A lot of changes here:
[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  *                                                                        *
7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15 /* $Id$ */
16
17 //_________________________________________________________________________
18 // Base Class for PHOS description:
19 //   PHOS consists of a PbWO4 calorimeter (EMCA) and a gazeous charged 
20 //    particles detector (CPV or PPSD).
21 //   The only provided method here is CreateMaterials, 
22 //    which defines the materials common to all PHOS versions.   
23 // 
24 //*-- Author: Laurent Aphecetche & Yves Schutz (SUBATECH) 
25 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
26
27
28 // --- ROOT system ---
29 class TFile;
30 #include "TROOT.h"
31 #include "TTree.h"
32 #include "TFolder.h" 
33
34 // --- Standard library ---
35
36 #include <strstream.h>
37 // --- AliRoot header files ---
38
39 #include "AliPHOS.h"
40 #include "AliMC.h"
41 #include "AliRun.h"
42 #include "AliMagF.h"
43 #include "AliPHOSGeometry.h"
44 #include "AliPHOSQAChecker.h" 
45
46 ClassImp(AliPHOS)
47 //____________________________________________________________________________
48 AliPHOS:: AliPHOS() : AliDetector()
49 {
50   // Create folder and task hierarchy
51   fName="PHOS";
52   CreatePHOSWhiteBoard();
53
54 }
55
56 //____________________________________________________________________________
57 AliPHOS::AliPHOS(const char* name, const char* title): AliDetector(name, title) 
58 {
59   // Create folder and task hierarchy
60   CreatePHOSWhiteBoard(); 
61 }
62
63 //____________________________________________________________________________
64 void AliPHOS::CreatePHOSWhiteBoard()
65 {
66   // create the ALICE TFolder
67   // create the ALICE TTasks
68   //  add the Alice QA TTAsks 
69   // create the ALICE main TFolder
70   //  add the Alice QA Alarms
71   // this should be done of course by AliRun
72   //==================== BEG TO BE DONE BY AliRUN ===========================
73   TFolder *alice = gROOT->GetRootFolder()->AddFolder("YSAlice","Alice Folder") ;  
74   gROOT->GetListOfBrowsables()->Add(alice, "YSAlice") ;
75
76   TFolder * aliceF  = alice->AddFolder("WhiteBoard", "Alice memory Folder") ; 
77   //  make it the owner of the objects that it contains
78   aliceF->SetOwner() ;
79   // geometry folder 
80   TFolder * geomF = aliceF->AddFolder("Geometry", "Geometry objects") ; 
81   // alarms folder
82   TFolder * alarmsF = aliceF->AddFolder("QAAlarms", "Alarms raised by QA check") ; 
83   // Hits folder
84   TFolder * hitsF = aliceF->AddFolder("Hits", "Hits") ; 
85   // SDigits folder
86   TFolder * sdigitsF = aliceF->AddFolder("SDigits", "Summable Digits") ; 
87   // Digits folder
88   TFolder * digitsF = aliceF->AddFolder("Digits", "Digits") ; 
89   // RecPoints folder
90   TFolder * rpointsF = aliceF->AddFolder("RecPoints", "RecPoints") ; 
91   // TrackSegments folder
92   TFolder * tsF = aliceF->AddFolder("TrackSegments", "TrackSegments") ; 
93   // RecParticles folder
94   TFolder * rparticlesF = aliceF->AddFolder("RecParticles", "RecParticles") ; 
95   //  make it the owner of the objects that it contains
96   alarmsF->SetOwner() ;
97   hitsF->SetOwner() ;
98   sdigitsF->SetOwner() ;
99   digitsF->SetOwner() ;
100   rpointsF->SetOwner() ;
101   tsF->SetOwner() ;
102   rparticlesF->SetOwner() ;
103
104   // Tasks folder
105   TFolder * aliceT  = alice->AddFolder("tasks", "Alice tasks Folder") ; 
106   //  make it the owner of the objects that it contains
