MUON/MUONmassPlot_ESD.C

   1 #if !defined(__CINT__) || defined(__MAKECINT__)
   2 // ROOT includes
   3 #include "TTree.h"
   4 #include "TBranch.h"
   5 #include "TClonesArray.h"
   6 #include "TLorentzVector.h"
   7 #include "TFile.h"
   8 #include "TH1.h"
   9 #include "TH2.h"
  10 #include "TParticle.h"
  11 #include "TTree.h"
  12 #include <Riostream.h>
  13 #include <TGeoManager.h>
  14 #include <TROOT.h>
  15
  16 // STEER includes
  17 #include "AliLog.h"
  18 #include "AliMagF.h"
  19 #include "AliESDEvent.h"
  20 #include "AliESDVertex.h"
  21 #include "AliTracker.h"
  22 #include "AliESDMuonTrack.h"
  23
  24 // MUON includes
  25 #include "AliMUONTrackParam.h"
  26 #include "AliMUONTrackExtrap.h"
  27 #include "AliMUONESDInterface.h"
  28 #endif
  29
  30 /// \ingroup macros
  31 /// \file MUONmassPlot_ESD.C
  32 /// \brief Macro MUONefficiency.C for ESD
  33 ///
  34 /// \author Ch. Finck, Subatech, April. 2004
  35 ///
  36 ///
  37 /// Macro to make invariant mass plots
  38 /// for combinations of 2 muons with opposite charges,
  39 /// from root file "MUON.tracks.root" containing the result of track reconstruction.
  40 /// Histograms are stored on the "MUONmassPlot.root" file.
  41 /// introducing TLorentzVector for parameter calculations (Pt, P,rap,etc...)
  42 /// using Invariant Mass for rapidity.
  43 ///
  44 /// Add parameters and histograms for analysis
  45
  46 Bool_t MUONmassPlot(Int_t ExtrapToVertex = -1, char* geoFilename = "geometry.root",
  47                   Int_t FirstEvent = 0, Int_t LastEvent = 10000, char* esdFileName = "AliESDs.root", Int_t ResType = 553,
  48                   Float_t Chi2Cut = 100., Float_t PtCutMin = 1., Float_t PtCutMax = 10000.,
  49                   Float_t massMin = 9.17,Float_t massMax = 9.77)
  50 {
  51 /// \param ExtrapToVertex (default -1)
  52 ///   - <0: no extrapolation;
  53 ///   - =0: extrapolation to (0,0,0);
  54 ///   - >0: extrapolation to ESDVertex if available, else to (0,0,0)
  55 /// \param FirstEvent (default 0)
  56 /// \param LastEvent (default 0)
  57 /// \param ResType    553 for Upsilon, anything else for J/Psi (default 553)
  58 /// \param Chi2Cut    to keep only tracks with chi2 per d.o.f. < Chi2Cut (default 100)
  59 /// \param PtCutMin   to keep only tracks with transverse momentum > PtCutMin (default 1)
  60 /// \param PtCutMax   to keep only tracks with transverse momentum < PtCutMax (default 10000)
  61 /// \param massMin   (default 9.17 for Upsilon)
  62 /// \param massMax   (default 9.77 for Upsilon);
  63 ///         to calculate the reconstruction efficiency for resonances with invariant mass
  64 ///         massMin < mass < massMax.
