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
 150 void AliMUONTrackLight::FillFromAliMUONTrack(AliMUONTrack *trackReco,Double_t zvert){
 151   /// this method sets the muon reconstructed momentum according to the value given by AliMUONTrack
 152   AliMUONTrackParam* trPar = trackReco->GetTrackParamAtVertex();
 153   if (!trPar) {
 154     AliError("The track must contain the parameters at vertex");
 155     return;
 156   }
 157   this->SetCharge(Int_t(TMath::Sign(1.,trPar->GetInverseBendingMomentum())));
 158   this->SetPxPyPz(trPar->Px(),trPar->Py(), trPar->Pz());
 159   this->SetTriggered(trackReco->GetMatchTrigger());
 160
 161   Double_t xyz[3] = { trPar->GetNonBendingCoor(),
 162                       trPar->GetBendingCoor(),
 163                       trPar->GetZ()};
 164   if (zvert!=-9999) xyz[2] = zvert;
 165   this->SetVertex(xyz);
 166 }
 167
 168 //============================================
 169 void AliMUONTrackLight::FillFromESD(AliESDMuonTrack* muonTrack,Double_t zvert){
 170   /// computes prec and charge from ESD track
 171   Double_t mumass = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(13)->Mass();
 172   Double_t thetaX = muonTrack->GetThetaX();
 173   Double_t thetaY = muonTrack->GetThetaY();
 174   Double_t tanthx = TMath::Tan(thetaX);
 175   Double_t tanthy = TMath::Tan(thetaY);
 176   Double_t pYZ    =  1./TMath::Abs(muonTrack->GetInverseBendingMomentum());
 177   Double_t pz     = - pYZ / TMath::Sqrt(1.0 + tanthy * tanthy);
 178   Double_t px     = pz * tanthx;
 179   Double_t py     = pz * tanthy;
 180   fCharge   = Int_t(TMath::Sign(1.,muonTrack->GetInverseBendingMomentum()));
 181   Double_t energy = TMath::Sqrt(mumass * mumass + px*px + py*py + pz*pz);
 182   fPrec.SetPxPyPzE(px,py,pz,energy);
 183   // get the position
 184   fXYZ[0] = muonTrack->GetNonBendingCoor();
 185   fXYZ[1] = muonTrack->GetBendingCoor();
 186   if (zvert==-9999) fXYZ[2] = muonTrack->GetZ();
 187   else fXYZ[2] = zvert;
 188   // get the chi2 per d.o.f.
 189   fChi2 = muonTrack->GetChi2()/ (2.0 * muonTrack->GetNHit() - 5);
 190   fIsTriggered = muonTrack->GetMatchTrigger();
 191 }
 192
 193 //============================================
 194 void AliMUONTrackLight::SetPxPyPz(Double_t px, Double_t py, Double_t pz){
 195   /// set the reconstructed 4-momentum, assuming the particle is a muon
 196   Double_t mumass = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(13)->Mass();
 197   Double_t energy = TMath::Sqrt(mumass * mumass + px*px + py*py + pz*pz);
 198   fPrec.SetPxPyPzE(px,py,pz,energy);
 199 }
 200
 201 //============================================
 202 void AliMUONTrackLight::FillMuonHistory(AliStack *stack, TParticle *part){
 203   /// scans the muon history to determine parents pdg code and pythia line
 204   Int_t countP = -1;
 205   Int_t parents[10], parLine[10];
 206   Int_t lineM = part->GetFirstMother();//line in the Pythia output of the particle's mother
 207
 208   TParticle *mother;
 209   Int_t status=-1, pdg=-1;
 210   while(lineM >= 0){
 211
 212     mother = stack->Particle(lineM); //direct mother of rec. track
 213     pdg = mother->GetPdgCode();//store PDG code of first mother
 214     // break if a string, gluon, quark or diquark is found
 215     if(pdg == 92 || pdg == 21 || TMath::Abs(pdg) < 10 || IsDiquark(pdg)) break;
 216     parents[++countP] = pdg;
 217     parLine[countP] = lineM;
 218     status = mother->GetStatusCode();//get its status code to check if oscillation occured
 219     if(IsB0(parents[countP]) && status == 12) this->SetOscillation(kTRUE);
 220     lineM = mother->GetFirstMother();
