Write only detector coefficients from HLT (Raphaelle)
[u/mrichter/AliRoot.git] / MUON / AliMUONPairLight.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *      SigmaEffect_thetadegrees                                                                  *
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 purpeateose. It is      *
13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15
16 /* $Id$ */
17
18 //-----------------------------------------------------------------------------
19 //This class was prepared by INFN Cagliari, July 2006
20 //(authors: H.Woehri, A.de Falco)
21 // 
22 // Compact information for the generated muon pairs in the MUON arm 
23 // useful at the last stage of the analysis chain
24 // Pairs are built with two AliMUONTrackLight objects 
25 // Using the class AliMUONTrackLight this class combines the decay
26 // information ("history") of the reconstructed tracks and fills
27 // a series of flags for the formed reconstructed dimuon:
28 // fIsCorrelated, fCreationProcess, fIsFeedDown, ...
29 // for information about the dimuon, use PrintInfo with the appropriate
30 // printflag
31 // To be used together with AliMUONTrackLight
32 //-----------------------------------------------------------------------------
33
34
35 //MUON classes
36 #include "AliMUONPairLight.h"
37 //Root classes
38 #include "TString.h"
39
40 ClassImp(AliMUONPairLight) 
41
42 //====================================
43 AliMUONPairLight::AliMUONPairLight() : 
44   TObject(), 
45   fMu0(),
46   fMu1(), 
47   fCreationProcess(-999),
48   fIsCorrelated(kFALSE), 
49   fCauseOfCorrelation (-1),
50   fIsFeedDown(kFALSE)
51 {
52   /// default constructor
53   ; 
54 }
55
56 //====================================
57
58 AliMUONPairLight::AliMUONPairLight(AliMUONPairLight &dimuCopy) 
59   : TObject(dimuCopy),
60     fMu0(dimuCopy.fMu0),
61     fMu1(dimuCopy.fMu1), 
62     fCreationProcess(dimuCopy.fCreationProcess),
63     fIsCorrelated(dimuCopy.fIsCorrelated), 
64     fCauseOfCorrelation (dimuCopy.fCauseOfCorrelation),
65     fIsFeedDown(dimuCopy.fIsFeedDown)
66
67 /// copy constructor
68 ///   fMu0 = AliMUONTrackLight(dimuCopy.fMu0); 
69 ///   fMu1 = AliMUONTrackLight(dimuCopy.fMu1); 
70 ///   fIsCorrelated = dimuCopy.fIsCorrelated;
71 ///   fCauseOfCorrelation = dimuCopy.fCauseOfCorrelation;
72 ///   fCreationProcess = dimuCopy.fCreationProcess;
73 ///   fIsFeedDown = dimuCopy.fIsFeedDown;
74   ;
75 }
76
77 //====================================
78
79 AliMUONPairLight::~AliMUONPairLight(){
80   /// destructor
81 }
82
83 //====================================
84
85 Bool_t AliMUONPairLight::IsAResonance(){
86   /// checks if muon pair comes from a resonance decay  
87   if (!fIsCorrelated) return kFALSE;   //if muons not correlated, cannot be a resonance
88   //if muons are correlated, check if the PDG of the
89   //common mother is a resonance
90   Int_t nparents0 = fMu0.GetNParents(); 
91   Int_t nparents1 = fMu1.GetNParents(); 
92
93   Int_t minP = TMath::Min(nparents0, nparents1);
94   for (Int_t i = 0 ; i < minP; i++) { 
95     if (fMu0.IsMotherAResonance(nparents0-1-i) && fMu1.IsMotherAResonance(nparents1-1-i) && 
96         fMu0.GetParentPythiaLine(nparents0-1-i)==fMu1.GetParentPythiaLine(nparents1-1-i)) {
97       if (nparents0-1-i) SetFeedDown(nparents0-1-i);
98       return kTRUE;
99     }
100   }
101   return kFALSE; 
102 }
103
104 //====================================
105
106 AliMUONTrackLight* AliMUONPairLight::GetMuon(Int_t index)  { 
107   /// return muon 0 or 1
108    if (index==0) return &fMu0;
109    else if (index==1) return &fMu1; 
110    else{ printf ("Index can be either 0 or 1\n"); return 0;}
111    //   else return &fMu1; 
112 }
113
114 //====================================
115
116 Int_t AliMUONPairLight::GetMuonMotherPDG(Int_t imuon, Int_t mother) { 
117   /// return muon mother pdg code
118   if (imuon==0) return fMu0.GetParentPDGCode(mother); 
119   else if (imuon==1) return fMu1.GetParentPDGCode(mother); 
120   else { printf ("Index must be only 0 or 1\n"); return -999; } 
121 }
122
123 //====================================
124 void AliMUONPairLight::SetProcess(){
125   /// finds the process related to the muon pair (open charm/beauty, resonance, 
126   /// uncorrelated...) 
