FMD/AliFMDv1.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 /* $Id$ */
  17
  18 //____________________________________________________________________
  19 //
  20 // Forward Multiplicity Detector based on Silicon wafers. This class
  21 // contains the base procedures for the Forward Multiplicity detector
  22 // Detector consists of 3 sub-detectors FMD1, FMD2, and FMD3, each of
  23 // which has 1 or 2 rings of silicon sensors.
  24 //
  25 // This class contains the detailed version of the FMD - that is, hits
  26 // are produced during simulation.
  27 //
  28 // See also the class AliFMD for a more detailed explanation of the
  29 // various componets.
  30 //
  31 #include <TVirtualMC.h>         // ROOT_TVirtualMC
  32 #include <AliRun.h>             // ALIRUN_H
  33 #include <AliMC.h>              // ALIMC_H
  34 #include <AliLog.h>             // ALILOG_H
  35 #include "AliFMDv1.h"           // ALIFMDV1_H
  36 #ifndef USE_PRE_MOVE
  37 #include "AliFMDGeometryBuilder.h"
  38 #include "AliFMDGeometry.h"
  39 #include "AliFMDDetector.h"
  40 #include "AliFMDRing.h"
  41 #include <TParticlePDG.h>
  42 #include <TDatabasePDG.h>
  43 #include "AliFMDHit.h"
  44 #else
  45 #include "AliFMDSimulator.h"    // ALIFMDSIMULATOR_H
  46 #include "AliFMDG3Simulator.h"  // ALIFMDG3SIMULATOR_H
  47 #include "AliFMDGeoSimulator.h" // ALIFMDGEOSIMULATOR_H
  48 #include "AliFMDG3OldSimulator.h"       // ALIFMDG3OLDSIMULATOR_H
  49 #include "AliFMDGeoOldSimulator.h"      // ALIFMDGEOOLDSIMULATOR_H
  50 #endif
  51
  52 //____________________________________________________________________
  53 ClassImp(AliFMDv1)
  54 #if 0
  55   ; // This is here to keep Emacs for indenting the next line
  56 #endif
  57
  58
  59 #ifndef USE_PRE_MOVE
  60 //____________________________________________________________________
  61 Bool_t
  62 AliFMDv1::VMC2FMD(TLorentzVector& v, UShort_t& detector,
  63                   Char_t& ring, UShort_t& sector, UShort_t& strip) const
  64 {
  65   TVirtualMC* mc = TVirtualMC::GetMC();
  66   AliFMDGeometry*  fmd = AliFMDGeometry::Instance();
  67
  68   // Get track position
  69   mc->TrackPosition(v);
  70   Int_t moduleno; mc->CurrentVolOffID(fmd->GetModuleOff(), moduleno);
  71   Int_t iring;    mc->CurrentVolOffID(fmd->GetRingOff(), iring);
  72   ring = Char_t(iring);
  73   Int_t det;      mc->CurrentVolOffID(fmd->GetDetectorOff(), det);
  74   detector = det;
  75
  76
  77   // Get the ring geometry
  78   //Int_t     nsec = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetNSectors();
  79   Int_t     nstr  = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetNStrips();
  80   Double_t  lowr  = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetMinR();
  81   Double_t  theta = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetTheta();
  82   Double_t  pitch = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetPitch();
  83
  84   // Figure out the strip number
  85   Double_t r     = TMath::Sqrt(v.X() * v.X() + v.Y() * v.Y());
  86   Int_t    str   = Int_t((r - lowr) / pitch);
  87   if (str < 0 || str >= nstr) return kFALSE;
  88   strip          = str;
  89
  90   // Figure out the sector number
  91   Double_t phi    = TMath::ATan2(v.Y(), v.X()) * 180. / TMath::Pi();
  92   if (phi < 0) phi = 360. + phi;
  93   Double_t t      = phi - 2 * moduleno * theta;
  94   sector          = 2 * moduleno;
  95   if (t < 0 || t > 2 * theta) return kFALSE;
  96   else if (t > theta)         sector += 1;
  97
  98   AliDebug(40, Form("<1> Inside an active FMD volume FMD%d%c[%2d,%3d] %s",
  99                     detector, ring, sector, strip, mc->CurrentVolPath()));
 100   return kTRUE;
 101 }
 102
 103 //____________________________________________________________________
 104 Bool_t
 105 AliFMDv1::VMC2FMD(Int_t copy, TLorentzVector& v,
 106                   UShort_t& detector, Char_t& ring,
 107                   UShort_t& sector, UShort_t& strip) const
 108 {
 109   TVirtualMC* mc = TVirtualMC::GetMC();
 110   AliFMDGeometry* fmd = AliFMDGeometry::Instance();
 111
 112   strip = copy - 1;
 113   Int_t sectordiv; mc->CurrentVolOffID(fmd->GetSectorOff(), sectordiv);
 114   if (fmd->GetModuleOff() >= 0) {
