PHOS/AliPHOSv1.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
  16 /* $Id$ */
  17
  18 //_________________________________________________________________________
  19 // Implementation version v1 of PHOS Manager class
  20 //---
  21 // Layout EMC + PPSD has name GPS2:
  22 // Produces cumulated hits
  23 //---
  24 // Layout EMC + CPV  has name IHEP:
  25 // Produces hits for CPV, cumulated hits
  26 //---
  27 // Layout EMC + CPV + PPSD has name GPS:
  28 // Produces hits for CPV, cumulated hits
  29 //---
  30 //*-- Author: Yves Schutz (SUBATECH)
  31
  32
  33 // --- ROOT system ---
  34
  35 #include "TBRIK.h"
  36 #include "TNode.h"
  37 #include "TRandom.h"
  38 #include "TTree.h"
  39
  40
  41 // --- Standard library ---
  42
  43 #include <stdio.h>
  44 #include <string.h>
  45 #include <stdlib.h>
  46 #include <strstream.h>
  47
  48 // --- AliRoot header files ---
  49
  50 #include "AliPHOSv1.h"
  51 #include "AliPHOSHit.h"
  52 #include "AliPHOSDigit.h"
  53 #include "AliPHOSReconstructioner.h"
  54 #include "AliRun.h"
  55 #include "AliConst.h"
  56 #include "AliMC.h"
  57
  58 ClassImp(AliPHOSv1)
  59
  60 //____________________________________________________________________________
  61 AliPHOSv1::AliPHOSv1()
  62 {
  63   // ctor
  64
  65   // Create an empty array of AliPHOSCPVModule to satisfy
  66   // AliPHOSv1::Streamer when reading root file
  67
  68   fReconstructioner  = 0;
  69   fTrackSegmentMaker = 0;
  70
  71   if ( 0==(fEMCModules=new TClonesArray("AliPHOSCPVModule",0)) ) {
  72     Error("AliPHOSv1","Can not create array of EMC modules");
  73     exit(1);
  74   }
  75
  76   if ( 0==(fCPVModules=new TClonesArray("AliPHOSCPVModule",0)) ) {
  77     Error("AliPHOSv1","Can not create array of CPV modules");
  78     exit(1);
  79   }
  80
  81 }
  82
  83 //____________________________________________________________________________
  84 AliPHOSv1::AliPHOSv1(const char *name, const char *title):
  85 AliPHOSv0(name,title)
  86 {
  87   // ctor : title is used to identify the layout
  88   //        GPS2 = 5 modules (EMC + PPSD)
  89   //        IHEP = 5 modules (EMC + CPV )
  90   //        MIXT = 4 modules (EMC + CPV ) and 1 module (EMC + PPSD)
  91   //
  92   // We store hits :
  93   //   - fHits (the "normal" one), which retains the hits associated with
  94   //     the current primary particle being tracked
  95   //     (this array is reset after each primary has been tracked).
  96   //
  97
  98   fPinElectronicNoise = 0.010 ;
  99   fDigitThreshold      = 0.1 ;   // 1 GeV
 100
 101   // We do not want to save in TreeH the raw hits
 102   // But save the cumulated hits instead (need to create the branch myself)
 103   // It is put in the Digit Tree because the TreeH is filled after each primary
 104   // and the TreeD at the end of the event (branch is set in FinishEvent() ).
