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 "AliRun.h"
  18 #include "AliLog.h"
  19 #include "AliRunLoader.h"
  20 #include "AliHeader.h"
  21 #include "AliLoader.h"
  22 #include "AliStack.h"
  23 #include "AliMagFMaps.h"
  24 #include "AliESDEvent.h"
  25 #include "AliESDVertex.h"
  26 #include "AliTracker.h"
  27 #include "AliESDMuonTrack.h"
  28
  29 // MUON includes
  30 #include "AliMUONTrackParam.h"
  31 #include "AliMUONTrackExtrap.h"
  32 #include "AliMUONESDInterface.h"
  33 #endif
  34
  35 /// \ingroup macros
  36 /// \file MUONmassPlot_ESD.C
  37 /// \brief Macro MUONefficiency.C for ESD
  38 ///
  39 /// \author Ch. Finck, Subatech, April. 2004
  40 ///
  41 ///
  42 /// Macro to make invariant mass plots
  43 /// for combinations of 2 muons with opposite charges,
  44 /// from root file "MUON.tracks.root" containing the result of track reconstruction.
  45 /// Histograms are stored on the "MUONmassPlot.root" file.
  46 /// introducing TLorentzVector for parameter calculations (Pt, P,rap,etc...)
  47 /// using Invariant Mass for rapidity.
  48 ///
  49 /// Add parameters and histograms for analysis
  50
  51 Bool_t MUONmassPlot(char* filename = "generated/galice.root", Int_t ExtrapToVertex = -1, char* geoFilename = "geometry.root",
  52                   Int_t FirstEvent = 0, Int_t LastEvent = 10000, char* esdFileName = "AliESDs.root", Int_t ResType = 553,
  53                   Float_t Chi2Cut = 100., Float_t PtCutMin = 1., Float_t PtCutMax = 10000.,
  54                   Float_t massMin = 9.17,Float_t massMax = 9.77)
  55 {
  56 /// \param ExtrapToVertex (default -1)
  57 ///   - <0: no extrapolation;
  58 ///   - =0: extrapolation to (0,0,0);
  59 ///   - >0: extrapolation to ESDVertex if available, else to (0,0,0)
  60 /// \param FirstEvent (default 0)
  61 /// \param LastEvent (default 0)
  62 /// \param ResType    553 for Upsilon, anything else for J/Psi (default 553)
  63 /// \param Chi2Cut    to keep only tracks with chi2 per d.o.f. < Chi2Cut (default 100)
  64 /// \param PtCutMin   to keep only tracks with transverse momentum > PtCutMin (default 1)
  65 /// \param PtCutMax   to keep only tracks with transverse momentum < PtCutMax (default 10000)
  66 /// \param massMin   (default 9.17 for Upsilon)
  67 /// \param massMax   (default 9.77 for Upsilon);
  68 ///         to calculate the reconstruction efficiency for resonances with invariant mass
  69 ///         massMin < mass < massMax.
