FASTSIM/AliFastGlauber.h

   1 #ifndef ALIFASTGLAUBER_H
   2 #define ALIFASTGLAUBER_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 /* $Id$ */
   7 //
   8 // Utility class to make simple Glauber type calculations for collision geometries:
   9 // Impact parameter, production points, reaction plane dependence
  10 //
  11 // Author: andreas.morsch@cern.ch
  12
  13 #include <TObject.h>
  14 #include <TString.h>
  15 #include <TF2.h>
  16 class TF1;
  17
  18 class AliFastGlauber : public TObject {
  19  public:
  20     AliFastGlauber();
  21     virtual ~AliFastGlauber();
  22     void Init(Int_t mode = 0);
  23
  24     void SetWoodSaxonParameters(Double_t r0, Double_t d, Double_t w, Double_t n)
  25         {fWSr0 = r0; fWSd = d; fWSw = w; fWSn = n;}
  26     void SetWoodSaxonParametersAu()
  27         {fWSr0 = 6.38; fWSd = 0.535; fWSw = 0.; fWSn = 8.59e-4;}
  28     void SetWoodSaxonParametersPb()
  29         {fWSr0 = 6.624; fWSd = 0.549; fWSw = 0.; fWSn = 7.69e-4;}
  30     void SetMaxImpact(Float_t bmax = 20.) {fgBMax = bmax;};
  31     void SetHardCrossSection(Float_t xs = 1.0) {fSigmaHard = xs;}
  32     void SetNNCrossSection  (Float_t xs = 55.6) {fSigmaNN = xs;}
  33     void SetNucleus(Int_t n=208) {fA=n;}
  34     void SetAuAuRhic();
  35     void SetPbPbLHC();
  36     void SetFileName(TString &fn){fName=fn;}
  37     void SetFileName(const char *fn="$(ALICE_ROOT)/FASTSIM/data/glauberPbPb.root"){fName=fn;}
  38
  39     static Double_t WSb            (Double_t *xx, Double_t *par);
  40     static Double_t WSbz           (Double_t *xx, Double_t *par);
  41     static Double_t WSz            (Double_t *xx, Double_t *par);
  42     static Double_t WSta           (Double_t *xx, Double_t *par);
  43     static Double_t WStarfi        (Double_t *xx, Double_t *par);
  44     static Double_t WStaa          (Double_t *xx, Double_t *par);
  45     static Double_t WKParticipants (Double_t *xx, Double_t *par);
  46     static Double_t WParticipants  (Double_t *xx, Double_t *par);
  47     static Double_t WSgeo          (Double_t *xx, Double_t *par);
  48     static Double_t WSbinary       (Double_t *xx, Double_t *par);
  49     static Double_t WSN            (Double_t *xx, Double_t *par);
  50     static Double_t WAlmond        (Double_t *xx, Double_t *par);
  51     static Double_t WPathLength0   (Double_t *xx, Double_t *par);
  52     static Double_t WPathLength    (Double_t *xx, Double_t *par);
  53     static Double_t WIntRadius     (Double_t *xx, Double_t *par);
  54     static Double_t WEnergyDensity (Double_t *xx, Double_t *par);
  55
  56     const TF1* GetWSB()            const {return fgWSb;}
  57     const TF2* GetWSbz()           const {return fgWSbz;}
  58     const TF1* GetWSz()            const {return fgWSz;}
  59     const TF1* GetWSta()           const {return fgWSta;}
  60     const TF2* Kernel()            const {return fgWStarfi;}
  61     const TF2* GetWStarfi()        const {return fgWStarfi;}
  62     const TF2* GetWKParticipants() const {return fgWKParticipants;}
  63     const TF1* GetWParticipants()  const {return fgWParticipants;}
  64     const TF1* Overlap()           const {return fgWStaa;}
  65     const TF1* GetWStaa()          const {return fgWStaa;}
  66     const TF2* GetWAlmond()        const {return fgWAlmond;}
  67     const TF1* GetWPathLength0()   const {return fgWPathLength0;}
  68     const TF1* GetWPathLength()    const {return fgWPathLength;}
  69     const TF1* GetWIntRadius()     const {return fgWIntRadius;}
  70     const TF1* GetWSgeo()          const {return fgWSgeo;}
  71     const TF1* GetWSbinary()       const {return fgWSbinary;}
  72     const TF1* GetWSN()            const {return fgWSN;}
  73     const TF1* GetWEnergyDensity() const {return fgWEnergyDensity;}
  74     const TF2* GetWAlmondFixedB(Int_t i) const {return &fgWAlmondFixedB[i];}
  75
  76     Float_t GetWr0() const {return fWSr0;}
  77     Float_t GetWSd() const {return fWSd;}