107   aliceT->SetOwner() ;
108
109   TTask * aliceQA = new TTask("QA", "Alice QA tasks") ;
110   aliceT->Add(aliceQA); 
111  
112   TTask * aliceSD = new TTask("SDigitizer", "Alice SDigitizer") ;
113   aliceT->Add(aliceSD); 
114
115   TTask * aliceDi = new TTask("Digitizer", "Alice Digitizer") ;
116   aliceT->Add(aliceDi); 
117
118   TTask * aliceRe = new TTask("Reconstructioner", "Alice Reconstructioner") ;
119   aliceT->Add(aliceRe); 
120
121   //==================== END TO BE DONE BY AliRUN ===========================
122
123   // =================== Creating PHOS related folders
124   char * tempo = new char[80] ; 
125
126   // creates the PHOSQA (QAChecker knows how to add itself in the tasks list)
127   sprintf(tempo, "%sCheckers container",GetName() ) ; 
128   fQATask = new AliPHOSQAChecker(GetName(), tempo);  
129
130   // creates the PHOS SDigitizer and adds it to alice main SDigitizer task 
131   sprintf(tempo, "%sSDigitizers container",GetName() ) ; 
132   TTask * sdT = new TTask(GetName(), tempo);   
133   aliceSD->Add(sdT) ; 
134
135   // creates the PHOS Digitizer and adds it to alice main Digitizer task 
136   sprintf(tempo, "%sDigitizers container",GetName() ) ; 
137   TTask * dT = new TTask(GetName(), tempo);   
138   aliceDi->Add(dT) ; 
139
140   // creates the PHOS reconstructioner and adds it to alice main Reconstructioner task 
141   sprintf(tempo, "%s Reconstructioner container",GetName() ) ; 
142   TTask * reT = new TTask(GetName(), tempo); 
143   aliceRe->Add(reT) ; 
144
145   // creates the PHOS clusterizer, tracksegment maker and PID and adds it to the PHOS Reconstructioner task
146
147   delete tempo ;  
148
149   // creates the PHOS geometry  folder
150   geomF->AddFolder("PHOS", "Geometry for PHOS") ; 
151   // creates the PHOSQA alarm folder
152   alarmsF->AddFolder("PHOS", "QA alarms from PHOS") ; 
153   // creates the PHOS Hits folder
154   hitsF->AddFolder("PHOS", "Hits for PHOS") ; 
155   // creates the PHOS Summable Digits folder
156   sdigitsF->AddFolder("PHOS", "Summable Digits for PHOS") ; 
157   // creates the PHOS Digits folder
158   digitsF->AddFolder("PHOS", "Digits for PHOS") ; 
159   // creates the PHOS RecPoints folder
160   TFolder * prpF = rpointsF->AddFolder("PHOS", "RecPoints for PHOS") ;
161   // creates the PHOS EMC RecPoints folder
162   prpF->AddFolder("emc", "EMC RecPoints for PHOS") ;
163   // creates the PHOS CPV RecPoints folder
164   prpF->AddFolder("cpv", "CPV RecPoints for PHOS") ;
165   
166   // creates the PHOS TrackSegments folder
167   tsF->AddFolder("PHOS", "Track Segments for PHOS") ; 
168   // creates the PHOS RecParticles folder
169   rparticlesF->AddFolder("PHOS", "RecParticles for PHOS") ;
170  
171 }
172 //____________________________________________________________________________
173 AliPHOS::~AliPHOS() 
174 {  
175   // remove the alice folder and alice QA task that PHOS creates instead of AliRun
176   
177   // remove and delete the PHOS QA tasks
178   TTask * aliceQA = (TTask*)gROOT->FindObjectAny("YSAlice/tasks/QA") ; 
179   fQATask->GetListOfTasks()->Delete() ;
180   aliceQA->GetListOfTasks()->Remove(fQATask) ; 
181   delete fQATask ;  
182   
183   // remove and delete aliceQA (should be done by AliRun) 
184 }
185
186 //____________________________________________________________________________
187 void AliPHOS::CreateMaterials()
188 {
189   // Definitions of materials to build PHOS and associated tracking media.
190   // media number in idtmed are 699 to 798.
