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 "AliESD.h"
  25 #include "AliTracker.h"
  26
  27 // MUON includes
  28 #include "AliMUONTrackParam.h"
  29 #include "AliMUONTrackExtrap.h"
  30 #include "AliESDMuonTrack.h"
  31 #endif
  32 //
  33 // Macro MUONmassPlot.C for ESD
  34 // 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 // Arguments:
  45 //   ExtrapToVertex (default -1)
  46 //      <0: no extrapolation;
  47 //      =0: extrapolation to (0,0,0);
  48 //      >0: extrapolation to ESDVertex if available, else to (0,0,0)
  49 //   FirstEvent (default 0)
  50 //   LastEvent (default 0)
  51 //   ResType (default 553)
  52 //      553 for Upsilon, anything else for J/Psi
  53 //   Chi2Cut (default 100)
  54 //      to keep only tracks with chi2 per d.o.f. < Chi2Cut
  55 //   PtCutMin (default 1)
  56 //      to keep only tracks with transverse momentum > PtCutMin
  57 //   PtCutMax (default 10000)
  58 //      to keep only tracks with transverse momentum < PtCutMax
  59 //   massMin (default 9.17 for Upsilon)
  60 //      &  massMax (default 9.77 for Upsilon)
  61 //         to calculate the reconstruction efficiency for resonances with invariant mass
  62 //         massMin < mass < massMax.
  63
  64 // Add parameters and histograms for analysis
  65
  66 Bool_t MUONmassPlot(char* filename = "galice_sim.root", Int_t ExtrapToVertex = -1, char* geoFilename = "geometry.root",
  67                   Int_t FirstEvent = 0, Int_t LastEvent = 10000, char* esdFileName = "AliESDs.root", Int_t ResType = 553,
  68                   Float_t Chi2Cut = 100., Float_t PtCutMin = 1., Float_t PtCutMax = 10000.,
  69                   Float_t massMin = 9.17,Float_t massMax = 9.77)
  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
 132   TLorentzVector fV1, fV2, fVtot;
 133
 134   // Import TGeo geometry (needed by AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex)
 135   if (!gGeoManager) {
 136     TGeoManager::Import(geoFilename);
 137     if (!gGeoManager) {
 138       Error("MUONmass_ESD", "getting geometry from file %s failed", filename);
 139       return kFALSE;
 140     }
 141   }
 142
 143   // set mag field
 144   // waiting for mag field in CDB
 145   printf("Loading field map...\n");
 146   AliMagFMaps* field = new AliMagFMaps("Maps","Maps", 1, 1., 10., AliMagFMaps::k5kG);
 147   AliTracker::SetFieldMap(field, kFALSE);
 148
 149   // open run loader and load gAlice, kinematics and header
 150   AliRunLoader* runLoader = AliRunLoader::Open(filename);
 151   if (!runLoader) {
 152     Error("MUONmass_ESD", "getting run loader from file %s failed", filename);
 153     return kFALSE;
 154   }
 155 /*
 156   runLoader->LoadgAlice();
 157   if (!gAlice) {
 158     Error("MUONmass_ESD", "no galice object found");
 159     return kFALSE;
 160   }
 161 */
 162
 163   // open the ESD file
 164   TFile* esdFile = TFile::Open(esdFileName);
 165   if (!esdFile || !esdFile->IsOpen()) {
 166     Error("MUONmass_ESD", "opening ESD file %s failed", esdFileName);
 167     return kFALSE;
 168   }
 169
 170   AliESD* esd = new AliESD();
 171   TTree* tree = (TTree*) esdFile->Get("esdTree");
 172   if (!tree) {
 173     Error("CheckESD", "no ESD tree found");
 174     return kFALSE;
 175   }
 176   tree->SetBranchAddress("ESD", &esd);
 177
 178
 179
 180   runLoader->LoadHeader();
 181   nevents = runLoader->GetNumberOfEvents();
 182
 183   AliMUONTrackParam trackParam;
 184
 185   // Loop over events
 186   for (Int_t iEvent = FirstEvent; iEvent <= TMath::Min(LastEvent, nevents - 1); iEvent++) {
 187
 188     // get current event
 189     runLoader->GetEvent(iEvent);
 190
 191     // get the event summary data
 192     tree->GetEvent(iEvent);
 193     if (!esd) {
 194       Error("CheckESD", "no ESD object found for event %d", iEvent);
 195       return kFALSE;
 196     }
 197
 198     // get the SPD reconstructed vertex (vertexer) and fill the histogram
 199     AliESDVertex* Vertex = (AliESDVertex*) esd->GetVertex();
 200     if (Vertex->GetNContributors()) {
 201       fZVertex = Vertex->GetZv();
 202       fYVertex = Vertex->GetYv();
 203       fXVertex = Vertex->GetXv();
 204     }
