ITS/UPGRADE/AliITSUv1.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 2007-2009, 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
  17 /* $Id: AliITSUv1.cxx */
  18
  19
  20 //========================================================================
  21 //
  22 //        Geometry for the Upgrade of the Inner Tracking System
  23 //
  24 // Mario Sitta (sitta@to.infn.it)
  25 // Chinorat Kobdaj (kobdaj@g.sut.ac.th)
  26 //
  27 //========================================================================
  28
  29
  30
  31 // $Log: AliITSUv1.cxx,v $
  32
  33 #include <TClonesArray.h>
  34 #include <TGeoGlobalMagField.h>
  35 #include <TGeoManager.h>
  36 #include <TGeoMatrix.h>
  37 #include <TGeoPhysicalNode.h>
  38 #include <TGeoVolume.h>
  39 #include <TGeoTube.h>
  40 #include <TGeoXtru.h>
  41 #include <TLorentzVector.h>
  42 #include <TString.h>
  43 #include <TVirtualMC.h>
  44
  45 #include "AliITSU.h"
  46 #include "AliITSUHit.h"
  47 #include "AliLog.h"
  48 #include "AliMC.h"
  49 #include "AliMagF.h"
  50 #include "AliRun.h"
  51 #include "AliTrackReference.h"
  52 #include "AliITSv11Geometry.h"
  53 #include "AliITSUv1Layer.h"
  54 #include "AliITSUv1.h"
  55 #include "AliITSUGeomTGeo.h"
  56 #include "AliGeomManager.h"
  57 using namespace TMath;
  58
  59
  60 ClassImp(AliITSUv1)
  61
  62 //______________________________________________________________________
  63 AliITSUv1::AliITSUv1()
  64 :  fNWrapVol(0)
  65   ,fWrapRMin(0)
  66   ,fWrapRMax(0)
  67   ,fWrapZSpan(0)
  68   ,fLay2WrapV(0)
  69   ,fLayTurbo(0)
  70   ,fLayPhi0(0)
  71   ,fLayRadii(0)
  72   ,fLayZLength(0)
  73   ,fStavPerLay(0)
  74   ,fUnitPerStave(0)
  75   ,fChipThick(0)
  76   ,fStaveWidth(0)
  77   ,fStaveTilt(0)
  78   ,fSensThick(0)
  79   ,fChipTypeID(0)
  80   ,fBuildLevel(0)
  81   ,fUpGeom(0)
  82   ,fStaveModelIB(kIBModel0)
  83   ,fStaveModelOB(kOBModel0)
  84 {
  85   //    Standard default constructor
  86   // Inputs:
  87   //   none.
  88   // Outputs:
  89   //   none.
  90   // Return:
  91   //   none.
  92 }
  93
  94 //______________________________________________________________________
  95 AliITSUv1::AliITSUv1(const char *title, Int_t nlay)
  96   :AliITSU(title,nlay)
  97   ,fNWrapVol(0)
  98   ,fWrapRMin(0)
  99   ,fWrapRMax(0)
 100   ,fWrapZSpan(0)
 101   ,fLay2WrapV(0)
 102   ,fLayTurbo(0)
 103   ,fLayPhi0(0)
 104   ,fLayRadii(0)
 105   ,fLayZLength(0)
 106   ,fStavPerLay(0)
 107   ,fUnitPerStave(0)
 108   ,fChipThick(0)
 109   ,fStaveWidth(0)
 110   ,fStaveTilt(0)
 111   ,fSensThick(0)
 112   ,fChipTypeID(0)
 113   ,fBuildLevel(0)
 114   ,fUpGeom(0)
 115   ,fStaveModelIB(kIBModel0)
 116   ,fStaveModelOB(kOBModel0)
 117 {
 118   //    Standard constructor for the Upgrade geometry.
 119   // Inputs:
 120   //   const char * name   Ignored, set to "ITS"
 121   //   const char * title  Arbitrary title
 122   //   const Int_t nlay    Number of layers
 123   //
 124   fLayerName = new TString[fNLayers];
 125   //
 126   for (Int_t j=0; j<fNLayers; j++)
 127     fLayerName[j].Form("%s%d",AliITSUGeomTGeo::GetITSSensorPattern(),j); // See AliITSUv1Layer
 128   //
 129   fLayTurbo     = new Bool_t[fNLayers];
 130   fLayPhi0      = new Double_t[fNLayers];
 131   fLayRadii     = new Double_t[fNLayers];
 132   fLayZLength   = new Double_t[fNLayers];
 133   fStavPerLay   = new Int_t[fNLayers];
 134   fUnitPerStave = new Int_t[fNLayers];
 135   fChipThick    = new Double_t[fNLayers];
 136   fStaveWidth   = new Double_t[fNLayers];
 137   fStaveTilt    = new Double_t[fNLayers];
 138   fSensThick    = new Double_t[fNLayers];
 139   fChipTypeID   = new UInt_t[fNLayers];
 140   fBuildLevel   = new Int_t[fNLayers];
 141
 142
 143   fUpGeom = new AliITSUv1Layer*[fNLayers];
 144
 145   if (fNLayers > 0) { // if not, we'll Fatal-ize in CreateGeometry
 146     for (Int_t j=0; j<fNLayers; j++) {
 147       fLayPhi0[j]      = 0;
 148       fLayRadii[j]     = 0.;
 149       fLayZLength[j]   = 0.;
 150       fStavPerLay[j]   = 0;
 151       fUnitPerStave[j] = 0;
 152       fStaveWidth[j]   = 0.;
 153       fSensThick[j]    = 0.;
 154       fChipTypeID[j]   = 0;
 155       fBuildLevel[j]   = 0;
 156       fUpGeom[j]       = 0;
 157     }
 158   }
 159 }
 160
 161 //______________________________________________________________________
 162 AliITSUv1::~AliITSUv1() {
 163   //    Standard destructor
 164   // Inputs:
 165   //   none.