 115     Int_t module;    mc->CurrentVolOffID(fmd->GetModuleOff(), module);
 116     sector = 2 * module + sectordiv;
 117   }
 118   else
 119     sector = sectordiv;
 120   Int_t iring;     mc->CurrentVolOffID(fmd->GetRingOff(), iring);
 121   ring = Char_t(iring);
 122   Int_t det;       mc->CurrentVolOffID(fmd->GetDetectorOff(), det);
 123   detector = det;
 124
 125   //Double_t  rz  = fmd->GetDetector(detector)->GetRingZ(ring);
 126   AliFMDDetector* gdet  = fmd->GetDetector(detector);
 127   AliFMDRing*     gring = gdet->GetRing(ring);
 128   if (!gring)
 129     AliFatal(Form("Ring %c not found (%s)", ring, mc->CurrentVolPath()));
 130   Int_t           n     = gring->GetNSectors();
 131 #if 0
 132   if (rz < 0) {
 133     Int_t s = ((n - sector + n / 2) % n) + 1;
 134     AliDebug(1, Form("Recalculating sector to %d (=%d-%d+%d/2%%%d+1 z=%f)",
 135                      s, n, sector, n, n, rz));
 136     sector = s;
 137   }
 138 #endif
 139   if (sector < 1 || sector > n) {
 140     AliWarning(Form("Step", "sector # %d out of range (0-%d)", sector-1, n-1));
 141     return kFALSE;
 142   }
 143   sector--;
 144   // Get track position
 145   mc->TrackPosition(v);
 146   AliDebug(15, Form("<2> Inside an active FMD volume FMD%d%c[%2d,%3d] %s",
 147                     detector, ring, sector, strip, mc->CurrentVolPath()));
 148
 149   return kTRUE;
 150 }
 151 #endif
 152
 153 //____________________________________________________________________
 154 void
 155 AliFMDv1::StepManager()
 156 {
 157   // Member function that is executed each time a hit is made in the
 158   // FMD.  None-charged particles are ignored.   Dead tracks  are
 159   // ignored.
 160   //
 161   // The procedure is as follows:
 162   //
 163   //   - IF NOT track is alive THEN RETURN ENDIF
 164   //   - IF NOT particle is charged THEN RETURN ENDIF
 165   //   - IF NOT volume name is "STRI" or "STRO" THEN RETURN ENDIF
 166   //   - Get strip number (volume copy # minus 1)
 167   //   - Get phi division number (mother volume copy #)
 168   //   - Get module number (grand-mother volume copy #)
 169   //   - section # = 2 * module # + phi division # - 1
 170   //   - Get ring Id from volume name
 171   //   - Get detector # from grand-grand-grand-mother volume name
 172   //   - Get pointer to sub-detector object.
 173   //   - Get track position
 174   //   - IF track is entering volume AND track is inside real shape THEN
 175   //   -   Reset energy deposited
 176   //   -   Get track momentum
 177   //   -   Get particle ID #
 178   ///  - ENDIF
 179   //   - IF track is inside volume AND inside real shape THEN
 180   ///  -   Update energy deposited
 181   //   - ENDIF
 182   //   - IF track is inside real shape AND (track is leaving volume,
 183   //         or it died, or it is stopped  THEN
 184   //   -   Create a hit
 185   //   - ENDIF
 186   //
 187 #ifndef USE_PRE_MOVE
 188   TVirtualMC* mc = TVirtualMC::GetMC();
 189   if (!mc->IsTrackAlive()) return;
 190   Double_t absQ = TMath::Abs(mc->TrackCharge());
 191   if (absQ <= 0) return;
 192
 193   Int_t copy;
 194   Int_t vol = mc->CurrentVolID(copy);
 195   AliFMDGeometry*  fmd = AliFMDGeometry::Instance();
 196   if (!fmd->IsActive(vol)) {
 197     AliDebug(50, Form("Not an FMD volume %d '%s'",vol,mc->CurrentVolName()));
 198     return;
 199   }
 200   TLorentzVector v;
 201   UShort_t       detector;
 202   Char_t         ring;
 203   UShort_t       sector;
 204   UShort_t       strip;
 205
 206   if (fmd->IsDetailed()) {
 207     if (!VMC2FMD(copy, v, detector, ring, sector, strip)) return;
 208   } else {
 209     if (!VMC2FMD(v, detector, ring, sector, strip)) return;
 210   }
 211   TLorentzVector p;
 212   mc->TrackMomentum(p);
 213   Int_t    trackno = gAlice->GetMCApp()->GetCurrentTrackNumber();
 214   Int_t    pdg     = mc->TrackPid();
 215   Double_t mass    = mc->TrackMass();
 216   Double_t edep    = mc->Edep() * 1000; // keV
 217   Double_t poverm  = (mass == 0 ? 0 : p.P() / mass);
 218   Bool_t   isBad   = kFALSE;
 219
 220   // This `if' is to debug abnormal energy depositions.  We trigger on
 221   // p/m approx larger than or equal to a MIP, and a large edep - more
 222   // than 1 keV - a MIP is 100 eV.
