MUON/AliMUONSegment.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 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.3  2000/06/25 13:06:39  hristov
  19 Inline functions moved from *.cxx to *.h files instead of forward declarations
  20
  21 Revision 1.2  2000/06/15 07:58:48  morsch
  22 Code from MUON-dev joined
  23
  24 Revision 1.1.2.4  2000/06/12 10:10:21  morsch
  25 Dummy copy constructor and assignment operator added
  26
  27 Revision 1.1.2.3  2000/06/09 21:01:16  morsch
  28 Make includes consistent with new file structure.
  29
  30 Revision 1.1.2.2  2000/06/09 12:58:05  gosset
  31 Removed comment beginnings in Log sections of .cxx files
  32 Suppressed most violations of coding rules
  33
  34 Revision 1.1.2.1  2000/06/07 14:44:53  gosset
  35 Addition of files for track reconstruction in C++
  36 */
  37
  38 //__________________________________________________________________________
  39 //
  40 // Segment for reconstruction in ALICE dimuon spectrometer:
  41 // two hits for reconstruction in the two chambers of one station
  42 //__________________________________________________________________________
  43
  44 #include "AliMUONSegment.h"
  45
  46 #include "AliMUON.h"
  47 #include "AliMUONHitForRec.h"
  48 #include "AliMUONTrackParam.h"
  49 #include "AliMUONChamber.h"
  50 #include "AliRun.h"
  51
  52 ClassImp(AliMUONSegment) // Class implementation in ROOT context
  53
  54   //__________________________________________________________________________
  55 AliMUONSegment::AliMUONSegment(AliMUONHitForRec* Hit1, AliMUONHitForRec* Hit2)
  56 {
  57   // Constructor for AliMUONSegment from two HitForRec's,
  58   // one, in the first chamber of the station, pointed to by "Hit1",
  59   // the other one, in the second chamber of the station, pointed to by "Hit1".
  60   // Fills the pointers to both hits,
  61   // the slope, the covariance for (coordinate in first chamber, slope),
  62   // and the impact parameter at vertex (Z=0),
  63   // in bending and non bending planes.
  64   // Puts the "fInTrack" flag to "kFALSE".
  65   Double_t dz;
  66   // pointers to HitForRec's
  67   fHitForRecPtr1 = Hit1;
  68   fHitForRecPtr2 = Hit2;
  69   dz = Hit1->GetZ() - Hit2->GetZ();
  70   // bending plane
  71   fBendingCoor = Hit1->GetBendingCoor();
  72   fBendingSlope = (fBendingCoor - Hit2->GetBendingCoor()) / dz;
  73   fBendingImpact = fBendingCoor - Hit1->GetZ() * fBendingSlope;
  74   fBendingCoorReso2 = Hit1->GetBendingReso2();
  75   fBendingSlopeReso2 = ( Hit1->GetBendingReso2() +
  76                          Hit2->GetBendingReso2() ) / dz / dz;
  77   fBendingCoorSlopeReso2 = Hit1->GetBendingReso2() / dz;
  78   // non bending plane
  79   fNonBendingCoor = Hit1->GetNonBendingCoor();
  80   fNonBendingSlope = (fNonBendingCoor - Hit2->GetNonBendingCoor()) / dz;
  81   fNonBendingImpact = fNonBendingCoor - Hit1->GetZ() * fNonBendingSlope;
  82   fNonBendingCoorReso2 = Hit1->GetNonBendingReso2();
  83   fNonBendingSlopeReso2 = ( Hit1->GetNonBendingReso2() +
  84                             Hit2->GetNonBendingReso2() ) / dz / dz;
  85   fNonBendingCoorSlopeReso2 = Hit1->GetNonBendingReso2() / dz;
  86   // "fInTrack" flag to "kFALSE"
  87   fInTrack = kFALSE;
  88   return;
  89 }
  90
  91 AliMUONSegment::AliMUONSegment (const AliMUONSegment& MUONSegment)
  92 {
  93 // Dummy copy constructor
  94 }
  95
  96 AliMUONSegment & AliMUONSegment::operator=(const AliMUONSegment& MUONSegment)
  97 {
  98 // Dummy assignment operator
  99     return *this;
 100 }
 101
 102   //__________________________________________________________________________
 103 Int_t AliMUONSegment::Compare(TObject* Segment)
 104 {
 105   // "Compare" function to sort with increasing absolute value
 106   // of the "impact parameter" in bending plane.
