EVGEN/AliGenSlowNucleons.cxx

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  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //
  19 //  Generator for slow nucleons in pA interactions.
  20 //  Source is modelled by a relativistic Maxwell distributions.
  21 //  This class cooparates with AliCollisionGeometry if used inside AliGenCocktail.
  22 //  In this case the number of slow nucleons is determined from the number of wounded nuclei
  23 //  using a realisation of AliSlowNucleonModel.
  24 //  Original code by  Ferenc Sikler  <sikler@rmki.kfki.hu>
  25 //
  26
  27 #include <TDatabasePDG.h>
  28 #include <TPDGCode.h>
  29 #include <TH2F.h>
  30 #include <TCanvas.h>
  31
  32 #include "AliCollisionGeometry.h"
  33 #include "AliGenSlowNucleons.h"
  34 #include "AliSlowNucleonModel.h"
  35
  36  ClassImp(AliGenSlowNucleons)
  37
  38  AliGenSlowNucleons::AliGenSlowNucleons():AliGenerator(-1)
  39 {
  40 // Default constructor
  41     fSlowNucleonModel = 0;
  42     fCollisionGeometry = 0;
  43 }
  44
  45 AliGenSlowNucleons::AliGenSlowNucleons(Int_t npart)
  46     :AliGenerator(npart)
  47 {
  48 // Constructor
  49     fName  = "SlowNucleons";
  50     fTitle = "Generator for gray particles in pA collisions";
  51     SetPmax();
  52     SetTarget();
  53     SetNominalCmsEnergy();
  54     SetCharge();
  55     SetTemperature();
  56     SetBetaSource();
  57     fSlowNucleonModel = new AliSlowNucleonModel();
  58     fCollisionGeometry = 0;
  59     fDebug = 0;
  60 }
  61
  62 AliGenSlowNucleons::AliGenSlowNucleons(const AliGenSlowNucleons & sn):
  63     AliGenerator(sn)
  64 {
  65 // Copy constructor
  66     sn.Copy(*this);
  67 }
  68
  69 //____________________________________________________________
  70 AliGenSlowNucleons::~AliGenSlowNucleons()
  71 {
  72 // Destructor
  73     delete  fSlowNucleonModel;
  74 }
  75
  76 void AliGenSlowNucleons::SetProtonDirection(Float_t dir) {
  77 // Set direction of the proton to change between pA (1) and Ap (-1)
  78   fProtonDirection = dir / TMath::Abs(dir);
  79 }
  80
  81 void AliGenSlowNucleons::Init()
  82 {
  83   //
  84   // Initialization
  85   //
  86     Float_t kMass  = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(kProton)->Mass();
  87     fMomentum = fCMS/2. * fZTarget / fATarget;
  88     fBeta     = fMomentum / TMath::Sqrt(kMass * kMass + fMomentum * fMomentum);
  89     if (fDebug) {
  90         fDebugHist1 = new TH2F("DebugHist1", "nu vs N_slow", 100, 0., 100., 20, 0., 20.);
  91         fDebugHist2 = new TH2F("DebugHist2", "b  vs N_slow", 100, 0., 100., 15, 0., 15.);
  92     }
  93 }
  94
  95 void AliGenSlowNucleons::FinishRun()
  96 {
  97 // End of run action
  98 // Show histogram for debugging if requested.
  99     if (fDebug) {
 100         TCanvas *c = new TCanvas("c","Canvas 1",400,10,600,700);
 101         c->Divide(2,1);
 102         c->cd(1);
 103         fDebugHist1->Draw();
 104         c->cd(2);
 105         fDebugHist2->Draw();
 106     }
 107 }
 108
 109
 110 void AliGenSlowNucleons::Generate()
 111 {
 112   //
 113   // Generate one event
 114   //
 115   //
 116   // Communication with Gray Particle Model
 117   //
 118     if (fCollisionGeometry) {
 119         Float_t b   = fCollisionGeometry->ImpactParameter();
 120         Int_t  nn   = fCollisionGeometry->NN();
 121         Int_t  nwn  = fCollisionGeometry->NwN();
 122         Int_t  nnw  = fCollisionGeometry->NNw();
 123         Int_t  nwnw = fCollisionGeometry->NwNw();
 124
 125         fSlowNucleonModel->GetNumberOfSlowNucleons(fCollisionGeometry, fNgp, fNgn, fNbp, fNbn);
 126         if (fDebug) {
 127             printf("Nucleons %d %d %d %d \n", fNgp, fNgn, fNbp, fNbn);
 128             fDebugHist1->Fill(Float_t(fNgp + fNgn + fNbp + fNbn), fCollisionGeometry->NwN(), 1.);
 129             fDebugHist2->Fill(Float_t(fNgp + fNgn + fNbp + fNbn), b, 1.);
 130             printf("AliGenSlowNucleons: Impact parameter from Collision Geometry %f %d %d %d %d\n",
 131                    b, nn, nwn, nnw, nwnw);
 132         }
 133     }
 134
 135    //
 136     Float_t p[3];
 137     Float_t origin[3] = {0., 0., 0.};
 138     Float_t polar [3] = {0., 0., 0.};
 139     Int_t nt, i, j;
 140     Int_t kf;