 166   // Outputs:
 167   //   none.
 168   // Return:
 169   //   none.
 170   delete [] fLayTurbo;
 171   delete [] fLayPhi0;
 172   delete [] fLayRadii;
 173   delete [] fLayZLength;
 174   delete [] fStavPerLay;
 175   delete [] fUnitPerStave;
 176   delete [] fChipThick;
 177   delete [] fStaveWidth;
 178   delete [] fStaveTilt;
 179   delete [] fSensThick;
 180   delete [] fChipTypeID;
 181   delete [] fBuildLevel;
 182   delete [] fUpGeom;
 183   delete [] fWrapRMin;
 184   delete [] fWrapRMax;
 185   delete [] fWrapZSpan;
 186   delete [] fLay2WrapV;
 187 }
 188
 189 //______________________________________________________________________
 190 void AliITSUv1::AddAlignableVolumes() const
 191 {
 192   // Creates entries for alignable volumes associating the symbolic volume
 193   // name with the corresponding volume path.
 194   //
 195   // Records in the alignable entries the transformation matrices converting
 196   // TGeo local coordinates (in the RS of alignable volumes) to the tracking
 197   // system
 198   // For this, this function has to run before the misalignment because we
 199   // are using the ideal positions in the AliITSgeom object.
 200   AliInfo("Add ITS alignable volumes");
 201
 202   if (!gGeoManager) { AliFatal("TGeoManager doesn't exist !"); return;  }
 203   //
 204   TString path = Form("ALIC_1/%s_2",AliITSUGeomTGeo::GetITSVolPattern());
 205   TString sname = AliITSUGeomTGeo::ComposeSymNameITS();
 206   //
 207   AliDebug(1,Form("%s <-> %s",sname.Data(),path.Data()));
 208   if( !gGeoManager->SetAlignableEntry(sname.Data(),path.Data()) )
 209     AliFatal(Form("Unable to set alignable entry ! %s %s",sname.Data(),path.Data()));
 210   //
 211   int lastUID = 0;
 212   for (int lr=0; lr<fNLayers; lr++) AddAlignableVolumesLayer(lr,path,lastUID);
 213   //
 214 }
 215
 216 //______________________________________________________________________
 217 void AliITSUv1::AddAlignableVolumesLayer(int lr, TString& parent,Int_t &lastUID) const
 218 {
 219   // add alignable volumes for layer and its daughters
 220   //
 221   TString wrpV = fLay2WrapV[lr]!=-1 ? Form("%s%d_1/",AliITSUGeomTGeo::GetITSWrapVolPattern(),fLay2WrapV[lr]) : "";
 222   TString path = Form("%s/%s%s%d_1",parent.Data(),wrpV.Data(),AliITSUGeomTGeo::GetITSLayerPattern(),lr);
 223   TString sname = AliITSUGeomTGeo::ComposeSymNameLayer(lr);
 224   AliDebug(1,Form("Add %s <-> %s", sname.Data(),path.Data()));
 225   if ( !gGeoManager->SetAlignableEntry(sname.Data(),path.Data()) )
 226     AliFatal(Form("Unable to set alignable entry ! %s : %s",sname.Data(),path.Data()));
 227   //
 228   const AliITSUv1Layer* lrobj = fUpGeom[lr];
 229   int nstaves = lrobj->GetNStavesPerParent();
 230   for (int st=0; st<nstaves; st++) AddAlignableVolumesStave(lr,st,path,lastUID);
 231   //
 232 }
 233
 234 //______________________________________________________________________
 235 void AliITSUv1::AddAlignableVolumesStave(int lr, int st, TString& parent, Int_t &lastUID) const
 236 {
 237   // add alignable volumes for stave and its daughters
 238   //
 239   TString path = Form("%s/%s%d_%d",parent.Data(),AliITSUGeomTGeo::GetITSStavePattern(),lr,st);
 240   TString sname = AliITSUGeomTGeo::ComposeSymNameStave(lr,st);
 241   AliDebug(1,Form("Add %s <-> %s", sname.Data(),path.Data()));
 242   if ( !gGeoManager->SetAlignableEntry(sname.Data(),path.Data()) )
 243     AliFatal(Form("Unable to set alignable entry ! %s : %s",sname.Data(),path.Data()));
 244   //
 245   const AliITSUv1Layer* lrobj = fUpGeom[lr];
 246   int nsstave = lrobj->GetNHalfStavesPerParent();
 247   int start = nsstave>0 ? 0:-1;
 248   //
 249   for (int sst=start; sst<nsstave; sst++) AddAlignableVolumesHalfStave(lr,st,sst,path,lastUID);
 250 }
 251
 252 //______________________________________________________________________
 253 void AliITSUv1::AddAlignableVolumesHalfStave(int lr, int st, int sst, TString& parent, Int_t &lastUID) const
 254 {
 255   // add alignable volumes for halfstave (if any) and its daughters
 256   //
 257   TString path = parent;
 258   if (sst>=0) {
