ITS/AliITSPid.cxx

   1 //------------------------------------------------------------//
   2 // Class for identification of pions,kaons and protons in ITS //
   3 // Prior particles population (probabilities) are taken from  //
   4 // Hijing event generator.                                   //
   5 //------------------------------------------------------------//
   6 // #include <stdlib.h>
   7 #include "AliITSPid.h"
   8 #include "TMath.h"
   9 #include <Riostream.h>
  10 #include <TClonesArray.h>
  11 #include <TVector.h>
  12 #include "AliTPCtrack.h"
  13 #include "AliITSIOTrack.h"
  14 #include "AliITStrackV2.h"
  15 #include <TF1.h>
  16
  17 ClassImp(AliITSPid)
  18
  19
  20 AliITSPid::AliITSPid(const AliITSPid &source) : TObject(source){
  21     // Copy constructor. This is a function which is not allowed to be
  22     // done: protected It exits with an error.
  23     // Inputs:
  24     //      AliITSPid &source  An AliITSPid class.
  25     // Outputs:
  26     //      none.
  27     // Return:
  28     //      none.
  29
  30   Error("AliITSPid","You are not allowed to make a copy of the AliITSPid\n");
  31 }
  32 //______________________________________________________________________
  33 AliITSPid& AliITSPid::operator=(const AliITSPid& /* source */){
  34     // Assignment operator. This is a function which is not allowed to be
  35     // done to the ITS. It exits with an error.
  36     // Inputs:
  37     //      AliITSPid &source  An AliITSPid class.
  38     // Outputs:
  39     //      none.
  40     // Return:
  41     //      none.
  42
  43   Error("=operator","Assignment operator not allowed for this class\n");
  44   return *this;
  45 }
  46
  47 //
  48   Float_t AliITSPid::Qtrm(Int_t track) {
  49 //
  50 // This calculates truncated mean signal for given track.
  51 //
  52     TVector q(*( this->GetVec(track)  ));
  53     Int_t ml=(Int_t)q(0);
  54     if(ml<1)return 0.;
  55     if(ml>6)ml=6;
  56     float vf[6];
  57     Int_t nl=0; for(Int_t i=0;i<ml;i++){if(q(i)>fSigmin){vf[nl]=q(i+1);nl++;}}
  58     if(nl==0)return 0.;
  59     switch(nl){
  60       case  1:q(6)=q(1); break;
  61       case  2:q(6)=(q(1)+q(2))/2.; break;
  62       default:
  63         for(int fi=0;fi<2;fi++){
  64           Int_t swap;
  65           do{ swap=0; float qmin=vf[fi];
  66           for(int j=fi+1;j<nl;j++)
  67             if(qmin>vf[j]){qmin=vf[j];vf[j]=vf[fi];vf[fi]=qmin;swap=1;};
  68           }while(swap==1);
  69         }
  70         q(6)= (vf[0]+vf[1])/2.;
  71         break;
  72     }
  73     for(Int_t i=0;i<nl;i++){q(i+1)=vf[i];} this->SetVec(track,q);
  74     return (q(6));
  75 }
  76
  77 Float_t AliITSPid::Qtrm(Float_t qarr[6],Int_t narr) const{
  78 //
  79 //This calculates truncated mean signal for given signal set.
  80 //
  81   Float_t q[6],qm,qmin;
  82   Int_t nl,ml;
  83   if(narr>0&&narr<7){ml=narr;}else{return 0;};
  84   nl=0; for(Int_t i=0;i<ml;i++){if(qarr[i]>fSigmin){q[nl]=qarr[i];nl++;}}
  85   if(nl==0)return 0.;
  86     switch(nl){
  87       case  1:qm=q[0]; break;
  88       case  2:qm=(q[0]+q[1])/2.; break;
  89       default:
  90         Int_t swap;
  91         for(int fi=0;fi<2;fi++){
  92           do{ swap=0; qmin=q[fi];
  93           for(int j=fi+1;j<nl;j++)
  94             if(qmin>q[j]){qmin=q[j];q[j]=q[fi];q[fi]=qmin;swap=1;};
  95           }while(swap==1);
  96         }
  97         qm= (q[0]+q[1])/2.;
  98         break;
  99     }
 100     return qm;
 101 }
 102
 103 Int_t   AliITSPid::Wpik(Float_t pm,Float_t q){
 104   //Calcutates probabilityes of pions and kaons
 105   //Returns particle code for dominant probability.
