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 1.4  2000/06/30 10:15:48  gosset
  19 Changes to EventReconstructor...:
  20 precision fit with multiple Coulomb scattering;
  21 extrapolation to vertex with Branson correction in absorber (JPC)
  22
  23 Revision 1.3  2000/06/25 13:06:39  hristov
  24 Inline functions moved from *.cxx to *.h files instead of forward declarations
  25
  26 Revision 1.2  2000/06/15 07:58:48  morsch
  27 Code from MUON-dev joined
  28
  29 Revision 1.1.2.4  2000/06/12 10:10:21  morsch
  30 Dummy copy constructor and assignment operator added
  31
  32 Revision 1.1.2.3  2000/06/09 21:01:16  morsch
  33 Make includes consistent with new file structure.
  34
  35 Revision 1.1.2.2  2000/06/09 12:58:05  gosset
  36 Removed comment beginnings in Log sections of .cxx files
  37 Suppressed most violations of coding rules
  38
  39 Revision 1.1.2.1  2000/06/07 14:44:53  gosset
  40 Addition of files for track reconstruction in C++
  41 */
  42
  43 //__________________________________________________________________________
  44 //
  45 // Segment for reconstruction in ALICE dimuon spectrometer:
  46 // two hits for reconstruction in the two chambers of one station
  47 //__________________________________________________________________________
  48
  49 #include "AliMUONSegment.h"
  50
  51 #include "AliMUON.h"
  52 #include "AliMUONHitForRec.h"
  53 #include "AliMUONTrackParam.h"
  54 #include "AliMUONChamber.h"
  55 #include "AliRun.h"
  56
  57 ClassImp(AliMUONSegment) // Class implementation in ROOT context
  58
  59   //__________________________________________________________________________
  60 AliMUONSegment::AliMUONSegment(AliMUONHitForRec* Hit1, AliMUONHitForRec* Hit2)
  61 {
  62   // Constructor for AliMUONSegment from two HitForRec's,
  63   // one, in the first chamber of the station, pointed to by "Hit1",
  64   // the other one, in the second chamber of the station, pointed to by "Hit1".
  65   // Fills the pointers to both hits,
  66   // the slope, the covariance for (coordinate in first chamber, slope),
  67   // and the impact parameter at vertex (Z=0),
  68   // in bending and non bending planes.
  69   // Puts the "fInTrack" flag to "kFALSE".
  70   Double_t dz;
  71   // pointers to HitForRec's
  72   fHitForRecPtr1 = Hit1;
  73   fHitForRecPtr2 = Hit2;
  74   dz = Hit1->GetZ() - Hit2->GetZ();
  75   // bending plane
  76   fBendingCoor = Hit1->GetBendingCoor();
  77   fBendingSlope = (fBendingCoor - Hit2->GetBendingCoor()) / dz;
  78   fBendingImpact = fBendingCoor - Hit1->GetZ() * fBendingSlope;
  79   fBendingCoorReso2 = Hit1->GetBendingReso2();
  80   fBendingSlopeReso2 = ( Hit1->GetBendingReso2() +
  81                          Hit2->GetBendingReso2() ) / dz / dz;
  82   fBendingCoorSlopeReso2 = Hit1->GetBendingReso2() / dz;
  83   // non bending plane
  84   fNonBendingCoor = Hit1->GetNonBendingCoor();
  85   fNonBendingSlope = (fNonBendingCoor - Hit2->GetNonBendingCoor()) / dz;
  86   fNonBendingImpact = fNonBendingCoor - Hit1->GetZ() * fNonBendingSlope;
  87   fNonBendingCoorReso2 = Hit1->GetNonBendingReso2();
  88   fNonBendingSlopeReso2 = ( Hit1->GetNonBendingReso2() +
  89                             Hit2->GetNonBendingReso2() ) / dz / dz;
  90   fNonBendingCoorSlopeReso2 = Hit1->GetNonBendingReso2() / dz;
  91   // "fInTrack" flag to "kFALSE"
  92   fInTrack = kFALSE;
  93   return;
  94 }
  95
  96 AliMUONSegment::AliMUONSegment (const AliMUONSegment& MUONSegment)
  97 {
  98 // Dummy copy constructor
  99 }
 100
 101 AliMUONSegment & AliMUONSegment::operator=(const AliMUONSegment& MUONSegment)
 102 {
 103 // Dummy assignment operator
 104     return *this;
 105 }
 106
 107   //__________________________________________________________________________
 108 Int_t AliMUONSegment::Compare(TObject* Segment)
 109 {
 110   // "Compare" function to sort with increasing absolute value
 111   // of the "impact parameter" in bending plane.
