MUON/AliMUONResponseV0.cxx

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  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //-----------------------------------------------------------------------------
  19 // Class AliMUONResponseV0
  20 // --------------------------
  21 // Implementation of
  22 // Mathieson response
  23 //-----------------------------------------------------------------------------
  24
  25 #include "AliMUONResponseV0.h"
  26 #include "AliMUON.h"
  27 #include "AliMUONConstants.h"
  28 #include "AliMUONDigit.h"
  29 #include "AliMUONGeometryTransformer.h"
  30 #include "AliMUONHit.h"
  31 #include "AliMUONConstants.h"
  32
  33 #include "AliMpArea.h"
  34 #include "AliMpDEManager.h"
  35 #include "AliMpVPadIterator.h"
  36 #include "AliMpSegmentation.h"
  37 #include "AliMpVSegmentation.h"
  38 #include "AliMpCathodType.h"
  39
  40 #include "AliRun.h"
  41 #include "AliLog.h"
  42
  43 #include "Riostream.h"
  44 #include "TVector2.h"
  45 #include <TMath.h>
  46 #include <TRandom.h>
  47
  48 using std::endl;
  49 using std::cout;
  50 /// \cond CLASSIMP
  51 ClassImp(AliMUONResponseV0)
  52 /// \endcond
  53
  54 AliMUON* muon()
  55 {
  56     return static_cast<AliMUON*>(gAlice->GetModule("MUON"));
  57 }
  58
  59 void Global2Local(Int_t detElemId, Double_t xg, Double_t yg, Double_t zg,
  60                   Double_t& xl, Double_t& yl, Double_t& zl)
  61 {
  62   /// ideally should be :
  63   /// Double_t x,y,z;
  64   /// AliMUONGeometry::Global2Local(detElemId,xg,yg,zg,x,y,z);
  65   /// but while waiting for this geometry singleton, let's go through
  66   /// AliMUON still.
  67
  68   const AliMUONGeometryTransformer* transformer = muon()->GetGeometryTransformer();
  69   transformer->Global2Local(detElemId,xg,yg,zg,xl,yl,zl);
  70 }
  71
  72 //__________________________________________________________________________
  73 AliMUONResponseV0::AliMUONResponseV0()
  74   : AliMUONResponse(),
  75   fChargeSlope(0.0),
  76   fChargeSpreadX(0.0),
  77   fChargeSpreadY(0.0),
  78   fSigmaIntegration(0.0),
  79   fMaxAdc(0),
  80   fSaturation(0),
  81   fZeroSuppression(0),
  82   fChargeCorrel(0.0),
  83   fMathieson(new AliMUONMathieson),
  84   fChargeThreshold(1e-4),
  85   fIsTailEffect(kFALSE)
  86 {
  87     /// Normal constructor
  88     AliDebug(1,Form("Default ctor"));
  89 }
  90
  91 //__________________________________________________________________________
  92 AliMUONResponseV0::AliMUONResponseV0(const AliMUONResponseV0& other)
  93 : AliMUONResponse(),
  94 fChargeSlope(0.0),
  95 fChargeSpreadX(0.0),
  96 fChargeSpreadY(0.0),
  97 fSigmaIntegration(0.0),
  98 fMaxAdc(0),
  99 fSaturation(0),
 100 fZeroSuppression(0),
 101 fChargeCorrel(0.0),
 102 fMathieson(0),
 103 fChargeThreshold(1e-4),
 104 fIsTailEffect(kFALSE)
 105 {
 106   /// copy ctor
 107   other.CopyTo(*this);
 108 }
 109
 110 //__________________________________________________________________________
 111 AliMUONResponseV0&
 112 AliMUONResponseV0::operator=(const AliMUONResponseV0& other)
 113 {
 114   /// Assignment operator
 115   other.CopyTo(*this);
 116   return *this;
 117 }
 118
 119 //__________________________________________________________________________
 120 AliMUONResponseV0::~AliMUONResponseV0()
 121 {
 122 /// Destructor
 123
 124   AliDebug(1,"");
 125   delete fMathieson;
 126 }
 127
 128 //______________________________________________________________________________
 129 void
 130 AliMUONResponseV0::CopyTo(AliMUONResponseV0& other) const
 131 {
 132   /// Copy *this to other
 133   other.fChargeSlope=fChargeSlope;
 134   other.fChargeSpreadX=fChargeSpreadX;
 135   other.fChargeSpreadY=fChargeSpreadY;
 136   other.fSigmaIntegration=fSigmaIntegration;
 137   other.fMaxAdc=fMaxAdc;
 138   other.fSaturation=fSaturation;
 139   other.fZeroSuppression=fZeroSuppression;
 140   other.fChargeCorrel=fChargeCorrel;
 141   delete other.fMathieson;
 142   other.fMathieson = new AliMUONMathieson(*fMathieson);
 143   other.fChargeThreshold=fChargeThreshold;
 144 }
 145
 146 //______________________________________________________________________________
 147 void
 148 AliMUONResponseV0::Print(Option_t*) const
 149 {
 150 /// Printing
 151
 152   cout << " ChargeSlope=" << fChargeSlope
 153     << " ChargeSpreadX,Y=" << fChargeSpreadX
 154     << fChargeSpreadY
 155     << " ChargeCorrelation=" << fChargeCorrel
 156     << endl;
