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