191
192   // --- The PbWO4 crystals ---
193   Float_t aX[3] = {207.19, 183.85, 16.0} ;
194   Float_t zX[3] = {82.0, 74.0, 8.0} ;
195   Float_t wX[3] = {1.0, 1.0, 4.0} ;
196   Float_t dX = 8.28 ;
197
198   AliMixture(0, "PbWO4$", aX, zX, dX, -3, wX) ;
199
200
201   // --- The polysterene scintillator (CH) ---
202   Float_t aP[2] = {12.011, 1.00794} ;
203   Float_t zP[2] = {6.0, 1.0} ;
204   Float_t wP[2] = {1.0, 1.0} ;
205   Float_t dP = 1.032 ;
206
207   AliMixture(1, "Polystyrene$", aP, zP, dP, -2, wP) ;
208
209   // --- Aluminium ---
210   AliMaterial(2, "Al$", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 999., 0, 0) ;
211   // ---         Absorption length is ignored ^
212
213  // --- Tyvek (CnH2n) ---
214   Float_t aT[2] = {12.011, 1.00794} ;
215   Float_t zT[2] = {6.0, 1.0} ;
216   Float_t wT[2] = {1.0, 2.0} ;
217   Float_t dT = 0.331 ;
218
219   AliMixture(3, "Tyvek$", aT, zT, dT, -2, wT) ;
220
221   // --- Polystyrene foam ---
222   Float_t aF[2] = {12.011, 1.00794} ;
223   Float_t zF[2] = {6.0, 1.0} ;
224   Float_t wF[2] = {1.0, 1.0} ;
225   Float_t dF = 0.12 ;
226
227   AliMixture(4, "Foam$", aF, zF, dF, -2, wF) ;
228
229  // --- Titanium ---
230   Float_t aTIT[3] = {47.88, 26.98, 54.94} ;
231   Float_t zTIT[3] = {22.0, 13.0, 25.0} ;
232   Float_t wTIT[3] = {69.0, 6.0, 1.0} ;
233   Float_t dTIT = 4.5 ;
234
235   AliMixture(5, "Titanium$", aTIT, zTIT, dTIT, -3, wTIT);
236
237  // --- Silicon ---
238   AliMaterial(6, "Si$", 28.0855, 14., 2.33, 9.36, 42.3, 0, 0) ;
239
240
241
242   // --- Foam thermo insulation ---
243   Float_t aTI[2] = {12.011, 1.00794} ;
244   Float_t zTI[2] = {6.0, 1.0} ;
245   Float_t wTI[2] = {1.0, 1.0} ;
246   Float_t dTI = 0.1 ;
247
248   AliMixture(7, "Thermo Insul.$", aTI, zTI, dTI, -2, wTI) ;
249
250   // --- Textolitn ---
251   Float_t aTX[4] = {16.0, 28.09, 12.011, 1.00794} ;
252   Float_t zTX[4] = {8.0, 14.0, 6.0, 1.0} ;
253   Float_t wTX[4] = {292.0, 68.0, 462.0, 736.0} ;
254   Float_t dTX    = 1.75 ;
255
256   AliMixture(8, "Textolit$", aTX, zTX, dTX, -4, wTX) ;
257
258   //--- FR4  ---
259   Float_t aFR[3] = {28.0855, 15.9994, 17.749} ; 
260   Float_t zFR[3] = {14., 8., 8.875} ; 
261   Float_t wFR[3] = {.28, .32, .4} ;
262   Float_t dFR = 1.8 ; 
263
264   AliMixture(9, "FR4$", aFR, zFR, dFR, -3, wFR) ;
265
266   // --- The Composite Material for  micromegas (so far polyetylene) ---                                       
267   Float_t aCM[2] = {12.01, 1.} ; 
268   Float_t zCM[2] = {6., 1.} ; 
269   Float_t wCM[2] = {1., 2.} ; 
270   Float_t dCM = 0.935 ; 
271
272   AliMixture(10, "Compo Mat$", aCM, zCM, dCM, -2, wCM) ;
273
274   // --- Copper ---                                                                    
275   AliMaterial(11, "Cu$", 63.546, 29, 8.96, 1.43, 14.8, 0, 0) ;
276  
277   // --- G10 : Printed Circuit material ---                                                  
278   Float_t aG10[4] = { 12., 1., 16., 28.} ;
279   Float_t zG10[4] = { 6., 1., 8., 14.} ;
280   Float_t wG10[4] = { .259, .288, .248, .205} ;
281   Float_t dG10  = 1.7 ;
282   
283   AliMixture(12, "G10$", aG10, zG10, dG10, -4, wG10);
284
285   // --- Lead ---                                                                     
286   AliMaterial(13, "Pb$", 207.2, 82, 11.35, 0.56, 0., 0, 0) ;
287
288  // --- The gas mixture ---                                                                
289  // Co2
290   Float_t aCO[2] = {12.0, 16.0} ; 
291   Float_t zCO[2] = {6.0, 8.0} ; 
292   Float_t wCO[2] = {1.0, 2.0} ; 
293   Float_t dCO = 0.001977 ; 
294
295   AliMixture(14, "CO2$", aCO, zCO, dCO, -2, wCO);
296
297  // Ar
298   Float_t dAr = 0.001782 ; 
299   AliMaterial(15, "Ar$", 39.948, 18.0, dAr, 14.0, 0., 0, 0) ;   
300  
301  // ArCo2
302   Char_t namate[21];
303   Float_t aGM[2] ; 
304   Float_t zGM[2] ; 
305   Float_t wGM[2] ; 
306   Float_t dGM ; 
307
308   Float_t absL, radL, density ;
309   Float_t buf[1] ;
310   Int_t nbuf ;
311
312   gMC->Gfmate((*fIdmate)[15], namate, aGM[0], zGM[0], density, radL, absL, buf, nbuf) ; // Get properties of Ar 