 106   Double_t par[6];
 107   for(int i=0;i<6;i++){par[i]=fGGpi[i]->Eval(pm);}
 108   fggpi->SetParameters(par);
 109
 110   for(int i=0;i<3;i++){par[i]=fGGka[i]->Eval(pm);}
 111   fggka->SetParameters(par);
 112
 113   Float_t ppi=fggpi->Eval(q);
 114   Float_t pka=fggka->Eval(q);
 115   Float_t p=ppi+pka;
 116   /*
 117   if(!fSilent){
 118     fggka->Print();
 119     fggpi->Print();
 120     if(p>0)cout<<" ppi,pka="<<ppi/p<<"  "<<pka/p<<endl;
 121   }
 122   */
 123
 124   if(p>0){
 125     ppi=ppi/p;
 126     pka=pka/p;
 127     fWp=0.; fWpi=ppi; fWk=pka;
 128     if( pka>ppi){return fPcode=321;}else{return fPcode=211;}
 129   }else{return 0;}
 130 }
 131 //-----------------------------------------------------------
 132 Int_t   AliITSPid::Wpikp(Float_t pm,Float_t q){
 133   //
 134   //Calcutates probabilityes of pions,kaons and protons.
 135   //Returns particle code for dominant probability.
 136   Double_t par[6];
 137   for(int i=0;i<6;i++){par[i]=fGGpi[i]->Eval(pm);}
 138   fggpi->SetParameters(par);
 139
 140   for(int i=0;i<3;i++){par[i]=fGGka[i]->Eval(pm);}
 141   fggka->SetParameters(par);
 142
 143   for(int i=0;i<3;i++){par[i]=fGGpr[i]->Eval(pm);}
 144   fggpr->SetParameters(par);
 145
 146   Float_t p,ppi,pka,ppr;
 147   if( q>(fggpr->GetParameter(1)+fggpr->GetParameter(2)) )
 148       { p=1.0; ppr=1.0; ppi=pka=0.0;
 149     }else{
 150     ppi=fggpi->Eval(q);
 151     pka=fggka->Eval(q);
 152     ppr=fggpr->Eval(q);
 153     p=ppi+pka+ppr;
 154   }
 155   if(p>0){
 156     ppi=ppi/p;
 157     pka=pka/p;
 158     ppr=ppr/p;
 159     fWp=ppr; fWpi=ppi; fWk=pka;
 160     //if(!fSilent)cout<<" ppi,pka,ppr="<<ppi<<"  "<<pka<<" "<<ppr<<endl;
 161
 162    if( ppi>pka&&ppi>ppr )
 163            {return fPcode=211;}
 164    else{ if(pka>ppr){return fPcode=321;}else{return fPcode=2212;}
 165    }
 166
 167   }else{return 0;}
 168 }
 169 //-----------------------------------------------------------
 170 Int_t   AliITSPid::GetPcode(TClonesArray* rps,Float_t pm)
 171 {
 172   //Returns particle code
 173   Info("GetPcode","method not implemented - Inputs TClonesArray *%x , Float_t %f",rps,pm);
 174     return 0;
 175 }
 176 //-----------------------------------------------------------
 177 Int_t   AliITSPid::GetPcode(AliTPCtrack *track)
 178 {
 179   //Returns particle code for given track.
 180       Double_t xk,par[5]; track->GetExternalParameters(xk,par);
 181       Float_t phi=TMath::ASin(par[2]) + track->GetAlpha();
 182       if (phi<-TMath::Pi()) phi+=2*TMath::Pi();
 183       if (phi>=TMath::Pi()) phi-=2*TMath::Pi();
 184       Float_t lam=TMath::ATan(par[3]);
 185       Float_t pt1=TMath::Abs(par[4]);
 186       Float_t mom=1./(pt1*TMath::Cos(lam));
 187       Float_t dedx=track->GetdEdx();
 188     Int_t pcode=GetPcode(dedx/40.,mom);
 189 //    cout<<"TPCtrack dedx,mom,pcode="<<dedx<<","<<mom<<","<<pcode<<endl;
 190     return pcode?pcode:211;
 191     }
 192 //------------------------------------------------------------
 193 Int_t   AliITSPid::GetPcode(AliITSIOTrack *track)
 194 {
 195   //Returns particle code for given track(V1).
