f42c431b78e6b655ede5d806d3776fd079fa68e8
[u/mrichter/AliRoot.git] / PHOS / AliPHOS.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
6  *                                                                        *
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8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
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10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
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13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15
16 /* $Id$ */
17
18 //_________________________________________________________________________
19 // Base Class for PHOS description:
20 //   PHOS consists of a PbWO4 calorimeter (EMCA) and a gazeous charged 
21 //    particles detector (CPV or PPSD).
22 //   The only provided method here is CreateMaterials, 
23 //    which defines the materials common to all PHOS versions.   
24 // 
25 //*-- Author: Laurent Aphecetche & Yves Schutz (SUBATECH) 
26 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
27
28 // --- ROOT system ---
29 #include "TTree.h"
30
31 // --- Standard library ---
32
33 // --- AliRoot header files ---
34
35 #include "AliPHOS.h"
36 #include "AliMC.h"
37 #include "AliRun.h"
38 #include "AliMagF.h"
39
40 ClassImp(AliPHOS)
41
42 //____________________________________________________________________________
43 AliPHOS::AliPHOS():AliDetector()
44 {
45   // ctor 
46   //We do not create objects, because these pointers will be overwritten durin reading from file.
47   fDigits        = 0 ;
48   fEmcRecPoints  = 0 ; 
49   fPpsdRecPoints = 0 ;
50   fTrackSegments = 0 ;
51   fRecParticles  = 0 ;
52
53 }
54 //____________________________________________________________________________
55 AliPHOS::AliPHOS(const char* name, const char* title): AliDetector(name,title) 
56 {
57   // ctor
58
59   fDigits        = 0 ; 
60   fEmcRecPoints  = 0 ; 
61   fPpsdRecPoints = 0 ;
62   fTrackSegments = 0 ;
63   fRecParticles  = 0 ;
64   
65 }
66 //____________________________________________________________________________
67 AliPHOS::~AliPHOS()
68 {
69   // dtor
70   if(fEmcRecPoints)
71     fEmcRecPoints->Delete() ;
72   delete fEmcRecPoints ;
73   if(fPpsdRecPoints)
74     fPpsdRecPoints->Delete() ;
75   delete fPpsdRecPoints ;
76   if(fTrackSegments)
77     fTrackSegments->Delete() ;
78   delete fTrackSegments ;
79   if(fRecParticles)
80     fRecParticles->Delete() ;
81   delete fRecParticles ;
82   delete fHits ;
83   delete fDigits ;
84 }
85
86 //____________________________________________________________________________
87 void AliPHOS::CreateMaterials()
88 {
89   // Definitions of materials to build PHOS and associated tracking media.
90   // media number in idtmed are 699 to 798.
91
92   // --- The PbWO4 crystals ---
93   Float_t aX[3] = {207.19, 183.85, 16.0} ;
94   Float_t zX[3] = {82.0, 74.0, 8.0} ;
95   Float_t wX[3] = {1.0, 1.0, 4.0} ;
96   Float_t dX = 8.28 ;
97
98   AliMixture(0, "PbWO4$", aX, zX, dX, -3, wX) ;
99
100
101   // --- The polysterene scintillator (CH) ---
102   Float_t aP[2] = {12.011, 1.00794} ;
103   Float_t zP[2] = {6.0, 1.0} ;
104   Float_t wP[2] = {1.0, 1.0} ;
105   Float_t dP = 1.032 ;
106
107   AliMixture(1, "Polystyrene$", aP, zP, dP, -2, wP) ;
108
109   // --- Aluminium ---
110   AliMaterial(2, "Al$", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 999., 0, 0) ;
111   // ---         Absorption length is ignored ^
112
113  // --- Tyvek (CnH2n) ---
114   Float_t aT[2] = {12.011, 1.00794} ;
115   Float_t zT[2] = {6.0, 1.0} ;
116   Float_t wT[2] = {1.0, 2.0} ;
117   Float_t dT = 0.331 ;
118
119   AliMixture(3, "Tyvek$", aT, zT, dT, -2, wT) ;
120
121   // --- Polystyrene foam ---
122   Float_t aF[2] = {12.011, 1.00794} ;
123   Float_t zF[2] = {6.0, 1.0} ;