 157 }
 158
 159   //__________________________________________________________________________
 160 void AliMUONResponseV0::SetSqrtKx3AndDeriveKx2Kx4(Float_t SqrtKx3)
 161 {
 162   /// Set to "SqrtKx3" the Mathieson parameter K3 ("fSqrtKx3")
 163   /// in the X direction, perpendicular to the wires,
 164   /// and derive the Mathieson parameters K2 ("fKx2") and K4 ("fKx4")
 165   /// in the same direction
 166   fMathieson->SetSqrtKx3AndDeriveKx2Kx4(SqrtKx3);
 167 }
 168
 169   //__________________________________________________________________________
 170 void AliMUONResponseV0::SetSqrtKy3AndDeriveKy2Ky4(Float_t SqrtKy3)
 171 {
 172   /// Set to "SqrtKy3" the Mathieson parameter K3 ("fSqrtKy3")
 173   /// in the Y direction, along the wires,
 174   /// and derive the Mathieson parameters K2 ("fKy2") and K4 ("fKy4")
 175   /// in the same direction
 176   fMathieson->SetSqrtKy3AndDeriveKy2Ky4(SqrtKy3);
 177 }
 178   //__________________________________________________________________________
 179 Float_t AliMUONResponseV0::IntPH(Float_t eloss) const
 180 {
 181   /// Calculate charge from given ionization energy loss
 182   Int_t nel;
 183   nel= Int_t(eloss*1.e9/27.4);
 184   Float_t charge=0;
 185   if (nel == 0) nel=1;
 186   for (Int_t i=1;i<=nel;i++) {
 187       Float_t arg=0.;
 188       while(!arg) arg = gRandom->Rndm();
 189       charge -= fChargeSlope*TMath::Log(arg);
 190   }
 191   return charge;
 192 }
 193
 194 //_____________________________________________________________________________
 195 Float_t
 196 AliMUONResponseV0::GetAnod(Float_t x) const
 197 {
 198   /// Return wire coordinate closest to x.
 199
 200   Int_t n = Int_t(x/Pitch());
 201   Float_t wire = (x>0) ? n+0.5 : n-0.5;
 202   return Pitch()*wire;
 203 }
 204
 205 //______________________________________________________________________________
 206 void
 207 AliMUONResponseV0::DisIntegrate(const AliMUONHit& hit, TList& digits, Float_t timeDif)
 208 {
 209   /// Go from 1 hit to a list of digits.
 210   /// The energy deposition of that hit is first converted into charge
 211   /// (in IntPH() method), and then this charge is dispatched on several
 212   /// pads, according to the Mathieson distribution.
 213
 214   digits.Clear();
 215
 216   Int_t detElemId = hit.DetElemId();
 217   Double_t hitX = hit.X() ;
 218   Double_t hitY = hit.Y() ;
 219   Double_t hitZ = hit.Z() ;
 220
 221   // Width of the integration area
 222   Double_t dx = SigmaIntegration()*ChargeSpreadX();
 223   Double_t dy = SigmaIntegration()*ChargeSpreadY();
 224
 225   //Modify to take the tailing effect.
 226   if(fIsTailEffect){
 227     Double_t locX,locY,locZ,globXCenter,globYCenter,globZ;
 228     Int_t para = 5; // This parameter is a natural number(excluding zero), higher the value less is the tailing effect
 229     Double_t termA = 1.0;
 230     Double_t termB = 1.0;
 231     if(para>0){
 232       for ( Int_t cath = AliMp::kCath0; cath <= AliMp::kCath1; ++cath )
 233         {
 234           // Get an iterator to loop over pads, within the given area.
 235           const AliMpVSegmentation* seg =
 236             AliMpSegmentation::Instance()
 237             ->GetMpSegmentation(detElemId,AliMp::GetCathodType(cath));
 238           AliMp::PlaneType plane = seg->PlaneType();
 239
 240           if(plane == AliMp::kBendingPlane) {
 241             Global2Local(detElemId,hitX,hitY,hitZ,locX,locY,locZ);
 242             AliMpPad pad = seg->PadByPosition(locX,locY,kFALSE);
 243             if(pad.IsValid()){
 244               Double_t locYCenter = pad.GetPositionY();
 245               Double_t locXCenter = pad.GetPositionX();
 246               const AliMUONGeometryTransformer* transformer = muon()->GetGeometryTransformer();
 247               transformer->Local2Global(detElemId,locXCenter,locYCenter,locZ,globXCenter,globYCenter,globZ);
 248               for(Int_t itime = 0; itime<para; itime++)
 249                 termA *= 10.0;
 250
 251               for(Int_t itime = 0; itime<Int_t((2*para) + 1); itime++)
 252                 termB *= (hitY - globYCenter) ;
 253
 254               hitY = hitY + termA*termB;
 255             }// if the pad is a valid one
 256           }// if bending plane
 257         }// cathode loop
 258     }// if para > 0 condn
 259   }// if tail effect
 260
 261   // Use that (dx,dy) to specify the area upon which
 262   // we will iterate to spread charge into.
