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 /* $Id$ */
  16 /** @file    AliFMDv1.cxx
  17     @author  Christian Holm Christensen <cholm@nbi.dk>
  18     @date    Mon Mar 27 12:48:51 2006
  19     @brief   Concrete implementation of FMD detector driver - detailed
  20     version
  21     @ingroup FMD_sim
  22 */
  23 //____________________________________________________________________
  24 //
  25 // Forward Multiplicity Detector based on Silicon wafers. This class
  26 // contains the base procedures for the Forward Multiplicity detector
  27 // Detector consists of 3 sub-detectors FMD1, FMD2, and FMD3, each of
  28 // which has 1 or 2 rings of silicon sensors.
  29 // This class contains the detailed version of the FMD - that is, hits
  30 // are produced during simulation.
  31 //
  32 // See also the class AliFMD for a more detailed explanation of the
  33 // various componets.
  34 //
  35 #include <TVirtualMC.h>         // ROOT_TVirtualMC
  36 #include <AliRun.h>             // ALIRUN_H
  37 #include <AliMC.h>              // ALIMC_H
  38 // #include <AliLog.h>          // ALILOG_H
  39 #include "AliFMDDebug.h" // Better debug macros
  40 #include "AliFMDv1.h"           // ALIFMDV1_H
  41 // #include "AliFMDGeometryBuilder.h"
  42 #include "AliFMDGeometry.h"
  43 #include "AliFMDDetector.h"
  44 #include "AliFMDRing.h"
  45 #include <TParticlePDG.h>
  46 #include <TDatabasePDG.h>
  47 #include "AliFMDHit.h"
  48
  49 //____________________________________________________________________
  50 ClassImp(AliFMDv1)
  51 #if 0
  52   ; // This is here to keep Emacs for indenting the next line
  53 #endif
  54
  55
  56 //____________________________________________________________________
  57 Bool_t
  58 AliFMDv1::VMC2FMD(TLorentzVector& v, UShort_t& detector,
  59                   Char_t& ring, UShort_t& sector, UShort_t& strip) const
  60 {
  61   // Convert VMC coordinates to detector coordinates
  62   TVirtualMC*      mc  = TVirtualMC::GetMC();
  63   AliFMDGeometry*  fmd = AliFMDGeometry::Instance();
  64
  65   // Get track position
  66   mc->TrackPosition(v);
  67   Int_t moduleno; mc->CurrentVolOffID(fmd->GetModuleOff(), moduleno);
  68   Int_t iring;    mc->CurrentVolOffID(fmd->GetRingOff(), iring);
  69   ring = Char_t(iring);
  70   Int_t det;      mc->CurrentVolOffID(fmd->GetDetectorOff(), det);
  71   detector = det;
  72
  73
  74   // Get the ring geometry
  75   //Int_t     nsec = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetNSectors();
  76   Int_t     nstr  = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetNStrips();
  77   Double_t  lowr  = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetMinR();
  78   Double_t  theta = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetTheta();
  79   Double_t  pitch = fmd->GetDetector(detector)->GetRing(ring)->GetPitch();
  80
  81   // Figure out the strip number
  82   Double_t r     = TMath::Sqrt(v.X() * v.X() + v.Y() * v.Y());
  83   Int_t    str   = Int_t((r - lowr) / pitch);
  84   if (str < 0 || str >= nstr) return kFALSE;
  85   strip          = str;
  86
  87   // Figure out the sector number
  88   Double_t phi    = TMath::ATan2(v.Y(), v.X()) * 180. / TMath::Pi();
  89   if (phi < 0) phi = 360. + phi;
  90   Double_t t      = phi - 2 * moduleno * theta;