 107   // Returns -1 (0, +1) if |impact parameter| of current Segment
 108   // is smaller than (equal to, larger than) |impact parameter| of Segment
 109   if (TMath::Abs(((AliMUONSegment*)this)->fBendingSlope)
 110       < TMath::Abs(((AliMUONSegment*)Segment)->fBendingSlope))
 111     return(-1);
 112   // continuous parameter, hence no need for testing equal case
 113   else return(+1);
 114 }
 115
 116   //__________________________________________________________________________
 117 Double_t AliMUONSegment::NormalizedChi2WithSegment(AliMUONSegment* Segment, Double_t Sigma2Cut)
 118 {
 119   // Calculate the normalized Chi2 between the current Segment (this)
 120   // and the Segment pointed to by "Segment",
 121   // i.e. the square deviations between the coordinates and the slopes,
 122   // in both the bending and the non bending plane,
 123   // divided by the variance of the same quantities and by "Sigma2Cut".
 124   // Returns 5 if none of the 4 quantities is OK,
 125   // something smaller than or equal to 4 otherwise.
 126   // Would it be more correct to use a real chi square
 127   // including the non diagonal term ????
 128   Double_t chi2, chi2Max, diff, normDiff;
 129   chi2 = 0.0;
 130   chi2Max = 5.0;
 131   // coordinate in bending plane
 132   diff = this->fBendingCoor - Segment->fBendingCoor;
 133   normDiff = diff * diff /
 134     (this->fBendingCoorReso2 + Segment->fBendingCoorReso2) / Sigma2Cut;
 135   if (normDiff > 1.0) return chi2Max;
 136   chi2 = chi2 + normDiff;
 137   // slope in bending plane
 138   diff = this->fBendingSlope - Segment->fBendingSlope;
 139   normDiff = diff * diff /
 140     (this->fBendingSlopeReso2 + Segment->fBendingSlopeReso2) / Sigma2Cut;
 141   if (normDiff > 1.0) return chi2Max;
 142   chi2 = chi2 + normDiff;
 143   // coordinate in non bending plane
 144   diff = this->fNonBendingCoor - Segment->fNonBendingCoor;
 145   normDiff = diff * diff /
 146     (this->fNonBendingCoorReso2 + Segment->fNonBendingCoorReso2) / Sigma2Cut;
 147   if (normDiff > 1.0) return chi2Max;
 148   chi2 = chi2 + normDiff;
 149   // slope in non bending plane
 150   diff = this->fNonBendingSlope - Segment->fNonBendingSlope;
 151   normDiff = diff * diff /
 152     (this->fNonBendingSlopeReso2 + Segment->fNonBendingSlopeReso2) / Sigma2Cut;
 153   if (normDiff > 1.0) return chi2Max;
 154   chi2 = chi2 + normDiff;
 155   return chi2;
 156 }
 157
 158   //__________________________________________________________________________
 159 AliMUONSegment* AliMUONSegment::CreateSegmentFromLinearExtrapToStation (Int_t Station, Double_t MCSfactor)
 160 {
 161   // Extrapolates linearly the current Segment (this) to station (0..) "Station".
 162   // Multiple Coulomb scattering calculated from "MCSfactor"
 163   // corresponding to one chamber,
 164   // with one chamber for the coordinate, two chambers for the angle,
 165   // due to the arrangement in stations.
 166   // Valid from station(1..) 4 to 5 or vice versa.
 167   // Returns the pointer to the created AliMUONSegment object
 168   // corresponding to this extrapolation.
 169   // The caller has the responsibility to delete this object.