 259     path = Form("%s/%s%d_%d",parent.Data(),AliITSUGeomTGeo::GetITSHalfStavePattern(),lr,sst);
 260     TString sname = AliITSUGeomTGeo::ComposeSymNameHalfStave(lr,st,sst);
 261     AliDebug(1,Form("Add %s <-> %s", sname.Data(),path.Data()));
 262     if ( !gGeoManager->SetAlignableEntry(sname.Data(),path.Data()) )
 263       AliFatal(Form("Unable to set alignable entry ! %s : %s",sname.Data(),path.Data()));
 264     //
 265   }
 266   const AliITSUv1Layer* lrobj = fUpGeom[lr];
 267   int nmodules = lrobj->GetNModulesPerParent();
 268   int start = nmodules>0 ? 0:-1;
 269   //
 270   for (int md=start; md<nmodules; md++) AddAlignableVolumesModule(lr,st,sst,md,path,lastUID);
 271 }
 272
 273 //______________________________________________________________________
 274 void AliITSUv1::AddAlignableVolumesModule(int lr, int st, int sst, int md, TString& parent, Int_t &lastUID) const
 275 {
 276   // add alignable volumes for module (if any) and its daughters
 277   //
 278   TString path = parent;
 279   if (md>=0) {
 280     path = Form("%s/%s%d_%d",parent.Data(),AliITSUGeomTGeo::GetITSModulePattern(),lr,md);
 281     TString sname = AliITSUGeomTGeo::ComposeSymNameModule(lr,st,sst,md);
 282     AliDebug(1,Form("Add %s <-> %s", sname.Data(),path.Data()));
 283     if ( !gGeoManager->SetAlignableEntry(sname.Data(),path.Data()) )
 284       AliFatal(Form("Unable to set alignable entry ! %s : %s",sname.Data(),path.Data()));
 285     //
 286   }
 287   //
 288   const AliITSUv1Layer* lrobj = fUpGeom[lr];
 289   int nchips = lrobj->GetNChipsPerParent();
 290   //
 291   for (int ic=0; ic<nchips; ic++) AddAlignableVolumesChip(lr,st,sst,md,ic,path,lastUID);
 292 }
 293
 294 //______________________________________________________________________
 295 void AliITSUv1::AddAlignableVolumesChip(int lr, int st, int sst, int md, int ch, TString& parent, Int_t &lastUID) const
 296 {
 297   // add alignable volumes for chip
 298   //
 299   TString path = Form("%s/%s%d_%d",parent.Data(),AliITSUGeomTGeo::GetITSChipPattern(),lr,ch);
 300   TString sname = AliITSUGeomTGeo::ComposeSymNameChip(lr,st,sst,md,ch);
 301   int modUID = AliITSUGeomTGeo::ChipVolUID( lastUID++ );
 302   //
 303   AliDebug(1,Form("Add %s <-> %s : ID=%d", sname.Data(),path.Data(),modUID));
 304   if ( !gGeoManager->SetAlignableEntry(sname,path.Data(),modUID) )
 305     AliFatal(Form("Unable to set alignable entry ! %s : %s | %d",sname.Data(),path.Data(),modUID));
 306   //
 307 }
 308
 309 //______________________________________________________________________
 310 void AliITSUv1::SetNWrapVolumes(Int_t n)
 311 {
 312   // book arrays for wrapper volumes
 313   if (fNWrapVol) AliFatal(Form("%d wrapper volumes already defined",fNWrapVol));
 314   if (n<1) return;
 315   fNWrapVol = n;
 316   fWrapRMin = new Double_t[fNWrapVol];
 317   fWrapRMax = new Double_t[fNWrapVol];
 318   fWrapZSpan= new Double_t[fNWrapVol];
 319   for (int i=fNWrapVol;i--;) fWrapRMin[i]=fWrapRMax[i]=fWrapZSpan[i]=-1;
 320   //
 321 }
 322
 323 //______________________________________________________________________
 324 void AliITSUv1::DefineWrapVolume(Int_t id, Double_t rmin,Double_t rmax, Double_t zspan)
 325 {
 326   // set parameters of id-th wrapper volume
 327   if (id>=fNWrapVol||id<0) AliFatal(Form("id=%d of wrapper volume is not in 0-%d range",id,fNWrapVol-1));
 328   fWrapRMin[id] = rmin;
 329   fWrapRMax[id] = rmax;
 330   fWrapZSpan[id] = zspan;
 331 }
 332
 333 //______________________________________________________________________
 334 void AliITSUv1::CreateGeometry() {
 335
 336   // Create the geometry and insert it in the mother volume ITSV
 337   TGeoManager *geoManager = gGeoManager;
 338
 339   TGeoVolume *vALIC = geoManager->GetVolume("ALIC");
 340
 341   new TGeoVolumeAssembly(AliITSUGeomTGeo::GetITSVolPattern());
 342   TGeoVolume *vITSV = geoManager->GetVolume(AliITSUGeomTGeo::GetITSVolPattern());
 343   vITSV->SetUniqueID(AliITSUGeomTGeo::GetUIDShift()); // store modID -> midUUID bitshift
 344   vALIC->AddNode(vITSV, 2, 0);  // Copy number is 2 to cheat AliGeoManager::CheckSymNamesLUT
 345   //
 346   const Int_t kLength=100;