124   Float_t wF[2] = {1.0, 1.0} ;
125   Float_t dF = 0.12 ;
126
127   AliMixture(4, "Foam$", aF, zF, dF, -2, wF) ;
128
129  // --- Titanium ---
130   Float_t aTIT[3] = {47.88, 26.98, 54.94} ;
131   Float_t zTIT[3] = {22.0, 13.0, 25.0} ;
132   Float_t wTIT[3] = {69.0, 6.0, 1.0} ;
133   Float_t dTIT = 4.5 ;
134
135   AliMixture(5, "Titanium$", aTIT, zTIT, dTIT, -3, wTIT);
136
137  // --- Silicon ---
138   AliMaterial(6, "Si$", 28.0855, 14., 2.33, 9.36, 42.3, 0, 0) ;
139
140
141
142   // --- Foam thermo insulation ---
143   Float_t aTI[2] = {12.011, 1.00794} ;
144   Float_t zTI[2] = {6.0, 1.0} ;
145   Float_t wTI[2] = {1.0, 1.0} ;
146   Float_t dTI = 0.1 ;
147
148   AliMixture(7, "Thermo Insul.$", aTI, zTI, dTI, -2, wTI) ;
149
150   // --- Textolitn ---
151   Float_t aTX[4] = {16.0, 28.09, 12.011, 1.00794} ;
152   Float_t zTX[4] = {8.0, 14.0, 6.0, 1.0} ;
153   Float_t wTX[4] = {292.0, 68.0, 462.0, 736.0} ;
154   Float_t dTX    = 1.75 ;
155
156   AliMixture(8, "Textolit$", aTX, zTX, dTX, -4, wTX) ;
157
158   //--- FR4  ---
159   Float_t aFR[3] = {28.0855, 15.9994, 17.749} ; 
160   Float_t zFR[3] = {14., 8., 8.875} ; 
161   Float_t wFR[3] = {.28, .32, .4} ;
162   Float_t dFR = 1.8 ; 
163
164   AliMixture(9, "FR4$", aFR, zFR, dFR, -3, wFR) ;
165
166   // --- The Composite Material for  micromegas (so far polyetylene) ---                                       
167   Float_t aCM[2] = {12.01, 1.} ; 
168   Float_t zCM[2] = {6., 1.} ; 
169   Float_t wCM[2] = {1., 2.} ; 
170   Float_t dCM = 0.935 ; 
171
172   AliMixture(10, "Compo Mat$", aCM, zCM, dCM, -2, wCM) ;
173
174   // --- Copper ---                                                                    
175   AliMaterial(11, "Cu$", 63.546, 29, 8.96, 1.43, 14.8, 0, 0) ;
176  
177   // --- G10 : Printed Circuit material ---                                                  
178   Float_t aG10[4] = { 12., 1., 16., 28.} ;
179   Float_t zG10[4] = { 6., 1., 8., 14.} ;
180   Float_t wG10[4] = { .259, .288, .248, .205} ;
181   Float_t dG10  = 1.7 ;
182   
183   AliMixture(12, "G10$", aG10, zG10, dG10, -4, wG10);
184
185   // --- Lead ---                                                                     
186   AliMaterial(13, "Pb$", 207.2, 82, 11.35, 0.56, 0., 0, 0) ;
187
188  // --- The gas mixture ---                                                                
189  // Co2
190   Float_t aCO[2] = {12.0, 16.0} ; 
191   Float_t zCO[2] = {6.0, 8.0} ; 
192   Float_t wCO[2] = {1.0, 2.0} ; 
193   Float_t dCO = 0.001977 ; 
194
195   AliMixture(14, "CO2$", aCO, zCO, dCO, -2, wCO);
196
197  // Ar
198   Float_t dAr = 0.001782 ; 
199   AliMaterial(15, "Ar$", 39.948, 18.0, dAr, 14.0, 0., 0, 0) ;   
200  
201  // ArCo2
202   Char_t namate[21];
203   Float_t aGM[2] ; 
204   Float_t zGM[2] ; 
205   Float_t wGM[2] ; 
206   Float_t dGM ; 
207
208   Float_t absL, radL, density ;
209   Float_t buf[1] ;
210   Int_t nbuf ;
211
212   gMC->Gfmate((*fIdmate)[15], namate, aGM[0], zGM[0], density, radL, absL, buf, nbuf) ; // Get properties of Ar 
213   gMC->Gfmate((*fIdmate)[14], namate, aGM[1], zGM[1], density, radL, absL, buf, nbuf) ; // Get properties of CO2 
214
215
216   // Create gas mixture 
217
218   Float_t arContent    = 0.80 ;  // Ar-content of the Ar/CO2-mixture (80% / 20%) 
219  
220   wGM[0] = arContent;
221   wGM[1] = 1. - arContent ;
222   dGM    = wGM[0] * dAr + wGM[1] * dCO;
223
224   AliMixture(16, "ArCO2$", aGM, zGM, dGM,  2, wGM) ;
225
226   // --- Stainless steel (let it be pure iron) ---
227   AliMaterial(17, "Steel$", 55.845, 26, 7.87, 1.76, 0., 0, 0) ;
228  
229   // --- Air ---
230   AliMaterial(99, "Air$", 14.61, 7.3, 0.001205, 30420., 67500., 0, 0) ;
231   
232  
233   // DEFINITION OF THE TRACKING MEDIA
234
235   // for PHOS: idtmed[699->798] equivalent to fIdtmed[0->100]