 105
 106   fHits= new TClonesArray("AliPHOSHit",1000) ;
 107   gAlice->AddHitList(fHits);
 108
 109   fNhits = 0 ;
 110
 111   fReconstructioner  = 0;
 112   fTrackSegmentMaker = 0;
 113
 114   fIshunt     =  1 ; // All hits are associated with primary particles
 115
 116   // Create array of EMC modules of the size of PHOS modules number
 117
 118   if ( 0==(fEMCModules=new TClonesArray("AliPHOSCPVModule",fGeom->GetNModules())) ) {
 119     Error("AliPHOSv1","Can not create array of EMC modules");
 120     exit(1);
 121   }
 122   TClonesArray &lemcmodule = *fEMCModules;
 123   for (Int_t i=0; i<fGeom->GetNModules(); i++) new(lemcmodule[i]) AliPHOSCPVModule();
 124
 125   // Create array of CPV modules for the IHEP's version of CPV
 126
 127   if ( strcmp(fGeom->GetName(),"IHEP") == 0 || strcmp(fGeom->GetName(),"MIXT") == 0 ) {
 128     // Create array of CPV modules of the size of PHOS modules number
 129
 130     if ( 0==(fCPVModules=new TClonesArray("AliPHOSCPVModule",fGeom->GetNCPVModules())) ) {
 131       Error("AliPHOSv1","Can not create array of CPV modules");
 132       exit(1);
 133     }
 134     TClonesArray &lcpvmodule = *fCPVModules;
 135     for (Int_t i=0; i<fGeom->GetNCPVModules(); i++) new(lcpvmodule[i]) AliPHOSCPVModule();
 136   }
 137   else {
 138     // Create an empty array of AliPHOSCPVModule to satisfy
 139     // AliPHOSv1::Streamer when writing root file
 140
 141     fCPVModules=new TClonesArray("AliPHOSCPVModule",0);
 142
 143   }
 144 }
 145
 146 //____________________________________________________________________________
 147 AliPHOSv1::AliPHOSv1(AliPHOSReconstructioner * Reconstructioner, const char *name, const char *title):
 148   AliPHOSv0(name,title)
 149 {
 150   // ctor : title is used to identify the layout
 151   //        GPS2 = 5 modules (EMC + PPSD)
 152   // We use 2 arrays of hits :
 153   //
 154   //   - fHits (the "normal" one), which retains the hits associated with
 155   //     the current primary particle being tracked
 156   //     (this array is reset after each primary has been tracked).
 157   //
 158   //   - fTmpHits, which retains all the hits of the current event. It
 159   //     is used for the digitization part.
 160
 161   fPinElectronicNoise = 0.010 ;
 162
 163   // We do not want to save in TreeH the raw hits
 164   //fHits   = new TClonesArray("AliPHOSHit",100) ;
 165
 166   fDigits = 0 ;
 167   fHits= new TClonesArray("AliPHOSHit",1000) ;
 168   gAlice->AddHitList(fHits);
 169   fNhits = 0 ;
 170
 171   fIshunt     =  1 ; // All hits are associated with primary particles
 172
 173   // gets an instance of the geometry parameters class
 174   fGeom =  AliPHOSGeometry::GetInstance(title, "") ;
 175
 176   if (fGeom->IsInitialized() )
 177     cout << "AliPHOS" << Version() << " : PHOS geometry intialized for " << fGeom->GetName() << endl ;
 178   else
 179     cout << "AliPHOS" << Version() << " : PHOS geometry initialization failed !" << endl ;
 180
 181   // Defining the PHOS Reconstructioner
 182
 183  fReconstructioner = Reconstructioner ;
 184
 185 }
 186
 187 //____________________________________________________________________________
 188 AliPHOSv1::~AliPHOSv1()
 189 {
 190   // dtor
 191
 192   if ( fHits) {
 193     fHits->Delete() ;
 194     delete fHits ;
 195     fHits = 0 ;
 196   }
 197
 198   if ( fDigits) {
 199     fDigits->Delete() ;
 200     delete fDigits ;
 201     fDigits = 0 ;
 202   }
 203
 204   if ( fEmcRecPoints ) {
 205     fEmcRecPoints->Delete() ;
 206     delete fEmcRecPoints ;
 207     fEmcRecPoints = 0 ;
 208   }
 209
 210   if ( fPpsdRecPoints ) {
 211     fPpsdRecPoints->Delete() ;
 212     delete fPpsdRecPoints ;
 213     fPpsdRecPoints = 0 ;
 214   }
 215
 216   if ( fTrackSegments ) {
 217     fTrackSegments->Delete() ;
 218     delete fTrackSegments ;
 219     fTrackSegments = 0 ;
 220   }
 221
 222 }
 223
 224 //____________________________________________________________________________
 225 void AliPHOSv1::AddHit(Int_t shunt, Int_t primary, Int_t tracknumber, Int_t Id, Float_t * hits, Int_t trackpid)
 226 {
 227   // Add a hit to the hit list.