 347   Char_t vstrng[kLength] = "xxxRS"; //?
 348   vITSV->SetTitle(vstrng);
 349   //
 350   // Check that we have all needed parameters
 351   if (fNLayers <= 0) AliFatal(Form("Wrong number of layers (%d)",fNLayers));
 352   //
 353   for (Int_t j=0; j<fNLayers; j++) {
 354     if (fLayRadii[j] <= 0)                   AliFatal(Form("Wrong layer radius for layer %d (%f)",j,fLayRadii[j]));
 355     if (fLayZLength[j] <= 0)                 AliFatal(Form("Wrong layer length for layer %d (%f)",j,fLayZLength[j]));
 356     if (fStavPerLay[j] <= 0)                 AliFatal(Form("Wrong number of staves for layer %d (%d)",j,fStavPerLay[j]));
 357     if (fUnitPerStave[j] <= 0)               AliFatal(Form("Wrong number of chips for layer %d (%d)",j,fUnitPerStave[j]));
 358     if (fChipThick[j] < 0)                   AliFatal(Form("Wrong chip thickness for layer %d (%f)",j,fChipThick[j]));
 359     if (fLayTurbo[j] && fStaveWidth[j] <= 0) AliFatal(Form("Wrong stave width for layer %d (%f)",j,fStaveWidth[j]));
 360     if (fSensThick[j] < 0)                   AliFatal(Form("Wrong sensor thickness for layer %d (%f)",j,fSensThick[j]));
 361     //
 362     if (j > 0) {
 363       if (fLayRadii[j]<=fLayRadii[j-1])      AliFatal(Form("Layer %d radius (%f) is smaller than layer %d radius (%f)",
 364                            j,fLayRadii[j],j-1,fLayRadii[j-1]));
 365     } // if (j > 0)
 366
 367     if (fChipThick[j] == 0) AliInfo(Form("Chip thickness for layer %d not set, using default",j));
 368     if (fSensThick[j] == 0) AliInfo(Form("Sensor thickness for layer %d not set, using default",j));
 369
 370   } // for (Int_t j=0; j<fNLayers; j++)
 371
 372   // Create the wrapper volumes
 373   TGeoVolume **wrapVols = 0;
 374   if (fNWrapVol) {
 375     wrapVols = new TGeoVolume*[fNWrapVol];
 376     for (int id=0;id<fNWrapVol;id++) {
 377       wrapVols[id] = CreateWrapperVolume(id);
 378       vITSV->AddNode(wrapVols[id], 1, 0);
 379     }
 380   }
 381   //
 382   fLay2WrapV = new Int_t[fNLayers];
 383
 384   // Now create the actual geometry
 385   for (Int_t j=0; j<fNLayers; j++) {
 386     TGeoVolume* dest = vITSV;
 387     fLay2WrapV[j] = -1;
 388     //
 389     if (fLayTurbo[j]) {
 390       fUpGeom[j] = new AliITSUv1Layer(j,kTRUE,kFALSE);
 391       fUpGeom[j]->SetStaveWidth(fStaveWidth[j]);
 392       fUpGeom[j]->SetStaveTilt(fStaveTilt[j]);
 393     }
 394     else fUpGeom[j] = new AliITSUv1Layer(j,kFALSE);
 395     //
 396     fUpGeom[j]->SetPhi0(fLayPhi0[j]);
 397     fUpGeom[j]->SetRadius(fLayRadii[j]);
 398     fUpGeom[j]->SetZLength(fLayZLength[j]);
 399     fUpGeom[j]->SetNStaves(fStavPerLay[j]);
 400     fUpGeom[j]->SetNUnits(fUnitPerStave[j]);
 401     fUpGeom[j]->SetChipType(fChipTypeID[j]);
 402     fUpGeom[j]->SetBuildLevel(fBuildLevel[j]);
 403     if (j < 3)
 404       fUpGeom[j]->SetStaveModel(fStaveModelIB);
 405     else
 406       fUpGeom[j]->SetStaveModel(fStaveModelOB);
 407     AliDebug(1,Form("fBuildLevel: %d\n",fBuildLevel[j]));
 408     //
 409     if (fChipThick[j] != 0) fUpGeom[j]->SetChipThick(fChipThick[j]);
 410     if (fSensThick[j] != 0) fUpGeom[j]->SetSensorThick(fSensThick[j]);
 411     //
 412     for (int iw=0;iw<fNWrapVol;iw++) {
 413       if (fLayRadii[j]>fWrapRMin[iw] && fLayRadii[j]<fWrapRMax[iw]) {
 414         AliInfo(Form("Will embed layer %d in wrapper volume %d",j,iw));
 415         if (fLayZLength[j]>=fWrapZSpan[iw]) AliFatal(Form("ZSpan %.3f of wrapper volume %d is less than ZSpan %.3f of layer %d",
 416                                                           fWrapZSpan[iw],iw,fLayZLength[j],j));
 417         dest = wrapVols[iw];
 418         fLay2WrapV[j] = iw;
 419         break;
 420       }
 421     }
 422     fUpGeom[j]->CreateLayer(dest);
 423   }
 424   CreateSuppCyl(kTRUE,wrapVols[0]);
 425   CreateSuppCyl(kFALSE,wrapVols[2]);
 426
 427   delete[] wrapVols; // delete pointer only, not the volumes
 428   //
 429 }
 430
 431 //____________________________________________________________
 432 //Service Barrel
 433 void AliITSUv1::CreateSuppCyl(const Bool_t innerBarrel,TGeoVolume *dest,const TGeoManager *mgr){
 434   // Creates the Service Barrel (as a simple cylinder) for IB and OB
 435   // Inputs:
 436   //         innerBarrel : if true, build IB service barrel, otherwise for OB
 437   //         dest        : the mother volume holding the service barrel
 438   //         mgr         : the gGeoManager pointer (used to get the material)
 439   //
 440
 441   Double_t rminIB =  4.7;
 442   Double_t rminOB = 43.4;
 443   Double_t zLenOB ;
 444   Double_t cInt = 0.22; //dimensioni cilindro di supporto interno
 445   Double_t cExt = 1.00; //dimensioni cilindro di supporto esterno
 446 //  Double_t phi1   =  180;
 447 //  Double_t phi2   =  360;
 448
 449
 450   TGeoMedium *medCarbonFleece = mgr->GetMedium("ITS_CarbonFleece$");
 451
 452   if (innerBarrel){
 453     zLenOB=((TGeoTube*)(dest->GetShape()))->GetDz();
 454 //    TGeoTube*ibSuppSh = new TGeoTubeSeg(rminIB,rminIB+cInt,zLenOB,phi1,phi2);
 455     TGeoTube*ibSuppSh = new TGeoTube(rminIB,rminIB+cInt,zLenOB);
 456     TGeoVolume *ibSupp = new TGeoVolume("ibSuppCyl",ibSuppSh,medCarbonFleece);
 457     dest->AddNode(ibSupp,1);
 458   }
 459   else {
 460     zLenOB=((TGeoTube*)(dest->GetShape()))->GetDz();
 461     TGeoTube*obSuppSh=new TGeoTube(rminOB,rminOB+cExt,zLenOB);
 462     TGeoVolume *obSupp=new TGeoVolume("obSuppCyl",obSuppSh,medCarbonFleece);
 463     dest->AddNode(obSupp,1);
 464   }
 465
 466   return;
 467 }
 468
 469 //______________________________________________________________________
 470 void AliITSUv1::CreateMaterials() {
 471   // Create ITS materials
 472   //     This function defines the default materials used in the Geant
 473   // Monte Carlo simulations for the geometries AliITSv1, AliITSv3,
 474   // AliITSv11Hybrid.
