Initialization of some data members. Copy constructor and assignment operators made...
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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 #include "AliFMDGeometryBuilder.h"
37 #include "AliFMDGeometry.h"
38 #include "AliFMDDetector.h"
39 #include "AliFMDRing.h"
40 #include <TParticlePDG.h>
41 #include <TDatabasePDG.h>
42 #include "AliFMDHit.h"
43
44 //____________________________________________________________________
45 ClassImp(AliFMDv1)
46 #if 0
47   ; // This is here to keep Emacs for indenting the next line
48 #endif
49
50
51 //____________________________________________________________________
52 Bool_t
53 AliFMDv1::VMC2FMD(TLorentzVector& v, UShort_t& detector,
54                   Char_t& ring, UShort_t& sector, UShort_t& strip) const
55 {
56   TVirtualMC* mc = TVirtualMC::GetMC();
57   AliFMDGeometry*  fmd = AliFMDGeometry::Instance();
58
59   // Get track position
60   mc->TrackPosition(v);
61   Int_t moduleno; mc->CurrentVolOffID(fmd->GetModuleOff(), moduleno);
62   Int_t iring;    mc->CurrentVolOffID(fmd->GetRingOff(), iring);   
63   ring = Char_t(iring);
64   Int_t det;      mc->CurrentVolOffID(fmd->GetDetectorOff(), det); 
65   detector = det;
66   
67
68   // Get the ring geometry
69   //Int_t     nsec = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetNSectors();
70   Int_t     nstr  = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetNStrips();
71   Double_t  lowr  = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetMinR();
72   Double_t  theta = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetTheta();
73   Double_t  pitch = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetPitch();
74
75   // Figure out the strip number
76   Double_t r     = TMath::Sqrt(v.X() * v.X() + v.Y() * v.Y());
77   Int_t    str   = Int_t((r - lowr) / pitch);
78   if (str < 0 || str >= nstr) return kFALSE;
79   strip          = str;
80
81   // Figure out the sector number
82   Double_t phi    = TMath::ATan2(v.Y(), v.X()) * 180. / TMath::Pi();
83   if (phi < 0) phi = 360. + phi;
84   Double_t t      = phi - 2 * moduleno * theta;
85   sector          = 2 * moduleno;
86   if (t < 0 || t > 2 * theta) return kFALSE;
87   else if (t > theta)         sector += 1;
88
89   AliDebug(40, Form("<1> Inside an active FMD volume FMD%d%c[%2d,%3d] %s",
90                     detector, ring, sector, strip, mc->CurrentVolPath()));
91   return kTRUE;
92 }
93
94 //____________________________________________________________________
95 Bool_t
96 AliFMDv1::VMC2FMD(Int_t copy, TLorentzVector& v,
97                   UShort_t& detector, Char_t& ring,
98                   UShort_t& sector, UShort_t& strip) const
99 {
100   TVirtualMC* mc = TVirtualMC::GetMC();
101   AliFMDGeometry* fmd = AliFMDGeometry::Instance();
102
103   strip = copy - 1;
104   Int_t sectordiv; mc->CurrentVolOffID(fmd->GetSectorOff(), sectordiv);
105   if (fmd->GetModuleOff() >= 0) {
106     Int_t module;    mc->CurrentVolOffID(fmd->GetModuleOff(), module);
107     sector = 2 * module + sectordiv;
108   }
109   else 
110     sector = sectordiv;
111   AliDebug(30, Form("Getting ring volume with offset %d -> %s", 
112                     fmd->GetRingOff(), 
113                     mc->CurrentVolOffName(fmd->GetRingOff())));
114   Int_t iring;     mc->CurrentVolOffID(fmd->GetRingOff(), iring); 
115   ring = Char_t(iring);
116   Int_t det;       mc->CurrentVolOffID(fmd->GetDetectorOff(), det); 
117   detector = det;
118
119   //Double_t  rz  = fmd->GetDetector(detector)->GetRingZ(ring);
120   AliFMDDetector* gdet  = fmd->GetDetector(detector);
121   AliFMDRing*     gring = gdet->GetRing(ring);
122   if (!gring) {
123     AliFatal(Form("Ring %c not found (volume was %s at offset %d in path %s)", 
124                   ring, fmd->GetRingOff(), 
125                   mc->CurrentVolOffName(fmd->GetRingOff()),
126                   mc->CurrentVolPath()));
127   }
128   Int_t n = gring->GetNSectors();
129 #if 0
130   if (rz < 0) {
131     Int_t s = ((n - sector + n / 2) % n) + 1;
132     AliDebug(1, Form("Recalculating sector to %d (=%d-%d+%d/2%%%d+1 z=%f)",
133                      s, n, sector, n, n, rz));
134     sector = s;
135   }
136 #endif
137   if (sector < 1 || sector > n) {
138     AliWarning(Form("sector # %d out of range (0-%d)", sector-1, n-1));
139     return kFALSE;
140   }
141   sector--;
142   // Get track position
143   mc->TrackPosition(v);
144   AliDebug(15, Form("<2> Inside an active FMD volume FMD%d%c[%2d,%3d] %s",
145                     detector, ring, sector, strip, mc->CurrentVolPath()));
146
147   return kTRUE;
148 }
149
150
151 //____________________________________________________________________
152 Bool_t
153 AliFMDv1::CheckHit(Int_t trackno, Int_t pdg, Float_t absQ, 
154                    const TLorentzVector& p, Float_t edep) const
155 {
156   if (AliLog::GetDebugLevel("FMD", "AliFMD") < 5) return kFALSE;
157   TVirtualMC* mc   = TVirtualMC::GetMC();
158   Double_t mass    = mc->TrackMass();
159   Double_t poverm  = (mass == 0 ? 0 : p.P() / mass);
160     
161   // This `if' is to debug abnormal energy depositions.  We trigger on
162   // p/m approx larger than or equal to a MIP, and a large edep - more 
163   // than 1 keV - a MIP is 100 eV. 
