ITS/UPGRADE/Detector.h

   1 #ifndef DETECTOR_H
   2 #define DETECTOR_H
   3
   4 #include <TNamed.h>
   5 #include <TList.h>
   6 #include <TGraph.h>
   7
   8 /***********************************************************
   9
  10 Fast Simulation tool for Inner Tracker Systems
  11
  12 original code of using the billoir technique was developed
  13 for the HFT (STAR), James H. Thomas, jhthomas@lbl.gov
  14 http://rnc.lbl.gov/~jhthomas
  15
  16 Changes by S. Rossegger
  17
  18 March 2011 - Changes to comply with the Alice Offline coding conventions
  19
  20 Feb. 2011 - Improvement in "lowest pt allowed" -> now uses helix param. for calc. of a,b
  21
  22           - Adding a more sophisticaed efficiency calculation which includes
  23             the possibility to make chi2 cuts via Confidence Levels (method of Ruben Shahoyan)
  24             plus adding 'basic' detection efficiencies per layer ...
  25
  26           - Adding "ITS Stand alone" tracking capabilities via
  27             forward+backward tracking -> Kalman smoothing is then
  28             used for the parameter estimates (important for efficiencies)
  29
  30 Jan. 2011 - Inclusion of ImpactParameter Plots (with vtx estimates)
  31             to allow comparison with ITS performances in pp data
  32
  33 Dec. 2010 - Translation into C++ class format
  34           - Adding various Setters and Getters to build the geometry
  35             (based on cylinders) plus handling of the layer properties
  36
  37
  38 ***********************************************************/
  39
  40
  41 class Detector : public TNamed {
  42  public:
  43   Detector();
  44   Detector(char *name,char *title);
  45   virtual ~Detector();
  46
  47   void AddLayer(char *name, Float_t radius, Float_t radL, Float_t phiRes=999999, Float_t zRes=999999, Float_t eff=1.);
  48
  49   void KillLayer(char *name);
  50   void SetRadius(char *name, Float_t radius);
  51   void SetRadiationLength(char *name, Float_t radL);
  52   void SetResolution(char *name, Float_t phiRes=999999, Float_t zRes=999999);
  53   void SetLayerEfficiency(char *name, Float_t eff=1.0);
  54   void RemoveLayer(char *name);
  55
  56   Float_t GetRadius(char *name);
  57   Float_t GetRadiationLength(char *name);
  58   Float_t GetResolution(char *name, Int_t axis=0);
  59   Float_t GetLayerEfficiency(char *name);
  60
  61   void PrintLayout();
  62   void PlotLayout(Int_t plotDead = kTRUE);
  63
  64   void MakeAliceCurrent(Int_t AlignResiduals = 0, Bool_t flagTPC =1);
  65   void AddTPC(Float_t phiResMean, Float_t zResMean, Int_t skip=1);
  66   void RemoveTPC();
  67
  68   void SetBField(Float_t bfield) {fBField = bfield; }
  69   Float_t GetBField() const {return fBField; }
  70   void SetLhcUPCscale(Float_t lhcUPCscale) {fLhcUPCscale = lhcUPCscale; }
  71   Float_t GetLhcUPCscale() const { return fLhcUPCscale; }
  72   void SetParticleMass(Float_t particleMass) {fParticleMass = particleMass; }
  73   Float_t GetParticleMass() const { return fParticleMass; }
  74   void SetIntegrationTime(Float_t integrationTime) {fIntegrationTime = integrationTime; }
  75   Float_t GetIntegrationTime() const { return fIntegrationTime; }
  76   void SetMaxRadiusOfSlowDetectors(Float_t maxRadiusSlowDet) {fMaxRadiusSlowDet =  maxRadiusSlowDet; }
  77   Float_t GetMaxRadiusOfSlowDetectors() const { return fMaxRadiusSlowDet; }
  78   void SetAvgRapidity(Float_t avgRapidity) {fAvgRapidity = avgRapidity; }
  79   Float_t GetAvgRapidity() const { return fAvgRapidity; }
  80   void SetConfidenceLevel(Float_t confLevel) {fConfLevel = confLevel; }