 475   // In general it is automatically replaced by
 476   // the CreateMaterials routine defined in AliITSv?. Should the function
 477   // CreateMaterials not exist for the geometry version you are using this
 478   // one is used. See the definition found in AliITSv5 or the other routine
 479   // for a complete definition.
 480   // Inputs:
 481   //   none.
 482   // Outputs:
 483   //   none.
 484   // Return:
 485   //   none.
 486
 487   Int_t   ifield = ((AliMagF*)TGeoGlobalMagField::Instance()->GetField())->Integ();
 488   Float_t fieldm = ((AliMagF*)TGeoGlobalMagField::Instance()->GetField())->Max();
 489
 490   Float_t tmaxfd = 0.1; // 1.0; // Degree
 491   Float_t stemax = 1.0; // cm
 492   Float_t deemax = 0.1; // 30.0; // Fraction of particle's energy 0<deemax<=1
 493   Float_t epsil  = 1.0E-4; // 1.0; // cm
 494   Float_t stmin  = 0.0; // cm "Default value used"
 495
 496   Float_t tmaxfdSi = 0.1; // .10000E+01; // Degree
 497   Float_t stemaxSi = 0.0075; //  .10000E+01; // cm
 498   Float_t deemaxSi = 0.1; // 0.30000E-02; // Fraction of particle's energy 0<deemax<=1
 499   Float_t epsilSi  = 1.0E-4;// .10000E+01;
 500   Float_t stminSi  = 0.0; // cm "Default value used"
 501
 502   Float_t tmaxfdAir = 0.1; // .10000E+01; // Degree
 503   Float_t stemaxAir = .10000E+01; // cm
 504   Float_t deemaxAir = 0.1; // 0.30000E-02; // Fraction of particle's energy 0<deemax<=1
 505   Float_t epsilAir  = 1.0E-4;// .10000E+01;
 506   Float_t stminAir  = 0.0; // cm "Default value used"
 507
 508   // AIR
 509   Float_t aAir[4]={12.0107,14.0067,15.9994,39.948};
 510   Float_t zAir[4]={6.,7.,8.,18.};
 511   Float_t wAir[4]={0.000124,0.755267,0.231781,0.012827};
 512   Float_t dAir = 1.20479E-3;
 513
 514   // Water
 515   Float_t aWater[2]={1.00794,15.9994};
 516   Float_t zWater[2]={1.,8.};
 517   Float_t wWater[2]={0.111894,0.888106};
 518   Float_t dWater   = 1.0;
 519
 520
 521   // Kapton
 522   Float_t aKapton[4]={1.00794,12.0107, 14.010,15.9994};
 523   Float_t zKapton[4]={1.,6.,7.,8.};
 524   Float_t wKapton[4]={0.026362,0.69113,0.07327,0.209235};
 525   Float_t dKapton   = 1.42;
 526
 527   AliMixture(1,"AIR$",aAir,zAir,dAir,4,wAir);
 528   AliMedium(1, "AIR$",1,0,ifield,fieldm,tmaxfdAir,stemaxAir,deemaxAir,epsilAir,stminAir);
 529
 530   AliMixture(2,"WATER$",aWater,zWater,dWater,2,wWater);
 531   AliMedium(2, "WATER$",2,0,ifield,fieldm,tmaxfd,stemax,deemax,epsil,stmin);
 532
 533   AliMaterial(3,"SI$",0.28086E+02,0.14000E+02,0.23300E+01,0.93600E+01,0.99900E+03);
 534   AliMedium(3,  "SI$",3,0,ifield,fieldm,tmaxfdSi,stemaxSi,deemaxSi,epsilSi,stminSi);
 535
 536   AliMaterial(4,"BERILLIUM$",9.01, 4., 1.848, 35.3, 36.7);// From AliPIPEv3
 537   AliMedium(4,  "BERILLIUM$",4,0,ifield,fieldm,tmaxfd,stemax,deemax,epsil,stmin);
 538
 539   AliMaterial(5,"COPPER$",0.63546E+02,0.29000E+02,0.89600E+01,0.14300E+01,0.99900E+03);
 540   AliMedium(5,  "COPPER$",5,0,ifield,fieldm,tmaxfd,stemax,deemax,epsil,stmin);
 541
 542
 543   // needed for STAVE , Carbon, kapton, Epoxy, flexcable
 544
 545   //AliMaterial(6,"CARBON$",12.0107,6,2.210,999,999);
 546   AliMaterial(6,"CARBON$",12.0107,6,2.210/1.3,999,999);
 547   AliMedium(6,  "CARBON$",6,0,ifield,fieldm,tmaxfdSi,stemaxSi,deemaxSi,epsilSi,stminSi);
 548
 549   AliMixture(7,"KAPTON(POLYCH2)$", aKapton, zKapton, dKapton, 4, wKapton);
 550   AliMedium(7, "KAPTON(POLYCH2)$",7,0,ifield,fieldm,tmaxfd,stemax,deemax,epsil,stmin);
 551
 552
 553
 554   // values below modified as compared to source AliITSv11 !
