MUON/macros/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 #include "AliMUONConstants.h"
  29 #endif
  30
  31 /// \ingroup macros
  32 /// \file MUONmassPlot_ESD.C
  33 /// \brief Macro MUONmassPlot_ESD.C for ESD
  34 ///
  35 /// \author Ch. Finck, Subatech, April. 2004
  36 ///
  37 ///
  38 /// Macro to make invariant mass plots
  39 /// for combinations of 2 muons with opposite charges,
  40 /// from root file "MUON.tracks.root" containing the result of track reconstruction.
  41 /// Histograms are stored on the "MUONmassPlot.root" file.
  42 /// introducing TLorentzVector for parameter calculations (Pt, P,rap,etc...)
  43 /// using Invariant Mass for rapidity.
  44 ///
  45 /// Add parameters and histograms for analysis
  46
  47 Bool_t MUONmassPlot(const char* esdFileName = "AliESDs.root", const char* geoFilename = "geometry.root",
  48                     const char* ocdbPath = "local://$ALICE_ROOT/OCDB",
  49                     Int_t FirstEvent = 0, Int_t LastEvent = -1, Int_t ExtrapToVertex = -1,
  50                     Int_t ResType = 553, Float_t Chi2Cut = 100., Float_t PtCutMin = 1.,
  51                     Float_t PtCutMax = 10000., Float_t massMin = 9.17,Float_t massMax = 9.77)
  52 {
  53   /// \param FirstEvent (default 0)
  54   /// \param LastEvent (default 10000)
  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 ResType    553 for Upsilon, anything else for J/Psi (default 553)
  60   /// \param Chi2Cut    to keep only tracks with chi2 per d.o.f. < Chi2Cut (default 100)
  61   /// \param PtCutMin   to keep only tracks with transverse momentum > PtCutMin (default 1)
  62   /// \param PtCutMax   to keep only tracks with transverse momentum < PtCutMax (default 10000)
  63   /// \param massMin   (default 9.17 for Upsilon)
  64   /// \param massMax   (default 9.77 for Upsilon);
  65   ///         to calculate the reconstruction efficiency for resonances with invariant mass
  66   ///         massMin < mass < massMax.
  67
  68   cout << "MUONmassPlot " << endl;
  69   cout << "FirstEvent " << FirstEvent << endl;
  70   cout << "LastEvent " << ((LastEvent>=0) ? Form("%d",LastEvent) : "all") << endl;
  71   cout << "ResType " << ResType << endl;
  72   cout << "Chi2Cut " << Chi2Cut << endl;
  73   cout << "PtCutMin " << PtCutMin << endl;
  74   cout << "PtCutMax " << PtCutMax << endl;
  75   cout << "massMin " << massMin << endl;
  76   cout << "massMax " << massMax << endl;
  77
  78
  79   //Reset ROOT and connect tree file
  80   gROOT->Reset();
  81
  82   // File for histograms and histogram booking
  83   TFile *histoFile = new TFile("MUONmassPlot.root", "RECREATE");
  84   TH1F *hPtMuon = new TH1F("hPtMuon", "Muon Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  85   TH1F *hPtMuonPlus = new TH1F("hPtMuonPlus", "Muon+ Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  86   TH1F *hPtMuonMinus = new TH1F("hPtMuonMinus", "Muon- Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
  87   TH1F *hPMuon = new TH1F("hPMuon", "Muon P (GeV/c)", 100, 0., 200.);
  88   TH1F *hChi2PerDof = new TH1F("hChi2PerDof", "Muon track chi2/d.o.f.", 100, 0., 20.);
