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
  77 void AliGenSlowNucleons::Init()
  78 {
  79   //
  80   // Initialization
  81   //
  82     Float_t kMass  = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(kProton)->Mass();
  83     fMomentum = fCMS/2. * fZTarget / fATarget;
  84     fBeta     = fMomentum / TMath::Sqrt(kMass * kMass + fMomentum * fMomentum);
  85     if (fDebug) {
  86         fDebugHist1 = new TH2F("DebugHist1", "nu vs N_slow", 100, 0., 100., 20, 0., 20.);
  87         fDebugHist2 = new TH2F("DebugHist2", "b  vs N_slow", 100, 0., 100., 15, 0., 15.);
  88     }
  89 }
  90
  91 void AliGenSlowNucleons::FinishRun()
  92 {
  93 // End of run action
  94 // Show histogram for debugging if requested.
  95     if (fDebug) {
  96         TCanvas *c = new TCanvas("c","Canvas 1",400,10,600,700);
  97         c->Divide(2,1);
  98         c->cd(1);
  99         fDebugHist1->Draw();
 100         c->cd(2);
 101         fDebugHist2->Draw();
 102     }
 103 }
 104
 105
 106 void AliGenSlowNucleons::Generate()
 107 {
 108   //
 109   // Generate one event
 110   //
 111   //
 112   // Communication with Gray Particle Model
 113   //
 114     if (fCollisionGeometry) {
 115         Float_t b   = fCollisionGeometry->ImpactParameter();
 116         Int_t  nn   = fCollisionGeometry->NN();
 117         Int_t  nwn  = fCollisionGeometry->NwN();
 118         Int_t  nnw  = fCollisionGeometry->NNw();
 119         Int_t  nwnw = fCollisionGeometry->NwNw();
 120
 121         fSlowNucleonModel->GetNumberOfSlowNucleons(fCollisionGeometry, fNgp, fNgn, fNbp, fNbn);
 122         if (fDebug) {
 123             printf("Nucleons %d %d %d %d \n", fNgp, fNgn, fNbp, fNbn);
 124             fDebugHist1->Fill(Float_t(fNgp + fNgn + fNbp + fNbn), fCollisionGeometry->NwN(), 1.);
 125             fDebugHist2->Fill(Float_t(fNgp + fNgn + fNbp + fNbn), b, 1.);
 126             printf("AliGenSlowNucleons: Impact parameter from Collision Geometry %f %d %d %d %d\n",
 127                    b, nn, nwn, nnw, nwnw);
 128         }
 129     }
 130
 131    //
 132     Float_t p[3];
 133     Float_t origin[3] = {0., 0., 0.};
 134     Float_t polar [3] = {0., 0., 0.};
 135     Int_t nt, i, j;
 136     Int_t kf;
 137
 138     if(fVertexSmear == kPerEvent) {
 139         Vertex();
 140         for (j=0; j < 3; j++) origin[j] = fVertex[j];
 141     } // if kPerEvent
 142 //
 143 //  Gray protons
 144 //
 145     fCharge = 1;
 146     kf = kProton;
 147     for(i = 0; i < fNgp; i++) {
 148         GenerateSlow(fCharge, fTemperatureG, fBetaSourceG, p);
 149         PushTrack(fTrackIt, -1, kf, p, origin, polar,
 150                  0., kPNoProcess, nt, 1.);
 151         KeepTrack(nt);
 152     }
 153 //
 154 //  Gray neutrons
 155 //
 156     fCharge = 0;
 157     kf = kNeutron;
 158     for(i = 0; i < fNgn; i++) {
 159         GenerateSlow(fCharge, fTemperatureG, fBetaSourceG, p);
 160         PushTrack(fTrackIt, -1, kf, p, origin, polar,
 161                  0., kPNoProcess, nt, 1.);
 162         KeepTrack(nt);
 163     }
 164 //
 165 //  Black protons
 166 //
 167     fCharge = 1;
 168     kf = kProton;
 169     for(i = 0; i < fNbp; i++) {
 170         GenerateSlow(fCharge, fTemperatureB, fBetaSourceB, p);