 196     Double_t px,py,pz;
 197     px=track->GetPx();
 198     py=track->GetPy();
 199     pz=track->GetPz();
 200     Float_t mom=TMath::Sqrt(px*px+py*py+pz*pz);
 201 //???????????????????
 202     // Float_t dedx=1.0;
 203     Float_t dedx=track->GetdEdx();
 204 //???????????????????
 205     Int_t pcode=GetPcode(dedx,mom);
 206 //    cout<<"ITSV1 dedx,mom,pcode="<<dedx<<","<<mom<<","<<pcode<<endl;
 207 return pcode?pcode:211;
 208 }
 209 //-----------------------------------------------------------
 210 Int_t   AliITSPid::GetPcode(AliITStrackV2 *track)
 211 {
 212 //Returns particle code for given track(V2).
 213   if(track==0)return 0;
 214   //      track->Propagate(track->GetAlpha(),3.,0.1/65.19*1.848,0.1*1.848);
 215       track->PropagateTo(3.,0.0028,65.19);
 216       track->PropagateToVertex();
 217     Double_t xk,par[5]; track->GetExternalParameters(xk,par);
 218     Float_t lam=TMath::ATan(par[3]);
 219     Float_t pt1=TMath::Abs(par[4]);
 220     Float_t mom=0.;
 221     if( (pt1*TMath::Cos(lam))!=0. ){ mom=1./(pt1*TMath::Cos(lam)); }else{mom=0.;};
 222     Float_t dedx=track->GetdEdx();
 223 //    cout<<"lam,pt1,mom,dedx="<<lam<<","<<pt1<<","<<mom<<","<<dedx<<endl;
 224     Int_t pcode=GetPcode(dedx,mom);
 225 //    cout<<"ITS V2 dedx,mom,pcode="<<dedx<<","<<mom<<","<<pcode<<endl;
 226 return pcode?pcode:211;
 227 }
 228 //-----------------------------------------------------------
 229 Int_t   AliITSPid::GetPcode(Float_t q,Float_t pm)
 230 {
 231   //Returns particle code for given signal and momentum.
 232     fWpi=fWk=fWp=0.;     fPcode=0;
 233
 234     if ( pm<=0.400 )
 235         { if( q<fCutKa->Eval(pm) )
 236             {return Pion();}
 237         else{ if( q<fCutPr->Eval(pm) )
 238                 {return Kaon();}
 239             else{return Proton();}
 240             }
 241         }
 242     if ( pm<=0.750 )
 243         if ( q>fCutPr->Eval(pm)  )
 244             {return Proton();} else {return Wpik(pm,q);};
 245     if( pm<=1.10 ){ return Wpikp(pm,q); }
 246     return fPcode;
 247 }
 248 //-----------------------------------------------------------
 249 void    AliITSPid::SetCut(Int_t n,Float_t pm,Float_t pilo,Float_t pihi,
 250                         Float_t klo,Float_t khi,Float_t plo,Float_t phi)
 251 {
 252   // The cut-table initializer method.