236   Int_t * idtmed = fIdtmed->GetArray() - 699 ; 
237   Int_t   isxfld = gAlice->Field()->Integ() ;
238   Float_t sxmgmx = gAlice->Field()->Max() ;
239
240   // The scintillator of the calorimeter made of PBW04                              -> idtmed[699]
241   AliMedium(0, "PHOS Xtal    $", 0, 1,
242             isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
243
244   // The scintillator of the CPV made of Polystyrene scintillator                   -> idtmed[700]
245   AliMedium(1, "CPV scint.   $", 1, 1,
246             isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
247
248   // Various Aluminium parts made of Al                                             -> idtmed[701]
249   AliMedium(2, "Al parts     $", 2, 0,
250              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.001, 0.001, 0, 0) ;
251
252   // The Tywek which wraps the calorimeter crystals                                 -> idtmed[702]
253   AliMedium(3, "Tyvek wrapper$", 3, 0,
254              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.001, 0.001, 0, 0) ;
255
256   // The Polystyrene foam around the calorimeter module                             -> idtmed[703]
257   AliMedium(4, "Polyst. foam $", 4, 0,
258              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
259
260   // The Titanium around the calorimeter crystal                                    -> idtmed[704]
261   AliMedium(5, "Titan. cover $", 5, 0,
262              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.0001, 0.0001, 0, 0) ;
263
264   // The Silicon of the pin diode to read out the calorimeter crystal               -> idtmed[705] 
265  AliMedium(6, "Si PIN       $", 6, 0,
266              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.01, 0.01, 0, 0) ;
267
268  // The thermo insulating material of the box which contains the calorimeter module -> idtmed[706]
269   AliMedium(7, "Thermo Insul.$", 7, 0,
270              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
271
272   // The Textolit which makes up the box which contains the calorimeter module      -> idtmed[707]
273   AliMedium(8, "Textolit     $", 8, 0,
274              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
275
276   // FR4: The Plastic which makes up the frame of micromegas                        -> idtmed[708]
277   AliMedium(9, "FR4 $", 9, 0,
278              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.0001, 0, 0) ; 
279
280
281   // The Composite Material for  micromegas                                         -> idtmed[709]
282   AliMedium(10, "CompoMat   $", 10, 0,
283              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
284
285   // Copper                                                                         -> idtmed[710]
286   AliMedium(11, "Copper     $", 11, 0,
287              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.0001, 0, 0) ;
288
289   // G10: Printed Circuit material                                                  -> idtmed[711]
290  
291   AliMedium(12, "G10        $", 12, 0,
292              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.01, 0, 0) ;
293
294   // The Lead                                                                       -> idtmed[712]
295  
296   AliMedium(13, "Lead      $", 13, 0,
297              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
298
299   // The gas mixture: ArCo2                                                         -> idtmed[715]
300  
301   AliMedium(16, "ArCo2      $", 16, 1,
302              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.01, 0, 0) ;
303  
304   // Stainless steel                                                                -> idtmed[716]
305   AliMedium(17, "Steel     $", 17, 0,