 228   // A PHOS hit is the sum of all hits in a single crystal
 229   //   or in a single PPSD gas cell
 230
 231   Int_t hitCounter ;
 232   AliPHOSHit *newHit ;
 233   AliPHOSHit *curHit ;
 234   Bool_t deja = kFALSE ;
 235
 236   newHit = new AliPHOSHit(shunt, primary, tracknumber, Id, hits, trackpid) ;
 237
 238   for ( hitCounter = 0 ; hitCounter < fNhits && !deja ; hitCounter++ ) {
 239     curHit = (AliPHOSHit*) (*fHits)[hitCounter] ;
 240     if( *curHit == *newHit ) {
 241       *curHit = *curHit + *newHit ;
 242       deja = kTRUE ;
 243     }
 244   }
 245
 246   if ( !deja ) {
 247     new((*fHits)[fNhits]) AliPHOSHit(*newHit) ;
 248     fNhits++ ;
 249   }
 250
 251   delete newHit;
 252 }
 253
 254 //___________________________________________________________________________
 255 Int_t AliPHOSv1::Digitize(Float_t Energy)
 256 {
 257   // Applies the energy calibration
 258
 259   Float_t fB = 100000000. ;
 260   Float_t fA = 0. ;
 261   Int_t chan = Int_t(fA + Energy*fB ) ;
 262   return chan ;
 263 }
 264
 265 //____________________________________________________________________________
 266 void AliPHOSv1::Hit2Digit(Int_t ntracks){
 267   //Collects all hits in the same active volume into digits
 268
 269   if(fDigits!= 0)
 270     fDigits->Clear() ;
 271   else
 272     fDigits = new TClonesArray("AliPHOSDigit",1000) ;
 273
 274   // Branch address for digit tree
 275   char branchname[20];
 276   sprintf(branchname,"%s",GetName());
 277   gAlice->TreeD()->Branch(branchname,&fDigits,fBufferSize);
 278
 279   gAlice->TreeD()->GetEvent(0);
 280
 281
 282   Int_t i ;
 283   Int_t relid[4];
 284   Int_t j ;
 285   AliPHOSHit   * hit ;
 286   AliPHOSDigit * newdigit ;
 287   AliPHOSDigit * curdigit ;
 288   Bool_t deja = kFALSE ;
 289
 290   Int_t itrack ;
 291   for (itrack=0; itrack<ntracks; itrack++){
 292
 293     //=========== Get the Hits Tree for the Primary track itrack
 294     gAlice->ResetHits();
 295     gAlice->TreeH()->GetEvent(itrack);
 296
 297     for ( i = 0 ; i < fHits->GetEntries() ; i++ ) {
 298       hit = (AliPHOSHit*)fHits->At(i) ;
 299
 300       // Assign primary number only if contribution is significant
 301       if( hit->GetEnergy() > fDigitThreshold)
 302         newdigit = new AliPHOSDigit( hit->GetPrimary(), hit->GetId(), Digitize( hit->GetEnergy() ) ) ;
 303       else
 304         newdigit = new AliPHOSDigit( -1               , hit->GetId(), Digitize( hit->GetEnergy() ) ) ;
 305       deja =kFALSE ;
 306
 307
 308       for ( j = 0 ; j < fNdigits ;  j++) {
 309         curdigit = (AliPHOSDigit*) fDigits->At(j) ;
 310         if ( *curdigit == *newdigit) {
 311           *curdigit = *curdigit + *newdigit ;
 312           deja = kTRUE ;
 313         }
 314       }
 315
 316       if ( !deja ) {
 317         new((*fDigits)[fNdigits]) AliPHOSDigit(* newdigit) ;
 318         fNdigits++ ;
 319       }
 320
 321       delete newdigit ;
 322     }
 323
 324   } // loop over tracks
 325
 326   // Noise induced by the PIN diode of the PbWO crystals
 327
 328   Float_t energyandnoise ;
 329   for ( i = 0 ; i < fNdigits ; i++ ) {
 330     newdigit =  (AliPHOSDigit * ) fDigits->At(i) ;
 331
 332     fGeom->AbsToRelNumbering(newdigit->GetId(), relid) ;
 333
 334     if (relid[1]==0){   // Digits belong to EMC (PbW0_4 crystals)
 335       energyandnoise = newdigit->GetAmp() + Digitize(gRandom->Gaus(0., fPinElectronicNoise)) ;
 336
 337       if (energyandnoise < 0 )
 338         energyandnoise = 0 ;
 339
 340       if ( newdigit->GetAmp() < fDigitThreshold ) // if threshold not surpassed, remove digit from list
 341         fDigits->RemoveAt(i) ;
 342     }
 343   }