  91   sector          = 2 * moduleno;
  92   if (t < 0 || t > 2 * theta) return kFALSE;
  93   else if (t > theta)         sector += 1;
  94
  95   AliFMDDebug(40, ("<1> Inside an active FMD volume FMD%d%c[%2d,%3d] %s",
  96                     detector, ring, sector, strip, mc->CurrentVolPath()));
  97   return kTRUE;
  98 }
  99
 100 //____________________________________________________________________
 101 Bool_t
 102 AliFMDv1::VMC2FMD(Int_t copy, TLorentzVector& v,
 103                   UShort_t& detector, Char_t& ring,
 104                   UShort_t& sector, UShort_t& strip) const
 105 {
 106   // Convert VMC coordinates to detector coordinates
 107   TVirtualMC*     mc  = TVirtualMC::GetMC();
 108   AliFMDGeometry* fmd = AliFMDGeometry::Instance();
 109
 110   strip = copy - 1;
 111   Int_t sectordiv; mc->CurrentVolOffID(fmd->GetSectorOff(), sectordiv);
 112   if (fmd->GetModuleOff() >= 0) {
 113     Int_t module;    mc->CurrentVolOffID(fmd->GetModuleOff(), module);
 114     sector = 2 * module + sectordiv;
 115   }
 116   else
 117     sector = sectordiv;
 118   AliFMDDebug(30, ("Getting ring volume with offset %d -> %s",
 119                     fmd->GetRingOff(),
 120                     mc->CurrentVolOffName(fmd->GetRingOff())));
 121   Int_t iring;     mc->CurrentVolOffID(fmd->GetRingOff(), iring);
 122   ring = Char_t(iring);
 123   Int_t det;       mc->CurrentVolOffID(fmd->GetDetectorOff(), det);
 124   detector = det;
 125
 126   //Double_t  rz  = fmd->GetDetector(detector)->GetRingZ(ring);
 127   AliFMDDetector* gdet  = fmd->GetDetector(detector);
 128   AliFMDRing*     gring = gdet->GetRing(ring);
 129   if (!gring) {
 130     AliFatal(Form("Ring %c not found (volume was %s at offset %d in path %s)",
 131                   ring, fmd->GetRingOff(),
 132                   mc->CurrentVolOffName(fmd->GetRingOff()),
 133                   mc->CurrentVolPath()));
 134   }
 135   Int_t n = gring->GetNSectors();
 136 #if 0
 137   if (rz < 0) {
 138     Int_t s = ((n - sector + n / 2) % n) + 1;
 139     AliFMDDebug(1, ("Recalculating sector to %d (=%d-%d+%d/2%%%d+1 z=%f)",
 140                      s, n, sector, n, n, rz));
 141     sector = s;
 142   }
 143 #endif
 144   if (sector < 1 || sector > n) {
 145     AliWarning(Form("sector # %d out of range (0-%d)", sector-1, n-1));
 146     return kFALSE;
 147   }
 148   sector--;
 149   // Get track position
 150   mc->TrackPosition(v);
 151   AliFMDDebug(40, ("<2> Inside an active FMD volume FMD%d%c[%2d,%3d] %s",
 152                     detector, ring, sector, strip, mc->CurrentVolPath()));
 153
 154   return kTRUE;
 155 }
 156
 157
 158 //____________________________________________________________________
 159 Bool_t
 160 AliFMDv1::CheckHit(Int_t trackno, Int_t pdg, Float_t absQ,
 161                    const TLorentzVector& p, Float_t edep) const
 162 {
 163   // Check that a hit is good
 164   if (AliLog::GetDebugLevel("FMD", "AliFMD") < 5) return kFALSE;
 165   TVirtualMC* mc   = TVirtualMC::GetMC();
 166   Double_t mass    = mc->TrackMass();
 167   Double_t poverm  = (mass == 0 ? 0 : p.P() / mass);
 168
 169   // This `if' is to debug abnormal energy depositions.  We trigger on
 170   // p/m approx larger than or equal to a MIP, and a large edep - more
 171   // than 1 keV - a MIP is 100 eV.
