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 }