  65
  66   cout << "MUONmassPlot " << endl;
  67   cout << "FirstEvent " << FirstEvent << endl;
  68   cout << "LastEvent " << LastEvent << endl;
  69   cout << "ResType " << ResType << endl;
  70   cout << "Chi2Cut " << Chi2Cut << endl;
  71   cout << "PtCutMin " << PtCutMin << endl;
  72   cout << "PtCutMax " << PtCutMax << endl;
  73   cout << "massMin " << massMin << endl;
  74   cout << "massMax " << massMax << endl;
  75
  76
  77   //Reset ROOT and connect tree file
  78   gROOT->Reset();
  79
  80   // File for histograms and histogram booking
  81   TFile *histoFile = new TFile("MUONmassPlot.root", "RECREATE");
  82   TH1F *hPtMuon = new TH1F("hPtMuon", "Muon Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  83   TH1F *hPtMuonPlus = new TH1F("hPtMuonPlus", "Muon+ Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  84   TH1F *hPtMuonMinus = new TH1F("hPtMuonMinus", "Muon- Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  85   TH1F *hPMuon = new TH1F("hPMuon", "Muon P (GeV/c)", 100, 0., 200.);
  86   TH1F *hChi2PerDof = new TH1F("hChi2PerDof", "Muon track chi2/d.o.f.", 100, 0., 20.);
  87   TH1F *hInvMassAll = new TH1F("hInvMassAll", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2)", 480, 0., 12.);
  88   TH1F *hInvMassBg = new TH1F("hInvMassBg", "Mu+Mu- invariant mass BG(GeV/c2)", 480, 0., 12.);
  89   TH2F *hInvMassAll_vs_Pt = new TH2F("hInvMassAll_vs_Pt","hInvMassAll_vs_Pt",480,0.,12.,80,0.,20.);
  90   TH2F *hInvMassBgk_vs_Pt = new TH2F("hInvMassBgk_vs_Pt","hInvMassBgk_vs_Pt",480,0.,12.,80,0.,20.);
  91   TH1F *hInvMassRes;
  92   TH1F *hPrimaryVertex = new TH1F("hPrimaryVertex","SPD reconstructed Z vertex",150,-15,15);
  93
  94   if (ResType == 553) {
  95     hInvMassRes = new TH1F("hInvMassRes", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2) around Upsilon", 60, 8., 11.);
  96   } else {
  97     hInvMassRes = new TH1F("hInvMassRes", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2) around J/Psi", 80, 0., 5.);
  98   }
  99
 100   TH1F *hNumberOfTrack = new TH1F("hNumberOfTrack","nb of track /evt ",20,-0.5,19.5);
 101   TH1F *hRapMuon = new TH1F("hRapMuon"," Muon Rapidity",50,-4.5,-2);
 102   TH1F *hRapResonance = new TH1F("hRapResonance"," Resonance Rapidity",50,-4.5,-2);
 103   TH1F *hPtResonance = new TH1F("hPtResonance", "Resonance Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
 104   TH2F *hThetaPhiPlus = new TH2F("hThetaPhiPlus", "Theta vs Phi +", 760, -190., 190., 400, 160., 180.);
 105   TH2F *hThetaPhiMinus = new TH2F("hThetaPhiMinus", "Theta vs Phi -", 760, -190., 190., 400, 160., 180.);
 106
 107
 108   // settings
 109   Int_t EventInMass = 0;
 110   Int_t EventInMassMatch = 0;
 111   Int_t NbTrigger = 0;
 112
 113   Float_t muonMass = 0.105658389;
 114 //   Float_t UpsilonMass = 9.46037;
 115 //   Float_t JPsiMass = 3.097;
 116
 117   Int_t fCharge1, fCharge2;
 118   Double_t fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, fE1;
 119   Double_t fPxRec2, fPyRec2, fPzRec2, fE2;
 120
 121   Int_t ntrackhits, nevents;
 122   Double_t fitfmin;
 123   Double_t fZVertex=0;
 124   Double_t fYVertex=0;
 125   Double_t fXVertex=0;
 126   Double_t errXVtx=0;
 127   Double_t errYVtx=0;
 128
 129   TLorentzVector fV1, fV2, fVtot;
 130
 131   // Import TGeo geometry (needed by AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex)
 132   if (!gGeoManager) {
 133     TGeoManager::Import(geoFilename);
 134     if (!gGeoManager) {
 135       Error("MUONmass_ESD", "getting geometry from file %s failed", geoFilename);
 136       return kFALSE;
 137     }
 138   }
 139
 140   // set mag field
 141   // waiting for mag field in CDB
