get tables from the aliroot directory if they are not in the current one
[u/mrichter/AliRoot.git] / MUON / MUONmassPlot.C
1 // macro to make invariant mass plots
2 // for combinations of 2 muons with opposite charges,
3 // from root file "MUONtrackReco.root" containing the result of track reconstruction,
4 // generated by the macro "MUONrecoNtuple.C".
5 // Histograms are stored on the "MUONmassPlot.root" file.
6 // A model for macros using the Ntuple in the file "MUONtrackReco.root"
7 // may be found in "MUONtrackRecoModel.C":
8 // it has been obtained by reading with Root a file "MUONtrackReco.root",
9 // and executing the command:
10 // MUONtrackReco->MakeCode("MUONtrackRecoModel.C")
11
12 // Arguments:
13 //   FirstEvent (default 0)
14 //   LastEvent (default 0)
15 //   ResType (default 553)
16 //      553 for Upsilon, anything else for J/Psi
17 //   Chi2Cut (default 100)
18 //      to keep only tracks with chi2 per d.o.f. < Chi2Cut
19 //   PtCutMin (default 1)
20 //      to keep only tracks with transverse momentum > PtCutMin
21 //   PtCutMax (default 10000)
22 //      to keep only tracks with transverse momentum < PtCutMax
23 //   massMin (default 9.17 for Upsilon) 
24 //      &  massMax (default 9.77 for Upsilon) 
25 //         to calculate the reconstruction efficiency for resonances with invariant mass
26 //         massMin < mass < massMax.
27
28 // compile MUONrecoNtuple.C and load shared library in this macro
29 // Add parameters and histograms for analysis 
30
31 void MUONmassPlot(Int_t FirstEvent = 0, Int_t LastEvent = 0, Int_t ResType = 553, Float_t Chi2Cut = 100., Float_t PtCutMin = 1., Float_t PtCutMax = 10000.,Float_t massMin = 9.17,Float_t massMax = 9.77)
32 {
33   cout << "MUONmassPlot " << endl;
34   cout << "FirstEvent " << FirstEvent << endl;
35   cout << "LastEvent " << LastEvent << endl;
36   cout << "ResType " << ResType << endl;
37 //   cout << "Nsig " << Nsig << endl;
38   cout << "Chi2Cut " << Chi2Cut << endl;
39   cout << "PtCutMin " << PtCutMin << endl;
40   cout << "PtCutMax " << PtCutMax << endl;
41   cout << "massMin " << massMin << endl;
42   cout << "massMax " << massMax << endl;
43
44
45   //////////////////////////////////////////////////////////
46   //   This file has been automatically generated 
47   //     (Thu Sep 21 14:53:11 2000 by ROOT version2.25/02)
48   //   from TTree MUONtrackReco/MUONtrackReco
49   //   found on file: MUONtrackReco.root
50   //////////////////////////////////////////////////////////
51
52
53   //Reset ROOT and connect tree file
54   gROOT->Reset();
55 // Dynamically link some shared libs
56
57   if (gClassTable->GetID("AliRun") < 0) {
58     gSystem->SetIncludePath("-I$ALICE_ROOT/MUON -I$ALICE_ROOT/STEER");
59 //     gROOT->LoadMacro("loadlibs.C");
60 //     loadlibs();
61 // compile MUONrecoNtuple and load shared library 
62     gSystem->CompileMacro("$(ALICE_ROOT)/macros/MUONrecoNtuple.C","kf");
63   }
64
65   TFile *f = (TFile*)gROOT->GetListOfFiles()->FindObject("MUONtrackReco.root");
