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
  14 // STEER includes
  15 #include "AliRun.h"
  16 #include "AliRunLoader.h"
  17 #include "AliHeader.h"
  18 #include "AliLoader.h"
  19 #include "AliStack.h"
  20 #include "AliESD.h"
  21
  22 // MUON includes
  23 #include "AliESDMuonTrack.h"
  24 #endif
  25 //
  26 // Macro MUONmassPlot.C for ESD
  27 // Ch. Finck, Subatech, April. 2004
  28 //
  29
  30 // macro to make invariant mass plots
  31 // for combinations of 2 muons with opposite charges,
  32 // from root file "MUON.tracks.root" containing the result of track reconstruction.
  33 // Histograms are stored on the "MUONmassPlot.root" file.
  34 // introducing TLorentzVector for parameter calculations (Pt, P,rap,etc...)
  35 // using Invariant Mass for rapidity.
  36
  37 // Arguments:
  38 //   FirstEvent (default 0)
  39 //   LastEvent (default 0)
  40 //   ResType (default 553)
  41 //      553 for Upsilon, anything else for J/Psi
  42 //   Chi2Cut (default 100)
  43 //      to keep only tracks with chi2 per d.o.f. < Chi2Cut
  44 //   PtCutMin (default 1)
  45 //      to keep only tracks with transverse momentum > PtCutMin
  46 //   PtCutMax (default 10000)
  47 //      to keep only tracks with transverse momentum < PtCutMax
  48 //   massMin (default 9.17 for Upsilon)
  49 //      &  massMax (default 9.77 for Upsilon)
  50 //         to calculate the reconstruction efficiency for resonances with invariant mass
  51 //         massMin < mass < massMax.
  52
  53 // Add parameters and histograms for analysis
  54
  55 Bool_t MUONmassPlot(char* filename = "galice.root", Int_t FirstEvent = 0, Int_t LastEvent = 10000,
  56                   char* esdFileName = "AliESDs.root", Int_t ResType = 553,
  57                   Float_t Chi2Cut = 100., Float_t PtCutMin = 1., Float_t PtCutMax = 10000.,
  58                   Float_t massMin = 9.17,Float_t massMax = 9.77)
  59 {
  60   cout << "MUONmassPlot " << endl;
  61   cout << "FirstEvent " << FirstEvent << endl;
  62   cout << "LastEvent " << LastEvent << endl;
  63   cout << "ResType " << ResType << endl;
  64   cout << "Chi2Cut " << Chi2Cut << endl;
  65   cout << "PtCutMin " << PtCutMin << endl;
  66   cout << "PtCutMax " << PtCutMax << endl;
  67   cout << "massMin " << massMin << endl;
  68   cout << "massMax " << massMax << endl;
  69
  70
  71   //Reset ROOT and connect tree file
  72   gROOT->Reset();
  73
  74
  75   // File for histograms and histogram booking
  76   TFile *histoFile = new TFile("MUONmassPlot.root", "RECREATE");
  77   TH1F *hPtMuon = new TH1F("hPtMuon", "Muon Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  78   TH1F *hPtMuonPlus = new TH1F("hPtMuonPlus", "Muon+ Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  79   TH1F *hPtMuonMinus = new TH1F("hPtMuonMinus", "Muon- Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  80   TH1F *hPMuon = new TH1F("hPMuon", "Muon P (GeV/c)", 100, 0., 200.);
  81   TH1F *hChi2PerDof = new TH1F("hChi2PerDof", "Muon track chi2/d.o.f.", 100, 0., 20.);
  82   TH1F *hInvMassAll = new TH1F("hInvMassAll", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2)", 480, 0., 12.);
  83   TH1F *hInvMassBg = new TH1F("hInvMassBg", "Mu+Mu- invariant mass BG(GeV/c2)", 480, 0., 12.);
  84 TH2F *hInvMassAll_vs_Pt = new TH2F("hInvMassAll_vs_Pt","hInvMassAll_vs_Pt",480,0.,12.,80,0.,20.);
  85 TH2F *hInvMassBgk_vs_Pt = new TH2F("hInvMassBgk_vs_Pt","hInvMassBgk_vs_Pt",480,0.,12.,80,0.,20.);
  86 TH1F *hInvMassRes;
  87
  88   if (ResType == 553) {
  89     hInvMassRes = new TH1F("hInvMassRes", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2) around Upsilon", 60, 8., 11.);
  90   } else {
  91     hInvMassRes = new TH1F("hInvMassRes", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2) around J/Psi", 80, 0., 5.);
  92   }
  93
  94   TH1F *hNumberOfTrack = new TH1F("hNumberOfTrack","nb of track /evt ",20,-0.5,19.5);