 170   AliMUONSegment* extrapSegment = new AliMUONSegment(); // creates empty new segment
 171   // dZ from first hit of current Segment to first chamber of station "Station"
 172   AliMUON *pMUON = (AliMUON*) gAlice->GetModule("MUON"); // necessary ????
 173   Double_t dZ =
 174     (&(pMUON->Chamber(2 * Station)))->Z() - (this->fHitForRecPtr1)->GetZ();
 175   // Data in bending plane
 176   //  coordinate
 177   extrapSegment->fBendingCoor = this->fBendingCoor + this->fBendingSlope * dZ;
 178   //  slope
 179   extrapSegment->fBendingSlope = this->fBendingSlope;
 180   //  covariance, including multiple Coulomb scattering over dZ due to one chamber
 181   extrapSegment->fBendingCoorReso2 = this->fBendingCoorReso2 +
 182     (this->fBendingSlopeReso2 + MCSfactor) * dZ * dZ; // missing non diagonal term: "2.0 * this->fBendingCoorSlopeReso2 * dZ" !!!!
 183   extrapSegment->fBendingSlopeReso2 = this->fBendingSlopeReso2 + 2.0 * MCSfactor;
 184   extrapSegment->fBendingCoorSlopeReso2 =
 185     this->fBendingCoorSlopeReso2 + this->fBendingSlopeReso2 * dZ; // missing: contribution from multiple Coulomb scattering !!!!
 186   // Data in non bending plane
 187   //  coordinate
 188   extrapSegment->fNonBendingCoor =
 189     this->fNonBendingCoor + this->fNonBendingSlope * dZ;
 190   //  slope
 191   extrapSegment->fNonBendingSlope = this->fNonBendingSlope;
 192   //  covariance, including multiple Coulomb scattering over dZ due to one chamber
 193   extrapSegment->fNonBendingCoorReso2 = this->fNonBendingCoorReso2 +
 194     (this->fNonBendingSlopeReso2 + MCSfactor) *dZ * dZ; // missing non diagonal term: "2.0 * this->fNonBendingCoorSlopeReso2 * dZ" !!!!
 195   extrapSegment->fNonBendingSlopeReso2 =
 196     this->fNonBendingSlopeReso2 + 2.0 * MCSfactor;
 197   extrapSegment->fNonBendingCoorSlopeReso2 =
 198     this->fNonBendingCoorSlopeReso2 + this->fNonBendingSlopeReso2 * dZ; // missing: contribution from multiple Coulomb scattering !!!!
 199   return extrapSegment;
 200 }
 201
 202   //__________________________________________________________________________
 203 AliMUONHitForRec* AliMUONSegment::CreateHitForRecFromLinearExtrapToChamber (Int_t Chamber, Double_t MCSfactor)
 204 {
 205   // Extrapolates linearly the current Segment (this) to chamber(0..) "Chamber".
 206   // Multiple Coulomb scattering calculated from "MCSfactor"
 207   // corresponding to one chamber.
 208   // Valid from station(1..) 4 to 5 or vice versa.
 209   // Returns the pointer to the created AliMUONHitForRec object
 210   // corresponding to this extrapolation.
 211   // The caller has the responsibility to delete this object.
 212   AliMUONHitForRec* extrapHitForRec = new AliMUONHitForRec(); // creates empty new HitForRec
 213   // dZ from first hit of current Segment to chamber
 214   AliMUON *pMUON = (AliMUON*) gAlice->GetModule("MUON"); // necessary ????
 215   Double_t dZ =
 216     (&(pMUON->Chamber(Chamber)))->Z() - (this->fHitForRecPtr1)->GetZ();
 217   // Data in bending plane
 218   //  coordinate
 219   extrapHitForRec->SetBendingCoor(this->fBendingCoor + this->fBendingSlope * dZ);
 220   //  covariance, including multiple Coulomb scattering over dZ due to one chamber
 221   extrapHitForRec->SetBendingReso2(this->fBendingCoorReso2 +
 222                                    (this->fBendingSlopeReso2 + MCSfactor) * dZ * dZ); // missing non diagonal term: "2.0 * this->fBendingCoorSlopeReso2 * dZ" !!!!