 344
 345   fDigits->Compress() ;
 346
 347   fNdigits = fDigits->GetEntries() ;
 348   fDigits->Expand(fNdigits) ;
 349
 350   for (i = 0 ; i < fNdigits ; i++) {
 351     newdigit = (AliPHOSDigit *) fDigits->At(i) ;
 352     newdigit->SetIndexInList(i) ;
 353   }
 354
 355   gAlice->TreeD()->Fill() ;
 356
 357   gAlice->TreeD()->Write(0,TObject::kOverwrite) ;
 358
 359 }
 360 //___________________________________________________________________________
 361 void AliPHOSv1::MakeBranch(Option_t* opt)
 362 {
 363   // Create new branche in the current Root Tree in the digit Tree
 364   AliDetector::MakeBranch(opt) ;
 365
 366   // Create new branches EMC<i> for hits in EMC modules
 367
 368   for( Int_t i=0; i<fGeom->GetNModules(); i++ ) GetEMCModule(i).MakeBranch("EMC",i+1);
 369
 370   // Create new branches CPV<i> for hits in CPV modules for IHEP geometry
 371
 372   if ( strcmp(fGeom->GetName(),"IHEP") == 0 || strcmp(fGeom->GetName(),"MIXT") == 0 ) {
 373     for( Int_t i=0; i<fGeom->GetNCPVModules(); i++ ) GetCPVModule(i).MakeBranch("CPV",i+1);
 374   }
 375
 376 }
 377
 378 //_____________________________________________________________________________
 379 void AliPHOSv1::Reconstruction(AliPHOSReconstructioner * Reconstructioner)
 380 {
 381   // 1. Reinitializes the existing RecPoint, TrackSegment, and RecParticles Lists and
 382   // 2. Creates TreeR with a branch for each list
 383   // 3. Steers the reconstruction processes
 384   // 4. Saves the 3 lists in TreeR
 385   // 5. Write the Tree to File
 386
 387   fReconstructioner = Reconstructioner ;
 388
 389   char branchname[10] ;
 390
 391   // 1.
 392
 393   //  gAlice->MakeTree("R") ;
 394   Int_t splitlevel = 0 ;
 395
 396   fEmcRecPoints->Delete() ;
 397
 398   if ( fEmcRecPoints && gAlice->TreeR() ) {
 399     sprintf(branchname,"%sEmcRP",GetName()) ;
 400     gAlice->TreeR()->Branch(branchname, "TObjArray", &fEmcRecPoints, fBufferSize, splitlevel) ;
 401   }
 402
 403   fPpsdRecPoints->Delete() ;
 404
 405   if ( fPpsdRecPoints && gAlice->TreeR() ) {
 406     sprintf(branchname,"%sPpsdRP",GetName()) ;
 407     gAlice->TreeR()->Branch(branchname, "TObjArray", &fPpsdRecPoints, fBufferSize, splitlevel) ;
 408   }
 409
 410   fTrackSegments->Delete() ;
 411
 412   if ( fTrackSegments && gAlice->TreeR() ) {
 413     sprintf(branchname,"%sTS",GetName()) ;
 414     gAlice->TreeR()->Branch(branchname, &fTrackSegments, fBufferSize) ;
 415   }
 416
 417   fRecParticles->Delete() ;
 418
 419   if      (strcmp(fGeom->GetName(),"GPS2") == 0 || strcmp(fGeom->GetName(),"MIXT") == 0) {
 420     if ( fRecParticles && gAlice->TreeR() ) {
 421       sprintf(branchname,"%sRP",GetName()) ;
 422       gAlice->TreeR()->Branch(branchname, &fRecParticles, fBufferSize) ;
 423     }
 424   }
 425
 426   // 3.
 427   if      (strcmp(fGeom->GetName(),"GPS2") == 0 || strcmp(fGeom->GetName(),"MIXT") == 0)
 428     fReconstructioner->MakePPSD(fDigits, fEmcRecPoints, fPpsdRecPoints, fTrackSegments, fRecParticles);
 429   if (strcmp(fGeom->GetName(),"IHEP") == 0 || strcmp(fGeom->GetName(),"MIXT") == 0)
 430     fReconstructioner->MakeCPV (fDigits, fEmcRecPoints, fPpsdRecPoints);
 431
 432   // 4. Expand or Shrink the arrays to the proper size
 433
 434   Int_t size ;
 435
 436   size = fEmcRecPoints->GetEntries() ;
 437   fEmcRecPoints->Expand(size) ;
 438
 439   size = fPpsdRecPoints->GetEntries() ;
 440   fPpsdRecPoints->Expand(size) ;
 441
 442   size = fTrackSegments->GetEntries() ;
 443   fTrackSegments->Expand(size) ;
 444
 445   size = fRecParticles->GetEntries() ;
 446   fRecParticles->Expand(size) ;
 447
 448   gAlice->TreeR()->Fill() ;
 449   // 5.
