Always delete TObjArrays created by TString::Tokenize (Ruben)
[u/mrichter/AliRoot.git] / MUON / AliMUONTrackLight.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *      SigmaEffect_thetadegrees                                          *
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 purpeateose. It is      *
13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15
16 /* $Id$ */
17
18 //-----------------------------------------------------------------------------
19 // Compact information for the muon generated tracks in the MUON arm 
20 // useful at the last stage of the analysis chain
21 // provides a link between the reconstructed track and the generated particle 
22 // stores kinematical information at gen. and rec. level and 
23 // the decay history of the muon, allowing the identification of the 
24 // mother process 
25 // 
26 // To be used together with AliMUONPairLight
27 //
28 // This class was prepared by INFN Cagliari, July 2006
29 // (authors: H.Woehri, A.de Falco)
30 //-----------------------------------------------------------------------------
31
32 // 13 Nov 2007:
33 // Added a temporary fix to FindRefTrack to be able to handle reconstructed tracks
34 // generated from ESD muon track information. The problem is that the ESD data at
35 // the moment only contains the first hit on chamber 1. Hopefully in the near future
36 // this will be fixed and all hit information will be available.
37 //  - Artur Szostak <artursz@iafrica.com>
38
39 #include "AliMUONTrackLight.h"
40 #include "AliMUONTrack.h"
41 #include "AliMUONConstants.h"
42 #include "AliMUONVTrackStore.h"
43 #include "AliMUONTrackParam.h"
44
45 #include "AliESDMuonTrack.h"
46 #include "AliStack.h"
47 #include "AliLog.h"
48
49 #include "TDatabasePDG.h"
50 #include "TParticle.h"
51 #include "TString.h"
52
53 #include <cstdio>
54
55 ClassImp(AliMUONTrackLight) 
56
57 //===================================================================
58
59 AliMUONTrackLight::AliMUONTrackLight() 
60   : TObject(), 
61     fPrec(), 
62     fIsTriggered(kFALSE),
63     fCharge(-999), 
64     fChi2(-1), 
65     fCentr(-1),
66     fPgen(), 
67     fTrackPythiaLine(-999),
68     fTrackPDGCode(-999),
69     fOscillation(kFALSE), 
70     fNParents(0),
71     fWeight(1)    
72 {
73   /// default constructor
74   fPgen.SetPxPyPzE(0.,0.,0.,0.); 
75   fPrec.SetPxPyPzE(0.,0.,0.,0.); 
76   for (Int_t i=0; i<3; i++) fXYZ[i]=-999; 
77   for (Int_t npar = 0; npar < fgkNParentsMax; npar++){
78     fParentPDGCode[npar] = -1; 
79     fParentPythiaLine[npar] = -1;
80   }
81   for (Int_t i = 0; i < 4; i++){
82     fQuarkPDGCode[i] = -1; 
83     fQuarkPythiaLine[i] = -1; 
84   }
85 }
86
87 //============================================
88 AliMUONTrackLight::AliMUONTrackLight(const AliMUONTrackLight &muonCopy) 
89   : TObject(muonCopy), 
90     fPrec(muonCopy.fPrec), 
91     fIsTriggered(muonCopy.fIsTriggered),
92     fCharge(muonCopy.fCharge), 
93     fChi2(muonCopy.fChi2), 
94     fCentr(muonCopy.fCentr),
95     fPgen(muonCopy.fPgen), 
96     fTrackPythiaLine(muonCopy.fTrackPythiaLine),
97     fTrackPDGCode(muonCopy.fTrackPDGCode),
98     fOscillation(muonCopy.fOscillation), 
99     fNParents(muonCopy.fNParents),
100     fWeight(muonCopy.fWeight)
101 {
102   /// copy constructor
103   for (Int_t i=0; i<3; i++) fXYZ[i]=muonCopy.fXYZ[i]; 
104   for (Int_t npar = 0; npar < fgkNParentsMax; npar++){
105     fParentPDGCode[npar] = muonCopy.fParentPDGCode[npar]; 
106     fParentPythiaLine[npar] = muonCopy.fParentPythiaLine[npar];
107   }
108   for (Int_t i = 0; i < 4; i++){
109     fQuarkPDGCode[i] = muonCopy.fQuarkPDGCode[i]; 
110     fQuarkPythiaLine[i] = muonCopy.fQuarkPythiaLine[i]; 
111   }
112 }
113
114 //============================================
115 AliMUONTrackLight::AliMUONTrackLight(AliESDMuonTrack* muonTrack)
116   : TObject(), 
117     fPrec(), 
118     fIsTriggered(kFALSE),