  81   Float_t GetConfidenceLevel() const { return fConfLevel; }
  82
  83    Float_t GetNumberOfActiveLayers() const {return fNumberOfActiveLayers; }
  84
  85   void SolveViaBilloir(Int_t flagD0=1,Int_t print=1, Bool_t allPt=1, Double_t meanPt =0.750);
  86   void SolveDOFminusOneAverage();
  87
  88   // Helper functions
  89   Double_t ThetaMCS                 ( Double_t mass, Double_t RadLength, Double_t momentum ) const;
  90   Double_t ProbGoodHit              ( Double_t radius, Double_t searchRadiusRPhi, Double_t searchRadiusZ )   ;
  91   Double_t ProbGoodChiSqHit         ( Double_t radius, Double_t searchRadiusRPhi, Double_t searchRadiusZ )   ;
  92   Double_t ProbGoodChiSqPlusConfHit ( Double_t radius, Double_t leff, Double_t searchRadiusRPhi, Double_t searchRadiusZ )   ;
  93
  94   // Howard W. hit distribution and convolution integral
  95   Double_t Dist              ( Double_t Z, Double_t radius ) ;
  96   Double_t HitDensity        ( Double_t radius )   ;
  97   Double_t UpcHitDensity     ( Double_t radius )   ;
  98   Double_t IntegratedHitDensity  ( Double_t multiplicity, Double_t radius )   ;
  99   Double_t OneEventHitDensity    ( Double_t multiplicity, Double_t radius ) const   ;
 100   Double_t D0IntegratedEfficiency( Double_t pt, Double_t corrEfficiency[][400] ) const ;
 101
 102   TGraph* GetGraphMomentumResolution(Int_t color, Int_t linewidth=1);
 103   TGraph* GetGraphPointingResolution(Int_t axis,Int_t color, Int_t linewidth=1);
 104   TGraph* GetGraphPointingResolutionTeleEqu(Int_t axis,Int_t color, Int_t linewidth=1);
 105
 106   TGraph* GetGraphImpactParam(Int_t mode, Int_t axis, Int_t color, Int_t linewidth=1);
 107
 108   TGraph* GetGraphRecoEfficiency(Int_t particle, Int_t color, Int_t linewidth=1);
 109
 110   TGraph* GetGraph(Int_t number, Int_t color, Int_t linewidth=1);
 111
 112   void MakeStandardPlots(Bool_t add =0, Int_t color=1, Int_t linewidth=1,Bool_t onlyPionEff=0);
 113
 114
 115  protected:
 116
 117   Int_t fNumberOfLayers;        // total number of layers in the model
 118   Int_t fNumberOfActiveLayers;  // number of active layers in the model
 119   TList fLayers;                // List of layer pointers
 120   Float_t fBField;              // Magnetic Field in Tesla
 121   Float_t fLhcUPCscale;         // UltraPeripheralElectrons: scale from RHIC to LHC
 122   Float_t fIntegrationTime;     // electronics integration time
 123   Float_t fConfLevel;           // Confidence Level for the tracking
 124   Float_t fAvgRapidity;         // rapidity of the track (= mean)
 125   Float_t fParticleMass;        // Particle used for tracking. Standard: mass of pion
 126   Double_t fMaxRadiusSlowDet;   // Maximum radius for slow detectors.  Fast detectors
 127                                 // and only fast detectors reside outside this radius.
 128
 129   enum {kMaxNumberOfDetectors = 200};
 130
 131   Double_t fTransMomenta[400];                          // array of transverse momenta
 132   Double_t fMomentumRes[400];                           // array of momentum resolution
 133   Double_t fResolutionRPhi[400];                        // array of rphi resolution
 134   Double_t fResolutionZ[400];                           // array of z resolution
 135   Double_t fDetPointRes[kMaxNumberOfDetectors][400];    // array of rphi resolution per layer
 136   Double_t fDetPointZRes[kMaxNumberOfDetectors][400];   // array of z resolution per layer
 137   Double_t fEfficiency[3][400];                         // efficiency for different particles
 138
 139   ClassDef(Detector,1);
 140 };
 141
 142 #endif