  78     Float_t GetWSw() const {return fWSw;}
  79     Float_t GetWSn() const {return fWSn;}
  80     Float_t GetSigmaHard()       const {return fSigmaHard;}
  81     Float_t GetSigmaNN()         const {return fSigmaNN;}
  82     Int_t GetA()                 const {return fA;}
  83     const TString* GetFileName() const {return &fName;}
  84     Float_t GetBmin() const {return fBmin;}
  85     Float_t GetBmax() const {return fBmax;}
  86
  87     void DrawWSb()          const;
  88     void DrawThickness()    const;
  89     void DrawOverlap()      const;
  90     void DrawParticipants() const;
  91     void DrawGeo()          const;
  92     void DrawBinary()       const;
  93     void DrawN()            const;
  94     void DrawKernel(Double_t b = 0.) const;
  95     void DrawAlmond(Double_t b = 0.) const;
  96     void DrawPathLength0(Double_t b = 0., Int_t iopt = 0)            const;
  97     void DrawPathLength(Double_t b, Int_t ni = 1000, Int_t iopt = 0) const;
  98     void DrawIntRadius(Double_t b = 0.) const;
  99     void DrawEnergyDensity()            const;
 100
 101     Double_t CrossSection(Double_t b1, Double_t b2)               const;
 102     Double_t HardCrossSection(Double_t b1, Double_t b2)           const;
 103     Double_t NHard(Double_t b1, Double_t b2)                      const;
 104     Double_t FractionOfHardCrossSection(Double_t b1, Double_t b2) const;
 105     Double_t Binaries(Double_t b)                 const;
 106     Double_t GetNumberOfBinaries(Double_t b)      const;
 107     Double_t Participants(Double_t b)             const;
 108     Double_t GetNumberOfParticipants(Double_t  b) const;
 109     Double_t GetNumberOfCollisions(Double_t  b)   const;
 110     Double_t GetNumberOfCollisionsPerEvent(Double_t  b) const;
 111     void SimulateTrigger(Int_t n);
 112     void GetRandom(Float_t& b, Float_t& p, Float_t& mult);
 113     void GetRandom(Int_t& bin, Bool_t& hard);
 114     Double_t GetRandomImpactParameter(Double_t bmin, Double_t bmax);
 115
 116     void StoreFunctions() const;
 117     void StoreAlmonds()   const;
 118
 119     void SetLengthDefinition(Int_t def=1) {fEllDef=def;}
 120     Int_t GetLengthDef() const {return fEllDef;}
 121     void SetCentralityClass(Double_t xsecFrLow=0.0,Double_t xsecFrUp=0.1);
 122     void GetRandomBHard(Double_t& b);
 123     void GetRandomXY(Double_t& x,Double_t& y);
 124     void GetRandomPhi(Double_t& phi);
 125     Double_t CalculateLength(Double_t b=0.,Double_t x0=0.,Double_t y0=0.,
 126                              Double_t phi0=0.);
 127     void GetLengthAndPhi(Double_t& ell,Double_t &phi,Double_t b=-1.);
 128     void GetLength(Double_t& ell,Double_t b=-1.);
 129     void GetLengthsBackToBackAndPhi(Double_t& ell1,Double_t& ell2,
 130                                     Double_t &phi,
 131                                     Double_t b=-1.);
 132     void GetLengthsBackToBack(Double_t& ell1,Double_t& ell2,
 133                               Double_t b=-1.);
 134     void GetLengthsForPythia(Int_t n,Double_t* phi,Double_t* ell,
 135                              Double_t b=-1.);
 136     void PlotBDistr(Int_t n=1000);
 137     void PlotLengthDistr(Int_t n=1000,Bool_t save=kFALSE,
 138                          const char *fname="length.root");
 139     void PlotLengthB2BDistr(Int_t n=1000,Bool_t save=kFALSE,
 140                             const char *fname="lengthB2B.root");
 141     void CalculateI0I1(Double_t& integral0,Double_t& integral1,
 142                        Double_t b=0.,
 143                        Double_t x0=0.,Double_t y0=0.,Double_t phi0=0.,
 144                        Double_t ellCut=20.) const;
 145     void GetI0I1AndPhi(Double_t& integral0,Double_t& integral1,Double_t &phi,
 146                  Double_t ellCut=20.,Double_t b=-1.);
 147     void GetI0I1(Double_t& integral0,Double_t& integral1,
 148                  Double_t ellCut=20.,Double_t b=-1.);
 149     void GetI0I1BackToBackAndPhi(Double_t& integral01,Double_t& integral11,