  89   TH1F *hInvMassAll = new TH1F("hInvMassAll", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2)", 480, 0., 12.);
  90   TH1F *hInvMassBg = new TH1F("hInvMassBg", "Mu+Mu- invariant mass BG(GeV/c2)", 480, 0., 12.);
  91   TH2F *hInvMassAll_vs_Pt = new TH2F("hInvMassAll_vs_Pt","hInvMassAll_vs_Pt",480,0.,12.,80,0.,20.);
  92   TH2F *hInvMassBgk_vs_Pt = new TH2F("hInvMassBgk_vs_Pt","hInvMassBgk_vs_Pt",480,0.,12.,80,0.,20.);
  93   TH1F *hInvMassRes;
  94   TH1F *hPrimaryVertex = new TH1F("hPrimaryVertex","SPD reconstructed Z vertex",150,-15,15);
  95
  96   if (ResType == 553) {
  97     hInvMassRes = new TH1F("hInvMassRes", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2) around Upsilon", 60, 8., 11.);
  98   } else {
  99     hInvMassRes = new TH1F("hInvMassRes", "Mu+Mu- invariant mass (GeV/c2) around J/Psi", 80, 0., 5.);
 100   }
 101
 102   TH1F *hNumberOfTrack = new TH1F("hNumberOfTrack","nb of track /evt ",20,-0.5,19.5);
 103   TH1F *hRapMuon = new TH1F("hRapMuon"," Muon Rapidity",50,-4.5,-2);
 104   TH1F *hRapResonance = new TH1F("hRapResonance"," Resonance Rapidity",50,-4.5,-2);
 105   TH1F *hPtResonance = new TH1F("hPtResonance", "Resonance Pt (GeV/c)", 100, 0., 20.);
 106   TH2F *hThetaPhiPlus = new TH2F("hThetaPhiPlus", "Theta vs Phi +", 760, -190., 190., 400, 160., 180.);
 107   TH2F *hThetaPhiMinus = new TH2F("hThetaPhiMinus", "Theta vs Phi -", 760, -190., 190., 400, 160., 180.);
 108
 109
 110   // settings
 111   Int_t EventInMass = 0;
 112   Int_t EventInMassMatch = 0;
 113   Int_t NbTrigger = 0;
 114
 115   Float_t muonMass = 0.105658389;
 116 //   Float_t UpsilonMass = 9.46037;
 117 //   Float_t JPsiMass = 3.097;
 118
 119   Int_t fCharge1, fCharge2;
 120   Double_t fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, fE1;
 121   Double_t fPxRec2, fPyRec2, fPzRec2, fE2;
 122
 123   Int_t ntrackhits;
 124   Double_t fitfmin;
 125   Double_t fZVertex=0;
 126   Double_t fYVertex=0;
 127   Double_t fXVertex=0;
 128   Double_t errXVtx=0;
 129   Double_t errYVtx=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", geoFilename);
 138       return kFALSE;
 139     }
 140   }
 141
 142   // open the ESD file
 143   TFile* esdFile = TFile::Open(esdFileName);
 144   if (!esdFile || !esdFile->IsOpen()) {
 145     Error("MUONmass_ESD", "opening ESD file %s failed", esdFileName);
 146     return kFALSE;
 147   }
 148   AliESDEvent* esd = new AliESDEvent();
 149   TTree* tree = (TTree*) esdFile->Get("esdTree");
 150   if (!tree) {
 151     Error("MUONmass_ESD", "no ESD tree found");
 152     return kFALSE;
 153   }
 154   esd->ReadFromTree(tree);
 155
 156   // get run number
 157   if (tree->GetEvent(0) <= 0) {
 158     Error("MUONmass_ESD", "no ESD object found for event 0");
 159     return kFALSE;
 160   }
 161   Int_t runNumber = esd->GetRunNumber();
 162
 163   // load necessary data from OCDB
 164   AliCDBManager::Instance()->SetDefaultStorage(ocdbPath);
 165   AliCDBManager::Instance()->SetSpecificStorage("GRP/GRP/Data","local://.");
 166   AliCDBManager::Instance()->SetRun(runNumber);
 167   if (!AliMUONCDB::LoadField()) return kFALSE;
 168
