- Compute parameter covariances including absorber dispersion effects
[u/mrichter/AliRoot.git] / MUON / AliMUONTrackExtrap.h
1 #ifndef ALIMUONTRACKEXTRAP_H
2 #define ALIMUONTRACKEXTRAP_H
3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
5
6 /*$Id$*/
7 // Revision of includes 07/05/2004
8
9 /// \ingroup rec
10 /// \class AliMUONTrackExtrap
11 /// \brief Track parameters in ALICE dimuon spectrometer
12 ///
13 //////////////////////////////////////////////////////////////
14 /// Tools for track extrapolation in ALICE dimuon spectrometer
15 //////////////////////////////////////////////////////////////
16
17 #include <TObject.h>
18 #include <TMatrixD.h>
19
20 class AliMagF;
21 class AliMUONTrackParam;
22
23 class AliMUONTrackExtrap : public TObject 
24 {
25  public:
26         /// Constructor
27   AliMUONTrackExtrap() : TObject(){};
28         /// Destructor
29   virtual ~AliMUONTrackExtrap(){};
30   
31         /// set field map
32   static void SetField(const AliMagF* magField) {fgkField = magField;}
33   
34   static Double_t GetImpactParamFromBendingMomentum(Double_t bendingMomentum);
35   static Double_t GetBendingMomentumFromImpactParam(Double_t impactParam);
36   
37   // Linearly extrapolate track parameters and covariances
38   static void LinearExtrapToZ(AliMUONTrackParam* trackParam, Double_t zEnd);
39   
40   // Extrapolate track parameters in magnetic field
41   static void ExtrapToZ(AliMUONTrackParam *trackParam, Double_t zEnd);
42   
43   // Extrapolate track parameters and covariances in magnetic field
44   static void ExtrapToZCov(AliMUONTrackParam* trackParam, Double_t zEnd, Bool_t updatePropagator = kFALSE);
45   
46   // Extrapolate track parameters to vertex, corrected for multiple scattering and energy loss effects
47   // Add branson correction resolution and energy loss fluctuation to parameter covariances
48   static void ExtrapToVertex(AliMUONTrackParam* trackParam,
49                              Double_t xVtx, Double_t yVtx, Double_t zVtx,
50                              Double_t errXVtx, Double_t errYVtx);
51   
52   // Extrapolate track parameters to vertex, corrected for multiple scattering effects only
53   // Add branson correction resolution to parameter covariances
54   static void ExtrapToVertexWithoutELoss(AliMUONTrackParam* trackParam,
55                                          Double_t xVtx, Double_t yVtx, Double_t zVtx,
56                                          Double_t errXVtx, Double_t errYVtx);
57   
58   // Extrapolate track parameters to vertex, corrected for energy loss effects only
59   // Add dispersion due to multiple scattering and energy loss fluctuation to parameter covariances
60   static void ExtrapToVertexWithoutBranson(AliMUONTrackParam* trackParam, Double_t zVtx);
61   
62   // Extrapolate track parameters to vertex without multiple scattering and energy loss corrections
63   // Add dispersion due to multiple scattering to parameter covariances
64   static void ExtrapToVertexUncorrected(AliMUONTrackParam* trackParam, Double_t zVtx);
65   
66   static Double_t TotalMomentumEnergyLoss(AliMUONTrackParam* trackParam, Double_t xVtx, Double_t yVtx, Double_t zVtx);
67   
68   static Double_t GetMCSAngle2(const AliMUONTrackParam& param, Double_t dZ, Double_t x0);
69   static void     AddMCSEffect(AliMUONTrackParam *param, Double_t dZ, Double_t x0);
70   
71   static void ExtrapOneStepRungekutta(Double_t charge, Double_t step, Double_t* vect, Double_t* vout);
72   
73   
74  private:
75   static const AliMagF* fgkField;               //!< field map
76   static const Bool_t   fgkUseHelix;            //!< Tell whether to use Helix or not (default is Runge-Kutta)
77   static const Int_t    fgkMaxStepNumber;       //!< Maximum number of steps for track extrapolation
78   static const Double_t fgkHelixStepLength;     //!< Step lenght for track extrapolation (used in Helix)
79   static const Double_t fgkRungeKuttaMaxResidue;//!< Maximal distance (in Z) to destination to stop the track extrapolation (used in Runge-Kutta)
80   
81   // Functions
82
83   /// Not implemented
84   AliMUONTrackExtrap(const AliMUONTrackExtrap& trackExtrap);
85   /// Not implemented
86   AliMUONTrackExtrap& operator=(const AliMUONTrackExtrap& trackExtrap);
87
88   static void ExtrapToZHelix(AliMUONTrackParam *trackParam, Double_t Z);
89   static void ExtrapToZRungekutta(AliMUONTrackParam *trackParam, Double_t Z);
90   
91   static void ConvertTrackParamForExtrap(AliMUONTrackParam* trackParam, Double_t forwardBackward, Double_t *v3);
92   static void RecoverTrackParam(Double_t *v3, Double_t Charge, AliMUONTrackParam* trackParam);
93   
94   static void ExtrapToVertex(AliMUONTrackParam* trackParam,
95                              Double_t xVtx, Double_t yVtx, Double_t zVtx,
96                              Double_t errXVtx, Double_t errYVtx,
97                              Bool_t correctForMCS, Bool_t correctForEnergyLoss);
98   
99   static void AddMCSEffectInAbsorber(AliMUONTrackParam* trackParam, Double_t pathLength, Double_t f0, Double_t f1, Double_t f2);
100   static void CorrectMCSEffectInAbsorber(AliMUONTrackParam* param,
101                                          Double_t xVtx, Double_t yVtx, Double_t zVtx,
102                                          Double_t errXVtx, Double_t errYVtx,
103                                          Double_t absZBeg, Double_t pathLength, Double_t f0, Double_t f1, Double_t f2);
104   static void CorrectELossEffectInAbsorber(AliMUONTrackParam* param, Double_t eLoss, Double_t sigmaELoss2);
105   static void GetAbsorberCorrectionParam(Double_t trackXYZIn[3], Double_t trackXYZOut[3], Double_t pTotal,
106                                          Double_t &pathLength, Double_t &f0, Double_t &f1, Double_t &f2,
107                                          Double_t &meanRho, Double_t &totalELoss, Double_t &sigmaELoss2);
108   
109   static Double_t BetheBloch(Double_t pTotal, Double_t pathLength, Double_t rho, Double_t atomicA, Double_t atomicZ);
110   static Double_t EnergyLossFluctuation2(Double_t pTotal, Double_t pathLength, Double_t rho, Double_t atomicA, Double_t atomicZ);
111   
112   static void Cov2CovP(const TMatrixD &param, TMatrixD &cov);
113   static void CovP2Cov(const TMatrixD &param, TMatrixD &cov);
114   
115   static void ExtrapOneStepHelix(Double_t charge, Double_t step, Double_t *vect, Double_t *vout);
116   static void ExtrapOneStepHelix3(Double_t field, Double_t step, Double_t *vect, Double_t *vout);
117
118   static void GetField(Double_t *Position, Double_t *Field);
119   
120   ClassDef(AliMUONTrackExtrap, 0) // Tools for track extrapolation in ALICE dimuon spectrometer
121 };
122         
123 #endif