127
128   AliMUONTrackLight *mu1 = &fMu0;
129   AliMUONTrackLight *mu2 = &fMu1;
130
131   // check if the two muons are correlated
132   // first check if they come from the same hadron (resonance or beauty/charm meson)
133   Int_t npar1 = mu1->GetNParents(); 
134   Int_t npar2 = mu2->GetNParents(); 
135   for (Int_t imoth1 = npar1-1; imoth1>=0; imoth1--) { 
136     Int_t lineMo1 = mu1->GetParentPythiaLine(imoth1);
137     for (Int_t imoth2 = npar2-1; imoth2>=0; imoth2--) { 
138       Int_t lineMo2 = mu2->GetParentPythiaLine(imoth2);
139       if(lineMo1 == lineMo2) { 
140         //reject "diquark" mothers
141         if(mu1->IsDiquark(mu1->GetParentPDGCode(imoth1)))return;
142 //      if(IsDiquark(mu1->GetParentPDGCode(imoth1))) return;
143         this->SetCorrelated(kTRUE); 
144         this->SetCauseOfCorrelation(mu1->GetParentPDGCode(imoth1));
145         if(!IsAResonance()) fCreationProcess = 3; 
146         else fCreationProcess = -1;
147         return;
148       }
149     }
150   }
151
152   //now, check if we have a correlated pi/K:
153   if(this->IsDimuonFromCorrPiK()){
154     this->SetCorrelated(kTRUE); 
155     this->SetCauseOfCorrelation(mu1->GetParentPDGCode(0));
156     fCreationProcess = -1;
157   }
158
159   // if Open Beauty/Charm we can have 3 creation processes 
160   // (pair creation [0], gluon splitting [1] or flavour excitation [2])
161   // 1.) gluon splitting: gluon (stored with index 2, id=21) must be the same 
162   Int_t flavPar1 = mu1->GetParentFlavour(0);
163   Int_t flavPar2 = mu2->GetParentFlavour(0);
164   for (Int_t imoth1 = 0; imoth1 < 4; imoth1++) { 
165     Int_t lineMo1 = mu1->GetQuarkPythiaLine(imoth1);
166     for (Int_t imoth2 = 0; imoth2 < 4; imoth2++) { 
167       Int_t lineMo2 = mu2->GetQuarkPythiaLine(imoth2);
168       if(lineMo1 == lineMo2 && mu1->GetQuarkPDGCode(imoth1) == 21) {
169         //now, check also that the string fragmented into two hadrons
170         //of the same flavour (string usually splits into many hadrons
171         //among which there are mostly soft particles)
172         if(flavPar1 == flavPar2){
173           this->SetCorrelated(kTRUE); 
174           if(GetCauseOfCorrelation() == -1)
175             this->SetCauseOfCorrelation(mu1->GetQuarkPDGCode(imoth1));
176
177           fCreationProcess = 1; 
178           return;
179         }
180       }
181     }
182   }
183
184   Int_t line1 = mu1->GetQuarkPythiaLine(2); //[2] ... very first quark
185   Int_t line2 = mu2->GetQuarkPythiaLine(2); 
186
187   Int_t line6or7[2] = {-1, -1}; //holds the index of quark in line 6 or 7
188   Int_t flavourLine6or7[2] = {-1, -1};
189   // 2.) pair creation: if pythia line 6 of one track *and* pythia line 7 of second track
190   // are filled with a Q and Qbar
191   for (Int_t imoth1 = 3; imoth1>=0; imoth1--) { 
192     Int_t lineMo1 = mu1->GetQuarkPythiaLine(imoth1);
193     Int_t flavour1 = TMath::Abs(mu1->GetQuarkPDGCode(imoth1));
194     if(lineMo1 == 6 || lineMo1 == 7){ //track 0 has a mother in line 6 or 7
195       line6or7[0] = imoth1;
196       flavourLine6or7[0] = flavour1;
197     }
198     for (Int_t imoth2 = 3; imoth2>=0; imoth2--) { 
199       Int_t lineMo2 = mu2->GetQuarkPythiaLine(imoth2);
200       Int_t flavour2 = TMath::Abs(mu2->GetQuarkPDGCode(imoth2));
201       if(lineMo2 == 6 || lineMo2 == 7){ //track 1 has a mother in line 6 or 7
202         line6or7[1] = imoth2;
203         flavourLine6or7[1] = flavour2;
204       }