  70
  71   cout << "MUONmassPlot " << endl;
  72   cout << "FirstEvent " << FirstEvent << endl;
  73   cout << "LastEvent " << LastEvent << endl;
  74   cout << "ResType " << ResType << endl;
  75   cout << "Chi2Cut " << Chi2Cut << endl;
  76   cout << "PtCutMin " << PtCutMin << endl;
  77   cout << "PtCutMax " << PtCutMax << endl;
  78   cout << "massMin " << massMin << endl;
  79   cout << "massMax " << massMax << endl;
  80
  81
  82   //Reset ROOT and connect tree file
  83   gROOT->Reset();
  84
  85   // File for histograms and histogram booking
  86   TFile *histoFile = new TFile("MUONmassPlot.root", "RECREATE");
  87   TH1F *hPtMuon = new TH1F("hPtMuon", "Muon Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  88   TH1F *hPtMuonPlus = new TH1F("hPtMuonPlus", "Muon+ Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  89   TH1F *hPtMuonMinus = new TH1F("hPtMuonMinus", "Muon- Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  90   TH1F *hPMuon = new TH1F("hPMuon", "Muon P (GeV/c)", 100, 0., 200.);
  91   TH1F *hChi2PerDof = new TH1F("hChi2PerDof", "Muon track chi2/d.o.f.", 100, 0., 20.);
  92   TH1F *hInvMassAll = new TH1F("hInvMassAll", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2)", 480, 0., 12.);
  93   TH1F *hInvMassBg = new TH1F("hInvMassBg", "Mu+Mu- invariant mass BG(GeV/c2)", 480, 0., 12.);
  94   TH2F *hInvMassAll_vs_Pt = new TH2F("hInvMassAll_vs_Pt","hInvMassAll_vs_Pt",480,0.,12.,80,0.,20.);
  95   TH2F *hInvMassBgk_vs_Pt = new TH2F("hInvMassBgk_vs_Pt","hInvMassBgk_vs_Pt",480,0.,12.,80,0.,20.);
  96   TH1F *hInvMassRes;
  97   TH1F *hPrimaryVertex = new TH1F("hPrimaryVertex","SPD reconstructed Z vertex",150,-15,15);
  98
  99   if (ResType == 553) {
 100     hInvMassRes = new TH1F("hInvMassRes", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2) around Upsilon", 60, 8., 11.);
 101   } else {
 102     hInvMassRes = new TH1F("hInvMassRes", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2) around J/Psi", 80, 0., 5.);
 103   }
 104
 105   TH1F *hNumberOfTrack = new TH1F("hNumberOfTrack","nb of track /evt ",20,-0.5,19.5);
 106   TH1F *hRapMuon = new TH1F("hRapMuon"," Muon Rapidity",50,-4.5,-2);
 107   TH1F *hRapResonance = new TH1F("hRapResonance"," Resonance Rapidity",50,-4.5,-2);
 108   TH1F *hPtResonance = new TH1F("hPtResonance", "Resonance Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
 109   TH2F *hThetaPhiPlus = new TH2F("hThetaPhiPlus", "Theta vs Phi +", 760, -190., 190., 400, 160., 180.);
 110   TH2F *hThetaPhiMinus = new TH2F("hThetaPhiMinus", "Theta vs Phi -", 760, -190., 190., 400, 160., 180.);
 111
 112
 113   // settings
 114   Int_t EventInMass = 0;
 115   Int_t EventInMassMatch = 0;
 116   Int_t NbTrigger = 0;
 117
 118   Float_t muonMass = 0.105658389;
 119 //   Float_t UpsilonMass = 9.46037;
 120 //   Float_t JPsiMass = 3.097;
 121
 122   Int_t fCharge1, fCharge2;
 123   Double_t fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, fE1;
 124   Double_t fPxRec2, fPyRec2, fPzRec2, fE2;
 125
 126   Int_t ntrackhits, nevents;
 127   Double_t fitfmin;
 128   Double_t fZVertex=0;
 129   Double_t fYVertex=0;
 130   Double_t fXVertex=0;
 131   Double_t errXVtx=0;
 132   Double_t errYVtx=0;
 133
 134   TLorentzVector fV1, fV2, fVtot;
 135
 136   // Import TGeo geometry (needed by AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex)
 137   if (!gGeoManager) {
 138     TGeoManager::Import(geoFilename);
 139     if (!gGeoManager) {
 140       Error("MUONmass_ESD", "getting geometry from file %s failed", filename);
 141       return kFALSE;
 142     }
 143   }
 144
 145   // set mag field
 146   // waiting for mag field in CDB
 147   printf("Loading field map...\n");
 148   AliMagFMaps* field = new AliMagFMaps("Maps","Maps", 1, 1., 10., AliMagFMaps::k5kG);
 149   AliTracker::SetFieldMap(field, kFALSE);
 150
 151   // open run loader and load gAlice, kinematics and header