  95   TH1F *hRapMuon = new TH1F("hRapMuon"," Muon Rapidity",50,-4.5,-2);
  96   TH1F *hRapResonance = new TH1F("hRapResonance"," Resonance Rapidity",50,-4.5,-2);
  97   TH1F *hPtResonance = new TH1F("hPtResonance", "Resonance Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  98   TH2F *hThetaPhiPlus = new TH2F("hThetaPhiPlus", "Theta vs Phi +", 760, -190., 190., 400, 160., 180.);
  99   TH2F *hThetaPhiMinus = new TH2F("hThetaPhiMinus", "Theta vs Phi -", 760, -190., 190., 400, 160., 180.);
 100
 101
 102   // settings
 103   Int_t EventInMass = 0;
 104   Float_t muonMass = 0.105658389;
 105 //   Float_t UpsilonMass = 9.46037;
 106 //   Float_t JPsiMass = 3.097;
 107
 108   Double_t thetaX, thetaY, pYZ;
 109   Double_t fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, fE1;
 110   Double_t fPxRec2, fPyRec2, fPzRec2, fE2;
 111   Int_t fCharge, fCharge2;
 112
 113   Int_t ntrackhits, nevents;
 114   Double_t fitfmin;
 115
 116
 117   TLorentzVector fV1, fV2, fVtot;
 118
 119   // open run loader and load gAlice, kinematics and header
 120   AliRunLoader* runLoader = AliRunLoader::Open(filename);
 121   if (!runLoader) {
 122     Error("MUONmass_ESD", "getting run loader from file %s failed",
 123             filename);
 124     return kFALSE;
 125   }
 126
 127   runLoader->LoadgAlice();
 128   gAlice = runLoader->GetAliRun();
 129   if (!gAlice) {
 130     Error("MUONmass_ESD", "no galice object found");
 131     return kFALSE;
 132   }
 133
 134
 135   // open the ESD file
 136   TFile* esdFile = TFile::Open(esdFileName);
 137   if (!esdFile || !esdFile->IsOpen()) {
 138     Error("MUONmass_ESD", "opening ESD file %s failed", esdFileName);
 139     return kFALSE;
 140   }
 141
 142   AliESD* esd = new AliESD();
 143   TTree* tree = (TTree*) esdFile->Get("esdTree");
 144   if (!tree) {
 145     Error("CheckESD", "no ESD tree found");
 146     return kFALSE;
 147   }
 148   tree->SetBranchAddress("ESD", &esd);
 149
 150   runLoader->LoadHeader();
 151   nevents = runLoader->GetNumberOfEvents();
 152
 153   // Loop over events
 154   for (Int_t iEvent = FirstEvent; iEvent <= TMath::Min(LastEvent, nevents - 1); iEvent++) {
 155
 156     // get current event
 157     runLoader->GetEvent(iEvent);
 158
 159     // get the event summary data
 160     tree->GetEvent(iEvent);
 161     if (!esd) {
 162       Error("CheckESD", "no ESD object found for event %d", iEvent);
 163       return kFALSE;
 164     }
 165
 166     Int_t nTracks = (Int_t)esd->GetNumberOfMuonTracks() ;
 167
 168     //    printf("\n Nb of events analysed: %d\r",iEvent);
 169     //      cout << " number of tracks: " << nTracks  <<endl;
 170
 171     // loop over all reconstructed tracks (also first track of combination)
 172     for (Int_t iTrack = 0; iTrack <  nTracks;  iTrack++) {
 173
 174       AliESDMuonTrack* muonTrack = esd->GetMuonTrack(iTrack);
 175
 176       thetaX = muonTrack->GetThetaX();
 177       thetaY = muonTrack->GetThetaY();
 178
 179       pYZ     =  1./TMath::Abs(muonTrack->GetInverseBendingMomentum());
 180       fPzRec1  = - pYZ / TMath::Sqrt(1.0 + TMath::Tan(thetaY)*TMath::Tan(thetaX));
 181       fPxRec1  = fPzRec1 * TMath::Tan(thetaX);
 182       fPyRec1  = fPzRec1 * TMath::Tan(thetaY);
 183       fCharge = Int_t(TMath::Sign(1.,muonTrack->GetInverseBendingMomentum()));
 184
 185       fE1 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec1 * fPxRec1 + fPyRec1 * fPyRec1 + fPzRec1 * fPzRec1);
 186       fV1.SetPxPyPzE(fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, fE1);
 187
 188       ntrackhits = muonTrack->GetNHit();
 189       fitfmin    = muonTrack->GetChi2();
 190
 191       // transverse momentum
 192       Float_t pt1 = fV1.Pt();
 193
 194       // total momentum
 195       Float_t p1 = fV1.P();
 196
 197       // Rapidity
 198       Float_t rapMuon1 = fV1.Rapidity();
 199
 200       // chi2 per d.o.f.
