MUON/DIMUONFakes.C

   1 #if !defined(__CINT__) || defined(__MAKECINT__)
   2 // ROOT includes
   3 #include <TFile.h>
   4 #include <TH1.h>
   5 #include <TCanvas.h>
   6 #include <Riostream.h>
   7 #include <TROOT.h>
   8 #include <TClonesArray.h>
   9 #include <TLorentzVector.h>
  10
  11 // STEER includes
  12 #include "AliLog.h"
  13 #include "AliESDEvent.h"
  14 #include "AliESDMuonTrack.h"
  15 #include "AliCDBManager.h"
  16
  17 // MUON includes
  18 #include "AliMUONCDB.h"
  19 #include "AliMUONTrack.h"
  20 #include "AliMUONVTrackStore.h"
  21 #include "AliMUONTrackParam.h"
  22 #include "AliMUONRecoCheck.h"
  23 #include "AliMUONVCluster.h"
  24 #include "AliMUONRecoParam.h"
  25 #endif
  26
  27 /// \ingroup macros
  28 /// \file DIMUONFakes.C
  29 ///
  30 /// \author Ph. Pillot, Subatech, March. 2009
  31 ///
  32 /// Macro to study the effects of fake tracks on the dimuon spectra
  33 /// Results are saved in the root file DiFakes.root
  34 /// Results are relevent provided that you use the same recoParams as for the reconstruction
  35
  36 Bool_t TrackMatched(AliMUONTrack &track, AliMUONTrack &trackRef, Float_t &fractionOfMatchCluster, Double_t sigmaCut);
  37 AliMUONTrack* MatchWithTrackRef(AliMUONTrack &muonTrack, AliMUONVTrackStore &trackRefStore,
  38                                 Float_t &fractionOfMatchCluster, Bool_t useLabel, Double_t sigmaCut);
  39
  40 //-----------------------------------------------------------------------
  41 void DIMUONFakes(Bool_t useLabel = kFALSE, Int_t FirstEvent = 0, Int_t LastEvent = -1,
  42                  const TString esdFileName = "AliESDs.root", const TString SimDir = "./generated/",
  43                  const TString ocdbPath = "local://$ALICE_ROOT/OCDB")
  44 {
  45
  46   //Reset ROOT and connect tree file
  47   gROOT->Reset();
  48
  49   // File for histograms and histogram booking
  50   TFile *histoFile = new TFile("DiFakes.root", "RECREATE");
  51
  52   TH1F *hMass = new TH1F("hMass", "Dimuon mass distribution (GeV/c^{2})", 100, 0., 12.);
  53   TH1F *hMassM = new TH1F("hMassM", "matched track mass distribution (GeV/c^{2})", 100, 0., 12.);
  54   TH1F *hMassF = new TH1F("hMassF", "fake track mass distribution (GeV/c^{2})", 100, 0., 12.);
  55   TH1F *hP = new TH1F("hP", "Dimuon P distribution (GeV/c)", 100, 0., 200.);
  56   TH1F *hPM = new TH1F("hPM", "matched track P distribution (GeV/c)", 100, 0., 200.);
  57   TH1F *hPF = new TH1F("hPF", "fake track P distribution (GeV/c)", 100, 0., 200.);
  58   TH1F *hPt = new TH1F("hPt", "Dimuon Pt distribution (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  59   TH1F *hPtM = new TH1F("hPtM", "matched track Pt distribution (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  60   TH1F *hPtF = new TH1F("hPtF", "fake track Pt distribution (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  61   TH1F *hY = new TH1F("hY"," Dimuon rapidity distribution",100,-10,0);
  62   TH1F *hYM = new TH1F("hYM"," matched track rapidity distribution",100,-10,0);
  63   TH1F *hYF = new TH1F("hYF"," fake track rapidity distribution",100,-10,0);
  64   TH1F *hEta = new TH1F("hEta"," Dimuon pseudo-rapidity distribution",100,-10,0);
  65   TH1F *hEtaM = new TH1F("hEtaM"," matched track pseudo-rapidity distribution",100,-10,0);