 205     hPrimaryVertex->Fill(fZVertex);
 206
 207     Int_t nTracks = (Int_t)esd->GetNumberOfMuonTracks() ;
 208
 209     //    printf("\n Nb of events analysed: %d\r",iEvent);
 210     //      cout << " number of tracks: " << nTracks  <<endl;
 211
 212     // set the magnetic field for track extrapolations
 213     AliMUONTrackExtrap::SetField(AliTracker::GetFieldMap());
 214     // loop over all reconstructed tracks (also first track of combination)
 215     for (Int_t iTrack = 0; iTrack <  nTracks;  iTrack++) {
 216
 217       AliESDMuonTrack* muonTrack = new AliESDMuonTrack(*(esd->GetMuonTrack(iTrack)));
 218
 219       // extrapolate to vertex if required and available
 220       if (ExtrapToVertex > 0 && Vertex->GetNContributors()) {
 221         trackParam.GetParamFromUncorrected(*muonTrack);
 222         AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, fXVertex, fYVertex, fZVertex);
 223         trackParam.SetParamFor(*muonTrack); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 224       } else if ((ExtrapToVertex > 0 && !Vertex->GetNContributors()) || ExtrapToVertex == 0){
 225         trackParam.GetParamFromUncorrected(*muonTrack);
 226         AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, 0., 0., 0.);
 227         trackParam.SetParamFor(*muonTrack); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 228       }
 229
 230       fCharge1 = Int_t(TMath::Sign(1.,muonTrack->GetInverseBendingMomentum()));
 231
 232       muonTrack->LorentzP(fV1);
 233
 234       ntrackhits = muonTrack->GetNHit();
 235       fitfmin    = muonTrack->GetChi2();
 236
 237       // transverse momentum
 238       Float_t pt1 = fV1.Pt();
 239
 240       // total momentum
 241       Float_t p1 = fV1.P();
 242
 243       // Rapidity
 244       Float_t rapMuon1 = fV1.Rapidity();
 245
 246       // chi2 per d.o.f.
 247       Float_t ch1 =  fitfmin / (2.0 * ntrackhits - 5);
 248 //      printf(" px %f py %f pz %f NHits %d  Norm.chi2 %f charge %d\n",
 249 //           fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, ntrackhits, ch1, fCharge1);
 250
 251       // condition for good track (Chi2Cut and PtCut)
 252
 253       if ((ch1 < Chi2Cut) && (pt1 > PtCutMin) && (pt1 < PtCutMax)) {
 254
 255         // fill histos hPtMuon and hChi2PerDof
 256         hPtMuon->Fill(pt1);
 257         hPMuon->Fill(p1);
 258         hChi2PerDof->Fill(ch1);
 259         hRapMuon->Fill(rapMuon1);
 260         if (fCharge1 > 0) {
 261           hPtMuonPlus->Fill(pt1);
 262           hThetaPhiPlus->Fill(fV1.Phi()*180./TMath::Pi(),fV1.Theta()*180./TMath::Pi());
 263         } else {
 264           hPtMuonMinus->Fill(pt1);
 265           hThetaPhiMinus->Fill(fV1.Phi()*180./TMath::Pi(),fV1.Theta()*180./TMath::Pi());
 266         }
 267         // loop over second track of combination
 268         for (Int_t iTrack2 = iTrack + 1; iTrack2 < nTracks; iTrack2++) {
 269
 270           AliESDMuonTrack* muonTrack2 = new AliESDMuonTrack(*(esd->GetMuonTrack(iTrack2)));
 271
 272           // extrapolate to vertex if required and available
 273           if (ExtrapToVertex > 0 && Vertex->GetNContributors()) {
 274             trackParam.GetParamFromUncorrected(*muonTrack2);
 275             AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, fXVertex, fYVertex, fZVertex);
 276             trackParam.SetParamFor(*muonTrack2); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 277           } else if ((ExtrapToVertex > 0 && !Vertex->GetNContributors()) || ExtrapToVertex == 0){
 278             trackParam.GetParamFromUncorrected(*muonTrack2);
 279             AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, 0., 0., 0.);
 280             trackParam.SetParamFor(*muonTrack2); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 281           }
 282
 283           fCharge2 = Int_t(TMath::Sign(1.,muonTrack2->GetInverseBendingMomentum()));
 284
 285           muonTrack2->LorentzP(fV2);
 286
 287           ntrackhits = muonTrack2->GetNHit();
 288           fitfmin    = muonTrack2->GetChi2();
 289
 290           // transverse momentum
 291           Float_t pt2 = fV2.Pt();
 292
 293           // chi2 per d.o.f.