 169   // set the magnetic field for track extrapolations
 170   AliMUONTrackExtrap::SetField();
 171
 172   AliMUONTrackParam trackParam;
 173   AliMUONTrackParam trackParamAtAbsEnd;
 174
 175   // Loop over events
 176   Int_t nevents = (LastEvent >= 0) ? TMath::Min(LastEvent, (Int_t)tree->GetEntries()-1) : (Int_t)tree->GetEntries()-1;
 177   for (Int_t iEvent = FirstEvent; iEvent <= nevents; iEvent++) {
 178
 179     // get the event summary data
 180     if (tree->GetEvent(iEvent) <= 0) {
 181       Error("MUONmass_ESD", "no ESD object found for event %d", iEvent);
 182       return kFALSE;
 183     }
 184
 185     // get the SPD reconstructed vertex (vertexer) and fill the histogram
 186     AliESDVertex* Vertex = (AliESDVertex*) esd->GetVertex();
 187     if (Vertex->GetNContributors()) {
 188       fZVertex = Vertex->GetZ();
 189       fYVertex = Vertex->GetY();
 190       fXVertex = Vertex->GetX();
 191       errXVtx = Vertex->GetXRes();
 192       errYVtx = Vertex->GetYRes();
 193     }
 194     hPrimaryVertex->Fill(fZVertex);
 195
 196     Int_t nTracks = (Int_t)esd->GetNumberOfMuonTracks() ;
 197
 198     //    printf("\n Nb of events analysed: %d\r",iEvent);
 199     //      cout << " number of tracks: " << nTracks  <<endl;
 200
 201     // loop over all reconstructed tracks (also first track of combination)
 202     for (Int_t iTrack = 0; iTrack <  nTracks;  iTrack++) {
 203
 204       // skip ghosts
 205       if (!esd->GetMuonTrack(iTrack)->ContainTrackerData()) continue;
 206
 207       AliESDMuonTrack* muonTrack = new AliESDMuonTrack(*(esd->GetMuonTrack(iTrack)));
 208
 209       // extrapolate to vertex if required and available
 210       if (ExtrapToVertex > 0 && Vertex->GetNContributors()) {
 211         AliMUONESDInterface::GetParamAtFirstCluster(*muonTrack, trackParam);
 212         AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, fXVertex, fYVertex, fZVertex, errXVtx, errYVtx);
 213         AliMUONESDInterface::SetParamAtVertex(trackParam, *muonTrack); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 214       } else if ((ExtrapToVertex > 0 && !Vertex->GetNContributors()) || ExtrapToVertex == 0){
 215         AliMUONESDInterface::GetParamAtFirstCluster(*muonTrack, trackParam);
 216         AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, 0., 0., 0., 0., 0.);
 217         AliMUONESDInterface::SetParamAtVertex(trackParam, *muonTrack); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 218       }
 219
 220       // compute track position at the end of the absorber
 221       AliMUONESDInterface::GetParamAtFirstCluster(*muonTrack, trackParamAtAbsEnd);
 222       AliMUONTrackExtrap::ExtrapToZ(&trackParamAtAbsEnd, AliMUONConstants::AbsZEnd());
 223       Double_t xAbs = trackParamAtAbsEnd.GetNonBendingCoor();
 224       Double_t yAbs = trackParamAtAbsEnd.GetBendingCoor();
 225       Double_t dAbs1 = TMath::Sqrt(xAbs*xAbs + yAbs*yAbs);
 226       Double_t aAbs1 = TMath::ATan(-dAbs1/AliMUONConstants::AbsZEnd()) * TMath::RadToDeg();
 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           // skip ghosts
 269           if (!esd->GetMuonTrack(iTrack2)->ContainTrackerData()) continue;