 555
 556   //AliMaterial(7,"GLUE$",0.12011E+02,0.60000E+01,0.1930E+01/2.015,999,999); // original
 557   AliMaterial(15,"GLUE$",12.011,6,1.93/2.015,999,999);  // conform with ATLAS, Corrado, Stefan
 558   AliMedium(15,  "GLUE$",15,0,ifield,fieldm,tmaxfd,stemax,deemax,epsil,stmin);
 559
 560   // All types of carbon
 561   // Unidirectional prepreg
 562  AliMaterial(8,"K13D2U2k$",12.0107,6,1.643,999,999);
 563  AliMedium(8,  "K13D2U2k$",8,0,ifield,fieldm,tmaxfdSi,stemaxSi,deemaxSi,epsilSi,stminSi);
 564  //Impregnated thread
 565  AliMaterial(9,"M60J3K$",12.0107,6,2.21,999,999);
 566  AliMedium(9,  "M60J3K$",9,0,ifield,fieldm,tmaxfdSi,stemaxSi,deemaxSi,epsilSi,stminSi);
 567  //Impregnated thread
 568  AliMaterial(10,"M55J6K$",12.0107,6,1.63,999,999);
 569  AliMedium(10,  "M55J6K$",10,0,ifield,fieldm,tmaxfdSi,stemaxSi,deemaxSi,epsilSi,stminSi);
 570  // Fabric(0/90)
 571  AliMaterial(11,"T300$",12.0107,6,1.725,999,999);
 572  AliMedium(11,  "T300$",11,0,ifield,fieldm,tmaxfdSi,stemaxSi,deemaxSi,epsilSi,stminSi);
 573  //AMEC Thermasol
 574  AliMaterial(12,"FGS003$",12.0107,6,1.6,999,999);
 575  AliMedium(12,  "FGS003$",12,0,ifield,fieldm,tmaxfdSi,stemaxSi,deemaxSi,epsilSi,stminSi);
 576  // Carbon fleece
 577  AliMaterial(13,"CarbonFleece$",12.0107,6,0.4,999,999);
 578  AliMedium(13,  "CarbonFleece$",13,0,ifield,fieldm,tmaxfdSi,stemaxSi,deemaxSi,epsilSi,stminSi);
 579
 580   // Flex cable
 581   Float_t aFCm[5]={12.0107,1.00794,14.0067,15.9994,26.981538};
 582   Float_t zFCm[5]={6.,1.,7.,8.,13.};
 583   Float_t wFCm[5]={0.520088819984,0.01983871336,0.0551367996,0.157399667056, 0.247536};
 584   //Float_t dFCm = 1.6087;  // original
 585   //Float_t dFCm = 2.55;   // conform with STAR
 586    Float_t dFCm = 2.595;   // conform with Corrado
 587
 588   AliMixture(14,"FLEXCABLE$",aFCm,zFCm,dFCm,5,wFCm);
 589   AliMedium(14, "FLEXCABLE$",14,0,ifield,fieldm,tmaxfd,stemax,deemax,epsil,stmin);
 590
 591   AliMaterial(16,"ALUMINUM$",0.26982E+02,0.13000E+02,0.26989E+01,0.89000E+01,0.99900E+03);
 592   AliMedium(16,"ALUMINUM$",16,0,ifield,fieldm,tmaxfd,stemax,deemax,epsil,stmin);
 593
 594 }
 595
 596 //______________________________________________________________________
 597 void AliITSUv1::DefineLayer(Int_t nlay, double phi0, Double_t r,
 598                             Double_t zlen, Int_t nstav,
 599                             Int_t nunit, Double_t lthick,
 600                             Double_t dthick, UInt_t dettypeID,
 601                             Int_t buildLevel)
 602 {
 603   //     Sets the layer parameters
 604   // Inputs:
 605   //          nlay    layer number
 606   //          phi0    layer phi0
 607   //          r       layer radius
 608   //          zlen    layer length
 609   //          nstav   number of staves
 610   //          nunit   IB: number of chips per stave
 611   //                  OB: number of modules per half stave
 612   //          lthick  chip thickness (if omitted, defaults to 0)
 613   //          dthick  sensor thickness (if omitted, defaults to 0)
 614   //          dettypeID  ??
 615   //          buildLevel (if 0, all geometry is build, used for material budget studies)
 616   // Outputs:
 617   //   none.
 618   // Return:
 619   //   none.
 620
 621   AliInfo(Form("L# %d Phi:%+.3f R:%+7.3f DZ:%7.2f Nst:%2d Nunit:%2d Lthick:%.4f Dthick:%.4f DetID:%d B:%d",
 622                nlay,phi0,r,zlen,nstav,nunit,lthick,dthick,dettypeID,buildLevel));
 623
 624   if (nlay >= fNLayers || nlay < 0) {
 625     AliError(Form("Wrong layer number (%d)",nlay));
 626     return;
 627   }
 628
 629   fLayTurbo[nlay] = kFALSE;
 630   fLayPhi0[nlay] = phi0;
 631   fLayRadii[nlay] = r;
 632   fLayZLength[nlay] = zlen;
 633   fStavPerLay[nlay] = nstav;
 634   fUnitPerStave[nlay] = nunit;
 635   fChipThick[nlay] = lthick;
 636   fSensThick[nlay] = dthick;
 637   fChipTypeID[nlay] = dettypeID;
 638   fBuildLevel[nlay] = buildLevel;
 639
 640 }
 641
 642 //______________________________________________________________________
 643 void AliITSUv1::DefineLayerTurbo(Int_t nlay, Double_t phi0, Double_t r, Double_t zlen, Int_t nstav,
 644                                  Int_t nunit, Double_t width, Double_t tilt,
 645                                  Double_t lthick,Double_t dthick,
 646                                  UInt_t dettypeID, Int_t buildLevel)
 647 {
 648   //     Sets the layer parameters for a "turbo" layer
 649   //     (i.e. a layer whose staves overlap in phi)
 650   // Inputs:
 651   //          nlay    layer number
 652   //          phi0    phi of 1st stave
 653   //          r       layer radius
 654   //          zlen    layer length
 655   //          nstav   number of staves
 656   //          nunit   IB: number of chips per stave
 657   //                  OB: number of modules per half stave
 658   //          width   stave width
 659   //          tilt    layer tilt angle (degrees)
 660   //          lthick  chip thickness (if omitted, defaults to 0)
 661   //          dthick  sensor thickness (if omitted, defaults to 0)
 662   //          dettypeID  ??