205       if((line6or7[0] > 0 && line6or7[1] > 0) && //both tracks must have an entry in line 6 or 7
206          (flavourLine6or7[0] == 4 || flavourLine6or7[0] == 5) && //this entry must be a c or b quark
207          (flavourLine6or7[1] == 4 || flavourLine6or7[1] == 5) && // == " ==
208          (flavPar1 == flavPar2)){ //make sure that the first hadronised parents of the 2 tracks are of the same flavour 
209         this->SetCorrelated(kTRUE);
210         fCreationProcess = 0; 
211         return;
212       }
213     }
214   }
215
216   // 3.)flavour excitation: if pythia line 6 of one track *and* pythia line 7 of second track
217   // are filled with a Q and Qbar and if in addition there is another heavy quark in line(s) 4 and/or 5
218   Int_t line2or3[2] = {-1, -1}; //holds the index of g/q in line 2 or 3
219   Int_t flavourLine2or3[2] = {-1, -1};
220   for (Int_t imoth1 = 3; imoth1>=0; imoth1--) { 
221     Int_t lineMo1 = mu1->GetQuarkPythiaLine(imoth1);
222     Int_t flavour1 = TMath::Abs(mu1->GetQuarkPDGCode(imoth1));
223     if(lineMo1 == 2 || lineMo1 == 3){ //track 0 has a mother in line 2 or 3
224       line2or3[0] = imoth1;
225       flavourLine2or3[0] = flavour1;
226     }
227     for (Int_t imoth2 = 3; imoth2>=0; imoth2--) { 
228       Int_t lineMo2 = mu2->GetQuarkPythiaLine(imoth2);
229       Int_t flavour2 = TMath::Abs(mu2->GetQuarkPDGCode(imoth2));
230       if(lineMo2 == 2 || lineMo2 == 3){ //track 1 has a mother in line 2 or 3
231         line2or3[1] = imoth2;
232         flavourLine2or3[1] = flavour2;
233       }
234       if(((line6or7[0] > 0 && (flavourLine6or7[0] == 4  || flavourLine6or7[0] == 5)) && //first track has Q in line 6 or 7
235           (line2or3[1] > 0 && (flavourLine2or3[1] == 21 || flavourLine2or3[1] < 10))) || //second track has a g/q in line 2 or 3
236          ((line6or7[1] > 0 && (flavourLine6or7[1] == 4 || flavourLine6or7[1] == 5)) &&  //or the same,
237           (line2or3[0] > 0 && (flavourLine2or3[0] == 21 || flavourLine2or3[0] < 10)))){ // swapping the track's indices
238         //now, check also that the string fragmented into two hadrons
239         //of the same flavour (string usually splits into many hadrons
240         //among which there are mostly soft particles)
241         if(flavPar1 == flavPar2){
242           this->SetCorrelated(kTRUE);
243           fCreationProcess = 2;
244           return;
245         }
246       }
247     }
248   } 
249
250   //now flag (rare) processes in which only the incoming parton in line 2 or 3
251   //radiates a gluon which produces a QQbar pair:
252   //exclude the light quarks
253   if(line1 == line2 && (line1 == 2 || line1 == 3)){
254     if((TMath::Abs(mu1->GetQuarkPDGCode(1)) == 4 && TMath::Abs(mu2->GetQuarkPDGCode(1)) == 4) ||
255        (TMath::Abs(mu1->GetQuarkPDGCode(1)) == 5 && TMath::Abs(mu2->GetQuarkPDGCode(1)) == 5)){
256
257       //now, check also that the string fragmented into two hadrons
258       //of the same flavour (string usually splits into many hadrons
259       //among which there are mostly soft particles)
260       if(flavPar1 == flavPar2){
261
262         this->SetCorrelated(kTRUE);
263         fCreationProcess = 1;
264         if(GetCauseOfCorrelation() == -1){
265           this->SetCauseOfCorrelation(mu1->GetQuarkPDGCode(1));
266         }
267         return;
268       }
269     }
270   }
271
272   //in initial-state-radiation produced QQbar events the "mother quark"