 152   AliRunLoader* runLoader = AliRunLoader::Open(filename);
 153   if (!runLoader) {
 154     Error("MUONmass_ESD", "getting run loader from file %s failed", filename);
 155     return kFALSE;
 156   }
 157 /*
 158   runLoader->LoadgAlice();
 159   if (!gAlice) {
 160     Error("MUONmass_ESD", "no galice object found");
 161     return kFALSE;
 162   }
 163 */
 164
 165   // open the ESD file
 166   TFile* esdFile = TFile::Open(esdFileName);
 167   if (!esdFile || !esdFile->IsOpen()) {
 168     Error("MUONmass_ESD", "opening ESD file %s failed", esdFileName);
 169     return kFALSE;
 170   }
 171
 172   AliESDEvent* esd = new AliESDEvent();
 173   TTree* tree = (TTree*) esdFile->Get("esdTree");
 174   if (!tree) {
 175     Error("CheckESD", "no ESD tree found");
 176     return kFALSE;
 177   }
 178 //  tree->SetBranchAddress("ESD", &esd);
 179   esd->ReadFromTree(tree);
 180
 181
 182   runLoader->LoadHeader();
 183   nevents = runLoader->GetNumberOfEvents();
 184
 185   AliMUONTrackParam trackParam;
 186
 187   // Loop over events
 188   for (Int_t iEvent = FirstEvent; iEvent <= TMath::Min(LastEvent, nevents - 1); iEvent++) {
 189
 190     // get current event
 191     runLoader->GetEvent(iEvent);
 192
 193     // get the event summary data
 194     tree->GetEvent(iEvent);
 195     if (!esd) {
 196       Error("CheckESD", "no ESD object found for event %d", iEvent);
 197       return kFALSE;
 198     }
 199
 200     // get the SPD reconstructed vertex (vertexer) and fill the histogram
 201     AliESDVertex* Vertex = (AliESDVertex*) esd->GetVertex();
 202     if (Vertex->GetNContributors()) {
 203       fZVertex = Vertex->GetZv();
 204       fYVertex = Vertex->GetYv();
 205       fXVertex = Vertex->GetXv();
 206       errXVtx = Vertex->GetXRes();
 207       errYVtx = Vertex->GetYRes();
 208     }
 209     hPrimaryVertex->Fill(fZVertex);
 210
 211     Int_t nTracks = (Int_t)esd->GetNumberOfMuonTracks() ;
 212
 213     //    printf("\n Nb of events analysed: %d\r",iEvent);
 214     //      cout << " number of tracks: " << nTracks  <<endl;
 215
 216     // set the magnetic field for track extrapolations
 217     AliMUONTrackExtrap::SetField(AliTracker::GetFieldMap());
 218     // loop over all reconstructed tracks (also first track of combination)
 219     for (Int_t iTrack = 0; iTrack <  nTracks;  iTrack++) {
 220
 221       // skip ghosts
 222       if (!esd->GetMuonTrack(iTrack)->ContainTrackerData()) continue;
 223
 224       AliESDMuonTrack* muonTrack = new AliESDMuonTrack(*(esd->GetMuonTrack(iTrack)));
 225
 226       // extrapolate to vertex if required and available
 227       if (ExtrapToVertex > 0 && Vertex->GetNContributors()) {
 228         AliMUONESDInterface::GetParamAtFirstCluster(*muonTrack, trackParam);
 229         AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, fXVertex, fYVertex, fZVertex, errXVtx, errYVtx);
 230         AliMUONESDInterface::SetParamAtVertex(trackParam, *muonTrack); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 231       } else if ((ExtrapToVertex > 0 && !Vertex->GetNContributors()) || ExtrapToVertex == 0){
 232         AliMUONESDInterface::GetParamAtFirstCluster(*muonTrack, trackParam);
 233         AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, 0., 0., 0., 0., 0.);
 234         AliMUONESDInterface::SetParamAtVertex(trackParam, *muonTrack); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 235       }
 236
 237       fCharge1 = Int_t(TMath::Sign(1.,muonTrack->GetInverseBendingMomentum()));
 238
 239       muonTrack->LorentzP(fV1);
 240
 241       ntrackhits = muonTrack->GetNHit();
 242       fitfmin    = muonTrack->GetChi2();
 243
 244       // transverse momentum
 245       Float_t pt1 = fV1.Pt();
 246
 247       // total momentum
 248       Float_t p1 = fV1.P();
 249
 250       // Rapidity
 251       Float_t rapMuon1 = fV1.Rapidity();
 252
 253       // chi2 per d.o.f.