 253     fCut[n][0]=pm;
 254     fCut[n][1]=pilo;
 255     fCut[n][2]=pihi;
 256     fCut[n][3]=klo;
 257     fCut[n][4]=khi;
 258     fCut[n][5]=plo;
 259     fCut[n][6]=phi;
 260     return ;
 261 }
 262 //------------------------------------------------------------
 263 void AliITSPid::SetVec(Int_t ntrack,TVector info)
 264 {
 265   //Store track info in tracls table
 266 TClonesArray& arr=*fTrs;
 267     new( arr[ntrack] ) TVector(info);
 268 }
 269 //-----------------------------------------------------------
 270 TVector* AliITSPid::GetVec(Int_t ntrack) const
 271 {
 272   //Get given track from track table
 273 TClonesArray& arr=*fTrs;
 274     return (TVector*)arr[ntrack];
 275 }
 276 //-----------------------------------------------------------
 277 void AliITSPid::SetEdep(Int_t track,Float_t Edep)
 278 {
 279   //Set dEdx for given track
 280     TVector xx(0,11);
 281     if( ((TVector*)fTrs->At(track))->IsValid() )
 282         {TVector yy( *((TVector*)fTrs->At(track)) );xx=yy; }
 283     Int_t j=(Int_t)xx(0); if(j>4)return;
 284     xx(++j)=Edep;xx(0)=j;
 285     TClonesArray &arr=*fTrs;
 286     new(arr[track])TVector(xx);
 287 }
 288 //-----------------------------------------------------------
 289 void AliITSPid::SetPmom(Int_t track,Float_t Pmom)
 290 {
 291   //Set momentum for given track
 292     TVector xx(0,11);
 293     if( ((TVector*)fTrs->At(track))->IsValid() )
 294         {TVector yy( *((TVector*)fTrs->At(track)) );xx=yy; }
 295     xx(10)=Pmom;
 296     TClonesArray &arr=*fTrs;
 297     new(arr[track])TVector(xx);
 298 }
 299 //-----------------------------------------------------------
 300 void AliITSPid::SetPcod(Int_t track,Int_t partcode)
 301 {
 302   //Set particle code for given track
 303     TVector xx(0,11);
 304     if( ((TVector*)fTrs->At(track))->IsValid() )
 305         {TVector yy( *((TVector*)fTrs->At(track)) );xx=yy; }
 306     if(xx(11)==0)
 307         {xx(11)=partcode; fMxtrs++;
 308         TClonesArray &arr=*fTrs;
 309         new(arr[track])TVector(xx);
 310         }
 311 }
 312 //-----------------------------------------------------------
 313 void AliITSPid::Print(Int_t track)
 314 {
 315   //Prints information for given track
 316 cout<<fMxtrs<<" tracks in AliITSPid obj."<<endl;
 317     if( ((TVector*)fTrs->At(track))->IsValid() )
 318         {TVector xx( *((TVector*)fTrs->At(track)) );
 319          xx.Print();
 320          }
 321     else
 322         {cout<<"No data for track "<<track<<endl;return;}
 323 }
 324 //-----------------------------------------------------------
 325 void AliITSPid::Tab(void)
 326 {
 327   //Make PID for tracks stored in tracks table
 328 if(fTrs->GetEntries()==0){cout<<"No entries in TAB"<<endl;return;}
 329 cout<<"------------------------------------------------------------------------"<<endl;
 330 cout<<"Nq"<<"   q1  "<<"   q2  "<<"   q3  "<<"   q4  "<<"   q5   "<<
 331       " Qtrm    "    <<"  Wpi  "<<"  Wk   "<<"  Wp  "<<"Pmom  "<<endl;
 332 cout<<"------------------------------------------------------------------------"<<endl;
 333 for(Int_t i=0;i<fTrs->GetEntries();i++)
 334 {
 335   TVector xx( *((TVector*)fTrs->At(i)) );
 336     if( xx.IsValid() && xx(0)>0 )
 337         {
 338             TVector xx( *((TVector*)fTrs->At(i)) );
 339             if(xx(0)>=2)
 340                 {
 341 //       1)Calculate Qtrm
 342                     xx(6)=(this->Qtrm(i));
 343
