LHC/AliLhcBeam.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 // Class that holds all parameters about an LHC beam.
  19 // The parameters can change with time.
  20 // A monitor can be set that stores the time distribution of
  21 // emittance and number of particles per bunch.
  22 // Author: Andreas Morsch
  23 // andreas.morsch@cern.ch
  24 //
  25
  26 #include "AliLhcBeam.h"
  27 #include "AliLHC.h"
  28 #include <TMath.h>
  29 #include <TCanvas.h>
  30 #include <TGraph.h>
  31 #include <TMultiGraph.h>
  32
  33 ClassImp(AliLhcBeam)
  34
  35 AliLhcBeam::AliLhcBeam(AliLHC* lhc):
  36     fAccelerator(lhc),
  37     fN(0),
  38     fN0(0),
  39     fNEmittance(0.),
  40     fEmittance(0.),
  41     fEmittance0(0.),
  42     fEmittanceL(0.),
  43     fEmittanceL0(0.),
  44     fEnergySpread(0.),
  45     fA(0),
  46     fZ(0),
  47     fEnergy(0.),
  48     fGamma(0.),
  49     fTimeArray(0),
  50     fEmittanceArray(0),
  51     fEmittanceLArray(0)
  52 {
  53 // Constructor
  54 }
  55
  56 AliLhcBeam::AliLhcBeam(const AliLhcBeam& beam):
  57     TNamed(beam), AliLhcMonitor(beam),
  58     fAccelerator(0),
  59     fN(0),
  60     fN0(0),
  61     fNEmittance(0.),
  62     fEmittance(0.),
  63     fEmittance0(0.),
  64     fEmittanceL(0.),
  65     fEmittanceL0(0.),
  66     fEnergySpread(0.),
  67     fA(0),
  68     fZ(0),
  69     fEnergy(0.),
  70     fGamma(0.),
  71     fTimeArray(0),
  72     fEmittanceArray(0),
  73     fEmittanceLArray(0)
  74 {
  75 // copy constructor
  76 }
  77
  78 AliLhcBeam::~AliLhcBeam()
  79 {
  80 // Destructor
  81
  82 }
  83
  84 void AliLhcBeam::Init()
  85 {
  86   // Initialization
  87   printf("\n Initializing Beam");
  88   printf("\n ^^^^^^^^^^^^^^^^^");
  89   // Scale energy with regidity
  90   fEnergy     *= fZ/fA;
  91   fGamma       = fEnergy/0.938272;
  92   fEmittance   = fNEmittance/fGamma;
  93   fEmittance0  = fEmittance;
  94   fEmittanceL *= fZ;
  95   fEmittanceL0 = fEmittanceL;
  96   fN0=fN;
  97
  98   printf("\n Beam Energy                :%10.3e GeV", fEnergy);
  99   printf("\n Beam Normalized Emittance  :%10.3e cm ", fNEmittance);
 100   printf("\n Beam Particles per Bunch   :%10.3e    ", fN);
 101 }
 102
 103 void AliLhcBeam::RemoveParticles(Float_t loss)
 104 {
 105   fN-=loss;
 106 }
 107
 108 void AliLhcBeam::IncreaseEmittance(Float_t de, Float_t del)
 109 {
 110 //
 111 // Increase the emittance
 112   fEmittance    *= (1.+de);
 113   fEmittanceL   *= (1.+del);
 114   fEnergySpread *= (1.+del);
 115 }
 116
 117 AliLhcBeam& AliLhcBeam::operator=(const  AliLhcBeam & /*rhs*/)
 118 {
 119 // Assignment operator
 120     return *this;
 121 }
 122 void AliLhcBeam::SetMonitor(Int_t n)
 123 {
 124 //
 125 // Initialize a monitor with n time bins
 126   fNmax = n;
 127   if (fEmittanceArray)  delete fEmittanceArray;
 128   if (fEmittanceLArray) delete fEmittanceLArray;
 129
 130
 131   fEmittanceArray  = new Float_t[n];
 132   fEmittanceLArray = new Float_t[n];
 133 }
 134
 135 void AliLhcBeam::Record()
 136 {
 137     fEmittanceArray [fAccelerator->Nt()] = fEmittance/fEmittance0;
 138     fEmittanceLArray[fAccelerator->Nt()] = fEmittanceL/fEmittanceL0;
 139 }
 140
 141
 142 void AliLhcBeam::DrawPlots()
 143 {
 144   // Draw monitor plots
 145   Float_t* t =  fAccelerator->TimeA();
 146
 147   TH1 *e1 = new TH1F("e1","Hor. Emittance",fNmax,0,t[fNmax]);
 148   e1->SetMinimum(1);
 149   e1->SetMaximum(fEmittanceArray[fNmax]*1.1);
 150   e1->SetStats(0);
 151   e1->GetXaxis()->SetTitle("t (h)");
 152   e1->GetYaxis()->SetTitle("rel. Emittance (t)");
 153
 154   TH1 *e2 = new TH1F("e2","Long. Emittance",fNmax,0,t[fNmax]);
 155   e2->SetMinimum(1);
 156   e2->SetMaximum(fEmittanceLArray[fNmax]*1.1);
 157   e2->SetStats(0);
 158   e2->GetXaxis()->SetTitle("t (h)");
 159   e2->GetYaxis()->SetTitle("rel. Emittance (t)");
 160
 161
 162   TGraph* grE  = new TGraph(fNmax, t, fEmittanceArray);
 163   grE->SetHistogram(e1);
 164   TGraph* grEl = new TGraph(fNmax, t, fEmittanceLArray);
 165   grEl->SetHistogram(e2);
 166   grEl->SetLineStyle(2);
 167
 168   TMultiGraph* mg = new TMultiGraph();
 169   mg->Add(grE);
 170   mg->Add(grEl);
 171
 172   TCanvas *c2 = new TCanvas("c2","Emittance Increase", 200, 10, 700, 500);
 173   c2->SetGrid();
 174   mg->Draw("AC");
 175   mg->GetXaxis()->SetTitle("t (h)");
 176   mg->GetYaxis()->SetTitle("rel. Emittance(t)");
 177   mg->Draw("AC");
 178 }
 179
 180
 181
 182