 221   }
 222   //store all the fragmented parents in an array:
 223   for(int i = 0; i <= countP; i++){
 224     this->SetParentPDGCode(i,parents[countP-i]);
 225     this->SetParentPythiaLine(i,parLine[countP-i]);
 226   }
 227   fNParents = countP+1;
 228   countP = -1;
 229
 230   //and store the lines of the string and further quarks in another array:
 231   while(lineM >= 0){
 232     mother = stack->Particle(lineM);
 233     pdg = mother->GetPdgCode();
 234     //now, get information before the fragmentation
 235     this->SetQuarkPythiaLine(++countP, lineM);//store the line of the string in index 0
 236     this->SetQuarkPDGCode(countP, pdg);//store the pdg of the quarks in index 1,2
 237     lineM = mother->GetFirstMother();
 238   }
 239
 240   //check if in case of HF production, the string points to the correct end
 241   //and correct it in case of need:
 242   countP = 1;
 243   for(int par = 0; par < 4; par++){
 244     if(TMath::Abs(this->GetQuarkPDGCode(par)) < 6){
 245       countP = par; //get the quark just before hadronisation
 246       break;
 247     }
 248   }
 249   if(this->GetQuarkPythiaLine(countP) > -1 && (this->GetParentFlavour(0)==4 || this->GetParentFlavour(0)==5)){
 250     if(this->GetParentFlavour(0) != TMath::Abs(this->GetQuarkPDGCode(countP))){
 251
 252       AliWarning(Form("quark flavour of parent and that of quark do not correspond: %d %d --> correcting\n",
 253           this->GetParentFlavour(0), TMath::Abs(this->GetQuarkPDGCode(countP)))
 254         );
 255
 256       pdg = this->GetQuarkPDGCode(countP);
 257       Int_t line = this->GetQuarkPythiaLine(countP);
 258       this->ResetQuarkInfo();
 259       while(TMath::Abs(pdg) != this->GetParentFlavour(0)){//pdg of q,g in Pythia listing following the wrong string end
 260                                                         //must coincide with the flavour of the last fragmented mother
 261
 262         pdg = stack->Particle(++line)->GetPdgCode();
 263       }
 264       //now, we have the correct string end and the correct line
 265       //continue to fill again all parents and corresponding lines
 266       while(line >= 0){
 267         mother = stack->Particle(line);//get again the mother
 268         pdg = mother->GetPdgCode();
 269         this->SetQuarkPythiaLine(countP, line);
 270         this->SetQuarkPDGCode(countP++, pdg);
 271         line = mother->GetFirstMother();
 272       }
 273       this->PrintInfo("h");
 274     }//mismatch
 275   }
 276 }
 277
 278 //====================================
 279 void AliMUONTrackLight::ResetQuarkInfo(){
 280   /// resets parton information
 281   for(int pos = 1; pos < 4; pos++){//[0] is the string
 282     this->SetQuarkPDGCode(pos,-1);
 283     this->SetQuarkPythiaLine(pos,-1);
 284   }
 285 }
 286
 287 //====================================
 288 Bool_t AliMUONTrackLight::IsB0(Int_t intTest) const {
 289   /// checks if the particle is a B0
 290   Int_t bMes0[2] = {511,531};//flavour code of B0d and B0s
 291   Bool_t answer = kFALSE;
 292   for(int i = 0; i < 2; i++){
 293     if(TMath::Abs(intTest) == bMes0[i]){
 294       answer = kTRUE;
 295       break;
 296     }
 297   }
 298   return answer;
 299 }
 300 //====================================
 301 Bool_t AliMUONTrackLight::IsMotherAResonance(Int_t index) const {
 302   /// checks if mother is a resonance
 303   Int_t intTest = GetParentPDGCode(index);
 304   // the resonance pdg code is built this way
 305   // x00ffn where x=0,1,.. (1S,2S... states), f=quark flavour
 306   Int_t id=intTest%100000;
 307   return (!((id-id%10)%110));