 344                  }else{
 345                      xx(6)=xx(1);
 346                  }
 347 //       2)Calculate Wpi,Wk,Wp
 348             this->GetPcode(xx(6),xx(10)/1000.);
 349             xx(7)=GetWpi();
 350             xx(8)=GetWk();
 351             xx(9)=GetWp();
 352 //       3)Print table
 353             if(xx(0)>0){
 354 //                  cout<<xx(0)<<" ";
 355                     for(Int_t j=1;j<11;j++){
 356                       if(i<7){ cout.width(7);cout.precision(4);cout<<xx(j);}
 357                       if(i>7){ cout.width(7);cout.precision(5);cout<<xx(j);}
 358                     }
 359                     cout<<endl;
 360                 }
 361 //        4)Update data in TVector
 362             TClonesArray &arr=*fTrs;
 363             new(arr[i])TVector(xx);
 364         }
 365     else
 366       {/*cout<<"No data for track "<<i<<endl;*/}
 367 }// End loop for tracks
 368 }
 369 void AliITSPid::Reset(void)
 370 {
 371   //Reset tracks table
 372   for(Int_t i=0;i<fTrs->GetEntries();i++){
 373     TVector xx(0,11);
 374     TClonesArray &arr=*fTrs;
 375     new(arr[i])TVector(xx);
 376   }
 377 }
 378 //-----------------------------------------------------------
 379 AliITSPid::AliITSPid(Int_t ntrack)
 380 {
 381   //Constructor for AliITSPid class
 382   fSigmin=0.01;
 383     fTrs = new TClonesArray("TVector",ntrack);
 384     TClonesArray &arr=*fTrs;
 385     for(Int_t i=0;i<ntrack;i++)new(arr[i])TVector(0,11);
 386     fMxtrs=0;
 387     //
 388     fCutKa=new TF1("fcutka","pol4",0.05,0.4);
 389     Double_t ka[5]={25.616, -161.59, 408.97, -462.17, 192.86};
 390     fCutKa->SetParameters(ka);
 391     //
 392     fCutPr=new TF1("fcutpr","[0]/x/x+[1]",0.05,1.1);
 393     Double_t pr[2]={0.70675,0.4455};
 394     fCutPr->SetParameters(pr);
 395     //
 396     //---------- signal fit ----------
 397 {//Pions
 398 fGGpi[0]=new TF1("fp1pi","pol4",0.34,1.2);
 399   Double_t parpi0[10]={ -1.9096471071e+03, 4.5354331545e+04, -1.1860738840e+05,
 400    1.1405329025e+05, -3.8289694496e+04  };
 401   fGGpi[0]->SetParameters(parpi0);
 402 fGGpi[1]=new TF1("fp2pi","[0]/x/x+[1]",0.34,1.2);
 403   Double_t parpi1[10]={ 1.0791668283e-02, 9.7347716496e-01  };
 404   fGGpi[1]->SetParameters(parpi1);
 405 fGGpi[2]=new TF1("fp3pi","[0]/x/x+[1]",0.34,1.2);
 406   Double_t parpi2[10]={ 5.8191602279e-04, 9.7285601334e-02  };
 407   fGGpi[2]->SetParameters(parpi2);
 408 fGGpi[3]=new TF1("fp4pi","pol4",0.34,1.2);
 409   Double_t parpi3[10]={ 6.6267353195e+02, 7.1595101104e+02, -5.3095111914e+03,
 410    6.2900977606e+03, -2.2935862292e+03  };
 411   fGGpi[3]->SetParameters(parpi3);
 412 fGGpi[4]=new TF1("fp5pi","[0]/x/x+[1]",0.34,1.2);
 413   Double_t parpi4[10]={ 9.0419011783e-03, 1.1628922525e+00  };
 414   fGGpi[4]->SetParameters(parpi4);
 415 fGGpi[5]=new TF1("fp6pi","[0]/x/x+[1]",0.34,1.2);
 416   Double_t parpi5[10]={ 1.8324872519e-03, 2.1503968838e-01  };
 417   fGGpi[5]->SetParameters(parpi5);
 418 }//End Pions
 419 {//Kaons
 420 fGGka[0]=new TF1("fp1ka","pol4",0.24,1.2);
 421   Double_t parka0[20]={
 422   -1.1204243395e+02,4.6716191428e+01,2.2584059281e+03,
 423   -3.7123338009e+03,1.6003647641e+03  };
 424   fGGka[0]->SetParameters(parka0);
 425 fGGka[1]=new TF1("fp2ka","[0]/x/x+[1]",0.24,1.2);
 426   Double_t parka1[20]={
 427   2.5181172905e-01,8.7566001814e-01  };
 428   fGGka[1]->SetParameters(parka1);
 429 fGGka[2]=new TF1("fp3ka","pol6",0.24,1.2);