 254       Float_t ch1 =  fitfmin / (2.0 * ntrackhits - 5);
 255 //      printf(" px %f py %f pz %f NHits %d  Norm.chi2 %f charge %d\n",
 256 //           fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, ntrackhits, ch1, fCharge1);
 257
 258       // condition for good track (Chi2Cut and PtCut)
 259
 260       if ((ch1 < Chi2Cut) && (pt1 > PtCutMin) && (pt1 < PtCutMax)) {
 261
 262         // fill histos hPtMuon and hChi2PerDof
 263         hPtMuon->Fill(pt1);
 264         hPMuon->Fill(p1);
 265         hChi2PerDof->Fill(ch1);
 266         hRapMuon->Fill(rapMuon1);
 267         if (fCharge1 > 0) {
 268           hPtMuonPlus->Fill(pt1);
 269           hThetaPhiPlus->Fill(fV1.Phi()*180./TMath::Pi(),fV1.Theta()*180./TMath::Pi());
 270         } else {
 271           hPtMuonMinus->Fill(pt1);
 272           hThetaPhiMinus->Fill(fV1.Phi()*180./TMath::Pi(),fV1.Theta()*180./TMath::Pi());
 273         }
 274         // loop over second track of combination
 275         for (Int_t iTrack2 = iTrack + 1; iTrack2 < nTracks; iTrack2++) {
 276
 277           // skip ghosts
 278           if (!esd->GetMuonTrack(iTrack2)->ContainTrackerData()) continue;
 279
 280           AliESDMuonTrack* muonTrack2 = new AliESDMuonTrack(*(esd->GetMuonTrack(iTrack2)));
 281
 282           // extrapolate to vertex if required and available
 283           if (ExtrapToVertex > 0 && Vertex->GetNContributors()) {
 284             AliMUONESDInterface::GetParamAtFirstCluster(*muonTrack2, trackParam);
 285             AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, fXVertex, fYVertex, fZVertex, errXVtx, errYVtx);
 286             AliMUONESDInterface::SetParamAtVertex(trackParam, *muonTrack2); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 287           } else if ((ExtrapToVertex > 0 && !Vertex->GetNContributors()) || ExtrapToVertex == 0){
 288             AliMUONESDInterface::GetParamAtFirstCluster(*muonTrack2, trackParam);
 289             AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, 0., 0., 0., 0., 0.);
 290             AliMUONESDInterface::SetParamAtVertex(trackParam, *muonTrack2); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 291           }
 292
 293           fCharge2 = Int_t(TMath::Sign(1.,muonTrack2->GetInverseBendingMomentum()));
 294
 295           muonTrack2->LorentzP(fV2);
 296
 297           ntrackhits = muonTrack2->GetNHit();
 298           fitfmin    = muonTrack2->GetChi2();
 299
 300           // transverse momentum
 301           Float_t pt2 = fV2.Pt();
 302
 303           // chi2 per d.o.f.