 308 }
 309 //====================================
 310 Int_t AliMUONTrackLight::GetParentFlavour(Int_t idParent) const {
 311   /// returns the flavour of parent idParent (idParent=0 is the oldest
 312   /// hadronized parent)
 313   Int_t pdg = GetParentPDGCode(idParent);
 314   Int_t quark = TMath::Abs(pdg/100);
 315   if(quark > 9) quark = quark/10;
 316   return quark;
 317 }
 318
 319 //====================================
 320 void AliMUONTrackLight::PrintInfo(const Option_t* opt){
 321   /// prints information about the track:
 322   /// - "H" muon's decay history
 323   /// - "K" muon kinematics
 324   /// - "A" all variables
 325   TString options(opt);
 326   options.ToUpper();
 327
 328   if(options.Contains("H") || options.Contains("A")){ //muon decay history
 329     char *name= new char[100];
 330     TString pdg = "", line = "";
 331     for(int i = 3; i >= 0; i--){
 332       if(this->GetQuarkPythiaLine(i)>= 0){
 333         snprintf(name, 100, "%4d --> ", this->GetQuarkPythiaLine(i));
 334         line += name;
 335         snprintf(name, 100, "%4d --> ", this->GetQuarkPDGCode(i));
 336         pdg += name;
 337       }
 338     }
 339     for(int i = 0; i < fNParents; i++){
 340       if(this->GetParentPythiaLine(i)>= 0){
 341         snprintf(name, 100, "%7d --> ", this->GetParentPythiaLine(i));
 342         line += name;
 343         snprintf(name, 100, "%7d --> ", this->GetParentPDGCode(i));
 344         pdg += name;
 345       }
 346     }
 347     snprintf(name, 100, "%4d", this->GetTrackPythiaLine()); line += name;
 348     snprintf(name, 100, "%4d", this->GetTrackPDGCode()); pdg += name;
 349
 350     printf("\nmuon's decay history:\n");
 351     printf(" PDG: %s\n", pdg.Data());
 352     printf("line: %s\n", line.Data());
 353   }
 354   if(options.Contains("K") || options.Contains("A")){ //muon kinematic
 355
 356     Int_t charge = this->GetCharge();
 357     Double_t *vtx = this->GetVertex();
 358     TLorentzVector momRec = this->GetPRec();
 359     TLorentzVector momGen = this->GetPGen();
 360     printf("the track's charge is %d\n", charge);
 361     printf("Primary vertex: Vx = %1.3f, Vy = %1.3f, Vz = %1.3f\n", vtx[0], vtx[1], vtx[2]);
 362     printf("Generated:     Px = %1.3f, Py = %1.3f, Pz = %1.3f\n", momGen.Px(), momGen.Py(), momGen.Pz());
 363     printf("Reconstructed: Px = %1.3f, Py = %1.3f, Pz = %1.3f\n", momRec.Px(), momRec.Py(), momRec.Pz());
 364     printf("Rec. variables: pT %1.3f, pseudo-rapidity %1.3f, theta %1.3f (%1.3f degree), phi %1.3f (%1.3f degree)\n",
 365            momRec.Pt(), momRec.Eta(), momRec.Theta(), 180./TMath::Pi() * momRec.Theta(),
 366            momRec.Phi(), 180./TMath::Pi() * momRec.Phi());
 367   }
 368 }
 369 //====================================
 370 Bool_t AliMUONTrackLight::IsParentPionOrKaon(Int_t idparent){
 371   /// checks if a muon comes from a pion or kaon or a particle that decays into one of these two
 372   Int_t pdg = this->GetParentPDGCode(idparent);
 373   if (TMath::Abs(pdg)==211 || //pi+
 374       TMath::Abs(pdg)==321 || //K+
 375       TMath::Abs(pdg)==213 || //rho+
 376       TMath::Abs(pdg)==311 || //K0
 377       TMath::Abs(pdg)==313 || //K*0
 378       TMath::Abs(pdg)==323    //K*+
 379       ) {
 380     return kTRUE;
 381   }
 382   else return kFALSE;
 383 }
 384 //====================================
 385 Bool_t AliMUONTrackLight::IsDiquark(Int_t pdg) const{
 386   /// check if the provided pdg code corresponds to a diquark
 387   pdg = TMath::Abs(pdg);
 388   if((pdg > 1000) && (pdg%100 < 10)) return kTRUE;
 389   else return kFALSE;
 390 }