 430   Double_t parka2[20]={
 431   8.6236021573e+00,-7.0970427531e+01,2.4846827669e+02,
 432   -4.6094401290e+02,4.7546751408e+02,-2.5807112462e+02,
 433   5.7545491696e+01  };
 434   fGGka[2]->SetParameters(parka2);
 435 }//End Kaons
 436 {//Protons
 437 fGGpr[0]=new TF1("fp1pr","pol4",0.4,1.2);
 438   Double_t parpr0[10]={
 439   6.0150106543e+01,-8.8176206410e+02,3.1222644604e+03,
 440   -3.5269200901e+03,1.2859128345e+03  };
 441   fGGpr[0]->SetParameters(parpr0);
 442 fGGpr[1]=new TF1("fp2pr","[0]/x/x+[1]",0.4,1.2);
 443   Double_t parpr1[10]={
 444   9.4970837607e-01,7.3573504201e-01  };
 445   fGGpr[1]->SetParameters(parpr1);
 446 fGGpr[2]=new TF1("fp3pr","[0]/x/x+[1]",0.4,1.2);
 447   Double_t parpr2[10]={
 448   1.2498403757e-01,2.7845072306e-02  };
 449   fGGpr[2]->SetParameters(parpr2);
 450 }//End Protons
 451     //----------- end fit -----------
 452
 453     fggpr=new TF1("ggpr","gaus",0.4,1.2);
 454     fggpi=new TF1("ggpi","gaus+gaus(3)",0.4,1.2);
 455     fggka=new TF1("ggka","gaus",0.4,1.2);
 456
 457     //-------------------------------------------------
 458 const int kInf=10;
 459 //         Ncut Pmom   pilo  pihi    klo    khi     plo    phi
 460 //       cut[j] [0]    [1]    [2]    [3]    [4]     [5]    [6]
 461 //----------------------------------------------------------------
 462     SetCut(  1, 0.12 ,  0.  ,  0.  , kInf  , kInf   , kInf  , kInf  );
 463     SetCut(  2, 0.20 ,  0.  ,  6.0 , 6.0  , kInf   , kInf  , kInf  );
 464     SetCut(  3, 0.30 ,  0.  ,  3.5 , 3.5  , 9.0   , 9.0  , kInf  );
 465     SetCut(  4, 0.41 ,  0.  ,  1.9 , 1.9  , 4.0   , 4.0  , kInf  );
 466 //----------------------------------------------------------------
 467     SetCut(  5, 0.47 , 0.935, 0.139, 1.738 , 0.498  , 3.5  , kInf  );  //410-470
 468     SetCut(  6, 0.53 , 0.914, 0.136, 1.493 , 0.436  , 3.0  , kInf  );  //470-530
 469 //----------------------------------------------------------------
 470     SetCut(  7, 0.59 , 0.895, 0.131, 1.384 , 0.290 , 2.7  , kInf  );    //530-590
 471     SetCut(  8, 0.65 , 0.887, 0.121, 1.167 , 0.287 , 2.5  , kInf  );     //590-650
 472     SetCut(  9, 0.73 , 0.879, 0.120, 1.153 , 0.257 , 2.0  , kInf  );     //650-730
 473 //----------------------------------------------------------------
 474     SetCut( 10, 0.83 , 0.880, 0.126, 1.164 , 0.204 , 2.308 , 0.297 );       //730-830
 475     SetCut( 11, 0.93 , 0.918, 0.145, 1.164 , 0.204 , 2.00 , 0.168 );        //830-930
 476     SetCut( 12, 1.03 , 0.899, 0.128, 1.164 , 0.204  ,1.80 , 0.168);
 477     //------------------------ pi,K ---------------------
 478     fAprob[0][0]=1212;     fAprob[1][0]=33.;   // fAprob[0][i] - const for pions,cut[i+5]
 479     fAprob[0][1]=1022;     fAprob[1][1]=46.2 ; // fAprob[1][i] -           kaons
 480     //---------------------------------------------------
 481     fAprob[0][2]= 889.7;   fAprob[1][2]=66.58; fAprob[2][2]=14.53;
 482     fAprob[0][3]= 686.;    fAprob[1][3]=88.8;  fAprob[2][3]=19.27;
 483     fAprob[0][4]= 697.;    fAprob[1][4]=125.6; fAprob[2][4]=28.67;
 484     //------------------------ pi,K,p -------------------
 485     fAprob[0][5]= 633.7;   fAprob[1][5]=100.1;   fAprob[2][5]=37.99;   // fAprob[2][i] -  protons
 486     fAprob[0][6]= 469.5;   fAprob[1][6]=20.74;   fAprob[2][6]=25.43;
 487     fAprob[0][7]= 355.;    fAprob[1][7]=
 488                           355.*(20.74/469.5);  fAprob[2][7]=34.08;
 489 }
 490 //End AliITSPid.cxx