  66   TH1F *hEtaF = new TH1F("hEtaF"," fake track pseudo-rapidity distribution",100,-10,0);
  67   TH1F *hPhi = new TH1F("hPhi"," Dimuon phi distribution",100,-1.,9.);
  68   TH1F *hPhiM = new TH1F("hPhiM"," matched track phi distribution",100,-1.,9.);
  69   TH1F *hPhiF = new TH1F("hPhiF"," fake track phi distribution",100,-1.,9.);
  70
  71   // link to reconstructed and simulated tracks
  72   AliMUONRecoCheck rc(esdFileName, SimDir);
  73
  74   // load necessary data from OCDB
  75   AliCDBManager::Instance()->SetDefaultStorage(ocdbPath);
  76   AliCDBManager::Instance()->SetRun(rc.GetRunNumber());
  77   AliMUONRecoParam* recoParam = AliMUONCDB::LoadRecoParam();
  78   if (!recoParam) return;
  79
  80   // get sigma cut from recoParam to associate clusters with TrackRefs in case the label are not used
  81   Double_t sigmaCut = (recoParam->ImproveTracks()) ? recoParam->GetSigmaCutForImprovement() : recoParam->GetSigmaCutForTracking();
  82
  83   TLorentzVector vMu1, vMu2, vDiMu;
  84
  85   // Loop over ESD events
  86   FirstEvent = TMath::Max(0, FirstEvent);
  87   LastEvent = (LastEvent>=0) ? TMath::Min(rc.NumberOfEvents() - 1, LastEvent) : rc.NumberOfEvents() - 1;
  88   for (Int_t iEvent = FirstEvent; iEvent <= LastEvent; iEvent++) {
  89
  90     // get reconstructed and simulated tracks
  91     AliMUONVTrackStore* muonTrackStore = rc.ReconstructedTracks(iEvent, kFALSE);
  92     AliMUONVTrackStore* trackRefStore = rc.TrackRefs(iEvent);
  93     if (!muonTrackStore || !trackRefStore) continue;
  94
  95     // loop over ESD tracks and flag them
  96     const AliESDEvent* esd = rc.GetESDEvent();
  97     Int_t nTracks = (Int_t)esd->GetNumberOfMuonTracks() ;
  98     for (Int_t iTrack = 0; iTrack <  nTracks;  iTrack++) {
  99
 100       AliESDMuonTrack* esdTrack = esd->GetMuonTrack(iTrack);
 101
 102       // skip ghosts
 103       if (!esdTrack->ContainTrackerData()) continue;
 104
 105       // find the corresponding MUON track
 106       AliMUONTrack* muonTrack = (AliMUONTrack*) muonTrackStore->FindObject(esdTrack->GetUniqueID());
 107
 108       // try to match the reconstructed track with a simulated one
 109       Float_t fractionOfMatchCluster = 0.;
 110       AliMUONTrack* matchedTrackRef = MatchWithTrackRef(*muonTrack, *trackRefStore, fractionOfMatchCluster, useLabel, sigmaCut);
 111
 112       // take actions according to matching result
 113       if (matchedTrackRef) {
 114
 115         // flag matched tracks
 116         esdTrack->SetLabel(matchedTrackRef->GetUniqueID());
 117
 118         // remove already matched trackRefs
 119         trackRefStore->Remove(*matchedTrackRef);
 120
 121       } else {
 122
 123         // flag fake tracks
 124         esdTrack->SetLabel(-1);
 125
 126       }
 127
 128     }
 129
 130     // double loop over ESD tracks, build pairs and fill histograms according to their label
 131     for (Int_t iTrack1 = 0; iTrack1 <  nTracks;  iTrack1++) {
 132       AliESDMuonTrack* muonTrack1 = esd->GetMuonTrack(iTrack1);
 133
 134       // skip ghosts
 135       if (!muonTrack1->ContainTrackerData()) continue;
 136
 137       // get track info
 138       Short_t charge1 = muonTrack1->Charge();
 139       Int_t label1 = muonTrack1->GetLabel();