164   if (!(edep > absQ * absQ && poverm > 1)) return kFALSE;
165   
166   TArrayI procs;
167   mc->StepProcesses(procs);
168   TString processes;
169   for (Int_t ip = 0; ip < procs.fN; ip++) {
170     if (ip != 0) processes.Append(",");
171     processes.Append(TMCProcessName[procs.fArray[ip]]);
172   }
173   TDatabasePDG* pdgDB        = TDatabasePDG::Instance();
174   TParticlePDG* particleType = pdgDB->GetParticle(pdg);
175   TString pname(particleType ? particleType->GetName() : "???");
176   TString what;
177   if (mc->IsTrackEntering())    what.Append("entering ");
178   if (mc->IsTrackExiting())     what.Append("exiting ");
179   if (mc->IsTrackInside())      what.Append("inside ");
180   if (mc->IsTrackDisappeared()) what.Append("disappeared ");
181   if (mc->IsTrackStop())        what.Append("stopped ");
182   if (mc->IsNewTrack())         what.Append("new ");
183   if (mc->IsTrackAlive())       what.Append("alive ");
184   if (mc->IsTrackOut())         what.Append("out ");
185       
186   Int_t mother = gAlice->GetMCApp()->GetPrimary(trackno);
187   AliDebug(15, Form("Track # %5d deposits a lot of energy\n" 
188                     "  Volume:    %s\n" 
189                     "  Momentum:  (%7.4f,%7.4f,%7.4f)\n"
190                     "  PDG:       %d (%s)\n" 
191                     "  Edep:      %-14.7f keV (mother %d)\n"
192                     "  p/m:       %-7.4f/%-7.4f = %-14.7f\n"
193                     "  Processes: %s\n"
194                     "  What:      %s\n",
195                     trackno, mc->CurrentVolPath(), p.X(), p.Y(), p.Z(),
196                     pdg, pname.Data(), edep, mother, p.P(), mass, 
197                     poverm, processes.Data(), what.Data()));
198   return kTRUE;
199 }
200
201
202 //____________________________________________________________________
203 void 
204 AliFMDv1::StepManager()
205 {
206   // Member function that is executed each time a hit is made in the
207   // FMD.  None-charged particles are ignored.   Dead tracks  are
208   // ignored. 
209   //
210   // The procedure is as follows: 
211   // 
212   //   - IF NOT track is alive THEN RETURN ENDIF
213   //   - IF NOT particle is charged THEN RETURN ENDIF
214   //   - IF NOT volume name is "STRI" or "STRO" THEN RETURN ENDIF 
215   //   - Get strip number (volume copy # minus 1)
216   //   - Get phi division number (mother volume copy #)
217   //   - Get module number (grand-mother volume copy #)
218   //   - section # = 2 * module # + phi division # - 1
219   //   - Get ring Id from volume name 
220   //   - Get detector # from grand-grand-grand-mother volume name 
221   //   - Get pointer to sub-detector object. 