 142   if (!TGeoGlobalMagField::Instance()->GetField()) {
 143     printf("Loading field map...\n");
 144     AliMagF* field = new AliMagF("Maps","Maps",2,1.,1., 10.,AliMagF::k5kG);
 145     TGeoGlobalMagField::Instance()->SetField(field);
 146   }
 147   // set the magnetic field for track extrapolations
 148   AliMUONTrackExtrap::SetField();
 149
 150
 151   // open the ESD file
 152   TFile* esdFile = TFile::Open(esdFileName);
 153   if (!esdFile || !esdFile->IsOpen()) {
 154     Error("MUONmass_ESD", "opening ESD file %s failed", esdFileName);
 155     return kFALSE;
 156   }
 157
 158   AliESDEvent* esd = new AliESDEvent();
 159   TTree* tree = (TTree*) esdFile->Get("esdTree");
 160   if (!tree) {
 161     Error("CheckESD", "no ESD tree found");
 162     return kFALSE;
 163   }
 164 //  tree->SetBranchAddress("ESD", &esd);
 165   esd->ReadFromTree(tree);
 166
 167   nevents = (Int_t)tree->GetEntries();
 168
 169   AliMUONTrackParam trackParam;
 170
 171   // Loop over events
 172   for (Int_t iEvent = FirstEvent; iEvent <= TMath::Min(LastEvent, nevents - 1); iEvent++) {
 173
 174     // get the event summary data
 175     tree->GetEvent(iEvent);
 176     if (!esd) {
 177       Error("CheckESD", "no ESD object found for event %d", iEvent);
 178       return kFALSE;
 179     }
 180
 181     // get the SPD reconstructed vertex (vertexer) and fill the histogram
 182     AliESDVertex* Vertex = (AliESDVertex*) esd->GetVertex();
 183     if (Vertex->GetNContributors()) {
 184       fZVertex = Vertex->GetZv();
 185       fYVertex = Vertex->GetYv();
 186       fXVertex = Vertex->GetXv();
 187       errXVtx = Vertex->GetXRes();
 188       errYVtx = Vertex->GetYRes();
 189     }
 190     hPrimaryVertex->Fill(fZVertex);
 191
 192     Int_t nTracks = (Int_t)esd->GetNumberOfMuonTracks() ;
 193
 194     //    printf("\n Nb of events analysed: %d\r",iEvent);
 195     //      cout << " number of tracks: " << nTracks  <<endl;
 196
 197     // loop over all reconstructed tracks (also first track of combination)
 198     for (Int_t iTrack = 0; iTrack <  nTracks;  iTrack++) {
 199
 200       // skip ghosts
 201       if (!esd->GetMuonTrack(iTrack)->ContainTrackerData()) continue;
 202
 203       AliESDMuonTrack* muonTrack = new AliESDMuonTrack(*(esd->GetMuonTrack(iTrack)));
 204
 205       // extrapolate to vertex if required and available
 206       if (ExtrapToVertex > 0 && Vertex->GetNContributors()) {
 207         AliMUONESDInterface::GetParamAtFirstCluster(*muonTrack, trackParam);
 208         AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, fXVertex, fYVertex, fZVertex, errXVtx, errYVtx);
 209         AliMUONESDInterface::SetParamAtVertex(trackParam, *muonTrack); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 210       } else if ((ExtrapToVertex > 0 && !Vertex->GetNContributors()) || ExtrapToVertex == 0){
 211         AliMUONESDInterface::GetParamAtFirstCluster(*muonTrack, trackParam);
 212         AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, 0., 0., 0., 0., 0.);
 213         AliMUONESDInterface::SetParamAtVertex(trackParam, *muonTrack); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 214       }
 215
 216       fCharge1 = Int_t(TMath::Sign(1.,muonTrack->GetInverseBendingMomentum()));
 217
 218       muonTrack->LorentzP(fV1);
 219
 220       ntrackhits = muonTrack->GetNHit();
 221       fitfmin    = muonTrack->GetChi2();
 222
 223       // transverse momentum
 224       Float_t pt1 = fV1.Pt();
 225
 226       // total momentum
 227       Float_t p1 = fV1.P();
 228
 229       // Rapidity
 230       Float_t rapMuon1 = fV1.Rapidity();
 231
 232       // chi2 per d.o.f.
