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