 141
 142     if(fVertexSmear == kPerEvent) {
 143         Vertex();
 144         for (j=0; j < 3; j++) origin[j] = fVertex[j];
 145     } // if kPerEvent
 146 //
 147 //  Gray protons
 148 //
 149     fCharge = 1;
 150     kf = kProton;
 151     for(i = 0; i < fNgp; i++) {
 152         GenerateSlow(fCharge, fTemperatureG, fBetaSourceG, p);
 153         PushTrack(fTrackIt, -1, kf, p, origin, polar,
 154                  0., kPNoProcess, nt, 1.);
 155         KeepTrack(nt);
 156     }
 157 //
 158 //  Gray neutrons
 159 //
 160     fCharge = 0;
 161     kf = kNeutron;
 162     for(i = 0; i < fNgn; i++) {
 163         GenerateSlow(fCharge, fTemperatureG, fBetaSourceG, p);
 164         PushTrack(fTrackIt, -1, kf, p, origin, polar,
 165                  0., kPNoProcess, nt, 1.);
 166         KeepTrack(nt);
 167     }
 168 //
 169 //  Black protons
 170 //
 171     fCharge = 1;
 172     kf = kProton;
 173     for(i = 0; i < fNbp; i++) {
 174         GenerateSlow(fCharge, fTemperatureB, fBetaSourceB, p);
 175         PushTrack(fTrackIt, -1, kf, p, origin, polar,
 176                  0., kPNoProcess, nt, 1.);
 177         KeepTrack(nt);
 178     }
 179 //
 180 //  Black neutrons
 181 //
 182     fCharge = 0;
 183     kf = kNeutron;
 184     for(i = 0; i < fNbn; i++) {
 185         GenerateSlow(fCharge, fTemperatureB, fBetaSourceB, p);
 186         PushTrack(fTrackIt, -1, kf, p, origin, polar,
 187                  0., kPNoProcess, nt, 1.);
 188         KeepTrack(nt);
 189     }
 190 }
 191
 192
 193
 194
 195 void AliGenSlowNucleons::GenerateSlow(Int_t charge, Double_t T, Double_t beta, Float_t* q)
 196
 197 {
 198 /*
 199    Emit a slow nucleon with "temperature" T [GeV],
 200    from a source moving with velocity beta
 201    Three-momentum [GeV/c] is given back in q[3]
 202 */
 203
 204  Double_t m, pmax, p, f, theta, phi;
 205  TDatabasePDG * pdg = TDatabasePDG::Instance();
 206  const Double_t kMassProton  = pdg->GetParticle(kProton) ->Mass();
 207  const Double_t kMassNeutron = pdg->GetParticle(kNeutron)->Mass();
 208
 209  /* Select nucleon type */
 210  if(charge == 0) m = kMassNeutron;
 211  else m = kMassProton;
 212
 213  /* Momentum at maximum of Maxwell-distribution */
 214
 215  pmax = TMath::Sqrt(2*T*(T+sqrt(T*T+m*m)));
 216
 217  /* Try until proper momentum                                  */
 218  /* for lack of primitive function of the Maxwell-distribution */
 219  /* a brute force trial-accept loop, normalized at pmax        */
 220
 221  do
 222  {
 223      p = Rndm() * fPmax;
 224      f = Maxwell(m, p, T) / Maxwell(m , pmax, T);
 225  }
 226  while(f < Rndm());
 227
 228  /* Spherical symmetric emission */
 229  theta = TMath::ACos(2. * Rndm() - 1.);
 230  phi   = 2. * TMath::Pi() * Rndm();
 231
 232  /* Determine momentum components in system of the moving source */
 233  q[0] = p * TMath::Sin(theta) * TMath::Cos(phi);
 234  q[1] = p * TMath::Sin(theta) * TMath::Sin(phi);
 235  q[2] = p * TMath::Cos(theta);
 236
 237  /* Transform to system of the target nucleus                             */
 238  /* beta is passed as negative, because the gray nucleons are slowed down */
 239  Lorentz(m, -beta, q);
 240
 241  /* Transform to laboratory system */
 242  Lorentz(m, fBeta, q);
 243  q[2] *= fProtonDirection;
 244 }
 245
 246 Double_t AliGenSlowNucleons::Maxwell(Double_t m, Double_t p, Double_t T)
 247 {
 248 /* Relativistic Maxwell-distribution */
 249     Double_t ekin;
 250     ekin = TMath::Sqrt(p*p+m*m)-m;
 251     return (p*p * exp(-ekin/T));
 252 }
 253
 254
 255 void AliGenSlowNucleons::Lorentz(Double_t m, Double_t beta, Float_t* q)
 256 {
 257 /* Lorentz transform in the direction of q[2] */
 258
 259     Double_t gamma  = 1/sqrt(1-beta*beta);
 260     Double_t energy = sqrt(m*m + q[0]*q[0] + q[1]*q[1] + q[2]*q[2]);
 261     q[2] = gamma * (q[2] + beta*energy);
 262 }
 263
 264
 265 AliGenSlowNucleons& AliGenSlowNucleons::operator=(const  AliGenSlowNucleons& rhs)
 266 {
 267 // Assignment operator
 268     rhs.Copy(*this);
 269     return *this;
 270 }
 271
 272 void AliGenSlowNucleons::Copy(TObject&) const
 273 {
 274     //
 275     // Copy
 276     //
 277     Fatal("Copy","Not implemented!\n");
 278 }
 279
 280
 281
 282
 283
 284
 285