 223   // Data in non bending plane
 224   //  coordinate
 225  extrapHitForRec ->SetNonBendingCoor(this->fNonBendingCoor +
 226                                      this->fNonBendingSlope * dZ);
 227   //  covariance, including multiple Coulomb scattering over dZ due to one chamber
 228   extrapHitForRec->
 229     SetNonBendingReso2(this->fNonBendingCoorReso2 +
 230                        (this->fNonBendingSlopeReso2 + MCSfactor) * dZ * dZ); // missing non diagonal term: "2.0 * this->fNonBendingCoorSlopeReso2 * dZ" !!!!
 231   return extrapHitForRec;
 232 }
 233
 234   //__________________________________________________________________________
 235 void AliMUONSegment::UpdateFromStationTrackParam(AliMUONTrackParam *TrackParam, Double_t MCSfactor, Double_t Dz1, Double_t Dz2, Double_t Dz3, Int_t Station, Double_t InverseMomentum)
 236 {
 237   // Fill data members with values calculated from the array of track parameters
 238   // pointed to by "TrackParam" (index = 0 and 1 for first and second chambers
 239   // of the station, respectively).
 240   // Multiple Coulomb scattering is taking into account with "MCSfactor"
 241   // corresponding to one chamber,
 242   // with one chamber for the coordinate, two chambers for the angle,
 243   // due to the arrangement in stations.
 244   // Resolution coming from:
 245   // coordinate in closest station at "Dz1" from current "Station",
 246   // slope between closest stations, with "Dz2" interval between them,
 247   // interval "Dz3" between chambers of closest station,
 248   // extrapolation over "Dz1" from closest station,
 249   // "InverseMomentum".
 250   // When called, "fBendingCoorReso2" and "fNonBendingCoorReso2"
 251   // are assumed to be filled
 252   // with the variance on bending and non bending coordinates.
 253   // The "road" is parametrized from the old reco_muon.F
 254   // with 8 cm between stations.
 255   AliMUONTrackParam *param0;
 256   Double_t cReso2, sReso2;
 257   // parameters to define the widths of the searching roads in station 0,1,2
 258   // width = p0 + p1/ (momentum)^2
 259   //                  station number:        0         1          2
 260   static Double_t p0BendingCoor[3] =     { 6.43e-2, 1.64e-2,   0.034 };
 261   static Double_t p1BendingCoor[3] =     {    986.,    821.,    446. };
 262   static Double_t p0BendingSlope[3] =    { 3.54e-6, 3.63e-6,  3.6e-6 };
 263   static Double_t p1BendingSlope[3] =    { 4.49e-3,  4.8e-3,   0.011 };
 264   static Double_t p0NonBendingCoor[3] =  { 4.66e-2, 4.83e-2,   0.049 };
 265   static Double_t p1NonBendingCoor[3] =  {   1444.,    866.,    354. };
 266   static Double_t p0NonBendingSlope[3] = { 6.14e-4, 6.49e-4, 6.85e-4 };
 267   static Double_t p1NonBendingSlope[3] = {      0.,      0.,      0. };
 268   param0 = &(TrackParam[0]);
 269
 270 // OLD version
 271 //   // Bending plane
 272 //   fBendingCoor = param0->GetBendingCoor(); // coordinate
 273 //   fBendingSlope = param0->GetBendingSlope(); // slope
 274 //   cReso2 = fBendingCoorReso2;
 275 //   sReso2 = 2.0 * cReso2 / Dz2 / Dz2;
 276 //   fBendingCoorReso2 = cReso2 + (sReso2 + MCSfactor) * Dz1 * Dz1;
 277 //   fBendingSlopeReso2 = sReso2 + 2.0 * MCSfactor;
 278 //   // Non bending plane
 279 //   fNonBendingCoor = param0->GetNonBendingCoor(); // coordinate
 280 //   fNonBendingSlope = param0->GetNonBendingSlope(); // slope
 281 //   cReso2 = fNonBendingCoorReso2;
 282 //   sReso2 = 2.0 * cReso2 / Dz2 / Dz2;
 283 //   fNonBendingCoorReso2 = cReso2 + (sReso2 + MCSfactor) * Dz1 * Dz1;