313   gMC->Gfmate((*fIdmate)[14], namate, aGM[1], zGM[1], density, radL, absL, buf, nbuf) ; // Get properties of CO2 
314
315
316   // Create gas mixture 
317
318   Float_t arContent    = 0.80 ;  // Ar-content of the Ar/CO2-mixture (80% / 20%) 
319  
320   wGM[0] = arContent;
321   wGM[1] = 1. - arContent ;
322   dGM    = wGM[0] * dAr + wGM[1] * dCO;
323
324   AliMixture(16, "ArCO2$", aGM, zGM, dGM,  2, wGM) ;
325
326   // --- Stainless steel (let it be pure iron) ---
327   AliMaterial(17, "Steel$", 55.845, 26, 7.87, 1.76, 0., 0, 0) ;
328  
329   // --- Air ---
330   AliMaterial(99, "Air$", 14.61, 7.3, 0.001205, 30420., 67500., 0, 0) ;
331   
332  
333   // DEFINITION OF THE TRACKING MEDIA
334
335   // for PHOS: idtmed[699->798] equivalent to fIdtmed[0->100]
336   Int_t * idtmed = fIdtmed->GetArray() - 699 ; 
337   Int_t   isxfld = gAlice->Field()->Integ() ;
338   Float_t sxmgmx = gAlice->Field()->Max() ;
339
340   // The scintillator of the calorimeter made of PBW04                              -> idtmed[699]
341   AliMedium(0, "PHOS Xtal    $", 0, 1,
342             isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
343
344   // The scintillator of the CPV made of Polystyrene scintillator                   -> idtmed[700]
345   AliMedium(1, "CPV scint.   $", 1, 1,
346             isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
347
348   // Various Aluminium parts made of Al                                             -> idtmed[701]
349   AliMedium(2, "Al parts     $", 2, 0,
350              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.001, 0.001, 0, 0) ;
351
352   // The Tywek which wraps the calorimeter crystals                                 -> idtmed[702]
353   AliMedium(3, "Tyvek wrapper$", 3, 0,
354              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.001, 0.001, 0, 0) ;
355
356   // The Polystyrene foam around the calorimeter module                             -> idtmed[703]
357   AliMedium(4, "Polyst. foam $", 4, 0,
358              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
359
360   // The Titanium around the calorimeter crystal                                    -> idtmed[704]
361   AliMedium(5, "Titan. cover $", 5, 0,
362              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.0001, 0.0001, 0, 0) ;
363
364   // The Silicon of the pin diode to read out the calorimeter crystal               -> idtmed[705] 
365  AliMedium(6, "Si PIN       $", 6, 0,
366              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.01, 0.01, 0, 0) ;
367
368  // The thermo insulating material of the box which contains the calorimeter module -> idtmed[706]
369   AliMedium(7, "Thermo Insul.$", 7, 0,
370              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
371
372   // The Textolit which makes up the box which contains the calorimeter module      -> idtmed[707]
373   AliMedium(8, "Textolit     $", 8, 0,
374              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
375
376   // FR4: The Plastic which makes up the frame of micromegas                        -> idtmed[708]
377   AliMedium(9, "FR4 $", 9, 0,
378              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.0001, 0, 0) ; 
379
380
381   // The Composite Material for  micromegas                                         -> idtmed[709]
382   AliMedium(10, "CompoMat   $", 10, 0,
383              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
384
385   // Copper                                                                         -> idtmed[710]
386   AliMedium(11, "Copper     $", 11, 0,
387              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.0001, 0, 0) ;
388
389   // G10: Printed Circuit material                                                  -> idtmed[711]
390  
391   AliMedium(12, "G10        $", 12, 0,
392              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.01, 0, 0) ;
393
394   // The Lead                                                                       -> idtmed[712]