 201       Float_t ch1 =  fitfmin / (2.0 * ntrackhits - 5);
 202 //      printf(" px %f py %f pz %f NHits %d  Norm.chi2 %f charge %d\n",
 203 //           fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, ntrackhits, ch1, fCharge);
 204
 205       // condition for good track (Chi2Cut and PtCut)
 206
 207       if ((ch1 < Chi2Cut) && (pt1 > PtCutMin) && (pt1 < PtCutMax)) {
 208
 209         // fill histos hPtMuon and hChi2PerDof
 210         hPtMuon->Fill(pt1);
 211         hPMuon->Fill(p1);
 212         hChi2PerDof->Fill(ch1);
 213         hRapMuon->Fill(rapMuon1);
 214         if (fCharge > 0) {
 215           hPtMuonPlus->Fill(pt1);
 216           hThetaPhiPlus->Fill(TMath::ATan2(fPyRec1,fPxRec1)*180./TMath::Pi(),TMath::ATan2(pt1,fPzRec1)*180./3.1415);
 217         } else {
 218           hPtMuonMinus->Fill(pt1);
 219           hThetaPhiMinus->Fill(TMath::ATan2(fPyRec1,fPxRec1)*180./TMath::Pi(),TMath::ATan2(pt1,fPzRec1)*180./3.1415);
 220         }
 221         // loop over second track of combination
 222         for (Int_t iTrack2 = iTrack + 1; iTrack2 < nTracks; iTrack2++) {
 223
 224           AliESDMuonTrack* muonTrack = esd->GetMuonTrack(iTrack2);
 225
 226           thetaX = muonTrack->GetThetaX();
 227           thetaY = muonTrack->GetThetaY();
 228
 229           pYZ     =  1./TMath::Abs(muonTrack->GetInverseBendingMomentum());
 230           fPzRec2  = - pYZ / TMath::Sqrt(1.0 + TMath::Tan(thetaY)*TMath::Tan(thetaX));
 231           fPxRec2  = fPzRec2 * TMath::Tan(thetaX);
 232           fPyRec2  = fPzRec2 * TMath::Tan(thetaY);
 233           fCharge2 = Int_t(TMath::Sign(1.,muonTrack->GetInverseBendingMomentum()));
 234
 235           fE2 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec2 * fPxRec2 + fPyRec2 * fPyRec2 + fPzRec2 * fPzRec2);
 236           fV2.SetPxPyPzE(fPxRec2, fPyRec2, fPzRec2, fE2);
 237
 238           ntrackhits = muonTrack->GetNHit();
 239           fitfmin    = muonTrack->GetChi2();
 240
 241           // transverse momentum
 242           Float_t pt2 = fV2.Pt();
 243
 244           // chi2 per d.o.f.