 304           Float_t ch2 = fitfmin  / (2.0 * ntrackhits - 5);
 305
 306           // condition for good track (Chi2Cut and PtCut)
 307           if ((ch2 < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin)  && (pt2 < PtCutMax)) {
 308
 309             // condition for opposite charges
 310             if ((fCharge1 * fCharge2) == -1) {
 311
 312               // invariant mass
 313               fVtot = fV1 + fV2;
 314               Float_t invMass = fVtot.M();
 315
 316               // fill histos hInvMassAll and hInvMassRes
 317               hInvMassAll->Fill(invMass);
 318               hInvMassRes->Fill(invMass);
 319               hInvMassAll_vs_Pt->Fill(invMass,fVtot.Pt());
 320               Int_t ptTrig;
 321               if (ResType == 553)
 322                 ptTrig =  0x20;// mask for Hpt unlike sign pair
 323               else
 324                 ptTrig =  0x10;// mask for Lpt unlike sign pair
 325
 326               if (esd->GetTriggerMask() &  ptTrig) NbTrigger++;
 327               if (invMass > massMin && invMass < massMax) {
 328                 EventInMass++;
 329                 if (muonTrack2->GetMatchTrigger() && (esd->GetTriggerMask() & ptTrig))// match with trigger
 330                   EventInMassMatch++;
 331
 332                 hRapResonance->Fill(fVtot.Rapidity());
 333                 hPtResonance->Fill(fVtot.Pt());
 334               }
 335
 336             } // if (fCharge1 * fCharge2) == -1)
 337           } // if ((ch2 < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin) && (pt2 < PtCutMax))
 338           delete muonTrack2;
 339         } //  for (Int_t iTrack2 = iTrack + 1; iTrack2 < iTrack; iTrack2++)
 340       } // if (ch1 < Chi2Cut) && (pt1 > PtCutMin)&& (pt1 < PtCutMax) )
 341       delete muonTrack;
 342     } // for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nrectracks; iTrack++)
 343
 344     hNumberOfTrack->Fill(nTracks);
 345     //    esdFile->Delete();
 346   } // for (Int_t iEvent = FirstEvent;
 347
 348 // Loop over events for bg event
 349
 350   Double_t thetaPlus,  phiPlus;
 351   Double_t thetaMinus, phiMinus;
 352   Float_t PtMinus, PtPlus;
 353
 354   for (Int_t iEvent = 0; iEvent < hInvMassAll->Integral(); iEvent++) {
 355
 356     hThetaPhiPlus->GetRandom2(phiPlus, thetaPlus);
 357     hThetaPhiMinus->GetRandom2(phiMinus,thetaMinus);
 358     PtPlus = hPtMuonPlus->GetRandom();
 359     PtMinus = hPtMuonMinus->GetRandom();
 360
 361     fPxRec1  = PtPlus * TMath::Cos(TMath::Pi()/180.*phiPlus);
 362     fPyRec1  = PtPlus * TMath::Sin(TMath::Pi()/180.*phiPlus);
 363     fPzRec1  = PtPlus / TMath::Tan(TMath::Pi()/180.*thetaPlus);
 364
 365     fE1 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec1 * fPxRec1 + fPyRec1 * fPyRec1 + fPzRec1 * fPzRec1);
 366     fV1.SetPxPyPzE(fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, fE1);
 367
 368     fPxRec2  = PtMinus * TMath::Cos(TMath::Pi()/180.*phiMinus);
 369     fPyRec2  = PtMinus * TMath::Sin(TMath::Pi()/180.*phiMinus);
 370     fPzRec2  = PtMinus / TMath::Tan(TMath::Pi()/180.*thetaMinus);
 371
 372     fE2 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec2 * fPxRec2 + fPyRec2 * fPyRec2 + fPzRec2 * fPzRec2);
 373     fV2.SetPxPyPzE(fPxRec2, fPyRec2, fPzRec2, fE2);
 374
 375     // invariant mass
 376     fVtot = fV1 + fV2;
 377
 378     // fill histos hInvMassAll and hInvMassRes
 379     hInvMassBg->Fill(fVtot.M());
 380     hInvMassBgk_vs_Pt->Fill( fVtot.M(), fVtot.Pt() );
 381   }
 382
 383   histoFile->Write();
 384   histoFile->Close();
 385
 386   cout << endl;
 387   cout << "EventInMass " << EventInMass << endl;
 388   cout << "NbTrigger " << NbTrigger << endl;
 389   cout << "EventInMass match with trigger " << EventInMassMatch << endl;
 390
 391   return kTRUE;
 392 }
 393