395  
396   AliMedium(13, "Lead      $", 13, 0,
397              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.1, 0, 0) ;
398
399   // The gas mixture: ArCo2                                                         -> idtmed[715]
400  
401   AliMedium(16, "ArCo2      $", 16, 1,
402              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.01, 0, 0) ;
403  
404   // Stainless steel                                                                -> idtmed[716]
405   AliMedium(17, "Steel     $", 17, 0,
406              isxfld, sxmgmx, 10.0, 0.1, 0.1, 0.1, 0.0001, 0, 0) ;
407
408   // Air                                                                            -> idtmed[798] 
409   AliMedium(99, "Air          $", 99, 0,
410              isxfld, sxmgmx, 10.0, 1.0, 0.1, 0.1, 10.0, 0, 0) ;
411
412   // --- Set decent energy thresholds for gamma and electron tracking
413
414   // Tracking threshold for photons and electrons in the scintillator crystal 
415   gMC->Gstpar(idtmed[699], "CUTGAM",0.5E-4) ; 
416   gMC->Gstpar(idtmed[699], "CUTELE",1.0E-4) ;
417  
418   // --- Generate explicitly delta rays in the titan cover ---
419   gMC->Gstpar(idtmed[704], "LOSS",3.) ;
420   gMC->Gstpar(idtmed[704], "DRAY",1.) ;
421   // --- and in aluminium parts ---
422   gMC->Gstpar(idtmed[701], "LOSS",3.) ;
423   gMC->Gstpar(idtmed[701], "DRAY",1.) ;
424   // --- and in PIN diode
425   gMC->Gstpar(idtmed[705], "LOSS",3) ;
426   gMC->Gstpar(idtmed[705], "DRAY",1) ;
427   // --- and in the passive convertor
428   gMC->Gstpar(idtmed[712], "LOSS",3) ;
429   gMC->Gstpar(idtmed[712], "DRAY",1) ;
430   // Tracking threshold for photons and electrons in the gas ArC02 
431   gMC->Gstpar(idtmed[715], "CUTGAM",1.E-5) ; 
432   gMC->Gstpar(idtmed[715], "CUTELE",1.E-5) ;
433   gMC->Gstpar(idtmed[715], "CUTNEU",1.E-5) ;
434   gMC->Gstpar(idtmed[715], "CUTHAD",1.E-5) ;
435   gMC->Gstpar(idtmed[715], "CUTMUO",1.E-5) ;
436   gMC->Gstpar(idtmed[715], "BCUTE",1.E-5) ;
437   gMC->Gstpar(idtmed[715], "BCUTM",1.E-5) ;
438   gMC->Gstpar(idtmed[715], "DCUTE",1.E-5) ;
439   gMC->Gstpar(idtmed[715], "DCUTM",1.E-5) ;
440   gMC->Gstpar(idtmed[715], "PPCUTM",1.E-5) ;
441   gMC->Gstpar(idtmed[715], "LOSS",2.) ;
442   gMC->Gstpar(idtmed[715], "DRAY",0.) ;
443   gMC->Gstpar(idtmed[715], "STRA",2.) ;
444
445 }
446 //____________________________________________________________________________
447 AliPHOSGeometry * AliPHOS::GetGeometry() const 
448 {  
449   // gets the pointer to the AliPHOSGeometry unique instance from the folder
450   
451   AliPHOSGeometry * rv = 0 ; 
452   
453   TString path("YSAlice/WhiteBoard/Geometry/PHOS/") ; 
454   path += GetTitle() ; 
455   rv = (AliPHOSGeometry*)gROOT->FindObjectAny(path) ; 
456   return rv ; 
457 }
458
459 //____________________________________________________________________________
460 void AliPHOS::SetTreeAddress()
461
462
463
464   // TBranch *branch;
465   //  AliDetector::SetTreeAddress();
466
467   TBranch *branch;
468   char branchname[20];
469   sprintf(branchname,"%s",GetName());
470   
471   // Branch address for hit tree
472   TTree *treeH = gAlice->TreeH();
473   if (treeH && fHits) {
474     branch = treeH->GetBranch(branchname);
475     if (branch) branch->SetAddress(&fHits);
476   }
477 }
478
479 //____________________________________________________________________________
480 void AliPHOS::WriteQA()
481 {
482
483   // Make TreeQA in the output file. 
484
485   if(fTreeQA == 0)
486     fTreeQA = new TTree("TreeQA", "QA Alarms") ;    
487   // Create Alarms branches
488   Int_t bufferSize = 32000 ;    
489   Int_t splitlevel = 0 ; 
490   TFolder * alarmsF = (TFolder*)gROOT->FindObjectAny("YSAlice/WhiteBoard/QAAlarms/PHOS") ; 
491   TString branchName(alarmsF->GetName());  
492   TBranch * alarmsBranch = fTreeQA->Branch(branchName,"TFolder", &alarmsF, bufferSize, splitlevel);
493   TString branchTitle = branchName + " QA alarms" ; 
494   alarmsBranch->SetTitle(branchTitle);
495   alarmsBranch->Fill() ; 
496
497   // fTreeQA->Fill() ; 
498 }
499