 172   if (!(edep > absQ * absQ && poverm > 1)) return kFALSE;
 173
 174   TArrayI procs;
 175   mc->StepProcesses(procs);
 176   TString processes;
 177   for (Int_t ip = 0; ip < procs.fN; ip++) {
 178     if (ip != 0) processes.Append(",");
 179     processes.Append(TMCProcessName[procs.fArray[ip]]);
 180   }
 181   TDatabasePDG* pdgDB        = TDatabasePDG::Instance();
 182   TParticlePDG* particleType = pdgDB->GetParticle(pdg);
 183   TString pname(particleType ? particleType->GetName() : "???");
 184   TString what;
 185   if (mc->IsTrackEntering())    what.Append("entering ");
 186   if (mc->IsTrackExiting())     what.Append("exiting ");
 187   if (mc->IsTrackInside())      what.Append("inside ");
 188   if (mc->IsTrackDisappeared()) what.Append("disappeared ");
 189   if (mc->IsTrackStop())        what.Append("stopped ");
 190   if (mc->IsNewTrack())         what.Append("new ");
 191   if (mc->IsTrackAlive())       what.Append("alive ");
 192   if (mc->IsTrackOut())         what.Append("out ");
 193
 194   Int_t mother = gAlice->GetMCApp()->GetPrimary(trackno);
 195   AliFMDDebug(15, ("Track # %5d deposits a lot of energy\n"
 196                     "  Volume:    %s\n"
 197                     "  Momentum:  (%7.4f,%7.4f,%7.4f)\n"
 198                     "  PDG:       %d (%s)\n"
 199                     "  Edep:      %-14.7f keV (mother %d)\n"
 200                     "  p/m:       %-7.4f/%-7.4f = %-14.7f\n"
 201                     "  Processes: %s\n"
 202                     "  What:      %s\n",
 203                     trackno, mc->CurrentVolPath(), p.X(), p.Y(), p.Z(),
 204                     pdg, pname.Data(), edep, mother, p.P(), mass,
 205                     poverm, processes.Data(), what.Data()));
 206   return kTRUE;
 207 }
 208
 209
 210 //____________________________________________________________________
 211 void
 212 AliFMDv1::StepManager()
 213 {
 214   // Member function that is executed each time a hit is made in the
 215   // FMD.  None-charged particles are ignored.   Dead tracks  are
 216   // ignored.
 217   //
 218   // The procedure is as follows:
 219   //
 220   //   - IF NOT track is alive THEN RETURN ENDIF
 221   //   - IF NOT particle is charged THEN RETURN ENDIF
 222   //   - IF NOT volume name is "STRI" or "STRO" THEN RETURN ENDIF
 223   //   - Get strip number (volume copy # minus 1)
 224   //   - Get phi division number (mother volume copy #)
 225   //   - Get module number (grand-mother volume copy #)
 226   //   - section # = 2 * module # + phi division # - 1
 227   //   - Get ring Id from volume name
 228   //   - Get detector # from grand-grand-grand-mother volume name
 229   //   - Get pointer to sub-detector object.
 230   //   - Get track position
 231   //   - IF track is entering volume AND track is inside real shape THEN
 232   //   -   Reset energy deposited
 233   //   -   Get track momentum
 234   //   -   Get particle ID #
 235   ///  - ENDIF
 236   //   - IF track is inside volume AND inside real shape THEN
 237   ///  -   Update energy deposited
 238   //   - ENDIF
 239   //   - IF track is inside real shape AND (track is leaving volume,
 240   //         or it died, or it is stopped  THEN
 241   //   -   Create a hit
 242   //   - ENDIF
 243   //
 244   TVirtualMC* mc = TVirtualMC::GetMC();
 245   if (!mc->IsTrackAlive()) return;
 246   Double_t absQ = TMath::Abs(mc->TrackCharge());
 247   if (absQ <= 0) return;
 248
 249   Int_t copy;
 250   Int_t vol = mc->CurrentVolID(copy);
 251   AliFMDGeometry*  fmd = AliFMDGeometry::Instance();
 252   if (!fmd->IsActive(vol)) {
 253     AliFMDDebug(50, ("Not an FMD volume %d '%s'",vol,mc->CurrentVolName()));
 254     return;
 255   }
 256   TLorentzVector v;
 257   UShort_t       detector;
 258   Char_t         ring;
 259   UShort_t       sector;
 260   UShort_t       strip;
 261
 262   if (fmd->IsDetailed()) {
 263     if (!VMC2FMD(copy, v, detector, ring, sector, strip)) return;
 264   } else {
 265     if (!VMC2FMD(v, detector, ring, sector, strip)) return;
 266   }
 267   TLorentzVector p;
 268   mc->TrackMomentum(p);
 269   Int_t    trackno = gAlice->GetMCApp()->GetCurrentTrackNumber();
 270   Int_t    pdg     = mc->TrackPid();
 271   Double_t edep    = mc->Edep() * 1000; // keV
 272   Bool_t   isBad   = CheckHit(trackno, pdg, absQ, p, edep);
 273
 274   // Check that the track is actually within the active area
 275   Bool_t entering = mc->IsTrackEntering();
 276   Bool_t inside   = mc->IsTrackInside();
 277   Bool_t out      = (mc->IsTrackExiting()|| mc->IsTrackDisappeared()||
 278                      mc->IsTrackStop());
 279   // Reset the energy deposition for this track, and update some of
 280   // our parameters.
