The default thickness of the chips is set to 150 mkm (D.Elia). Removing some obsolete...
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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 //
19 // Realisation of AliLhcProcess for the fast simulation of the
20 // Intra Beam Scattering process
21 // in transverse and longitudinal direction.
22 // Author: Andreas Morsch
23 // andreas.morsch@cern.ch
24 //
25
26 #include "AliLhcProcessIBS.h"
27 #include "AliLHC.h"
28 #include "AliLhcIRegion.h"
29 #include "AliLhcBeam.h"
30
31 #include <TF1.h>
32 #include <TMath.h>
33 #include <TCanvas.h>
34 #include <TGraph.h>
35 #include <TMultiGraph.h>
36
37 ClassImp(AliLhcProcessIBS)
38
39   Double_t func(Double_t *x, Double_t *par);
40
41 AliLhcProcessIBS::AliLhcProcessIBS(AliLHC* lhc, const char* name, const char* title)
42     :AliLhcProcess(lhc,name,title)
43 {
44 // Constructor
45 }
46
47
48 AliLhcProcessIBS::~AliLhcProcessIBS()
49 {
50 // Destructor
51
52 }
53
54 void AliLhcProcessIBS::Init()
55 {
56   // Initialization
57    const Float_t r0=1.535e-16;
58
59    printf("\n Initializing Process %s", GetName());
60    printf("\n ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^");
61
62    fIRegions = fAccelerator->IRegions();
63
64    for (Int_t i = 0; i < 2; i++) {
65      fBeam[i] = fAccelerator->Beam(i);
66      fR[i]    = r0*fBeam[i]->Z()*fBeam[i]->Z()/fBeam[i]->A();
67      fE[i]    = 0.938*fBeam[i]->A();
68    }
69 }
70
71 void AliLhcProcessIBS::Evolve(Float_t dt)
72 {
73 //
74 // Evolve by one time step dt
75   printf("\n Here process %s %f:", GetName(), dt);
76    for (Int_t i=0; i<2; i++) {
77      // Density
78      Float_t sige    = fBeam[i]->EnergySpread();
79      Float_t avbeta  = fAccelerator->AverageBeta();
80      Float_t avd     = fAccelerator->AverageDisp();
81
82      Float_t gamma   = fBeam[i]->Gamma();
83      Float_t epsx    = fBeam[i]->Emittance()*gamma;
84      Float_t epsy    = epsx;
85      Float_t epse    = fBeam[i]->LongEmittance();
86      Float_t sigxb   = TMath::Sqrt(epsx/gamma*avbeta);
87      Float_t sigx    = TMath::Sqrt(sigxb*sigxb+(avd*avd*sige*sige));
88      Float_t ssigx   = TMath::Sqrt(epsx/gamma/avbeta);
89      Float_t sigy    = sigx;
90      Float_t ssigy   = ssigx;
91
92      Float_t asd = fBeam[i]->N()*fR[i]*fR[i]*fE[i]/
93        (16.*TMath::Pi()*gamma*epsx*epsy*epse);
94      
95      // impact parameter
96      Float_t d    = sige*avd/sigx;
97      // 
98      Float_t at = sige*TMath::Sqrt(1.-d*d)/(gamma*ssigx);
99      Float_t bt = sige*TMath::Sqrt(1.-d*d)/(gamma*ssigy);
100      Float_t ct = sige*TMath::Sqrt(1.-d*d)*TMath::Sqrt(4.*sigy/fR[i]);
101      //
102      Double_t par[3];
103      par[0] = at;
104      par[1] = bt;
105      par[2] = ct;
106      TF1 *fct = new TF1("func",func, 0., 1., 3);
107      
108      Float_t f = (Float_t) 8.0*TMath::Pi()*
109          fct->Integral(0., 1., par, 1.e-5);
110      //
111      fTaux =  1./(asd*f*(d*d-at*at/2.));
112      fTaue =  1./(asd*f*(1.-d*d));
113      //     printf("\n taux, taue %f %f", taux, taue);
114      //     Float_t tauy = -2./at*at/asd/f;
115      fBeam[i]->IncreaseEmittance(dt/fTaux, dt/fTaue);
116    }
117
118 }
119
120 void AliLhcProcessIBS::SetMonitor(Int_t n)
121 {
122   // Initialize Monitor
123   if (fTauxArray) delete fTauxArray;
124   if (fTaueArray) delete fTaueArray;
125   fTauxArray = new Float_t[n];
126   fTaueArray = new Float_t[n];
127   fNmax = n;
128 }
129
130 void AliLhcProcessIBS::Record()
131 {
132   // Record monitor quantities
133     fTauxArray[fAccelerator->Nt()] = fTaux/3600.;
134     fTaueArray[fAccelerator->Nt()] = fTaue/3600.;
135 }
136
137
138 void AliLhcProcessIBS::DrawPlots()
139 {
140   // Draw monitor plots
141   Float_t* t =  fAccelerator->TimeA();
142   
143   TH1 *t1 = new TH1F("t1","Hor. IBS growth time",fNmax,0,t[fNmax]);
144   t1->SetMinimum(0);
145   t1->SetMaximum(fTauxArray[fNmax]*1.1);
146   t1->SetStats(0);
147   t1->GetXaxis()->SetTitle("t (h)");
148   t1->GetYaxis()->SetTitle("tau_x (t)");
149
150   TH1 *t2 = new TH1F("t2","Long. IBS growth time",fNmax,0,t[fNmax]);
151   t2->SetMinimum(0);
152   t2->SetMaximum(fTaueArray[fNmax]*1.1);
153   t2->SetStats(0);
154   t2->GetXaxis()->SetTitle("t (h)");
155   t2->GetYaxis()->SetTitle("tau_l (t)");
156
157   TGraph* grTaux = new TGraph(fNmax, fAccelerator->TimeA(), fTauxArray);
158   grTaux->SetHistogram(t1);
159
160   TGraph* grTaue = new TGraph(fNmax, fAccelerator->TimeA(), fTaueArray);
161   grTaue->SetHistogram(t2);
162   grTaue->SetLineStyle(2);
163
164   TMultiGraph* mg = new TMultiGraph();
165   mg->Add(grTaux);
166   mg->Add(grTaue);
167
168   TCanvas *c3 = new TCanvas("c3","IBS", 200, 10, 700, 500);
169   c3->SetGrid();
170   mg->Draw("AC");  
171   mg->GetXaxis()->SetTitle("t (h)");
172   mg->GetYaxis()->SetTitle("IBS Growth Time (h)");
173   mg->Draw("AC");
174 }
175
176
177
178
179
180 AliLhcProcessIBS& AliLhcProcessIBS::operator=(const  AliLhcProcessIBS & /*rhs*/)
181 {
182 // Assignment operator
183     return *this;
184 }
185
186 Double_t func(Double_t *x, Double_t *par)
187 {
188   Double_t a  = par[0];
189   Double_t b  = par[1];
190   Double_t cc = par[2];
191
192   const Double_t kbc = 0.5772;
193   Double_t xx = x[0];
194   Double_t x2=xx*xx;
195   Double_t x1=1.0-x2;
196   Double_t p=1.0/TMath::Sqrt(x2+a*a*x1);
197   Double_t q=1.0/TMath::Sqrt(x2+b*b*x1);
198   return (1.0-3.0*x2)*p*q*(2.0*TMath::Log(0.5*cc*(p+q))-kbc);
199 }
200