306              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.0001, 0, 0) ;
307
308   // Air                                                                            -> idtmed[798] 
309   AliMedium(99, "Air          $", 99, 0,
310              isxfld, sxmgmx, 10.0, 1.0, 0.1, 0.1, 10.0, 0, 0) ;
311
312   // --- Set decent energy thresholds for gamma and electron tracking
313
314   // Tracking threshold for photons and electrons in the scintillator crystal 
315   gMC->Gstpar(idtmed[699], "CUTGAM",0.5E-4) ; 
316   gMC->Gstpar(idtmed[699], "CUTELE",1.0E-4) ;
317  
318   // --- Generate explicitly delta rays in the titan cover ---
319   gMC->Gstpar(idtmed[704], "LOSS",3.) ;
320   gMC->Gstpar(idtmed[704], "DRAY",1.) ;
321   // --- and in aluminium parts ---
322   gMC->Gstpar(idtmed[701], "LOSS",3.) ;
323   gMC->Gstpar(idtmed[701], "DRAY",1.) ;
324   // --- and in PIN diode
325   gMC->Gstpar(idtmed[705], "LOSS",3) ;
326   gMC->Gstpar(idtmed[705], "DRAY",1) ;
327   // --- and in the passive convertor
328   gMC->Gstpar(idtmed[712], "LOSS",3) ;
329   gMC->Gstpar(idtmed[712], "DRAY",1) ;
330   // Tracking threshold for photons and electrons in the gas ArC02 
331   gMC->Gstpar(idtmed[715], "CUTGAM",1.E-5) ; 
332   gMC->Gstpar(idtmed[715], "CUTELE",1.E-5) ;
333   gMC->Gstpar(idtmed[715], "CUTNEU",1.E-5) ;
334   gMC->Gstpar(idtmed[715], "CUTHAD",1.E-5) ;
335   gMC->Gstpar(idtmed[715], "CUTMUO",1.E-5) ;
336   gMC->Gstpar(idtmed[715], "BCUTE",1.E-5) ;
337   gMC->Gstpar(idtmed[715], "BCUTM",1.E-5) ;
338   gMC->Gstpar(idtmed[715], "DCUTE",1.E-5) ;
339   gMC->Gstpar(idtmed[715], "DCUTM",1.E-5) ;
340   gMC->Gstpar(idtmed[715], "PPCUTM",1.E-5) ;
341   gMC->Gstpar(idtmed[715], "LOSS",2.) ;
342   gMC->Gstpar(idtmed[715], "DRAY",0.) ;
343   gMC->Gstpar(idtmed[715], "STRA",2.) ;
344
345 }
346 //____________________________________________________________________________
347 void AliPHOS::SetTreeAddress()
348
349   // TBranch *branch;
350   AliDetector::SetTreeAddress();
351
352   TBranch * branch ;
353
354   if(fDigits)
355     fDigits->Clear();
356   else
357     fDigits = new TClonesArray("AliPHOSDigit",1) ;
358
359   if (gAlice->TreeD()  && fDigits ) {
360     branch = gAlice->TreeD()->GetBranch("PHOS");
361     if (branch) branch->SetAddress(&fDigits) ;
362   } 
363
364    TTree *treeR = gAlice->TreeR();
365    
366    //Branch address for TreeR: EmcRecPoint
367
368   if(fEmcRecPoints)
369     fEmcRecPoints->Delete();
370   else
371     fEmcRecPoints  = new AliPHOSRecPoint::RecPointsList(1) ; 
372
373   if ( treeR && fEmcRecPoints ) {
374     branch = treeR->GetBranch("PHOSEmcRP");
375     if (branch) branch->SetAddress(&fEmcRecPoints) ;
376   }
377
378   //Branch address for TreeR: PPSDRecPoint
379   if(fPpsdRecPoints)
380     fPpsdRecPoints->Delete();
381   else
382     fPpsdRecPoints = new AliPHOSRecPoint::RecPointsList(1) ;
383
384   if ( treeR && fPpsdRecPoints ) {
385     branch = treeR->GetBranch("PHOSPpsdRP");
386     if (branch) branch->SetAddress(&fPpsdRecPoints) ;
387   }
388
389   //Branch address for TreeR: TrackSegments
390   if(fTrackSegments)
391     fTrackSegments->Clear() ;
392   else
393     fTrackSegments = new AliPHOSTrackSegment::TrackSegmentsList("AliPHOSTrackSegment", 1) ;
394   
395   if ( treeR && fTrackSegments ) {
396     branch = treeR->GetBranch("PHOSTS");
397     if (branch) branch->SetAddress(&fTrackSegments) ;
398   }
399   
400   //Branch address for TreeR: RecParticles
401   if(fRecParticles)
402     fRecParticles->Clear() ;
403   else
404     fRecParticles  = new AliPHOSRecParticle::RecParticlesList("AliPHOSRecParticle", 1) ;
405
406   if ( treeR && fRecParticles ) {
407     branch = treeR->GetBranch("PHOSRP");
408     if (branch) branch->SetAddress(&fRecParticles) ;
409   }
410
411 }
412
413