119     fCharge(-999), 
120     fChi2(-1),
121     fCentr(-1),
122     fPgen(), 
123     fTrackPythiaLine(-999),
124     fTrackPDGCode(-999),
125     fOscillation(kFALSE), 
126     fNParents(0),
127     fWeight(1)
128
129   /// constructor
130   fPgen.SetPxPyPzE(0.,0.,0.,0.); 
131   for (Int_t npar = 0; npar < fgkNParentsMax; npar++){
132     fParentPDGCode[npar] = -1; 
133     fParentPythiaLine[npar] = -1;
134   }
135   for (Int_t i = 0; i < 4; i++){
136     fQuarkPDGCode[i] = -1; 
137     fQuarkPythiaLine[i] = -1; 
138   }
139   FillFromESD(muonTrack);
140 }
141
142 //============================================
143 AliMUONTrackLight::~AliMUONTrackLight()
144 {
145 /// Destructor
146
147
148 //============================================
149 AliMUONTrackLight& AliMUONTrackLight::operator=(const AliMUONTrackLight& muonCopy)
150 {
151   // check assignment to self
152   if (this == &muonCopy) return *this;
153
154   // base class assignment
155   TObject::operator=(muonCopy);
156
157   // assignment operator
158   fPrec = muonCopy.fPrec; 
159   fIsTriggered = muonCopy.fIsTriggered;
160   fCharge = muonCopy.fCharge; 
161   fChi2 = muonCopy.fChi2; 
162   fCentr = muonCopy.fCentr;
163   fPgen = muonCopy.fPgen; 
164   fTrackPythiaLine = muonCopy.fTrackPythiaLine;
165   fTrackPDGCode = muonCopy.fTrackPDGCode;
166   fOscillation = muonCopy.fOscillation; 
167   fNParents = muonCopy.fNParents;
168   fWeight = muonCopy.fWeight;
169   
170   for (Int_t i=0; i<3; i++) fXYZ[i]=muonCopy.fXYZ[i]; 
171   for (Int_t npar = 0; npar < fgkNParentsMax; npar++){
172     fParentPDGCode[npar] = muonCopy.fParentPDGCode[npar]; 
173     fParentPythiaLine[npar] = muonCopy.fParentPythiaLine[npar];
174   }
175   for (Int_t i = 0; i < 4; i++){
176     fQuarkPDGCode[i] = muonCopy.fQuarkPDGCode[i]; 
177     fQuarkPythiaLine[i] = muonCopy.fQuarkPythiaLine[i]; 
178   }
179
180   return *this;
181 }    
182
183 //============================================
184
185 void AliMUONTrackLight::FillFromAliMUONTrack(AliMUONTrack *trackReco,Double_t zvert){
186   /// this method sets the muon reconstructed momentum according to the value given by AliMUONTrack
187   AliMUONTrackParam* trPar = trackReco->GetTrackParamAtVertex();
188   if (!trPar) {
189     AliError("The track must contain the parameters at vertex");
190     return;
191   }
192   this->SetCharge(Int_t(TMath::Sign(1.,trPar->GetInverseBendingMomentum())));
193   this->SetPxPyPz(trPar->Px(),trPar->Py(), trPar->Pz()); 
194   this->SetTriggered(trackReco->GetMatchTrigger()); 
195   
196   Double_t xyz[3] = { trPar->GetNonBendingCoor(), 
197                       trPar->GetBendingCoor(),
198                       trPar->GetZ()};
199   if (zvert!=-9999) xyz[2] = zvert;
200   this->SetVertex(xyz); 
201 }
202
203 //============================================
204 void AliMUONTrackLight::FillFromESD(AliESDMuonTrack* muonTrack,Double_t zvert){
205   /// computes prec and charge from ESD track
206   Double_t mumass = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(13)->Mass(); 
207   Double_t thetaX = muonTrack->GetThetaX();
208   Double_t thetaY = muonTrack->GetThetaY();
209   Double_t tanthx = TMath::Tan(thetaX);
210   Double_t tanthy = TMath::Tan(thetaY);
211   Double_t pYZ    =  1./TMath::Abs(muonTrack->GetInverseBendingMomentum());
212   Double_t pz     = - pYZ / TMath::Sqrt(1.0 + tanthy * tanthy);
213   Double_t px     = pz * tanthx;
214   Double_t py     = pz * tanthy;
215   fCharge   = Int_t(TMath::Sign(1.,muonTrack->GetInverseBendingMomentum()));
216   Double_t energy = TMath::Sqrt(mumass * mumass + px*px + py*py + pz*pz);
217   fPrec.SetPxPyPzE(px,py,pz,energy);
218   // get the position
219   fXYZ[0] = muonTrack->GetNonBendingCoor();
220   fXYZ[1] = muonTrack->GetBendingCoor();
221   if (zvert==-9999) fXYZ[2] = muonTrack->GetZ();
222   else fXYZ[2] = zvert;
223   // get the chi2 per d.o.f.