 112   // Returns -1 (0, +1) if |impact parameter| of current Segment
 113   // is smaller than (equal to, larger than) |impact parameter| of Segment
 114   if (TMath::Abs(((AliMUONSegment*)this)->fBendingSlope)
 115       < TMath::Abs(((AliMUONSegment*)Segment)->fBendingSlope))
 116     return(-1);
 117   // continuous parameter, hence no need for testing equal case
 118   else return(+1);
 119 }
 120
 121   //__________________________________________________________________________
 122 Double_t AliMUONSegment::NormalizedChi2WithSegment(AliMUONSegment* Segment, Double_t Sigma2Cut)
 123 {
 124   // Calculate the normalized Chi2 between the current Segment (this)
 125   // and the Segment pointed to by "Segment",
 126   // i.e. the square deviations between the coordinates and the slopes,
 127   // in both the bending and the non bending plane,
 128   // divided by the variance of the same quantities and by "Sigma2Cut".
 129   // Returns 5 if none of the 4 quantities is OK,
 130   // something smaller than or equal to 4 otherwise.
 131   // Would it be more correct to use a real chi square
 132   // including the non diagonal term ????
 133   Double_t chi2, chi2Max, diff, normDiff;
 134   chi2 = 0.0;
 135   chi2Max = 5.0;
 136   // coordinate in bending plane
 137   diff = this->fBendingCoor - Segment->fBendingCoor;
 138   normDiff = diff * diff /
 139     (this->fBendingCoorReso2 + Segment->fBendingCoorReso2) / Sigma2Cut;
 140   if (normDiff > 1.0) return chi2Max;
 141   chi2 = chi2 + normDiff;
 142   // slope in bending plane
 143   diff = this->fBendingSlope - Segment->fBendingSlope;
 144   normDiff = diff * diff /
 145     (this->fBendingSlopeReso2 + Segment->fBendingSlopeReso2) / Sigma2Cut;
 146   if (normDiff > 1.0) return chi2Max;
 147   chi2 = chi2 + normDiff;
 148   // coordinate in non bending plane
 149   diff = this->fNonBendingCoor - Segment->fNonBendingCoor;
 150   normDiff = diff * diff /
 151     (this->fNonBendingCoorReso2 + Segment->fNonBendingCoorReso2) / Sigma2Cut;
 152   if (normDiff > 1.0) return chi2Max;
 153   chi2 = chi2 + normDiff;
 154   // slope in non bending plane
 155   diff = this->fNonBendingSlope - Segment->fNonBendingSlope;
 156   normDiff = diff * diff /
 157     (this->fNonBendingSlopeReso2 + Segment->fNonBendingSlopeReso2) / Sigma2Cut;
 158   if (normDiff > 1.0) return chi2Max;
 159   chi2 = chi2 + normDiff;
 160   return chi2;
 161 }
 162
 163   //__________________________________________________________________________
 164 AliMUONSegment* AliMUONSegment::CreateSegmentFromLinearExtrapToStation (Int_t Station, Double_t MCSfactor)
 165 {
 166   // Extrapolates linearly the current Segment (this) to station (0..) "Station".
 167   // Multiple Coulomb scattering calculated from "MCSfactor"
 168   // corresponding to one chamber,
 169   // with one chamber for the coordinate, two chambers for the angle,
 170   // due to the arrangement in stations.
 171   // Valid from station(1..) 4 to 5 or vice versa.
 172   // Returns the pointer to the created AliMUONSegment object
 173   // corresponding to this extrapolation.
 174   // The caller has the responsibility to delete this object.
 175   AliMUONSegment* extrapSegment = new AliMUONSegment(); // creates empty new segment
 176   // dZ from first hit of current Segment to first chamber of station "Station"
 177   AliMUON *pMUON = (AliMUON*) gAlice->GetModule("MUON"); // necessary ????
 178   Double_t dZ =
 179     (&(pMUON->Chamber(2 * Station)))->Z() - (this->fHitForRecPtr1)->GetZ();
 180   // Data in bending plane
 181   //  coordinate
 182   extrapSegment->fBendingCoor = this->fBendingCoor + this->fBendingSlope * dZ;
 183   //  slope
 184   extrapSegment->fBendingSlope = this->fBendingSlope;
 185   //  covariance, including multiple Coulomb scattering over dZ due to one chamber
 186   extrapSegment->fBendingCoorReso2 = this->fBendingCoorReso2 +
 187     (this->fBendingSlopeReso2 + MCSfactor) * dZ * dZ; // missing non diagonal term: "2.0 * this->fBendingCoorSlopeReso2 * dZ" !!!!
