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   static void SetField();
  32
  33   /// return kTRUE if the field is switched ON
  34   static Bool_t IsFieldON() {return fgFieldON;}
  35
  36   static Double_t GetImpactParamFromBendingMomentum(Double_t bendingMomentum);
  37   static Double_t GetBendingMomentumFromImpactParam(Double_t impactParam);
  38
  39   // Linearly extrapolate track parameters
  40   static void LinearExtrapToZ(AliMUONTrackParam* trackParam, Double_t zEnd);
  41
  42   // Linearly extrapolate track parameters and covariances
  43   static void LinearExtrapToZCov(AliMUONTrackParam* trackParam, Double_t zEnd, Bool_t updatePropagator = kFALSE);
  44
  45   // Extrapolate track parameters in magnetic field
  46   static Bool_t ExtrapToZ(AliMUONTrackParam *trackParam, Double_t zEnd);
  47
  48   // Extrapolate track parameters and covariances in magnetic field
  49   static Bool_t ExtrapToZCov(AliMUONTrackParam* trackParam, Double_t zEnd, Bool_t updatePropagator = kFALSE);
  50
  51   // Extrapolate track parameters to vertex, corrected for multiple scattering and energy loss effects
  52   // Add branson correction resolution and energy loss fluctuation to parameter covariances
  53   static void ExtrapToVertex(AliMUONTrackParam* trackParam,
  54                              Double_t xVtx, Double_t yVtx, Double_t zVtx,
  55                              Double_t errXVtx, Double_t errYVtx);
  56
  57   // Extrapolate track parameters to vertex, corrected for multiple scattering effects only
  58   // Add branson correction resolution to parameter covariances
  59   static void ExtrapToVertexWithoutELoss(AliMUONTrackParam* trackParam,
  60                                          Double_t xVtx, Double_t yVtx, Double_t zVtx,
  61                                          Double_t errXVtx, Double_t errYVtx);
  62
  63   // Extrapolate track parameters to vertex, corrected for energy loss effects only
  64   // Add dispersion due to multiple scattering and energy loss fluctuation to parameter covariances
  65   static void ExtrapToVertexWithoutBranson(AliMUONTrackParam* trackParam, Double_t zVtx);
  66
  67   // Extrapolate track parameters to vertex without multiple scattering and energy loss corrections
  68   // Add dispersion due to multiple scattering to parameter covariances
  69   static void ExtrapToVertexUncorrected(AliMUONTrackParam* trackParam, Double_t zVtx);
  70
  71   static Double_t TotalMomentumEnergyLoss(AliMUONTrackParam* trackParam, Double_t xVtx, Double_t yVtx, Double_t zVtx);
  72
  73   static Double_t GetMCSAngle2(const AliMUONTrackParam& param, Double_t dZ, Double_t x0);
  74   static void     AddMCSEffect(AliMUONTrackParam *param, Double_t dZ, Double_t x0);
  75
  76   static Bool_t ExtrapOneStepRungekutta(Double_t charge, Double_t step, const Double_t* vect, Double_t* vout);
  77
  78
  79  private:
  80   static const Double_t fgkSimpleBPosition;     //!< position of the dipole
  81   static const Double_t fgkSimpleBLength;       //!< length of the dipole
  82   static       Double_t fgSimpleBValue;         //!< magnetic field value at the centre
  83   static       Bool_t   fgFieldON;              //!< kTRUE if the field is switched ON
  84   static const Bool_t   fgkUseHelix;            //!< Tell whether to use Helix or not (default is Runge-Kutta)
  85   static const Int_t    fgkMaxStepNumber;       //!< Maximum number of steps for track extrapolation
  86   static const Double_t fgkHelixStepLength;     //!< Step lenght for track extrapolation (used in Helix)
  87   static const Double_t fgkRungeKuttaMaxResidue;//!< Maximal distance (in Z) to destination to stop the track extrapolation (used in Runge-Kutta)
  88
  89   // Functions
  90
  91   /// Not implemented
  92   AliMUONTrackExtrap(const AliMUONTrackExtrap& trackExtrap);
  93   /// Not implemented
  94   AliMUONTrackExtrap& operator=(const AliMUONTrackExtrap& trackExtrap);
  95
  96   static Bool_t ExtrapToZHelix(AliMUONTrackParam *trackParam, Double_t Z);
  97   static Bool_t ExtrapToZRungekutta(AliMUONTrackParam *trackParam, Double_t Z);
  98
  99   static void ConvertTrackParamForExtrap(AliMUONTrackParam* trackParam, Double_t forwardBackward, Double_t *v3);
 100   static void RecoverTrackParam(Double_t *v3, Double_t Charge, AliMUONTrackParam* trackParam);
 101
 102   static void ExtrapToVertex(AliMUONTrackParam* trackParam,
 103                              Double_t xVtx, Double_t yVtx, Double_t zVtx,
 104                              Double_t errXVtx, Double_t errYVtx,
 105                              Bool_t correctForMCS, Bool_t correctForEnergyLoss);
 106
 107   static void AddMCSEffectInAbsorber(AliMUONTrackParam* trackParam, Double_t signedPathLength, Double_t f0, Double_t f1, Double_t f2);
 108   static void CorrectMCSEffectInAbsorber(AliMUONTrackParam* param,
 109                                          Double_t xVtx, Double_t yVtx, Double_t zVtx,
 110                                          Double_t errXVtx, Double_t errYVtx,
 111                                          Double_t absZBeg, Double_t pathLength, Double_t f0, Double_t f1, Double_t f2);
 112   static void CorrectELossEffectInAbsorber(AliMUONTrackParam* param, Double_t eLoss, Double_t sigmaELoss2);
 113   static Bool_t GetAbsorberCorrectionParam(Double_t trackXYZIn[3], Double_t trackXYZOut[3], Double_t pTotal,
 114                                            Double_t &pathLength, Double_t &f0, Double_t &f1, Double_t &f2,
 115                                            Double_t &meanRho, Double_t &totalELoss, Double_t &sigmaELoss2);
 116
 117   static Double_t BetheBloch(Double_t pTotal, Double_t pathLength, Double_t rho, Double_t atomicZ, Double_t atomicZoverA);
 118   static Double_t EnergyLossFluctuation2(Double_t pTotal, Double_t pathLength, Double_t rho, Double_t atomicZoverA);
 119
 120   static void Cov2CovP(const TMatrixD &param, TMatrixD &cov);
 121   static void CovP2Cov(const TMatrixD &param, TMatrixD &cov);
 122
 123   static void ExtrapOneStepHelix(Double_t charge, Double_t step, const Double_t *vect, Double_t *vout);
 124   static void ExtrapOneStepHelix3(Double_t field, Double_t step, const Double_t *vect, Double_t *vout);
 125
 126   ClassDef(AliMUONTrackExtrap, 0) // Tools for track extrapolation in ALICE dimuon spectrometer
 127 };
 128
 129 #endif