 150                                  Double_t& integral02,Double_t& integral12,
 151                                  Double_t& phi,
 152                                  Double_t ellCut=20.,Double_t b=-1.);
 153     void GetI0I1BackToBackAndPhiAndXY(Double_t& integral01,Double_t& integral11,
 154                                       Double_t& integral02,Double_t& integral12,
 155                                       Double_t& phi,Double_t& x,Double_t&y,
 156                                       Double_t ellCut=20.,Double_t b=-1.);
 157     void GetI0I1BackToBack(Double_t& integral01,Double_t& integral11,
 158                            Double_t& integral02,Double_t& integral12,
 159                            Double_t ellCut=20.,Double_t b=-1.);
 160     void GetI0I1ForPythia(Int_t n,Double_t* phi,
 161                           Double_t* integral0,Double_t* integral1,
 162                           Double_t ellCut=20.,Double_t b=-1.);
 163     void GetI0I1ForPythiaAndXY(Int_t n,Double_t* phi,
 164                                Double_t* integral0,Double_t* integral1,
 165                                Double_t&x, Double_t &y,
 166                                Double_t ellCut=20.,Double_t b=-1.);
 167     void PlotI0I1Distr(Int_t n=1000,Double_t ellCut=20.,Bool_t save=kFALSE,
 168                        const char *fname="i0i1.root");
 169     void PlotI0I1B2BDistr(Int_t n=1000,Double_t ellCut=20.,Bool_t save=kFALSE,
 170                           const char *fname="i0i1B2B.root");
 171     void PlotAlmonds() const;
 172  protected:
 173     void Reset();
 174
 175     static Float_t fgBMax;           // Maximum Impact Parameter
 176     static Int_t fgCounter;          // Counter to protect double instantiation
 177     static const Int_t fgkMCInts;    // Number of MC integrations
 178
 179     static TF1*    fgWSb;            // Wood-Saxon Function (b)
 180     static TF2*    fgWSbz;           // Wood-Saxon Function (b, z)
 181     static TF1*    fgWSz;            // Wood-Saxon Function (b = b0, z)
 182     static TF1*    fgWSta;           // Thickness Function
 183     static TF2*    fgWStarfi;        // Kernel for Overlap Function
 184     static TF2*    fgWKParticipants; // Kernel for number of participants
 185     static TF1*    fgWParticipants;  // Number of participants
 186     static TF1*    fgWStaa;          // Overlap Function
 187     static TF2*    fgWAlmond;        // Interaction Almond
 188     static TF1*    fgWPathLength0;   // Path Length as a function of phi
 189     static TF1*    fgWPathLength;    // Path Length as a function of phi
 190     static TF1*    fgWIntRadius;     // Interaction Radius
 191     static TF1*    fgWSgeo;          // dSigma/db geometric
 192     static TF1*    fgWSbinary;       // dSigma/db binary
 193     static TF1*    fgWSN;            // dN/db binary
 194     static TF1*    fgWEnergyDensity; // Energy density as a function of impact parameter
 195     static TF2     fgWAlmondFixedB[40]; // Interaction Almonds read from file
 196     static TF2*    fgWAlmondCurrent;    // Interaction Almond used for length
 197
 198     Float_t fWSr0;      // Wood-Saxon Parameter r0
 199     Float_t fWSd;       // Wood-Saxon Parameter d
 200     Float_t fWSw;       // Wood-Saxon Parameter w
 201     Float_t fWSn;       // Wood-Saxon Parameter n
 202                         // (chosen such that integral is one)
 203     Float_t fSigmaHard; // Hard Cross Section [mbarn]
 204     Float_t fSigmaNN;   // NN Cross Section [mbarn]
 205     Int_t fA;           // Nucleon number of nucleus A
 206
 207     Float_t fBmin;      // Minimum b (set through centrality selection)
 208     Float_t fBmax;      // Coresponding maximum b
 209
 210     Int_t fEllDef;      // definition of length (see CalculateLength())
 211     TString fName;     // filename of stored distributions
 212     ClassDef(AliFastGlauber,1) // Event geometry simulation in the Glauber Model
 213 };
 214
 215 #endif