 450
 451   gAlice->TreeR()->Write(0,TObject::kOverwrite) ;
 452
 453   // Deleting reconstructed objects
 454   ResetReconstruction();
 455
 456 }
 457
 458 //____________________________________________________________________________
 459 void AliPHOSv1::ResetHits()
 460 {
 461   // Reset hit tree for EMC and CPV
 462   // Yuri Kharlov, 28 September 2000
 463
 464   AliDetector::ResetHits();
 465   for (Int_t i=0; i<fGeom->GetNModules(); i++) ((AliPHOSCPVModule*)(*fEMCModules)[i]) -> Clear();
 466   if ( strcmp(fGeom->GetName(),"IHEP") == 0 || strcmp(fGeom->GetName(),"MIXT") == 0 ) {
 467     for (Int_t i=0; i<fGeom->GetNCPVModules(); i++) ((AliPHOSCPVModule*)(*fCPVModules)[i]) -> Clear();
 468   }
 469
 470 }
 471 //____________________________________________________________________________
 472 void AliPHOSv1::ResetReconstruction()
 473 {
 474   // Deleting reconstructed objects
 475
 476   if ( fEmcRecPoints )   fEmcRecPoints->Delete();
 477   if ( fPpsdRecPoints )  fPpsdRecPoints->Delete();
 478   if ( fTrackSegments )  fTrackSegments->Delete();
 479   if ( fRecParticles )   fRecParticles->Delete();
 480
 481 }
 482
 483 //____________________________________________________________________________
 484 void AliPHOSv1::SetTreeAddress()
 485 {
 486   //  TBranch *branch;
 487   AliPHOS::SetTreeAddress();
 488
 489 //  //Branch address for TreeR: RecPpsdRecPoint
 490 //   TTree *treeR = gAlice->TreeR();
 491 //   if ( treeR && fPpsdRecPoints ) {
 492 //     branch = treeR->GetBranch("PHOSPpsdRP");
 493 //     if (branch) branch->SetAddress(&fPpsdRecPoints) ;
 494 //  }
 495
 496   // Set branch address for the Hits Tree for hits in EMC modules
 497   // Yuri Kharlov, 23 November 2000.
 498
 499   for( Int_t i=0; i<fGeom->GetNModules(); i++ ) GetEMCModule(i).SetTreeAddress("EMC",i+1);
 500
 501   // Set branch address for the Hits Tree for hits in CPV modules for IHEP geometry
 502   // Yuri Kharlov, 28 September 2000.
 503
 504   if ( strcmp(fGeom->GetName(),"IHEP") == 0 || strcmp(fGeom->GetName(),"MIXT") == 0 ) {
 505     for( Int_t i=0; i<fGeom->GetNCPVModules(); i++ ) GetCPVModule(i).SetTreeAddress("CPV",i+1);
 506   }
 507
 508 }
 509
 510 //____________________________________________________________________________
 511
 512 void AliPHOSv1::StepManager(void)
 513 {
 514   // Accumulates hits as long as the track stays in a single crystal or PPSD gas Cell
 515
 516 //    if (gMC->IsTrackEntering())
 517 //      cout << "Track enters the volume " << gMC->CurrentVolName() << endl;
 518 //    if (gMC->IsTrackExiting())
 519 //      cout << "Track leaves the volume " << gMC->CurrentVolName() << endl;
 520
 521   Int_t          relid[4] ;      // (box, layer, row, column) indices
 522   Int_t          absid    ;      // absolute cell ID number
 523   Float_t        xyze[4]={0,0,0,0}  ; // position wrt MRS and energy deposited
 524   TLorentzVector pos      ;      // Lorentz vector of the track current position
 525   Int_t          copy     ;
 526   Int_t          i        ;
 527
 528   Int_t tracknumber =  gAlice->CurrentTrack() ;
 529   Int_t primary     =  gAlice->GetPrimary( gAlice->CurrentTrack() );
 530   TString name      =  fGeom->GetName() ;
 531   Int_t trackpid    =  gMC->TrackPid() ;
 532   if ( name == "GPS2" || name == "MIXT" ) {            // ======> CPV is a GPS' PPSD
 533
 534     if( gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("GCEL") ) // We are inside a gas cell
 535     {
 536       gMC->TrackPosition(pos) ;
 537       xyze[0] = pos[0] ;
