t&)fStrucFunc;
 565       R__b >> (Int_t&)fForceDecay;
 566       R__b >> fEnergyCMS;
 567       R__b >> fKineBias;
 568       R__b >> fTrials;
 569       fParentSelect.Streamer(R__b);
 570       fChildSelect.Streamer(R__b);
 571       R__b >> fXsection;
 572 //      (AliPythia::Instance())->Streamer(R__b);
 573       R__b >> fPtHardMin;
 574       R__b >> fPtHardMax;
 575 //      if (fDecayer) fDecayer->Streamer(R__b);
 576    } else {
 577       R__b.WriteVersion(AliGenPythia::IsA());
 578       AliGenerator::Streamer(R__b);
 579       R__b << (Int_t)fProcess;
 580       R__b << (Int_t)fStrucFunc;
 581       R__b << (Int_t)fForceDecay;
 582       R__b << fEnergyCMS;
 583       R__b << fKineBias;
 584       R__b << fTrials;
 585       fParentSelect.Streamer(R__b);
 586       fChildSelect.Streamer(R__b);
 587       R__b << fXsection;
 588 //      R__b << fPythia;
 589       R__b << fPtHardMin;
 590       R__b << fPtHardMax;
 591       //     fDecayer->Streamer(R__b);
 592    }
 593 }
 594 #endif
 595