 663   //          buildLevel (if 0, all geometry is build, used for material budget studies)
 664   // Outputs:
 665   //   none.
 666   // Return:
 667   //   none.
 668
 669   AliInfo(Form("L# %d Phi:%+.3f R:%+7.3f DZ:%7.2f Nst:%2d Nunit:%2d W:%7.4f Tilt:%+.3f Lthick:%.4f Dthick:%.4f DetID:%d B:%d",
 670                nlay,phi0,r,zlen,nstav,nunit,width,tilt,lthick,dthick,dettypeID,buildLevel));
 671
 672   if (nlay >= fNLayers || nlay < 0) {
 673     AliError(Form("Wrong layer number (%d)",nlay));
 674     return;
 675   }
 676
 677   fLayTurbo[nlay] = kTRUE;
 678   fLayPhi0[nlay] = phi0;
 679   fLayRadii[nlay] = r;
 680   fLayZLength[nlay] = zlen;
 681   fStavPerLay[nlay] = nstav;
 682   fUnitPerStave[nlay] = nunit;
 683   fChipThick[nlay] = lthick;
 684   fStaveWidth[nlay] = width;
 685   fStaveTilt[nlay] = tilt;
 686   fSensThick[nlay] = dthick;
 687   fChipTypeID[nlay] = dettypeID;
 688   fBuildLevel[nlay] = buildLevel;
 689
 690 }
 691
 692 //______________________________________________________________________
 693 void AliITSUv1::GetLayerParameters(Int_t nlay, Double_t &phi0,
 694                                    Double_t &r, Double_t &zlen,
 695                                    Int_t &nstav, Int_t &nmod,
 696                                    Double_t &width, Double_t &tilt,
 697                                    Double_t &lthick, Double_t &dthick,
 698                                    UInt_t &dettype) const
 699 {
 700   //     Gets the layer parameters
 701   // Inputs:
 702   //          nlay    layer number
 703   // Outputs:
 704   //          phi0    phi of 1st stave
 705   //          r       layer radius
 706   //          zlen    layer length
 707   //          nstav   number of staves
 708   //          nmod    IB: number of chips per stave
 709   //                  OB: number of modules per half stave
 710   //          width   stave width
 711   //          tilt    stave tilt angle
 712   //          lthick  chip thickness
 713   //          dthick  sensor thickness
 714   //          dettype detector type
 715   // Return:
 716   //   none.
 717
 718   if (nlay >= fNLayers || nlay < 0) {
 719     AliError(Form("Wrong layer number (%d)",nlay));
 720     return;
 721   }
 722
 723   phi0   = fLayPhi0[nlay];
 724   r      = fLayRadii[nlay];
 725   zlen   = fLayZLength[nlay];
 726   nstav  = fStavPerLay[nlay];
 727   nmod   = fUnitPerStave[nlay];
 728   width  = fStaveWidth[nlay];
 729   tilt   = fStaveTilt[nlay];
 730   lthick = fChipThick[nlay];
 731   dthick = fSensThick[nlay];
 732   dettype= fChipTypeID[nlay];
 733 }
 734
 735 //______________________________________________________________________
 736 TGeoVolume* AliITSUv1::CreateWrapperVolume(Int_t id)
 737 {
 738   //     Creates an air-filled wrapper cylindrical volume
 739   // Inputs:
 740   //          volume id
 741   // Outputs:
 742   //          the wrapper volume
 743
 744   if (fWrapRMin[id]<0 || fWrapRMax[id]<0 || fWrapZSpan[id]<0) AliFatal(Form("Wrapper volume %d was requested but not defined",id));
 745   // Now create the actual shape and volume
 746   //
 747   TGeoTube *tube = new TGeoTube(fWrapRMin[id], fWrapRMax[id], fWrapZSpan[id]/2.);
 748
 749   TGeoMedium *medAir = gGeoManager->GetMedium("ITS_AIR$");
 750
 751   char volnam[30];
 752   snprintf(volnam, 29, "%s%d", AliITSUGeomTGeo::GetITSWrapVolPattern(),id);
 753
 754   TGeoVolume *wrapper = new TGeoVolume(volnam, tube, medAir);
 755
 756   return wrapper;
 757 }
 758
 759 //______________________________________________________________________
 760 void AliITSUv1::Init()
 761 {
 762   //     Initialise the ITS after it has been created.
 763   UpdateInternalGeometry();
 764   AliITSU::Init();
 765   //
 766 }
 767
 768 //______________________________________________________________________
 769 Bool_t AliITSUv1::IsLayerTurbo(Int_t nlay)
 770 {
 771   //     Returns true if the layer is a "turbo" layer
 772   if ( nlay < 0 || nlay > fNLayers ) {
 773     AliError(Form("Wrong layer number %d",nlay));
 774     return kFALSE;
 775   }
 776   else return fUpGeom[nlay]->IsTurbo();
 777 }
 778
 779 //______________________________________________________________________
 780 void AliITSUv1::SetDefaults()
 781 {
 782   // sets the default segmentation, response, digit and raw cluster classes
 783 }
 784
 785 //______________________________________________________________________
 786 void AliITSUv1::StepManager()
 787 {
 788   //    Called for every step in the ITS, then calles the AliITSUHit class
 789   // creator with the information to be recoreded about that hit.