 245           Float_t ch2 = fitfmin  / (2.0 * ntrackhits - 5);
 246
 247           // condition for good track (Chi2Cut and PtCut)
 248           if ((ch2 < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin)  && (pt2 < PtCutMax)) {
 249
 250             // condition for opposite charges
 251             if ((fCharge * fCharge2) == -1) {
 252
 253               // invariant mass
 254               fVtot = fV1 + fV2;
 255               Float_t invMass = fVtot.M();
 256
 257               // fill histos hInvMassAll and hInvMassRes
 258               hInvMassAll->Fill(invMass);
 259               hInvMassRes->Fill(invMass);
 260               hInvMassAll_vs_Pt->Fill(invMass,fVtot.Pt());
 261               if (invMass > massMin && invMass < massMax) {
 262                 EventInMass++;
 263                 hRapResonance->Fill(fVtot.Rapidity());
 264                 hPtResonance->Fill(fVtot.Pt());
 265               }
 266
 267             } // if (fCharge * fCharge2) == -1)
 268           } // if ((ch2 < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin) && (pt2 < PtCutMax))
 269         } //  for (Int_t iTrack2 = iTrack + 1; iTrack2 < iTrack; iTrack2++)
 270       } // if (ch1 < Chi2Cut) && (pt1 > PtCutMin)&& (pt1 < PtCutMax) )
 271     } // for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nrectracks; iTrack++)
 272
 273     hNumberOfTrack->Fill(nTracks);
 274     //    esdFile->Delete();
 275   } // for (Int_t iEvent = FirstEvent;
 276
 277 // Loop over events for bg event
 278
 279   Double_t thetaPlus,  phiPlus;
 280   Double_t thetaMinus, phiMinus;
 281   Float_t PtMinus, PtPlus;
 282
 283   for (Int_t iEvent = 0; iEvent < hInvMassAll->Integral(); iEvent++) {
 284
 285     hThetaPhiPlus->GetRandom2(phiPlus, thetaPlus);
 286     hThetaPhiMinus->GetRandom2(phiMinus,thetaMinus);
 287     PtPlus = hPtMuonPlus->GetRandom();
 288     PtMinus = hPtMuonMinus->GetRandom();
 289
 290     fPxRec1  = PtPlus * TMath::Cos(TMath::Pi()/180.*phiPlus);
 291     fPyRec1  = PtPlus * TMath::Sin(TMath::Pi()/180.*phiPlus);
 292     fPzRec1  = PtPlus / TMath::Tan(TMath::Pi()/180.*thetaPlus);
 293
 294     fE1 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec1 * fPxRec1 + fPyRec1 * fPyRec1 + fPzRec1 * fPzRec1);
 295     fV1.SetPxPyPzE(fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, fE1);
 296
 297     fPxRec2  = PtMinus * TMath::Cos(TMath::Pi()/180.*phiMinus);
 298     fPyRec2  = PtMinus * TMath::Sin(TMath::Pi()/180.*phiMinus);
 299     fPzRec2  = PtMinus / TMath::Tan(TMath::Pi()/180.*thetaMinus);
 300
 301     fE2 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec2 * fPxRec2 + fPyRec2 * fPyRec2 + fPzRec2 * fPzRec2);
 302     fV2.SetPxPyPzE(fPxRec2, fPyRec2, fPzRec2, fE2);
 303
 304     // invariant mass
 305     fVtot = fV1 + fV2;
 306
 307     // fill histos hInvMassAll and hInvMassRes
 308     hInvMassBg->Fill(fVtot.M());
 309     hInvMassBgk_vs_Pt->Fill( fVtot.M(), fVtot.Pt() );
 310   }
 311
 312   histoFile->Write();
 313   histoFile->Close();
 314
 315   cout << "MUONmassPlot " << endl;
 316   cout << "FirstEvent " << FirstEvent << endl;
 317   cout << "LastEvent " << LastEvent << endl;
 318   cout << "ResType " << ResType << endl;
 319   cout << "Chi2Cut " << Chi2Cut << endl;
 320   cout << "PtCutMin " << PtCutMin << endl;
 321   cout << "PtCutMax " << PtCutMax << endl;
 322   cout << "massMin " << massMin << endl;
 323   cout << "massMax " << massMax << endl;
 324   cout << "EventInMass " << EventInMass << endl;
 325
 326   return kTRUE;
 327 }
 328