 188   extrapSegment->fBendingSlopeReso2 = this->fBendingSlopeReso2 + 2.0 * MCSfactor;
 189   extrapSegment->fBendingCoorSlopeReso2 =
 190     this->fBendingCoorSlopeReso2 + this->fBendingSlopeReso2 * dZ; // missing: contribution from multiple Coulomb scattering !!!!
 191   // Data in non bending plane
 192   //  coordinate
 193   extrapSegment->fNonBendingCoor =
 194     this->fNonBendingCoor + this->fNonBendingSlope * dZ;
 195   //  slope
 196   extrapSegment->fNonBendingSlope = this->fNonBendingSlope;
 197   //  covariance, including multiple Coulomb scattering over dZ due to one chamber
 198   extrapSegment->fNonBendingCoorReso2 = this->fNonBendingCoorReso2 +
 199     (this->fNonBendingSlopeReso2 + MCSfactor) *dZ * dZ; // missing non diagonal term: "2.0 * this->fNonBendingCoorSlopeReso2 * dZ" !!!!
 200   extrapSegment->fNonBendingSlopeReso2 =
 201     this->fNonBendingSlopeReso2 + 2.0 * MCSfactor;
 202   extrapSegment->fNonBendingCoorSlopeReso2 =
 203     this->fNonBendingCoorSlopeReso2 + this->fNonBendingSlopeReso2 * dZ; // missing: contribution from multiple Coulomb scattering !!!!
 204   return extrapSegment;
 205 }
 206
 207   //__________________________________________________________________________
 208 AliMUONHitForRec* AliMUONSegment::CreateHitForRecFromLinearExtrapToChamber (Int_t Chamber, Double_t MCSfactor)
 209 {
 210   // Extrapolates linearly the current Segment (this) to chamber(0..) "Chamber".
 211   // Multiple Coulomb scattering calculated from "MCSfactor"
 212   // corresponding to one chamber.
 213   // Valid from station(1..) 4 to 5 or vice versa.
 214   // Returns the pointer to the created AliMUONHitForRec object
 215   // corresponding to this extrapolation.
 216   // The caller has the responsibility to delete this object.
 217   AliMUONHitForRec* extrapHitForRec = new AliMUONHitForRec(); // creates empty new HitForRec
 218   // dZ from first hit of current Segment to chamber
 219   AliMUON *pMUON = (AliMUON*) gAlice->GetModule("MUON"); // necessary ????
 220   Double_t dZ =
 221     (&(pMUON->Chamber(Chamber)))->Z() - (this->fHitForRecPtr1)->GetZ();
 222   // Data in bending plane
 223   //  coordinate
 224   extrapHitForRec->SetBendingCoor(this->fBendingCoor + this->fBendingSlope * dZ);
 225   //  covariance, including multiple Coulomb scattering over dZ due to one chamber
 226   extrapHitForRec->SetBendingReso2(this->fBendingCoorReso2 +
 227                                    (this->fBendingSlopeReso2 + MCSfactor) * dZ * dZ); // missing non diagonal term: "2.0 * this->fBendingCoorSlopeReso2 * dZ" !!!!
 228   // Data in non bending plane
 229   //  coordinate
 230  extrapHitForRec ->SetNonBendingCoor(this->fNonBendingCoor +
 231                                      this->fNonBendingSlope * dZ);
 232   //  covariance, including multiple Coulomb scattering over dZ due to one chamber
 233   extrapHitForRec->
 234     SetNonBendingReso2(this->fNonBendingCoorReso2 +
 235                        (this->fNonBendingSlopeReso2 + MCSfactor) * dZ * dZ); // missing non diagonal term: "2.0 * this->fNonBendingCoorSlopeReso2 * dZ" !!!!