 263   Double_t x,y,z;
 264   Global2Local(detElemId,hitX,hitY,hitZ,x,y,z);
 265   x = GetAnod(x);
 266   AliMpArea area(x,y,dx,dy);
 267
 268   // Get pulse height from energy loss.
 269   Float_t qtot = IntPH(hit.Eloss());
 270
 271   // If from a pileup event we apply a reduction factor to the charge
 272   if (timeDif!=0){
 273     qtot = AliMUONConstants::ReducedQTot(qtot,timeDif);
 274   }
 275
 276   // Scale the charge to it'll (roughly) be in fC
 277   qtot *= AliMUONConstants::DefaultADC2MV()*AliMUONConstants::DefaultA0()*AliMUONConstants::DefaultCapa();
 278
 279   // Get the charge correlation between cathodes.
 280   Float_t currentCorrel = TMath::Exp(gRandom->Gaus(0.0,ChargeCorrel()/2.0));
 281
 282   for ( Int_t cath = AliMp::kCath0; cath <= AliMp::kCath1; ++cath )
 283   {
 284     Float_t qcath = qtot * ( cath == 0 ? currentCorrel : 1.0/currentCorrel);
 285
 286     // Get an iterator to loop over pads, within the given area.
 287     const AliMpVSegmentation* seg =
 288         AliMpSegmentation::Instance()
 289           ->GetMpSegmentation(detElemId,AliMp::GetCathodType(cath));
 290
 291     AliMpVPadIterator* it = seg->CreateIterator(area);
 292
 293     if (!it)
 294     {
 295       AliError(Form("Could not get iterator for detElemId %d",detElemId));
 296       return;
 297     }
 298
 299     // Start loop over pads.
 300     it->First();
 301
 302     if ( it->IsDone() )
 303     {
 304       // Exceptional case : iterator is built, but is invalid from the start.
 305       AliMpPad pad = seg->PadByPosition(area.GetPositionX(),area.GetPositionY(),
 306                                         kFALSE);
 307       if ( pad.IsValid() )
 308       {
 309         AliDebug(1, Form("Got an invalid iterator bug (area.Position() is within "
 310                       " DE but the iterator is void) for detElemId %d cath %d",
 311                       detElemId,cath));
 312       }
 313       else
 314       {
 315         AliDebug(1, Form("Got an invalid iterator bug for detElemId %d cath %d."
 316                       "Might be a bad hit ? area.Position()=(%e,%e) "
 317                       "Dimensions()=(%e,%e)",
 318                       detElemId,cath,area.GetPositionX(),area.GetPositionY(),
 319                       area.GetDimensionX(),area.GetDimensionY()));
 320       }
 321       delete it;
 322       return;
 323     }
 324
 325     while ( !it->IsDone() )
 326     {
 327       // For each pad given by the iterator, compute the charge of that
 328       // pad, according to the Mathieson distribution.
 329       AliMpPad pad = it->CurrentItem();
 330       TVector2 lowerLeft(TVector2(x,y)-TVector2(pad.GetPositionX(),pad.GetPositionY())-
 331                          TVector2(pad.GetDimensionX(),pad.GetDimensionY()));
 332       TVector2 upperRight(lowerLeft + TVector2(pad.GetDimensionX(),pad.GetDimensionY())*2.0);
 333       Float_t qp = TMath::Abs(fMathieson->IntXY(lowerLeft.X(),lowerLeft.Y(),
 334                                                 upperRight.X(),upperRight.Y()));
 335
 336       if ( qp > fChargeThreshold &&
 337            qp*qcath > AliMUONConstants::DefaultADC2MV()*AliMUONConstants::DefaultA0()*AliMUONConstants::DefaultCapa() )
 338       {
 339         // If we're above threshold, then we create a digit,
 340         // and fill it with relevant information, including electronics.
 341
 342         // note that the second condition above is to be backward compatible (when
 343         // the sdigitizer was making a cut on Int_t(qp*qcath) > 0 and qcath was in ADC, not in fC)
 344
 345         AliMUONDigit* d = new AliMUONDigit(detElemId,pad.GetManuId(),
 346                                            pad.GetManuChannel(),cath);
 347         d->SetPadXY(pad.GetIx(),pad.GetIy());
 348         d->SetCharge(qp*qcath);
 349         digits.Add(d);
 350       }
 351       it->Next();
 352     }
 353     delete it;
 354   }
 355 }
 356
 357
 358