224   fChi2 = muonTrack->GetChi2()/ (2.0 * muonTrack->GetNHit() - 5);
225   fIsTriggered = muonTrack->GetMatchTrigger();
226 }
227
228 //============================================
229 void AliMUONTrackLight::SetPxPyPz(Double_t px, Double_t py, Double_t pz){ 
230   /// set the reconstructed 4-momentum, assuming the particle is a muon
231   Double_t mumass = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(13)->Mass(); 
232   Double_t energy = TMath::Sqrt(mumass * mumass + px*px + py*py + pz*pz);
233   fPrec.SetPxPyPzE(px,py,pz,energy);
234 }
235
236 //============================================
237 void AliMUONTrackLight::FillMuonHistory(AliStack *stack, TParticle *part){
238   /// scans the muon history to determine parents pdg code and pythia line
239   Int_t countP = -1;
240   Int_t parents[10], parLine[10];
241   Int_t lineM = part->GetFirstMother();//line in the Pythia output of the particle's mother
242
243   TParticle *mother;
244   Int_t status=-1, pdg=-1;
245   while(lineM >= 0){
246     
247     mother = stack->Particle(lineM); //direct mother of rec. track
248     pdg = mother->GetPdgCode();//store PDG code of first mother
249     // break if a string, gluon, quark or diquark is found 
250     if(pdg == 92 || pdg == 21 || TMath::Abs(pdg) < 10 || IsDiquark(pdg)) break;
251     parents[++countP] = pdg;
252     parLine[countP] = lineM;
253     status = mother->GetStatusCode();//get its status code to check if oscillation occured
254     if(IsB0(parents[countP]) && status == 12) this->SetOscillation(kTRUE);
255     lineM = mother->GetFirstMother();
256   }
257   //store all the fragmented parents in an array:
258   for(int i = 0; i <= countP; i++){
259     this->SetParentPDGCode(i,parents[countP-i]);
260     this->SetParentPythiaLine(i,parLine[countP-i]);
261   }
262   fNParents = countP+1;
263   countP = -1;
264
265   //and store the lines of the string and further quarks in another array:
266   while(lineM >= 0){
267     mother = stack->Particle(lineM);
268     pdg = mother->GetPdgCode();
269     //now, get information before the fragmentation
270     this->SetQuarkPythiaLine(++countP, lineM);//store the line of the string in index 0
271     this->SetQuarkPDGCode(countP, pdg);//store the pdg of the quarks in index 1,2
272     lineM = mother->GetFirstMother();
273   }
274   
275   //check if in case of HF production, the string points to the correct end
276   //and correct it in case of need:
277   countP = 1;
278   for(int par = 0; par < 4; par++){
279     if(TMath::Abs(this->GetQuarkPDGCode(par)) < 6){
280       countP = par; //get the quark just before hadronisation
281       break;
282     }
283   }
284   if(this->GetQuarkPythiaLine(countP) > -1 && (this->GetParentFlavour(0)==4 || this->GetParentFlavour(0)==5)){
285     if(this->GetParentFlavour(0) != TMath::Abs(this->GetQuarkPDGCode(countP))){
286
287       AliWarning(Form("quark flavour of parent and that of quark do not correspond: %d %d --> correcting\n",
288           this->GetParentFlavour(0), TMath::Abs(this->GetQuarkPDGCode(countP)))
289         );
290       
291       pdg = this->GetQuarkPDGCode(countP);
292       Int_t line = this->GetQuarkPythiaLine(countP);
293       this->ResetQuarkInfo();
294       while(TMath::Abs(pdg) != this->GetParentFlavour(0)){//pdg of q,g in Pythia listing following the wrong string end
295                                                         //must coincide with the flavour of the last fragmented mother
296
297         pdg = stack->Particle(++line)->GetPdgCode();    
298       }
299       //now, we have the correct string end and the correct line
300       //continue to fill again all parents and corresponding lines
301       while(line >= 0){
302         mother = stack->Particle(line);//get again the mother
303         pdg = mother->GetPdgCode();
304         this->SetQuarkPythiaLine(countP, line);
305         this->SetQuarkPDGCode(countP++, pdg);
306         line = mother->GetFirstMother();
307       }
308       this->PrintInfo("h");
309     }//mismatch
310   }
311 }
312
313 //====================================
314 void AliMUONTrackLight::ResetQuarkInfo(){
315   /// resets parton information
316   for(int pos = 1; pos < 4; pos++){//[0] is the string
317     this->SetQuarkPDGCode(pos,-1);
318     this->SetQuarkPythiaLine(pos,-1);
319   }