 270
 271           AliESDMuonTrack* muonTrack2 = new AliESDMuonTrack(*(esd->GetMuonTrack(iTrack2)));
 272
 273           // extrapolate to vertex if required and available
 274           if (ExtrapToVertex > 0 && Vertex->GetNContributors()) {
 275             AliMUONESDInterface::GetParamAtFirstCluster(*muonTrack2, trackParam);
 276             AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, fXVertex, fYVertex, fZVertex, errXVtx, errYVtx);
 277             AliMUONESDInterface::SetParamAtVertex(trackParam, *muonTrack2); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 278           } else if ((ExtrapToVertex > 0 && !Vertex->GetNContributors()) || ExtrapToVertex == 0){
 279             AliMUONESDInterface::GetParamAtFirstCluster(*muonTrack2, trackParam);
 280             AliMUONTrackExtrap::ExtrapToVertex(&trackParam, 0., 0., 0., 0., 0.);
 281             AliMUONESDInterface::SetParamAtVertex(trackParam, *muonTrack2); // put the new parameters in this copy of AliESDMuonTrack
 282           }
 283
 284           // compute track position at the end of the absorber
 285           AliMUONESDInterface::GetParamAtFirstCluster(*muonTrack2, trackParamAtAbsEnd);
 286           AliMUONTrackExtrap::ExtrapToZ(&trackParamAtAbsEnd, AliMUONConstants::AbsZEnd());
 287           xAbs = trackParamAtAbsEnd.GetNonBendingCoor();
 288           yAbs = trackParamAtAbsEnd.GetBendingCoor();
 289           Double_t dAbs2 = TMath::Sqrt(xAbs*xAbs + yAbs*yAbs);
 290           Double_t aAbs2 = TMath::ATan(-dAbs2/AliMUONConstants::AbsZEnd()) * TMath::RadToDeg();
 291
 292           fCharge2 = Int_t(TMath::Sign(1.,muonTrack2->GetInverseBendingMomentum()));
 293
 294           muonTrack2->LorentzP(fV2);
 295
 296           ntrackhits = muonTrack2->GetNHit();
 297           fitfmin    = muonTrack2->GetChi2();
 298
 299           // transverse momentum
 300           Float_t pt2 = fV2.Pt();
 301
 302           // chi2 per d.o.f.
 303           Float_t ch2 = fitfmin  / (2.0 * ntrackhits - 5);
 304
 305           // condition for good track (Chi2Cut and PtCut)
 306 //        if ((ch2 < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin)  && (pt2 < PtCutMax)) {
 307 //        if (aAbs1 < 2. || aAbs2 < 2.) {
 308 //        if (aAbs1 > 2. && aAbs2 > 2. && (aAbs1 < 2.1 || aAbs2 < 2.1)) {
 309 //        if (aAbs1 > 2. && aAbs2 > 2. && (dAbs1 < 17.8 || dAbs2 < 17.8)) {
 310 //        if (dAbs1 > 17.8 && dAbs2 > 17.8 && (dAbs1 < 18. || dAbs2 < 18.)) {
 311 //        if (dAbs1 > 18. && dAbs2 > 18. && (dAbs1 < 18.2 || dAbs2 < 18.2)) {
 312 //        if (dAbs1 > 18.2 && dAbs2 > 18.2 && (aAbs1 < 2.1 || aAbs2 < 2.1)) {
 313 //        if (dAbs1 > 18. && dAbs2 > 18.) {
 314 //        if (aAbs1 > 2.1 && aAbs2 > 2.1) {
 315 //        if (muonTrack->GetMatchTrigger() && muonTrack2->GetMatchTrigger()) {
 316
 317             // condition for opposite charges
 318             if ((fCharge1 * fCharge2) == -1) {
 319
 320               // invariant mass
 321               fVtot = fV1 + fV2;
 322               Float_t invMass = fVtot.M();
 323
 324               // fill histos hInvMassAll and hInvMassRes