 236   return extrapHitForRec;
 237 }
 238
 239   //__________________________________________________________________________
 240 void AliMUONSegment::UpdateFromStationTrackParam(AliMUONTrackParam *TrackParam, Double_t MCSfactor, Double_t Dz1, Double_t Dz2, Double_t Dz3, Int_t Station, Double_t InverseMomentum)
 241 {
 242   // Fill data members with values calculated from the array of track parameters
 243   // pointed to by "TrackParam" (index = 0 and 1 for first and second chambers
 244   // of the station, respectively).
 245   // Multiple Coulomb scattering is taking into account with "MCSfactor"
 246   // corresponding to one chamber,
 247   // with one chamber for the coordinate, two chambers for the angle,
 248   // due to the arrangement in stations.
 249   // Resolution coming from:
 250   // coordinate in closest station at "Dz1" from current "Station",
 251   // slope between closest stations, with "Dz2" interval between them,
 252   // interval "Dz3" between chambers of closest station,
 253   // extrapolation over "Dz1" from closest station,
 254   // "InverseMomentum".
 255   // When called, "fBendingCoorReso2" and "fNonBendingCoorReso2"
 256   // are assumed to be filled
 257   // with the variance on bending and non bending coordinates.
 258   // The "road" is parametrized from the old reco_muon.F
 259   // with 8 cm between stations.
 260   AliMUONTrackParam *param0;
 261 //   Double_t cReso2, sReso2;
 262   // parameters to define the widths of the searching roads in station 0,1,2
 263   // width = p0 + p1/ (momentum)^2
 264   //                  station number:        0         1          2
 265 //   static Double_t p0BendingCoor[3] =     { 6.43e-2, 1.64e-2,   0.034 };
 266 //   static Double_t p1BendingCoor[3] =     {    986.,    821.,    446. };
 267 //   static Double_t p0BendingSlope[3] =    { 3.54e-6, 3.63e-6,  3.6e-6 };
 268 //   static Double_t p1BendingSlope[3] =    { 4.49e-3,  4.8e-3,   0.011 };
 269 //   static Double_t p0NonBendingCoor[3] =  { 4.66e-2, 4.83e-2,   0.049 };
 270 //   static Double_t p1NonBendingCoor[3] =  {   1444.,    866.,    354. };
 271 //   static Double_t p0NonBendingSlope[3] = { 6.14e-4, 6.49e-4, 6.85e-4 };
 272 //   static Double_t p1NonBendingSlope[3] = {      0.,      0.,      0. };
 273
 274   static Double_t p0BendingCoor[3] =     { 6.43e-2, 6.43e-2,   6.43e-2  };
 275   static Double_t p1BendingCoor[3] =     {    986.,    986.,       986. };
 276   static Double_t p0BendingSlope[3] =    {   3.6e-6,   3.6e-6,     3.6e-6  };
 277   static Double_t p1BendingSlope[3] =    {  1.1e-2,  1.1e-2,    1.1e-2  };
 278   static Double_t p0NonBendingCoor[3] =  {   0.049,   0.049,     0.049  };
 279   static Double_t p1NonBendingCoor[3] =  {   1444.,   1444.,      1444. };
 280   static Double_t p0NonBendingSlope[3] = {   6.8e-4,   6.8e-4,     6.8e-4  };
 281   static Double_t p1NonBendingSlope[3] = {      0.,      0.,         0. };
 282   param0 = &(TrackParam[0]);
 283
 284 // OLD version
 285 //   // Bending plane
 286 //   fBendingCoor = param0->GetBendingCoor(); // coordinate
 287 //   fBendingSlope = param0->GetBendingSlope(); // slope
 288 //   cReso2 = fBendingCoorReso2;
 289 //   sReso2 = 2.0 * cReso2 / Dz2 / Dz2;
 290 //   fBendingCoorReso2 = cReso2 + (sReso2 + MCSfactor) * Dz1 * Dz1;
 291 //   fBendingSlopeReso2 = sReso2 + 2.0 * MCSfactor;
 292 //   // Non bending plane
 293 //   fNonBendingCoor = param0->GetNonBendingCoor(); // coordinate
 294 //   fNonBendingSlope = param0->GetNonBendingSlope(); // slope
 295 //   cReso2 = fNonBendingCoorReso2;
 296 //   sReso2 = 2.0 * cReso2 / Dz2 / Dz2;