320 }
321
322 //====================================
323 Bool_t AliMUONTrackLight::IsB0(Int_t intTest) const {
324   /// checks if the particle is a B0 
325   Int_t bMes0[2] = {511,531};//flavour code of B0d and B0s
326   Bool_t answer = kFALSE;
327   for(int i = 0; i < 2; i++){
328     if(TMath::Abs(intTest) == bMes0[i]){
329       answer = kTRUE;
330       break;
331     }
332   }
333   return answer;
334 }
335 //====================================
336 Bool_t AliMUONTrackLight::IsMotherAResonance(Int_t index) const {
337   /// checks if mother is a resonance
338   Int_t intTest = GetParentPDGCode(index); 
339   // the resonance pdg code is built this way
340   // x00ffn where x=0,1,.. (1S,2S... states), f=quark flavour 
341   Int_t id=intTest%100000; 
342   return (!((id-id%10)%110));
343 }
344 //====================================
345 Int_t AliMUONTrackLight::GetParentFlavour(Int_t idParent) const {
346   /// returns the flavour of parent idParent (idParent=0 is the oldest 
347   /// hadronized parent)
348   Int_t pdg = GetParentPDGCode(idParent); 
349   Int_t quark = TMath::Abs(pdg/100);
350   if(quark > 9) quark = quark/10;
351   return quark;
352 }
353
354 //====================================
355 void AliMUONTrackLight::PrintInfo(const Option_t* opt){
356   /// prints information about the track: 
357   /// - "H" muon's decay history
358   /// - "K" muon kinematics
359   /// - "A" all variables
360   TString options(opt);
361   options.ToUpper();
362
363   if(options.Contains("H") || options.Contains("A")){ //muon decay history
364     char *name= new char[100];
365     TString pdg = "", line = "";
366     for(int i = 3; i >= 0; i--){
367       if(this->GetQuarkPythiaLine(i)>= 0){
368         snprintf(name, 100, "%4d --> ", this->GetQuarkPythiaLine(i));
369         line += name;
370         snprintf(name, 100, "%4d --> ", this->GetQuarkPDGCode(i));
371         pdg += name;
372       }
373     }
374     for(int i = 0; i < fNParents; i++){ 
375       if(this->GetParentPythiaLine(i)>= 0){
376         snprintf(name, 100, "%7d --> ", this->GetParentPythiaLine(i));
377         line += name;
378         snprintf(name, 100, "%7d --> ", this->GetParentPDGCode(i));
379         pdg += name;
380       }
381     }
382     snprintf(name, 100, "%4d", this->GetTrackPythiaLine()); line += name;
383     snprintf(name, 100, "%4d", this->GetTrackPDGCode()); pdg += name;
384
385     printf("\nmuon's decay history:\n");
386     printf(" PDG: %s\n", pdg.Data());
387     printf("line: %s\n", line.Data());
388   }
389   if(options.Contains("K") || options.Contains("A")){ //muon kinematic
390
391     Int_t charge = this->GetCharge();
392     Double_t *vtx = this->GetVertex();
393     TLorentzVector momRec = this->GetPRec();
394     TLorentzVector momGen = this->GetPGen();
395     printf("the track's charge is %d\n", charge);
396     printf("Primary vertex: Vx = %1.3f, Vy = %1.3f, Vz = %1.3f\n", vtx[0], vtx[1], vtx[2]);
397     printf("Generated:     Px = %1.3f, Py = %1.3f, Pz = %1.3f\n", momGen.Px(), momGen.Py(), momGen.Pz());
398     printf("Reconstructed: Px = %1.3f, Py = %1.3f, Pz = %1.3f\n", momRec.Px(), momRec.Py(), momRec.Pz());
399     printf("Rec. variables: pT %1.3f, pseudo-rapidity %1.3f, theta %1.3f (%1.3f degree), phi %1.3f (%1.3f degree)\n", 
400            momRec.Pt(), momRec.Eta(), momRec.Theta(), 180./TMath::Pi() * momRec.Theta(), 
401            momRec.Phi(), 180./TMath::Pi() * momRec.Phi());
402   }
403 }
404 //====================================
405 Bool_t AliMUONTrackLight::IsParentPionOrKaon(Int_t idparent){
406   /// checks if a muon comes from a pion or kaon or a particle that decays into one of these two
407   Int_t pdg = this->GetParentPDGCode(idparent); 
408   if (TMath::Abs(pdg)==211 || //pi+
409       TMath::Abs(pdg)==321 || //K+
410       TMath::Abs(pdg)==213 || //rho+
411       TMath::Abs(pdg)==311 || //K0
412       TMath::Abs(pdg)==313 || //K*0
413       TMath::Abs(pdg)==323    //K*+
414       ) { 
415     return kTRUE;
416   }
417   else return kFALSE;
418 }
419 //====================================
420 Bool_t AliMUONTrackLight::IsDiquark(Int_t pdg) const{
421   /// check if the provided pdg code corresponds to a diquark 
422   pdg = TMath::Abs(pdg);
423   if((pdg > 1000) && (pdg%100 < 10)) return kTRUE;
424   else return kFALSE;
425 }