66   if (!f) {
67     f = new TFile("MUONtrackReco.root");
68   }
69   TTree *MUONtrackReco = (TTree*)gDirectory->Get("MUONtrackReco");
70   MUONtrackReco->SetMakeClass(1);                                      
71
72 //Declaration of leaves types
73   Int_t           fEvent;
74   UInt_t          fUniqueID;
75   UInt_t          fBits;
76   Int_t           Tracks_;
77   Int_t           Tracks_fCharge[500];
78   Float_t         Tracks_fPxRec[500];
79   Float_t         Tracks_fPyRec[500];
80   Float_t         Tracks_fPzRec[500];
81   Float_t         Tracks_fZRec[500];
82   Float_t         Tracks_fZRec1[500];
83   Int_t           Tracks_fNHits[500];
84   Float_t         Tracks_fChi2[500];
85   Float_t         Tracks_fPxGen[500];
86   Float_t         Tracks_fPyGen[500];
87   Float_t         Tracks_fPzGen[500];
88   UInt_t          Tracks_fUniqueID[500];
89   UInt_t          Tracks_fBits[500];
90
91   //Set branch addresses
92   //MUONtrackReco->SetBranchAddress("Header",&Header);
93   MUONtrackReco->SetBranchAddress("fEvent",&fEvent);
94   MUONtrackReco->SetBranchAddress("fUniqueID",&fUniqueID);
95   MUONtrackReco->SetBranchAddress("fBits",&fBits);
96 //   MUONtrackReco->SetBranchAddress("Tracks_",&Tracks_);
97   MUONtrackReco->SetBranchAddress("Tracks",&Tracks_);
98   MUONtrackReco->SetBranchAddress("Tracks.fCharge",Tracks_fCharge);
99   MUONtrackReco->SetBranchAddress("Tracks.fPxRec",Tracks_fPxRec);
100   MUONtrackReco->SetBranchAddress("Tracks.fPyRec",Tracks_fPyRec);
101   MUONtrackReco->SetBranchAddress("Tracks.fPzRec",Tracks_fPzRec);
102   MUONtrackReco->SetBranchAddress("Tracks.fZRec",Tracks_fZRec);
103   MUONtrackReco->SetBranchAddress("Tracks.fZRec1",Tracks_fZRec1);
104   MUONtrackReco->SetBranchAddress("Tracks.fNHits",Tracks_fNHits);
105   MUONtrackReco->SetBranchAddress("Tracks.fChi2",Tracks_fChi2);
106   MUONtrackReco->SetBranchAddress("Tracks.fPxGen",Tracks_fPxGen);
107   MUONtrackReco->SetBranchAddress("Tracks.fPyGen",Tracks_fPyGen);
108   MUONtrackReco->SetBranchAddress("Tracks.fPzGen",Tracks_fPzGen);
109   MUONtrackReco->SetBranchAddress("Tracks.fUniqueID",Tracks_fUniqueID);
110   MUONtrackReco->SetBranchAddress("Tracks.fBits",Tracks_fBits);
111
112 //     This is the loop skeleton
113 //       To read only selected branches, Insert statements like:
114 // MUONtrackReco->SetBranchStatus("*",0);  // disable all branches
115 // TTreePlayer->SetBranchStatus("branchname",1);  // activate branchname
116
117   Int_t nentries = MUONtrackReco->GetEntries();
118
119   Int_t nbytes = 0;
120   //   for (Int_t i=0; i<nentries;i++) {
121   //      nbytes += MUONtrackReco->GetEntry(i);
122   //   }
123
124   /////////////////////////////////////////////////////////////////
125   // Here comes the specialized part for MUONmassPlot
126   /////////////////////////////////////////////////////////////////
127
128   // File for histograms and histogram booking
129   TFile *histoFile = new TFile("MUONmassPlot.root", "RECREATE");