273   //is acknowledged as the second quark [1] and sits in line 2 or 3
274   //is part of gluon splitting
275   line1 = mu1->GetQuarkPythiaLine(1); //[1] ... direct mother quark of outgoing quark in [0]
276   line2 = mu2->GetQuarkPythiaLine(1); 
277   if(line1 == line2 && (line1 == 2 || line1 == 3)){
278     if((TMath::Abs(mu1->GetQuarkPDGCode(0)) == 4 && TMath::Abs(mu2->GetQuarkPDGCode(0)) == 4) ||
279        (TMath::Abs(mu1->GetQuarkPDGCode(0)) == 5 && TMath::Abs(mu2->GetQuarkPDGCode(0)) == 5)){
280
281       //now, check also that the string fragmented into two hadrons
282       //of the same flavour (string usually splits into many hadrons
283       //among which there are mostly soft particles)
284       if(flavPar1 == flavPar2){
285         
286         this->SetCorrelated(kTRUE);
287         fCreationProcess = 1;
288         if(GetCauseOfCorrelation() == -1){
289           this->SetCauseOfCorrelation(mu1->GetQuarkPDGCode(1)); //should be flagged as initial state radiation?
290         }
291         return;
292       }
293     }
294   }
295
296   //in final-state-radiation produced QQbar events the "mother quark"
297   //is acknowledged as the first quark [1] and sits in line 6 or 7
298   //is part of gluon splitting
299   line1 = mu1->GetQuarkPythiaLine(1); //[1] ... direct mother quark 
300   line2 = mu2->GetQuarkPythiaLine(1); 
301   if(line1 == line2 && (line1 == 6 || line1 == 7)){
302     if((TMath::Abs(mu1->GetQuarkPDGCode(0)) == 4 && TMath::Abs(mu2->GetQuarkPDGCode(0)) == 4) ||
303        (TMath::Abs(mu1->GetQuarkPDGCode(0)) == 5 && TMath::Abs(mu2->GetQuarkPDGCode(0)) == 5)){
304
305       //now, check also that the string fragmented into two hadrons
306       //of the same flavour (string usually splits into many hadrons
307       //among which there are mostly soft particles)
308       if(flavPar1 == flavPar2){
309         
310         this->SetCorrelated(kTRUE);
311         fCreationProcess = 1;
312         if(GetCauseOfCorrelation() == -1){
313           this->SetCauseOfCorrelation(mu1->GetQuarkPDGCode(1));
314         }
315         return;
316       }
317     }
318   }
319 }
320
321 //====================================
322 void AliMUONPairLight::SetMuons(AliMUONTrackLight mu0, AliMUONTrackLight mu1){
323   /// set the two muons 
324   fMu0 = mu0; 
325   fMu1 = mu1; 
326   this->SetProcess();
327
328
329 //====================================
330 void AliMUONPairLight::PrintInfo(Option_t* opt){
331   /// print information about muon pairs
332   /// Options: 
333   /// - "H" single muons' decay histories
334   /// - "K" dimuon kinematics
335   /// - "F" dimuon flags
336   /// - "A" all variables
337   TString options(opt);
338   options.ToUpper();
339
340   if(options.Contains("H") || options.Contains("A")){//muon decay histories
341
342     AliMUONTrackLight *mu1 = &fMu0;
343     AliMUONTrackLight *mu2 = &fMu1;
344
345     printf("========= History =======================\n");
346     printf("first muon");
347     mu1->PrintInfo("H");
348     printf("second muon");
349     mu2->PrintInfo("H");
350     printf("=========================================\n");
351   }
352   if(options.Contains("F") || options.Contains("A")){//flags
353     printf("the flags set for this muon pair are:\n");
354     printf("=====================================\n");
355     if(this->IsOneTrackNotAMuon()) printf("(*) one rec. track is not a muon\n");
356     fIsCorrelated ? printf("(*) it is a correlated pair\n") : printf("(*) it is not a correlated pair\n");