 233       Float_t ch1 =  fitfmin / (2.0 * ntrackhits - 5);
 234 //      printf(" px %f py %f pz %f NHits %d  Norm.chi2 %f charge %d\n",
 235 //           fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, ntrackhits, ch1, fCharge1);
 236
 237       // condition for good track (Chi2Cut and PtCut)
 238
 239       if ((ch1 < Chi2Cut) && (pt1 > PtCutMin) && (pt1 < PtCutMax)) {
 240
 241         // fill histos hPtMuon and hChi2PerDof
 242         hPtMuon->Fill(pt1);
 243         hPMuon->Fill(p1);
 244         hChi2PerDof->Fill(ch1);
 245         hRapMuon->Fill(rapMuon1);
 246         if (fCharge1 > 0) {
 247           hPtMuonPlus->Fill(pt1);
 248           hThetaPhiPlus->Fill(fV1.Phi()*180./TMath::Pi(),fV1.Theta()*180./TMath::Pi());
 249         } else {
 250           hPtMuonMinus->Fill(pt1);
 251           hThetaPhiMinus->Fill(fV1.Phi()*180./TMath::Pi(),fV1.Theta()*180./TMath::Pi());
 252         }
 253         // loop over second track of combination
 254         for (Int_t iTrack2 = iTrack + 1; iTrack2 < nTracks; iTrack2++) {
 255
 256           // skip ghosts
 257           if (!esd->GetMuonTrack(iTrack2)->ContainTrackerData()) continue;
 258
 259           AliESDMuonTrack* muonTrack2 = new AliESDMuonTrack(*(esd->GetMuonTrack(iTrack2)));
 260
 261           // extrapolate to vertex if required and available
 262           if (ExtrapToVertex > 0 && Vertex->GetNContributors()) {
 263             AliMUONESDInterface::GetParamAtFirstCluster(*muonTrack2, trackParam);
 264             AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, fXVertex, fYVertex, fZVertex, errXVtx, errYVtx);
 265             AliMUONESDInterface::SetParamAtVertex(trackParam, *muonTrack2); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 266           } else if ((ExtrapToVertex > 0 && !Vertex->GetNContributors()) || ExtrapToVertex == 0){
 267             AliMUONESDInterface::GetParamAtFirstCluster(*muonTrack2, trackParam);
 268             AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, 0., 0., 0., 0., 0.);
 269             AliMUONESDInterface::SetParamAtVertex(trackParam, *muonTrack2); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 270           }
 271
 272           fCharge2 = Int_t(TMath::Sign(1.,muonTrack2->GetInverseBendingMomentum()));
 273
 274           muonTrack2->LorentzP(fV2);
 275
 276           ntrackhits = muonTrack2->GetNHit();
 277           fitfmin    = muonTrack2->GetChi2();
 278
 279           // transverse momentum
 280           Float_t pt2 = fV2.Pt();
 281
 282           // chi2 per d.o.f.