 284 //   fNonBendingSlopeReso2 = sReso2 + 2.0 * MCSfactor;
 285
 286   // Coordinate and slope
 287   // Bending plane
 288   fBendingCoor = param0->GetBendingCoor(); // coordinate
 289   fBendingSlope = param0->GetBendingSlope(); // slope
 290   // Non bending plane
 291   fNonBendingCoor = param0->GetNonBendingCoor(); // coordinate
 292   fNonBendingSlope = param0->GetNonBendingSlope(); // slope
 293
 294   // Resolutions
 295   // cReso2 and sReso2 have to be subtracted here from the parametrization
 296   // because they are added in the functions "NormalizedChi2WithSegment"
 297   // and "NormalizedChi2WithHitForRec"
 298   // Bending plane
 299   cReso2 = fBendingCoorReso2;
 300   sReso2 = (2. * cReso2 )/ (Dz3*Dz3) ;
 301   fBendingCoorReso2 = p0BendingCoor[Station] + p1BendingCoor[Station]*InverseMomentum*InverseMomentum - cReso2;
 302   fBendingSlopeReso2 = p0BendingSlope[Station] + p1BendingSlope[Station]*InverseMomentum*InverseMomentum - sReso2;
 303   // Non bending plane
 304   cReso2 = fNonBendingCoorReso2;
 305   sReso2 =  (2. * cReso2 )/ (Dz3*Dz3) ;
 306   fNonBendingCoorReso2 = p0NonBendingCoor[Station] + p1NonBendingCoor[Station]*InverseMomentum*InverseMomentum - cReso2;
 307   fNonBendingSlopeReso2 = p0NonBendingSlope[Station] + p1NonBendingSlope[Station]*InverseMomentum*InverseMomentum - sReso2;
 308   return;
 309 }
 310
 311 // OLD function, with roads automatically calculated instead from being parametrized
 312 // kept because it would be a better solution,
 313 // if one can really find the right values.
 314 //   //__________________________________________________________________________
 315 // void AliMUONSegment::UpdateFromStationTrackParam(AliMUONTrackParam *TrackParam, Double_t MCSfactor, Double_t Dz1, Double_t Dz2)
 316 // {
 317 //   // Fill data members with values calculated from the array of track parameters
 318 //   // pointed to by "TrackParam" (index = 0 and 1 for first and second chambers
 319 //   // of the station, respectively).
 320 //   // Multiple Coulomb scattering is taking into account with "MCSfactor"
 321 //   // corresponding to one chamber,
 322 //   // with one chamber for the coordinate, two chambers for the angle,
 323 //   // due to the arrangement in stations.
 324 //   // Resolution coming from:
 325 //   // coordinate in closest station at "Dz1",
 326 //   // slope between closest stations, with "Dz2" interval between them,
 327 //   // extrapolation over "Dz" from closest station.
 328 //   // When called, "fBendingCoorReso2" and "fNonBendingCoorReso2"
 329 //   // are assumed to be filled
 330 //   // with the variance on bending and non bending coordinates.
 331 //   AliMUONTrackParam *param0;
 332 //   Double_t cReso2, sReso2;
 333 //   param0 = &(TrackParam[0]);
 334 //   // Bending plane
 335 //   fBendingCoor = param0->GetBendingCoor(); // coordinate
 336 //   fBendingSlope = param0->GetBendingSlope(); // slope
 337 //   cReso2 = fBendingCoorReso2;
 338 //   sReso2 = 2.0 * cReso2 / Dz2 / Dz2;
 339 //   fBendingCoorReso2 = cReso2 + (sReso2 + MCSfactor) * Dz1 * Dz1;
 340 //   fBendingSlopeReso2 = sReso2 + 2.0 * MCSfactor;
 341 //   // Non bending plane
 342 //   fNonBendingCoor = param0->GetNonBendingCoor(); // coordinate
 343 //   fNonBendingSlope = param0->GetNonBendingSlope(); // slope
 344 //   cReso2 = fNonBendingCoorReso2;
 345 //   sReso2 = 2.0 * cReso2 / Dz2 / Dz2;
 346 //   fNonBendingCoorReso2 = cReso2 + (sReso2 + MCSfactor) * Dz1 * Dz1;
 347 //   fNonBendingSlopeReso2 = sReso2 + 2.0 * MCSfactor;
 348 //   return;
 349 // }