 281   if (entering) {
 282     AliFMDDebug(15, ("Track # %8d entering active FMD volume %s: "
 283                       "Edep=%f (%f,%f,%f)", trackno, mc->CurrentVolPath(),
 284                       edep, v.X(), v.Y(), v.Z()));
 285     fCurrentP      = p;
 286     fCurrentV      = v;
 287     fCurrentDeltaE = edep;
 288     fCurrentPdg    = pdg; // mc->IdFromPDG(pdg);
 289   }
 290   // If the track is inside, then update the energy deposition
 291   if (inside && fCurrentDeltaE >= 0) {
 292     fCurrentDeltaE += edep;
 293     AliFMDDebug(15, ("Track # %8d inside active FMD volume %s: Edep=%f, "
 294                       "Accumulated Edep=%f  (%f,%f,%f)", trackno,
 295                       mc->CurrentVolPath(), edep, fCurrentDeltaE,
 296                       v.X(), v.Y(), v.Z()));
 297   }
 298   // The track exits the volume, or it disappeared in the volume, or
 299   // the track is stopped because it no longer fulfills the cuts
 300   // defined, then we create a hit.
 301   if (out) {
 302     if (fCurrentDeltaE >= 0) {
 303       fCurrentDeltaE += edep;
 304       AliFMDDebug(15, ("Track # %8d exiting active FMD volume %s: Edep=%g, "
 305                         "Accumulated Edep=%g (%f,%f,%f)", trackno,
 306                         mc->CurrentVolPath(), edep, fCurrentDeltaE,
 307                         v.X(), v.Y(), v.Z()));
 308       TVector3 cur(v.Vect());
 309       cur -= fCurrentV.Vect();
 310       Double_t len = cur.Mag();
 311       AliFMDHit* h =
 312         AddHitByFields(trackno, detector, ring, sector, strip,
 313                        fCurrentV.X(),  fCurrentV.Y(), fCurrentV.Z(),
 314                        fCurrentP.X(),  fCurrentP.Y(), fCurrentP.Z(),
 315                        fCurrentDeltaE, fCurrentPdg,   fCurrentV.T(),
 316                        len, mc->IsTrackDisappeared()||mc->IsTrackStop());
 317       // Add a copy
 318       if (isBad && fBad) {
 319         new ((*fBad)[fBad->GetEntries()]) AliFMDHit(*h);
 320       }
 321       // Check the geometry that we can get back the coordinates.
 322 #ifdef CHECK_TRANS
 323       Double_t x, y, z;
 324       fmd->Detector2XYZ(detector, ring, sector, strip, x, y ,z);
 325       AliFMDDebug(1, ("Hit at (%f,%f,%f), geometry says (%f,%f,%f)",
 326                        fCurrentV.X(), fCurrentV.Y(), fCurrentV.Z(), x, y, z));
 327 #endif
 328     }
 329     fCurrentDeltaE = -1;
 330   }
 331 }
 332 //___________________________________________________________________
 333 //
 334 // EOF
 335 //