 223   if (edep > absQ * absQ && poverm > 1) {
 224     isBad = kTRUE;
 225     TArrayI procs;
 226     mc->StepProcesses(procs);
 227     TString processes;
 228     for (Int_t ip = 0; ip < procs.fN; ip++) {
 229       if (ip != 0) processes.Append(",");
 230       processes.Append(TMCProcessName[procs.fArray[ip]]);
 231     }
 232     TDatabasePDG* pdgDB        = TDatabasePDG::Instance();
 233     TParticlePDG* particleType = pdgDB->GetParticle(pdg);
 234     TString pname(particleType ? particleType->GetName() : "???");
 235     TString what;
 236     if (mc->IsTrackEntering())    what.Append("entering ");
 237     if (mc->IsTrackExiting())     what.Append("exiting ");
 238     if (mc->IsTrackInside())      what.Append("inside ");
 239     if (mc->IsTrackDisappeared()) what.Append("disappeared ");
 240     if (mc->IsTrackStop())        what.Append("stopped ");
 241     if (mc->IsNewTrack())         what.Append("new ");
 242     if (mc->IsTrackAlive())       what.Append("alive ");
 243     if (mc->IsTrackOut())         what.Append("out ");
 244
 245     Int_t mother = gAlice->GetMCApp()->GetPrimary(trackno);
 246     AliWarning(Form("Step", "Track # %5d deposits a lot of energy\n"
 247                     "  Volume:    %s\n"
 248                     "  Momentum:  (%7.4f,%7.4f,%7.4f)\n"
 249                     "  PDG:       %d (%s)\n"
 250                     "  Edep:      %-14.7f keV (mother %d)\n"
 251                     "  p/m:       %-7.4f/%-7.4f = %-14.7f\n"
 252                     "  Processes: %s\n"
 253                     "  What:      %s\n",
 254                     trackno, mc->CurrentVolPath(), p.X(), p.Y(), p.Z(),
 255                     pdg, pname.Data(), edep, mother, p.P(), mass,
 256                     poverm, processes.Data(), what.Data()));
 257   }
 258
 259   // Check that the track is actually within the active area
 260   Bool_t entering = mc->IsTrackEntering();
 261   Bool_t inside   = mc->IsTrackInside();
 262   Bool_t out      = (mc->IsTrackExiting()|| mc->IsTrackDisappeared()||
 263                      mc->IsTrackStop());
 264   // Reset the energy deposition for this track, and update some of
 265   // our parameters.
 266   if (entering) {
 267     AliDebug(15, Form("Track # %8d entering active FMD volume %s: "
 268                       "Edep=%f (%f,%f,%f)", trackno, mc->CurrentVolPath(),
 269                       edep, v.X(), v.Y(), v.Z()));
 270     fCurrentP      = p;
 271     fCurrentV      = v;
 272     fCurrentDeltaE = edep;
 273     fCurrentPdg    = pdg; // mc->IdFromPDG(pdg);
 274   }
 275   // If the track is inside, then update the energy deposition
 276   if (inside && fCurrentDeltaE >= 0) {
 277     fCurrentDeltaE += edep;
 278     AliDebug(15, Form("Track # %8d inside active FMD volume %s: Edep=%f, "
 279                       "Accumulated Edep=%f  (%f,%f,%f)", trackno,
 280                       mc->CurrentVolPath(), edep, fCurrentDeltaE,
 281                       v.X(), v.Y(), v.Z()));
 282   }
 283   // The track exits the volume, or it disappeared in the volume, or
 284   // the track is stopped because it no longer fulfills the cuts
 285   // defined, then we create a hit.
 286   if (out) {
 287     if (fCurrentDeltaE >= 0) {
 288       fCurrentDeltaE += edep;
 289       AliDebug(15, Form("Track # %8d exiting active FMD volume %s: Edep=%g, "
 290                         "Accumulated Edep=%g (%f,%f,%f)", trackno,
 291                         mc->CurrentVolPath(), edep, fCurrentDeltaE,
 292                         v.X(), v.Y(), v.Z()));
 293       TVector3 cur(v.Vect());
 294       cur -= fCurrentV.Vect();
 295       Double_t len = cur.Mag();
 296       AliFMDHit* h =
 297         AddHitByFields(trackno, detector, ring, sector, strip,
 298                        fCurrentV.X(),  fCurrentV.Y(), fCurrentV.Z(),
 299                        fCurrentP.X(),  fCurrentP.Y(), fCurrentP.Z(),
 300                        fCurrentDeltaE, fCurrentPdg,   fCurrentV.T(),
 301                        len, mc->IsTrackDisappeared()||mc->IsTrackStop());
 302       // Add a copy
 303       if (isBad && fBad) {
 304         new ((*fBad)[fBad->GetEntries()]) AliFMDHit(*h);
 305       }
 306     }
 307     fCurrentDeltaE = -1;
 308   }
 309 #else
 310   // Called for every step in the Forward Multiplicity Detector
 311   //
 312   // The message is deligated to AliFMDSimulator::Exec
 313   //
 314   if (!fSimulator) {
 315     AliFatal("No simulator object made");
 316     return;
 317   }
 318   fSimulator->Exec("");
 319 #endif
 320 }
 321 //___________________________________________________________________
 322 //
 323 // EOF
 324 //