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