357     if(IsOpenCharm()) printf("(*) correlated open charm: ");
358     if(IsOpenBeauty()) printf("(*) correlated open beauty: ");
359     if(IsOpenCharm() || IsOpenBeauty()){
360       switch(fCreationProcess){
361       case 0:
362         printf("pair creation");
363         break;
364       case 1:
365         printf("gluon splitting");
366         break;
367       case 2:
368         printf("flavour excitation");
369         break;
370       case 3:
371         printf("both muons come from same fragmented mother");
372         break;
373       }
374       if(this->GetMuon(0)->GetOscillation() || this->GetMuon(1)->GetOscillation()) 
375         printf("... where oscillation occured\n");
376       else{
377         if(IsOpenBeauty())
378           printf(" (no oscillation)\n");
379         else
380           printf("\n");
381       }
382     }
383     IsAResonance() ? printf("(*) it is a resonance: %d\n", this->GetMuonMotherPDG(0, fIsFeedDown)) : printf("(*) it is not a resonance\n");
384     fIsFeedDown ? printf("(*) mother has feed-down: %d --> %d\n", this->GetMuonMotherPDG(0,fMu0.GetNParents()-2), this->GetMuonMotherPDG(0,fMu0.GetNParents()-1)) : printf("(*) no feed-down\n");
385     printf("=====================================\n");
386   }
387   if(options.Contains("K") || options.Contains("A")){//dimuon kinematics
388     Double_t *vtx = this->GetMuon(0)->GetVertex();
389     TLorentzVector momRec = this->GetPRec();
390     TLorentzVector momGen = this->GetPGen();
391     printf("the dimuon charge is %d\n", this->GetCharge());
392     printf("primary Vertex: Vx = %1.3f, Vy = %1.3f, Vz = %1.3f\n", vtx[0], vtx[1], vtx[2]);
393     printf("Generated:     Px = %1.3f, Py = %1.3f, Pz = %1.3f\n", momGen.Px(), momGen.Py(), momGen.Pz());
394     printf("Reconstructed: Px = %1.3f, Py = %1.3f, Pz = %1.3f\n", momRec.Px(), momRec.Py(), momRec.Pz());
395     //rapidity, pT, angles, ...
396     printf("Rec. variables: mass %1.3f, pT %1.3f, pseudo-rapidity %1.3f, openingAngle %1.3f (%1.3f degree), theta %1.3f (%1.3f degree), phi %1.3f (%1.3f degree)\n", 
397            momRec.M(), momRec.Pt(), momRec.Eta(), 
398            TMath::Pi()/180.*this->GetOpeningAngle(), this->GetOpeningAngle(), 
399            momRec.Theta(), 180./TMath::Pi() * momRec.Theta(), 
400            momRec.Phi(), 180./TMath::Pi() * momRec.Phi());
401   }
402 }
403
404 //====================================
405 Double_t AliMUONPairLight::GetOpeningAngle() { 
406   /// opening angle between the two muons in the lab frame (in degrees)
407   TLorentzVector pRecMu0 =  fMu0.GetPRec();
408   TLorentzVector pRecMu1 =  fMu1.GetPRec();
409   TVector3 pRecMu03 = pRecMu0.Vect();
410   TVector3 pRecMu13 = pRecMu1.Vect();
411   Double_t scalar = pRecMu03.Dot(pRecMu13);
412   Double_t modMu0 = pRecMu03.Mag();
413   Double_t modMu1 = pRecMu13.Mag();
414   Double_t theta = (TMath::ACos(scalar/(modMu0*modMu1)))*(180./TMath::Pi());
415   return theta; 
416 }
417 //================================================
418 Bool_t AliMUONPairLight::IsDimuonFromCorrPiK(){
419   ///check if we have a correlated pi/K
420
421   AliMUONTrackLight *mu0 = this->GetMuon(0), *mu1 = this->GetMuon(1);
422   Bool_t fromSameLine = kFALSE;
423   if (mu0->IsParentPionOrKaon() &&
424       mu1->IsParentPionOrKaon() &&
425       mu1->GetQuarkPythiaLine() == mu0->GetQuarkPythiaLine()
426       ) fromSameLine = kTRUE;
427
428   return fromSameLine;
429 }