 790   //     The value of the macro ALIITSPRINTGEOM if set to 1 will allow the
 791   // printing of information to a file which can be used to create a .det
 792   // file read in by the routine CreateGeometry(). If set to 0 or any other
 793   // value except 1, the default behavior, then no such file is created nor
 794   // it the extra variables and the like used in the printing allocated.
 795   // Inputs:
 796   //   none.
 797   // Outputs:
 798   //   none.
 799   // Return:
 800   //   none.
 801   //
 802   if(!(this->IsActive())) return;
 803   if(!(TVirtualMC::GetMC()->TrackCharge())) return;
 804   //
 805   Int_t copy, lay = 0;
 806   Int_t id = TVirtualMC::GetMC()->CurrentVolID(copy);
 807
 808   Bool_t notSens = kFALSE;
 809   while ((lay<fNLayers)  && (notSens = (id!=fIdSens[lay]))) ++lay;
 810   //printf("R: %.1f | Lay: %d  NotSens: %d\n",positionRS.Pt(), lay, notSens);
 811
 812   if (notSens) return;
 813   //
 814   if (lay < 0 || lay >= fNLayers) {
 815     AliError(Form("Invalid value: lay=%d. Not an ITS sensitive volume",lay));
 816     return; // not an ITS sensitive volume.
 817   }
 818   //
 819   static TLorentzVector position, momentum; // Saves on calls to construtors
 820   static AliITSUHit hit;// Saves on calls to constructors
 821   //
 822   TClonesArray &lhits = *(Hits());
 823   Int_t chipID, status = 0;
 824   //
 825   // Track status
 826   if(TVirtualMC::GetMC()->IsTrackInside())      status +=  1;
 827   if(TVirtualMC::GetMC()->IsTrackEntering())    status +=  2;
 828   if(TVirtualMC::GetMC()->IsTrackExiting()) {
 829     AddTrackReference(gAlice->GetMCApp()->GetCurrentTrackNumber(), AliTrackReference::kITS);
 830     status +=  4;
 831   } // if Outer ITS mother Volume
 832   if(TVirtualMC::GetMC()->IsTrackOut())         status +=  8;
 833   if(TVirtualMC::GetMC()->IsTrackDisappeared()) status += 16;
 834   if(TVirtualMC::GetMC()->IsTrackStop())        status += 32;
 835   if(TVirtualMC::GetMC()->IsTrackAlive())       status += 64;
 836   //
 837   // retrieve the indices with the volume path
 838   //
 839   TVirtualMC::GetMC()->TrackPosition(position);
 840   int chip=-1,module=-1,sstave=-1,stave=-1,level=0; // volume copies on different levels
 841   TVirtualMC::GetMC()->CurrentVolOffID(++level,chip);
 842   if (fGeomTGeo->GetNModules(lay)>0)    TVirtualMC::GetMC()->CurrentVolOffID(++level,module);
 843   if (fGeomTGeo->GetNHalfStaves(lay)>0) TVirtualMC::GetMC()->CurrentVolOffID(++level,sstave);
 844   TVirtualMC::GetMC()->CurrentVolOffID(++level,stave);
 845   //
 846   chipID = fGeomTGeo->GetChipIndex(lay,stave,sstave,module,chip);
 847   // Fill hit structure.
 848   //
 849   hit.SetChip(chipID);
 850   hit.SetTrack(gAlice->GetMCApp()->GetCurrentTrackNumber());
 851   TVirtualMC::GetMC()->TrackPosition(position);
 852   TVirtualMC::GetMC()->TrackMomentum(momentum);
 853   hit.SetPosition(position);
 854   hit.SetTime(TVirtualMC::GetMC()->TrackTime());
 855   hit.SetMomentum(momentum);
 856   hit.SetStatus(status);
 857   hit.SetEdep(TVirtualMC::GetMC()->Edep());
 858   hit.SetShunt(GetIshunt());
 859   if(TVirtualMC::GetMC()->IsTrackEntering()){
 860     hit.SetStartPosition(position);
 861     hit.SetStartTime(TVirtualMC::GetMC()->TrackTime());
 862     hit.SetStartStatus(status);
 863     return; // don't save entering hit.
 864   } // end if IsEntering
 865     // Fill hit structure with this new hit.
 866     //Info("StepManager","Calling Copy Constructor");
 867   new(lhits[fNhits++]) AliITSUHit(hit); // Use Copy Construtor.
 868   // Save old position... for next hit.
 869   hit.SetStartPosition(position);
 870   hit.SetStartTime(TVirtualMC::GetMC()->TrackTime());
 871   hit.SetStartStatus(status);
 872
 873   return;
 874 }
 875
 876 //______________________________________________________________________
 877 void AliITSUv1::SetLayerChipTypeID(Int_t lr, UInt_t id)
 878 {
 879   // set det type
 880   if (!fChipTypeID || fNLayers<=lr) AliFatal(Form("Number of layers %d, %d is manipulated",fNLayers,lr));
 881   fChipTypeID[lr] = id;
 882 }
 883
 884 //______________________________________________________________________
 885 Int_t AliITSUv1::GetLayerChipTypeID(Int_t lr)
 886 {
 887   // set det type
 888   if (!fChipTypeID || fNLayers<=lr) AliFatal(Form("Number of layers %d, %d is manipulated",fNLayers,lr));
 889   return fChipTypeID[lr];
 890 }