In reconstruction:
[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   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 void ExtrapOneStepRungekutta(Double_t charge, Double_t step, 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, Double_t *vect, Double_t *vout);
124   static void ExtrapOneStepHelix3(Double_t field, Double_t step, Double_t *vect, Double_t *vout);
125   
126   ClassDef(AliMUONTrackExtrap, 0) // Tools for track extrapolation in ALICE dimuon spectrometer
127 };
128         
129 #endif