 171         PushTrack(fTrackIt, -1, kf, p, origin, polar,
 172                  0., kPNoProcess, nt, 1.);
 173         KeepTrack(nt);
 174     }
 175 //
 176 //  Black neutrons
 177 //
 178     fCharge = 0;
 179     kf = kNeutron;
 180     for(i = 0; i < fNbn; i++) {
 181         GenerateSlow(fCharge, fTemperatureB, fBetaSourceB, p);
 182         PushTrack(fTrackIt, -1, kf, p, origin, polar,
 183                  0., kPNoProcess, nt, 1.);
 184         KeepTrack(nt);
 185     }
 186 }
 187
 188
 189
 190
 191 void AliGenSlowNucleons::GenerateSlow(Int_t charge, Double_t T, Double_t beta, Float_t* q)
 192
 193 {
 194 /*
 195    Emit a slow nucleon with "temperature" T [GeV],
 196    from a source moving with velocity beta
 197    Three-momentum [GeV/c] is given back in q[3]
 198 */
 199
 200  Double_t m, pmax, p, f, theta, phi;
 201  TDatabasePDG * pdg = TDatabasePDG::Instance();
 202  const Double_t kMassProton  = pdg->GetParticle(kProton) ->Mass();
 203  const Double_t kMassNeutron = pdg->GetParticle(kNeutron)->Mass();
 204
 205  /* Select nucleon type */
 206  if(charge == 0) m = kMassNeutron;
 207  else m = kMassProton;
 208
 209  /* Momentum at maximum of Maxwell-distribution */
 210
 211  pmax = TMath::Sqrt(2*T*(T+sqrt(T*T+m*m)));
 212
 213  /* Try until proper momentum                                  */
 214  /* for lack of primitive function of the Maxwell-distribution */
 215  /* a brute force trial-accept loop, normalized at pmax        */
 216
 217  do
 218  {
 219      p = Rndm() * fPmax;
 220      f = Maxwell(m, p, T) / Maxwell(m , pmax, T);
 221  }
 222  while(f < Rndm());
 223
 224  /* Spherical symmetric emission */
 225  theta = TMath::ACos(2. * Rndm() - 1.);
 226  phi   = 2. * TMath::Pi() * Rndm();
 227
 228  /* Determine momentum components in system of the moving source */
 229  q[0] = p * TMath::Sin(theta) * TMath::Cos(phi);
 230  q[1] = p * TMath::Sin(theta) * TMath::Sin(phi);
 231  q[2] = p * TMath::Cos(theta);
 232
 233  /* Transform to system of the target nucleus                             */
 234  /* beta is passed as negative, because the gray nucleons are slowed down */
 235  Lorentz(m, -beta, q);
 236
 237  /* Transform to laboratory system */
 238  Lorentz(m, fBeta, q);
 239 }
 240
 241 Double_t AliGenSlowNucleons::Maxwell(Double_t m, Double_t p, Double_t T)
 242 {
 243 /* Relativistic Maxwell-distribution */
 244     Double_t ekin;
 245     ekin = TMath::Sqrt(p*p+m*m)-m;
 246     return (p*p * exp(-ekin/T));
 247 }
 248
 249
 250 void AliGenSlowNucleons::Lorentz(Double_t m, Double_t beta, Float_t* q)
 251 {
 252 /* Lorentz transform in the direction of q[2] */
 253
 254     Double_t gamma  = 1/sqrt(1-beta*beta);
 255     Double_t energy = sqrt(m*m + q[0]*q[0] + q[1]*q[1] + q[2]*q[2]);
 256     q[2] = gamma * (q[2] + beta*energy);
 257 }
 258
 259
 260 AliGenSlowNucleons& AliGenSlowNucleons::operator=(const  AliGenSlowNucleons& rhs)
 261 {
 262 // Assignment operator
 263     rhs.Copy(*this);
 264     return *this;
 265 }
 266
 267 void AliGenSlowNucleons::Copy(TObject&) const
 268 {
 269     //
 270     // Copy
 271     //
 272     Fatal("Copy","Not implemented!\n");
 273 }
 274
 275
 276
 277
 278
 279
 280