222   //   - Get track position 
223   //   - IF track is entering volume AND track is inside real shape THEN
224   //   -   Reset energy deposited 
225   //   -   Get track momentum 
226   //   -   Get particle ID # 
227   ///  - ENDIF
228   //   - IF track is inside volume AND inside real shape THEN 
229   ///  -   Update energy deposited 
230   //   - ENDIF 
231   //   - IF track is inside real shape AND (track is leaving volume,
232   //         or it died, or it is stopped  THEN
233   //   -   Create a hit 
234   //   - ENDIF
235   //     
236   TVirtualMC* mc = TVirtualMC::GetMC();
237   if (!mc->IsTrackAlive()) return;
238   Double_t absQ = TMath::Abs(mc->TrackCharge());
239   if (absQ <= 0) return;
240   
241   Int_t copy;
242   Int_t vol = mc->CurrentVolID(copy);
243   AliFMDGeometry*  fmd = AliFMDGeometry::Instance();
244   if (!fmd->IsActive(vol)) {
245     AliDebug(50, Form("Not an FMD volume %d '%s'",vol,mc->CurrentVolName()));
246     return;
247   }
248   TLorentzVector v;
249   UShort_t       detector;
250   Char_t         ring;
251   UShort_t       sector;
252   UShort_t       strip;
253   
254   if (fmd->IsDetailed()) {
255     if (!VMC2FMD(copy, v, detector, ring, sector, strip)) return;
256   } else {
257     if (!VMC2FMD(v, detector, ring, sector, strip)) return;
258   }
259   TLorentzVector p;
260   mc->TrackMomentum(p);
261   Int_t    trackno = gAlice->GetMCApp()->GetCurrentTrackNumber();
262   Int_t    pdg     = mc->TrackPid();
263   Double_t edep    = mc->Edep() * 1000; // keV
264   Bool_t   isBad   = CheckHit(trackno, pdg, absQ, p, edep);
265   
266   // Check that the track is actually within the active area 
267   Bool_t entering = mc->IsTrackEntering();
268   Bool_t inside   = mc->IsTrackInside();
269   Bool_t out      = (mc->IsTrackExiting()|| mc->IsTrackDisappeared()||
270                      mc->IsTrackStop());
271   // Reset the energy deposition for this track, and update some of
272   // our parameters.
273   if (entering) {
274     AliDebug(15, Form("Track # %8d entering active FMD volume %s: "
275                       "Edep=%f (%f,%f,%f)", trackno, mc->CurrentVolPath(),
276                       edep, v.X(), v.Y(), v.Z()));
277     fCurrentP      = p;
278     fCurrentV      = v;    
279     fCurrentDeltaE = edep;
280     fCurrentPdg    = pdg; // mc->IdFromPDG(pdg);
281   }
282   // If the track is inside, then update the energy deposition
283   if (inside && fCurrentDeltaE >= 0) {
284     fCurrentDeltaE += edep;
285     AliDebug(15, Form("Track # %8d inside active FMD volume %s: Edep=%f, "
286                       "Accumulated Edep=%f  (%f,%f,%f)", trackno, 
287                       mc->CurrentVolPath(), edep, fCurrentDeltaE, 
288                       v.X(), v.Y(), v.Z()));
289   }
290   // The track exits the volume, or it disappeared in the volume, or
291   // the track is stopped because it no longer fulfills the cuts
292   // defined, then we create a hit. 
293   if (out) {
294     if (fCurrentDeltaE >= 0) {
295       fCurrentDeltaE += edep;
296       AliDebug(15, Form("Track # %8d exiting active FMD volume %s: Edep=%g, "
297                         "Accumulated Edep=%g (%f,%f,%f)", trackno, 
298                         mc->CurrentVolPath(), edep, fCurrentDeltaE, 
299                         v.X(), v.Y(), v.Z()));
300       TVector3 cur(v.Vect());
301       cur -= fCurrentV.Vect();
302       Double_t len = cur.Mag();
303       AliFMDHit* h = 
304         AddHitByFields(trackno, detector, ring, sector, strip,
305                        fCurrentV.X(),  fCurrentV.Y(), fCurrentV.Z(),
306                        fCurrentP.X(),  fCurrentP.Y(), fCurrentP.Z(), 
307                        fCurrentDeltaE, fCurrentPdg,   fCurrentV.T(), 
308                        len, mc->IsTrackDisappeared()||mc->IsTrackStop());
309       // Add a copy 
310       if (isBad && fBad) { 
311         new ((*fBad)[fBad->GetEntries()]) AliFMDHit(*h);
312       }
313       // Check the geometry that we can get back the coordinates. 
314 #ifdef CHECK_TRANS
315       Double_t x, y, z;
316       fmd->Detector2XYZ(detector, ring, sector, strip, x, y ,z);
317       AliDebug(1, Form("Hit at (%f,%f,%f), geometry says (%f,%f,%f)", 
318                        fCurrentV.X(), fCurrentV.Y(), fCurrentV.Z(), x, y, z));
319 #endif
320     }
321     fCurrentDeltaE = -1;
322   }
323 }
324 //___________________________________________________________________
325 //
326 // EOF
327 //