130   TH1F *hPtMuon = new TH1F("hPtMuon", "Muon Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
131   TH1F *hPMuon = new TH1F("hPMuon", "Muon P (GeV/c)", 100, 0., 200.);
132   TH1F *hChi2PerDof = new TH1F("hChi2PerDof", "Muon track chi2/d.o.f.", 100, 0., 20.);
133   TH1F *hInvMassAll = new TH1F("hInvMassAll", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2)", 480, 0., 12.);
134   if (ResType == 553) {
135     TH1F *hInvMassRes = new TH1F("hInvMassRes", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2) around Upsilon", 60, 8., 11.);
136   } else {
137     TH1F *hInvMassRes = new TH1F("hInvMassRes", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2) around J/Psi", 80, 0., 5.);
138   }
139
140   TH1F *hNumberOfTrack = new TH1F("hNumberOfTrack","nb of track /evt ",20,-0.5,19.5);
141   TH1F *hRapMuon = new TH1F("hRapMuon"," Muon Rapidity",50,-4.5.,-2);
142   TH1F *hRapResonance = new TH1F("hRapResonance"," Resonance Rapidity",50,-4.5,-2);
143   TH1F *hPtResonance = new TH1F("hPtResonance", "Resonance Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
144   Int_t EventInMass = 0;
145   Float_t muonMass = 0.105658389;
146   Float_t UpsilonMass = 9.46037;
147   Float_t JPsiMass = 3.097;
148   // Loop over events
149   for (Int_t event = FirstEvent; event <= TMath::Min(LastEvent, nentries - 1); event++) {
150     // get current event
151     Int_t NumberOfTrack = 0;
152     cout <<" event: " << event <<endl;
153     cout << " number of tracks: " << Tracks_ <<endl;
154     nbytes += MUONtrackReco->GetEntry(event);
155     // loop over all reconstructed tracks (also first track of combination)
156     for (Int_t t1 = 0; t1 < Tracks_; t1++) {
157       // transverse momentum
158       Float_t pt1 = TMath::Sqrt(Tracks_fPxRec[t1] * Tracks_fPxRec[t1] + Tracks_fPyRec[t1] * Tracks_fPyRec[t1]);
159
160       // total momentum
161       Float_t p1 = TMath::Sqrt(Tracks_fPxRec[t1] * Tracks_fPxRec[t1] + Tracks_fPyRec[t1] * Tracks_fPyRec[t1] + Tracks_fPzRec[t1] * Tracks_fPzRec[t1] );
162       // Rapidity
163       Float_t rapMuon1 = rapParticle(Tracks_fPxRec[t1],Tracks_fPyRec[t1],Tracks_fPzRec[t1],muonMass);
164
165       // chi2 per d.o.f.
166       Float_t ch1 = Tracks_fChi2[t1] / (2.0 * Tracks_fNHits[t1] - 5);
167       printf(" px %f py %f pz %f NHits %d  Norm.chi2 %f \n",Tracks_fPxRec[t1],Tracks_fPyRec[t1],Tracks_fPzRec[t1],Tracks_fNHits[t1],ch1);
168       // condition for good track (Chi2Cut and PtCut)
169       if ((ch1 < Chi2Cut) && (pt1 > PtCutMin) && (pt1 < PtCutMax)) {
170         // fill histos hPtMuon and hChi2PerDof
171         NumberOfTrack++;
172         hPtMuon->Fill(pt1);
173         hPMuon->Fill(p1);
174         hChi2PerDof->Fill(ch1);
175         hRapMuon->Fill(rapMuon1);
176         // loop over second track of combination
177         for (Int_t t2 = t1 + 1; t2 < Tracks_; t2++) {
178           // transverse momentum
179           Float_t pt2 = TMath::Sqrt(Tracks_fPxRec[t2] * Tracks_fPxRec[t2] + Tracks_fPyRec[t2] * Tracks_fPyRec[t2]);
180           // chi2 per d.o.f.