 297 //   fNonBendingCoorReso2 = cReso2 + (sReso2 + MCSfactor) * Dz1 * Dz1;
 298 //   fNonBendingSlopeReso2 = sReso2 + 2.0 * MCSfactor;
 299
 300   // Coordinate and slope
 301   // Bending plane
 302   fBendingCoor = param0->GetBendingCoor(); // coordinate
 303   fBendingSlope = param0->GetBendingSlope(); // slope
 304   // Non bending plane
 305   fNonBendingCoor = param0->GetNonBendingCoor(); // coordinate
 306   fNonBendingSlope = param0->GetNonBendingSlope(); // slope
 307
 308   // Resolutions
 309   // cReso2 and sReso2 have to be subtracted here from the parametrization
 310   // because they are added in the functions "NormalizedChi2WithSegment"
 311   // and "NormalizedChi2WithHitForRec"
 312   // Bending plane
 313 //   cReso2 = fBendingCoorReso2;
 314 //   sReso2 = (2. * cReso2 )/ (Dz3*Dz3) ;
 315   fBendingCoorReso2 = p0BendingCoor[Station] + p1BendingCoor[Station]*InverseMomentum*InverseMomentum ;  // - cReso2
 316   fBendingSlopeReso2 = p0BendingSlope[Station] + p1BendingSlope[Station]*InverseMomentum*InverseMomentum; //  - sReso2;
 317   // Non bending plane
 318 //   cReso2 = fNonBendingCoorReso2;
 319 //   sReso2 =  (2. * cReso2 )/ (Dz3*Dz3) ;
 320   fNonBendingCoorReso2 = p0NonBendingCoor[Station] + p1NonBendingCoor[Station]*InverseMomentum*InverseMomentum; // - cReso2;
 321   fNonBendingSlopeReso2 = p0NonBendingSlope[Station] + p1NonBendingSlope[Station]*InverseMomentum*InverseMomentum; //  - sReso2;
 322   return;
 323 }
 324
 325 // OLD function, with roads automatically calculated instead from being parametrized
 326 // kept because it would be a better solution,
 327 // if one can really find the right values.
 328 //   //__________________________________________________________________________
 329 // void AliMUONSegment::UpdateFromStationTrackParam(AliMUONTrackParam *TrackParam, Double_t MCSfactor, Double_t Dz1, Double_t Dz2)
 330 // {
 331 //   // Fill data members with values calculated from the array of track parameters
 332 //   // pointed to by "TrackParam" (index = 0 and 1 for first and second chambers
 333 //   // of the station, respectively).
 334 //   // Multiple Coulomb scattering is taking into account with "MCSfactor"
 335 //   // corresponding to one chamber,
 336 //   // with one chamber for the coordinate, two chambers for the angle,
 337 //   // due to the arrangement in stations.
 338 //   // Resolution coming from:
 339 //   // coordinate in closest station at "Dz1",
 340 //   // slope between closest stations, with "Dz2" interval between them,
 341 //   // extrapolation over "Dz" from closest station.
 342 //   // When called, "fBendingCoorReso2" and "fNonBendingCoorReso2"
 343 //   // are assumed to be filled
 344 //   // with the variance on bending and non bending coordinates.
 345 //   AliMUONTrackParam *param0;
 346 //   Double_t cReso2, sReso2;
 347 //   param0 = &(TrackParam[0]);
 348 //   // Bending plane
 349 //   fBendingCoor = param0->GetBendingCoor(); // coordinate
 350 //   fBendingSlope = param0->GetBendingSlope(); // slope
 351 //   cReso2 = fBendingCoorReso2;
 352 //   sReso2 = 2.0 * cReso2 / Dz2 / Dz2;
 353 //   fBendingCoorReso2 = cReso2 + (sReso2 + MCSfactor) * Dz1 * Dz1;
 354 //   fBendingSlopeReso2 = sReso2 + 2.0 * MCSfactor;
 355 //   // Non bending plane
 356 //   fNonBendingCoor = param0->GetNonBendingCoor(); // coordinate
 357 //   fNonBendingSlope = param0->GetNonBendingSlope(); // slope
 358 //   cReso2 = fNonBendingCoorReso2;
 359 //   sReso2 = 2.0 * cReso2 / Dz2 / Dz2;
 360 //   fNonBendingCoorReso2 = cReso2 + (sReso2 + MCSfactor) * Dz1 * Dz1;
 361 //   fNonBendingSlopeReso2 = sReso2 + 2.0 * MCSfactor;
 362 //   return;
 363 // }