- Disentangle masks effect from trigger chamber efficiency estimation.
[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
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 }