 283           Float_t ch2 = fitfmin  / (2.0 * ntrackhits - 5);
 284
 285           // condition for good track (Chi2Cut and PtCut)
 286           if ((ch2 < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin)  && (pt2 < PtCutMax)) {
 287
 288             // condition for opposite charges
 289             if ((fCharge1 * fCharge2) == -1) {
 290
 291               // invariant mass
 292               fVtot = fV1 + fV2;
 293               Float_t invMass = fVtot.M();
 294
 295               // fill histos hInvMassAll and hInvMassRes
 296               hInvMassAll->Fill(invMass);
 297               hInvMassRes->Fill(invMass);
 298               hInvMassAll_vs_Pt->Fill(invMass,fVtot.Pt());
 299               Int_t ptTrig;
 300               if (ResType == 553)
 301                 ptTrig =  0x20;// mask for Hpt unlike sign pair
 302               else
 303                 ptTrig =  0x10;// mask for Lpt unlike sign pair
 304
 305               if (esd->GetTriggerMask() &  ptTrig) NbTrigger++;
 306               if (invMass > massMin && invMass < massMax) {
 307                 EventInMass++;
 308                 if (muonTrack2->GetMatchTrigger() && (esd->GetTriggerMask() & ptTrig))// match with trigger
 309                   EventInMassMatch++;
 310
 311                 hRapResonance->Fill(fVtot.Rapidity());
 312                 hPtResonance->Fill(fVtot.Pt());
 313               }
 314
 315             } // if (fCharge1 * fCharge2) == -1)
 316           } // if ((ch2 < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin) && (pt2 < PtCutMax))
 317           delete muonTrack2;
 318         } //  for (Int_t iTrack2 = iTrack + 1; iTrack2 < iTrack; iTrack2++)
 319       } // if (ch1 < Chi2Cut) && (pt1 > PtCutMin)&& (pt1 < PtCutMax) )
 320       delete muonTrack;
 321     } // for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nrectracks; iTrack++)
 322
 323     hNumberOfTrack->Fill(nTracks);
 324     //    esdFile->Delete();
 325   } // for (Int_t iEvent = FirstEvent;
 326
 327 // Loop over events for bg event
 328
 329   Double_t thetaPlus,  phiPlus;
 330   Double_t thetaMinus, phiMinus;
 331   Float_t PtMinus, PtPlus;
 332
 333   for (Int_t iEvent = 0; iEvent < hInvMassAll->Integral(); iEvent++) {
 334
 335     hThetaPhiPlus->GetRandom2(phiPlus, thetaPlus);
 336     hThetaPhiMinus->GetRandom2(phiMinus,thetaMinus);
 337     PtPlus = hPtMuonPlus->GetRandom();
 338     PtMinus = hPtMuonMinus->GetRandom();
 339
 340     fPxRec1  = PtPlus * TMath::Cos(TMath::Pi()/180.*phiPlus);
 341     fPyRec1  = PtPlus * TMath::Sin(TMath::Pi()/180.*phiPlus);
 342     fPzRec1  = PtPlus / TMath::Tan(TMath::Pi()/180.*thetaPlus);
 343
 344     fE1 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec1 * fPxRec1 + fPyRec1 * fPyRec1 + fPzRec1 * fPzRec1);
 345     fV1.SetPxPyPzE(fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, fE1);
 346
 347     fPxRec2  = PtMinus * TMath::Cos(TMath::Pi()/180.*phiMinus);
 348     fPyRec2  = PtMinus * TMath::Sin(TMath::Pi()/180.*phiMinus);
 349     fPzRec2  = PtMinus / TMath::Tan(TMath::Pi()/180.*thetaMinus);
 350
 351     fE2 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec2 * fPxRec2 + fPyRec2 * fPyRec2 + fPzRec2 * fPzRec2);
 352     fV2.SetPxPyPzE(fPxRec2, fPyRec2, fPzRec2, fE2);
 353
 354     // invariant mass
 355     fVtot = fV1 + fV2;
 356
 357     // fill histos hInvMassAll and hInvMassRes
 358     hInvMassBg->Fill(fVtot.M());
 359     hInvMassBgk_vs_Pt->Fill( fVtot.M(), fVtot.Pt() );
 360   }
 361
 362   histoFile->Write();
 363   histoFile->Close();
 364
 365   cout << endl;
 366   cout << "EventInMass " << EventInMass << endl;
 367   cout << "NbTrigger " << NbTrigger << endl;
 368   cout << "EventInMass match with trigger " << EventInMassMatch << endl;
 369
 370   return kTRUE;
 371 }
 372