 140       muonTrack1->LorentzP(vMu1);
 141
 142       for (Int_t iTrack2 = iTrack1+1; iTrack2 <  nTracks;  iTrack2++) {
 143         AliESDMuonTrack* muonTrack2 = esd->GetMuonTrack(iTrack2);
 144
 145         // skip ghosts
 146         if (!muonTrack2->ContainTrackerData()) continue;
 147
 148         // keep only opposite sign pairs
 149         Short_t charge2 = muonTrack2->Charge();
 150         if (charge1*charge2 > 0) continue;
 151
 152         // get track info
 153         Int_t label2 = muonTrack2->GetLabel();
 154         muonTrack2->LorentzP(vMu2);
 155
 156         // compute kinematics of the pair
 157         vDiMu = vMu1 + vMu2;
 158         Float_t mass = vDiMu.M();
 159         Float_t p = vDiMu.P();
 160         Float_t pt = vDiMu.Pt();
 161         Float_t y = vDiMu.Rapidity();
 162         Float_t eta = vDiMu.Eta();
 163         Float_t phi = vDiMu.Phi();
 164         if (phi < 0) phi += 2.*TMath::Pi();
 165
 166         // fill global histograms
 167         hMass->Fill(mass);
 168         hP->Fill(p);
 169         hPt->Fill(pt);
 170         hY->Fill(y);
 171         hEta->Fill(eta);
 172         hPhi->Fill(phi);
 173
 174         // fill histograms according to labels
 175         if (label1 >= 0 && label2 >= 0) {
 176
 177           hMassM->Fill(mass);
 178           hPM->Fill(p);
 179           hPtM->Fill(pt);
 180           hYM->Fill(y);
 181           hEtaM->Fill(eta);
 182           hPhiM->Fill(phi);
 183
 184         } else {
 185
 186           hMassF->Fill(mass);
 187           hPF->Fill(p);
 188           hPtF->Fill(pt);
 189           hYF->Fill(y);
 190           hEtaF->Fill(eta);
 191           hPhiF->Fill(phi);
 192
 193         }
 194
 195       }
 196
 197     }
 198
 199   } // end of loop over events
 200
 201   // plot results
 202   TCanvas cDiFakesSummary("cDiFakesSummary","cDiFakesSummary",900,600);
 203   cDiFakesSummary.Divide(3,2);
 204   cDiFakesSummary.cd(1);
 205   cDiFakesSummary.GetPad(1)->SetLogy();
 206   hMass->Draw();
 207   hMass->SetMinimum(0.5);
 208   hMassM->Draw("same");
 209   hMassM->SetLineColor(4);
 210   hMassF->Draw("same");
 211   hMassF->SetLineColor(2);
 212   hMassF->SetFillColor(2);
 213   hMassF->SetFillStyle(3017);
 214   cDiFakesSummary.cd(2);
 215   cDiFakesSummary.GetPad(3)->SetLogy();
 216   hP->Draw();
 217   hP->SetMinimum(0.5);
 218   hPM->Draw("same");
 219   hPM->SetLineColor(4);
 220   hPF->Draw("same");
 221   hPF->SetLineColor(2);
 222   hPF->SetFillColor(2);
 223   hPF->SetFillStyle(3017);
 224   cDiFakesSummary.cd(3);
 225   cDiFakesSummary.GetPad(4)->SetLogy();
 226   hPt->Draw();
 227   hPt->SetMinimum(0.5);
 228   hPtM->Draw("same");
 229   hPtM->SetLineColor(4);
 230   hPtF->Draw("same");
 231   hPtF->SetLineColor(2);
 232   hPtF->SetFillColor(2);
 233   hPtF->SetFillStyle(3017);
 234   cDiFakesSummary.cd(4);
 235   cDiFakesSummary.GetPad(2)->SetLogy();
 236   hY->Draw();
 237   hY->SetMinimum(0.5);
 238   hYM->Draw("same");
 239   hYM->SetLineColor(4);
 240   hYF->Draw("same");
 241   hYF->SetLineColor(2);
 242   hYF->SetFillColor(2);
 243   hYF->SetFillStyle(3017);
 244   cDiFakesSummary.cd(5);
 245   cDiFakesSummary.GetPad(5)->SetLogy();
 246   hEta->Draw();
 247   hEta->SetMinimum(0.5);
 248   hEtaM->Draw("same");
 249   hEtaM->SetLineColor(4);