 294           Float_t ch2 = fitfmin  / (2.0 * ntrackhits - 5);
 295
 296           // condition for good track (Chi2Cut and PtCut)
 297           if ((ch2 < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin)  && (pt2 < PtCutMax)) {
 298
 299             // condition for opposite charges
 300             if ((fCharge1 * fCharge2) == -1) {
 301
 302               // invariant mass
 303               fVtot = fV1 + fV2;
 304               Float_t invMass = fVtot.M();
 305
 306               // fill histos hInvMassAll and hInvMassRes
 307               hInvMassAll->Fill(invMass);
 308               hInvMassRes->Fill(invMass);
 309               hInvMassAll_vs_Pt->Fill(invMass,fVtot.Pt());
 310               Int_t ptTrig;
 311               if (ResType == 553)
 312                 ptTrig =  0x20;// mask for Hpt unlike sign pair
 313               else
 314                 ptTrig =  0x10;// mask for Lpt unlike sign pair
 315
 316               if (esd->GetTriggerMask() &  ptTrig) NbTrigger++;
 317               if (invMass > massMin && invMass < massMax) {
 318                 EventInMass++;
 319                 if (muonTrack2->GetMatchTrigger() && (esd->GetTriggerMask() & ptTrig))// match with trigger
 320                   EventInMassMatch++;
 321
 322                 hRapResonance->Fill(fVtot.Rapidity());
 323                 hPtResonance->Fill(fVtot.Pt());
 324               }
 325
 326             } // if (fCharge1 * fCharge2) == -1)
 327           } // if ((ch2 < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin) && (pt2 < PtCutMax))
 328           delete muonTrack2;
 329         } //  for (Int_t iTrack2 = iTrack + 1; iTrack2 < iTrack; iTrack2++)
 330       } // if (ch1 < Chi2Cut) && (pt1 > PtCutMin)&& (pt1 < PtCutMax) )
 331       delete muonTrack;
 332     } // for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nrectracks; iTrack++)
 333
 334     hNumberOfTrack->Fill(nTracks);
 335     //    esdFile->Delete();
 336   } // for (Int_t iEvent = FirstEvent;
 337
 338 // Loop over events for bg event
 339
 340   Double_t thetaPlus,  phiPlus;
 341   Double_t thetaMinus, phiMinus;
 342   Float_t PtMinus, PtPlus;
 343
 344   for (Int_t iEvent = 0; iEvent < hInvMassAll->Integral(); iEvent++) {
 345
 346     hThetaPhiPlus->GetRandom2(phiPlus, thetaPlus);
 347     hThetaPhiMinus->GetRandom2(phiMinus,thetaMinus);
 348     PtPlus = hPtMuonPlus->GetRandom();
 349     PtMinus = hPtMuonMinus->GetRandom();
 350
 351     fPxRec1  = PtPlus * TMath::Cos(TMath::Pi()/180.*phiPlus);
 352     fPyRec1  = PtPlus * TMath::Sin(TMath::Pi()/180.*phiPlus);
 353     fPzRec1  = PtPlus / TMath::Tan(TMath::Pi()/180.*thetaPlus);
 354
 355     fE1 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec1 * fPxRec1 + fPyRec1 * fPyRec1 + fPzRec1 * fPzRec1);
 356     fV1.SetPxPyPzE(fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, fE1);
 357
 358     fPxRec2  = PtMinus * TMath::Cos(TMath::Pi()/180.*phiMinus);
 359     fPyRec2  = PtMinus * TMath::Sin(TMath::Pi()/180.*phiMinus);
 360     fPzRec2  = PtMinus / TMath::Tan(TMath::Pi()/180.*thetaMinus);
 361
 362     fE2 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec2 * fPxRec2 + fPyRec2 * fPyRec2 + fPzRec2 * fPzRec2);
 363     fV2.SetPxPyPzE(fPxRec2, fPyRec2, fPzRec2, fE2);
 364
 365     // invariant mass
 366     fVtot = fV1 + fV2;
 367
 368     // fill histos hInvMassAll and hInvMassRes
 369     hInvMassBg->Fill(fVtot.M());
 370     hInvMassBgk_vs_Pt->Fill( fVtot.M(), fVtot.Pt() );
 371   }
 372
 373   histoFile->Write();
 374   histoFile->Close();
 375
 376   cout << endl;
 377   cout << "EventInMass " << EventInMass << endl;
 378   cout << "NbTrigger " << NbTrigger << endl;
 379   cout << "EventInMass match with trigger " << EventInMassMatch << endl;
 380
 381   return kTRUE;
 382 }
 383