LHC/AliLhcProcessIBS.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 #include "AliLhcProcessIBS.h"
  19 #include "AliLHC.h"
  20 #include "AliLhcIRegion.h"
  21 #include "AliLhcBeam.h"
  22
  23 #include <TF1.h>
  24 #include <TMath.h>
  25 #include <TCanvas.h>
  26 #include <TGraph.h>
  27 #include <TMultiGraph.h>
  28
  29 ClassImp(AliLhcProcessIBS)
  30
  31   Double_t func(Double_t *x, Double_t *par);
  32
  33 AliLhcProcessIBS::AliLhcProcessIBS(AliLHC* lhc, const char* name, const char* title)
  34     :AliLhcProcess(lhc,name,title)
  35 {
  36 // Constructor
  37 }
  38
  39
  40 AliLhcProcessIBS::~AliLhcProcessIBS()
  41 {
  42 // Destructor
  43
  44 }
  45
  46 void AliLhcProcessIBS::Init()
  47 {
  48   // Initialization
  49    const Float_t r0=1.535e-16;
  50
  51    printf("\n Initializing Process %s", GetName());
  52    printf("\n ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^");
  53
  54    fIRegions = fAccelerator->IRegions();
  55
  56    for (Int_t i = 0; i < 2; i++) {
  57      fBeam[i] = fAccelerator->Beam(i);
  58      fR[i]    = r0*fBeam[i]->Z()*fBeam[i]->Z()/fBeam[i]->A();
  59      fE[i]    = 0.938*fBeam[i]->A();
  60    }
  61 }
  62
  63 void AliLhcProcessIBS::Evolve(Float_t dt)
  64 {
  65   printf("\n Here process %s %f:", GetName(), dt);
  66    for (Int_t i=0; i<2; i++) {
  67      // Density
  68      Float_t sige    = fBeam[i]->EnergySpread();
  69      Float_t avbeta  = fAccelerator->AverageBeta();
  70      Float_t avd     = fAccelerator->AverageDisp();
  71
  72      Float_t gamma   = fBeam[i]->Gamma();
  73      Float_t epsx    = fBeam[i]->Emittance()*gamma;
  74      Float_t epsy    = epsx;
  75      Float_t epse    = fBeam[i]->LongEmittance();
  76      Float_t sigxb   = TMath::Sqrt(epsx/gamma*avbeta);
  77      Float_t sigx    = TMath::Sqrt(sigxb*sigxb+(avd*avd*sige*sige));
  78      Float_t ssigx   = TMath::Sqrt(epsx/gamma/avbeta);
  79      Float_t sigy    = sigx;
  80      Float_t ssigy   = ssigx;
  81
  82      Float_t asd = fBeam[i]->N()*fR[i]*fR[i]*fE[i]/
  83        (16.*TMath::Pi()*gamma*epsx*epsy*epse);
  84
  85      // impact parameter
  86      Float_t d    = sige*avd/sigx;
  87      //
  88      Float_t at = sige*TMath::Sqrt(1.-d*d)/(gamma*ssigx);
  89      Float_t bt = sige*TMath::Sqrt(1.-d*d)/(gamma*ssigy);
  90      Float_t ct = sige*TMath::Sqrt(1.-d*d)*TMath::Sqrt(4.*sigy/fR[i]);
  91      //
  92      Double_t par[3];
  93      par[0] = at;
  94      par[1] = bt;
  95      par[2] = ct;
  96      TF1 *fct = new TF1("func",func, 0., 1., 3);
  97
  98      Float_t f = (Float_t) 8.0*TMath::Pi()*
  99          fct->Integral(0., 1., par, 1.e-5);
 100      //
 101      fTaux =  1./(asd*f*(d*d-at*at/2.));
 102      fTaue =  1./(asd*f*(1.-d*d));
 103      //     printf("\n taux, taue %f %f", taux, taue);
 104      //     Float_t tauy = -2./at*at/asd/f;
 105      fBeam[i]->IncreaseEmittance(dt/fTaux, dt/fTaue);
 106    }
 107
 108 }
 109
 110 void AliLhcProcessIBS::SetMonitor(Int_t n)
 111 {
 112   // Initialize Monitor
 113   if (fTauxArray) delete fTauxArray;
 114   if (fTaueArray) delete fTaueArray;
 115   fTauxArray = new Float_t[n];
 116   fTaueArray = new Float_t[n];
 117   fNmax = n;
 118 }
 119
 120 void AliLhcProcessIBS::Record()
 121 {
 122   // Record monitor quantities
 123     fTauxArray[fAccelerator->Nt()] = fTaux/3600.;
 124     fTaueArray[fAccelerator->Nt()] = fTaue/3600.;
 125 }
 126
 127
 128 void AliLhcProcessIBS::DrawPlots()
 129 {
 130   // Draw monitor plots
 131   Float_t* t =  fAccelerator->TimeA();
 132
 133   TH1 *t1 = new TH1F("t1","Hor. IBS growth time",fNmax,0,t[fNmax]);
 134   t1->SetMinimum(0);
 135   t1->SetMaximum(fTauxArray[fNmax]*1.1);
 136   t1->SetStats(0);
 137   t1->GetXaxis()->SetTitle("t (h)");
 138   t1->GetYaxis()->SetTitle("tau_x (t)");
 139
 140   TH1 *t2 = new TH1F("t2","Long. IBS growth time",fNmax,0,t[fNmax]);
 141   t2->SetMinimum(0);
 142   t2->SetMaximum(fTaueArray[fNmax]*1.1);
 143   t2->SetStats(0);
 144   t2->GetXaxis()->SetTitle("t (h)");
 145   t2->GetYaxis()->SetTitle("tau_l (t)");
 146
 147   TGraph* grTaux = new TGraph(fNmax, fAccelerator->TimeA(), fTauxArray);
 148   grTaux->SetHistogram(t1);
 149
 150   TGraph* grTaue = new TGraph(fNmax, fAccelerator->TimeA(), fTaueArray);
 151   grTaue->SetHistogram(t2);
 152   grTaue->SetLineStyle(2);
 153
 154   TMultiGraph* mg = new TMultiGraph();
 155   mg->Add(grTaux);
 156   mg->Add(grTaue);
 157
 158   TCanvas *c3 = new TCanvas("c3","IBS", 200, 10, 700, 500);
 159   c3->SetGrid();
 160   mg->Draw("AC");
 161   mg->GetXaxis()->SetTitle("t (h)");
 162   mg->GetYaxis()->SetTitle("IBS Growth Time (h)");
 163   mg->Draw("AC");
 164 }
 165
 166
 167
 168
 169
 170 AliLhcProcessIBS& AliLhcProcessIBS::operator=(const  AliLhcProcessIBS & rhs)
 171 {
 172 // Assignment operator
 173     return *this;
 174 }
 175
 176 Double_t func(Double_t *x, Double_t *par)
 177 {
 178   Double_t a  = par[0];
 179   Double_t b  = par[1];
 180   Double_t cc = par[2];
 181
 182   const Double_t bc = 0.5772;
 183   Double_t xx = x[0];
 184   Double_t x2=xx*xx;
 185   Double_t x1=1.0-x2;
 186   Double_t p=1.0/TMath::Sqrt(x2+a*a*x1);
 187   Double_t q=1.0/TMath::Sqrt(x2+b*b*x1);
 188   return (1.0-3.0*x2)*p*q*(2.0*TMath::Log(0.5*cc*(p+q))-bc);
 189 }
 190