181           Float_t ch2 = Tracks_fChi2[t2] / (2.0 * Tracks_fNHits[t2] - 5);
182           // condition for good track (Chi2Cut and PtCut)
183           if ((ch2 < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin)  && (pt2 < PtCutMax)) {
184             // condition for opposite charges
185             if ((Tracks_fCharge[t1] * Tracks_fCharge[t2]) == -1) {
186               // invariant mass
187               Float_t invMass = MuPlusMuMinusMass(Tracks_fPxRec[t1], Tracks_fPyRec[t1], Tracks_fPzRec[t1], Tracks_fPxRec[t2], Tracks_fPyRec[t2], Tracks_fPzRec[t2],muonMass);
188               // fill histos hInvMassAll and hInvMassRes
189               hInvMassAll->Fill(invMass);
190               hInvMassRes->Fill(invMass);
191               Float_t pxRes = Tracks_fPxRec[t1]+Tracks_fPxRec[t2];
192               Float_t pyRes = Tracks_fPyRec[t1]+Tracks_fPyRec[t2];
193               Float_t pzRes = Tracks_fPzRec[t1]+Tracks_fPzRec[t2];
194               if (invMass > massMin && invMass < massMax) {
195                 EventInMass++;
196                 Float_t rapRes  = 0;
197                 if (ResType == 553) { 
198                   rapRes  =  rapParticle(pxRes,pyRes,pzRes,UpsilonMass); 
199                 } else {
200                   rapRes  =  rapParticle(pxRes,pyRes,pzRes,JPsiMass); 
201                 }
202                 hRapResonance->Fill(rapRes);
203                 hPtResonance->Fill(TMath::Sqrt(pxRes*pxRes+pyRes*pyRes));
204               }
205
206             } //if ((Tracks_fCharge[t1] * Tracks_fCharge[t2]) == -1)
207           } // if ((Tracks_fChi2[t2] < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin) && (pt2 < PtCutMax))
208         } // for (Int_t t2 = t1 + 1; t2 < Tracks_; t2++)
209       } // if ((Tracks_fChi2[t1] < Chi2Cut) && (pt1 > PtCutMin)&& (pt1 < PtCutMax) )
210     } // for (Int_t t1 = 0; t1 < Tracks_; t1++)
211     hNumberOfTrack->Fill(NumberOfTrack);
212   } // for (Int_t event = FirstEvent;
213
214   histoFile->Write();
215   histoFile->Close();
216
217   cout << "MUONmassPlot " << endl;
218   cout << "FirstEvent " << FirstEvent << endl;
219   cout << "LastEvent " << LastEvent << endl;
220   cout << "ResType " << ResType << endl;
221 //   cout << "Nsig " << Nsig << endl;
222   cout << "Chi2Cut " << Chi2Cut << endl;
223   cout << "PtCutMin " << PtCutMin << endl;
224   cout << "PtCutMax " << PtCutMax << endl;
225   cout << "massMin " << massMin << endl;
226   cout << "massMax " << massMax << endl;
227   cout << "EventInMass " << EventInMass << endl;
228 }
229
230
231 Float_t MuPlusMuMinusMass(Float_t Px1, Float_t Py1, Float_t Pz1, Float_t Px2, Float_t Py2, Float_t Pz2, Float_t muonMass)
232 {
233   // return invariant mass for particle 1 & 2 whose masses are equal to muonMass
234  
235   Float_t e1 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + Px1 * Px1 + Py1 * Py1 + Pz1 * Pz1);
236   Float_t e2 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + Px2 * Px2 + Py2 * Py2 + Pz2 * Pz2);
237   return (TMath::Sqrt(2.0 * (muonMass * muonMass + e1 * e2 - Px1 * Px2 - Py1 * Py2 - Pz1 * Pz2)));
238 }
239
240 Float_t rapParticle(Float_t Px, Float_t Py, Float_t Pz, Float_t Mass)
241 {
242   // return rapidity for particle 
243
244   // Particle energy
245   Float_t Energy = TMath::Sqrt(Px*Px+Py*Py+Pz*Pz+Mass*Mass);
246   // Rapidity
247   Float_t Rapidity = 0.5*TMath::Log((Energy+Pz)/(Energy-Pz));
248   return Rapidity;
249 }