 325               hInvMassAll->Fill(invMass);
 326               hInvMassRes->Fill(invMass);
 327               hInvMassAll_vs_Pt->Fill(invMass,fVtot.Pt());
 328               Int_t ptTrig;
 329               if (ResType == 553)
 330                 ptTrig =  0x20;// mask for Hpt unlike sign pair
 331               else
 332                 ptTrig =  0x10;// mask for Lpt unlike sign pair
 333
 334               if (esd->GetTriggerMask() &  ptTrig) NbTrigger++;
 335               if (invMass > massMin && invMass < massMax) {
 336                 EventInMass++;
 337                 if (muonTrack2->GetMatchTrigger() && (esd->GetTriggerMask() & ptTrig))// match with trigger
 338                   EventInMassMatch++;
 339
 340                 hRapResonance->Fill(fVtot.Rapidity());
 341                 hPtResonance->Fill(fVtot.Pt());
 342               }
 343
 344             } // if (fCharge1 * fCharge2) == -1)
 345 //        } // if ((ch2 < Chi2Cut) && (pt2 > PtCutMin) && (pt2 < PtCutMax))
 346           delete muonTrack2;
 347         } //  for (Int_t iTrack2 = iTrack + 1; iTrack2 < iTrack; iTrack2++)
 348 //      } // if (ch1 < Chi2Cut) && (pt1 > PtCutMin)&& (pt1 < PtCutMax) )
 349       delete muonTrack;
 350     } // for (Int_t iTrack = 0; iTrack < nrectracks; iTrack++)
 351
 352     hNumberOfTrack->Fill(nTracks);
 353     //    esdFile->Delete();
 354   } // for (Int_t iEvent = FirstEvent;
 355
 356 // Loop over events for bg event
 357
 358   Double_t thetaPlus,  phiPlus;
 359   Double_t thetaMinus, phiMinus;
 360   Float_t PtMinus, PtPlus;
 361
 362   for (Int_t iEvent = 0; iEvent < hInvMassAll->Integral(); iEvent++) {
 363
 364     hThetaPhiPlus->GetRandom2(phiPlus, thetaPlus);
 365     hThetaPhiMinus->GetRandom2(phiMinus,thetaMinus);
 366     PtPlus = hPtMuonPlus->GetRandom();
 367     PtMinus = hPtMuonMinus->GetRandom();
 368
 369     fPxRec1  = PtPlus * TMath::Cos(TMath::Pi()/180.*phiPlus);
 370     fPyRec1  = PtPlus * TMath::Sin(TMath::Pi()/180.*phiPlus);
 371     fPzRec1  = PtPlus / TMath::Tan(TMath::Pi()/180.*thetaPlus);
 372
 373     fE1 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec1 * fPxRec1 + fPyRec1 * fPyRec1 + fPzRec1 * fPzRec1);
 374     fV1.SetPxPyPzE(fPxRec1, fPyRec1, fPzRec1, fE1);
 375
 376     fPxRec2  = PtMinus * TMath::Cos(TMath::Pi()/180.*phiMinus);
 377     fPyRec2  = PtMinus * TMath::Sin(TMath::Pi()/180.*phiMinus);
 378     fPzRec2  = PtMinus / TMath::Tan(TMath::Pi()/180.*thetaMinus);
 379
 380     fE2 = TMath::Sqrt(muonMass * muonMass + fPxRec2 * fPxRec2 + fPyRec2 * fPyRec2 + fPzRec2 * fPzRec2);
 381     fV2.SetPxPyPzE(fPxRec2, fPyRec2, fPzRec2, fE2);
 382
 383     // invariant mass
 384     fVtot = fV1 + fV2;
 385
 386     // fill histos hInvMassAll and hInvMassRes
 387     hInvMassBg->Fill(fVtot.M());
 388     hInvMassBgk_vs_Pt->Fill( fVtot.M(), fVtot.Pt() );
 389   }
 390
 391   histoFile->Write();
 392   histoFile->Close();
 393
 394   cout << endl;
 395   cout << "EventInMass " << EventInMass << endl;
 396   cout << "NbTrigger " << NbTrigger << endl;
 397   cout << "EventInMass match with trigger " << EventInMassMatch << endl;
 398
 399   return kTRUE;
 400 }
 401