 250   hEtaF->Draw("same");
 251   hEtaF->SetLineColor(2);
 252   hEtaF->SetFillColor(2);
 253   hEtaF->SetFillStyle(3017);
 254   cDiFakesSummary.cd(6);
 255   cDiFakesSummary.GetPad(6)->SetLogy();
 256   hPhi->Draw();
 257   hPhi->SetMinimum(0.5);
 258   hPhiM->Draw("same");
 259   hPhiM->SetLineColor(4);
 260   hPhiF->Draw("same");
 261   hPhiF->SetLineColor(2);
 262   hPhiF->SetFillColor(2);
 263   hPhiF->SetFillStyle(3017);
 264
 265   // save results
 266   histoFile->cd();
 267   histoFile->Write();
 268   cDiFakesSummary.Write();
 269   histoFile->Close();
 270
 271 }
 272
 273 //-----------------------------------------------------------------------
 274 Bool_t TrackMatched(AliMUONTrack &track, AliMUONTrack &trackRef, Float_t &fractionOfMatchCluster, Double_t sigmaCut)
 275 {
 276   /// Try to match 2 tracks
 277
 278   Bool_t compTrack[10];
 279   Int_t nMatchClusters = track.CompatibleTrack(&trackRef, sigmaCut, compTrack);
 280   fractionOfMatchCluster = ((Float_t)nMatchClusters) / ((Float_t)track.GetNClusters());
 281
 282   if ((compTrack[0] || compTrack[1] || compTrack[2] || compTrack[3]) && // at least 1 cluster matched in st 1 & 2
 283       (compTrack[6] || compTrack[7] || compTrack[8] || compTrack[9]) && // at least 1 cluster matched in st 4 & 5
 284       fractionOfMatchCluster > 0.5) return kTRUE;                       // more than 50% of clusters matched
 285   else return kFALSE;
 286
 287 }
 288
 289 //-----------------------------------------------------------------------
 290 AliMUONTrack* MatchWithTrackRef(AliMUONTrack &muonTrack, AliMUONVTrackStore &trackRefStore,
 291                                 Float_t &fractionOfMatchCluster, Bool_t useLabel, Double_t sigmaCut)
 292 {
 293   /// Return if the trackRef matched with the reconstructed track and the fraction of matched clusters
 294
 295   AliMUONTrack *matchedTrackRef = 0x0;
 296   fractionOfMatchCluster = 0.;
 297
 298   if (useLabel) { // by using the MC label
 299
 300     // get the corresponding simulated track if any
 301     Int_t label = muonTrack.GetMCLabel();
 302     matchedTrackRef = (AliMUONTrack*) trackRefStore.FindObject(label);
 303
 304     // get the fraction of matched clusters
 305     if (matchedTrackRef) {
 306       Int_t nMatchClusters = 0;
 307       Int_t nClusters = muonTrack.GetNClusters();
 308       for (Int_t iCl = 0; iCl < nClusters; iCl++)
 309         if (((AliMUONTrackParam*) muonTrack.GetTrackParamAtCluster()->UncheckedAt(iCl))->GetClusterPtr()->GetMCLabel() == label)
 310           nMatchClusters++;
 311       fractionOfMatchCluster = ((Float_t)nMatchClusters) / ((Float_t)nClusters);
 312     }
 313
 314   } else { // by comparing cluster/TrackRef positions
 315
 316     // look for the corresponding simulated track if any
 317     TIter next(trackRefStore.CreateIterator());
 318     AliMUONTrack* trackRef;
 319     while ( ( trackRef = static_cast<AliMUONTrack*>(next()) ) ) {
 320
 321       // check compatibility
 322       Float_t f = 0.;
 323       if (TrackMatched(muonTrack, *trackRef, f, sigmaCut)) {
 324         matchedTrackRef = trackRef;
 325         fractionOfMatchCluster = f;
 326         break;
 327       }
 328
 329     }
 330
 331   }
 332
 333   return matchedTrackRef;
 334
 335 }
 336