 538       xyze[1] = pos[1] ;
 539       xyze[2] = pos[2] ;
 540       xyze[3] = gMC->Edep() ;
 541
 542       if ( xyze[3] != 0 ) { // there is deposited energy
 543         gMC->CurrentVolOffID(5, relid[0]) ;  // get the PHOS Module number
 544         if ( name == "MIXT" && strcmp(gMC->CurrentVolOffName(5),"PHO1") == 0 )
 545           relid[0] += fGeom->GetNModules() - fGeom->GetNPPSDModules();
 546         gMC->CurrentVolOffID(3, relid[1]) ;  // get the Micromegas Module number
 547       // 1-> fGeom->GetNumberOfModulesPhi() * fGeom->GetNumberOfModulesZ() upper
 548       //   > fGeom->GetNumberOfModulesPhi() * fGeom->GetNumberOfModulesZ() lower
 549         gMC->CurrentVolOffID(1, relid[2]) ;  // get the row number of the cell
 550         gMC->CurrentVolID(relid[3]) ;        // get the column number
 551
 552         // get the absolute Id number
 553
 554         fGeom->RelToAbsNumbering(relid, absid) ;
 555
 556         // add current hit to the hit list
 557         AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze, trackpid);
 558
 559       } // there is deposited energy
 560     } // We are inside the gas of the CPV
 561   } // GPS2 configuration
 562
 563   if ( name == "IHEP" || name == "MIXT" ) {       // ======> CPV is a IHEP's one
 564
 565     // Yuri Kharlov, 28 September 2000
 566
 567     if( gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("CPVQ") &&
 568         gMC->IsTrackEntering() &&
 569         gMC->TrackCharge() != 0) {
 570
 571       // Charged track has just entered to the CPV sensitive plane
 572
 573       AliPHOSv1 &phos = *(AliPHOSv1*)gAlice->GetModule("PHOS");
 574
 575       Int_t moduleNumber;
 576       gMC->CurrentVolOffID(3,moduleNumber);
 577       moduleNumber--;
 578
 579       // Current position of the hit in the CPV module ref. system
 580
 581       gMC -> TrackPosition(pos);
 582       Float_t xyzm[3], xyzd[3], xyd[3]={0,0,0};
 583       Int_t i;
 584       for (i=0; i<3; i++) xyzm[i] = pos[i];
 585       gMC -> Gmtod (xyzm, xyzd, 1);    // transform coordinate from master to daughter system
 586       xyd[0]  = xyzd[0];
 587       xyd[1]  =-xyzd[2];
 588
 589       // Current momentum of the hit's track in the CPV module ref. system
 590
 591       TLorentzVector  pmom;
 592       gMC -> TrackMomentum(pmom);
 593       Float_t pm[3], pd[3];
 594       for (i=0; i<3; i++) pm[i]   = pmom[i];
 595       gMC -> Gmtod (pm, pd, 2);        // transform 3-momentum from master to daughter system
 596       pmom[0] = pd[0];
 597       pmom[1] =-pd[1];
 598       pmom[2] =-pd[2];
 599
 600       // Current particle type of the hit's track
 601
 602       Int_t ipart = gMC->TrackPid();
 603
 604       // Add the current particle in the list of the CPV hits.
 605
 606       phos.GetCPVModule(moduleNumber).AddHit(fIshunt,primary,pmom,xyd,ipart);
 607
 608       if (fDebug == 1) {
 609         printf("CPV hit added to module #%2d: p = (% .4f, % .4f, % .4f, % .4f) GeV,\n",
 610                moduleNumber+1,pmom.Px(),pmom.Py(),pmom.Pz(),pmom.E());
 611         printf( "                            xy = (%8.4f, %8.4f) cm, ipart = %d, primary = %d\n",
 612                 xyd[0],xyd[1],ipart,primary);
 613       }
 614
 615       // Digitize the current CPV hit:
 616
 617       // 1. find pad response and
 618
 619       TClonesArray *cpvDigits = new TClonesArray("AliPHOSCPVDigit",0);   // array of digits for current hit
 620       CPVDigitize(pmom,xyd,moduleNumber,cpvDigits);
 621
 622       Float_t xmean = 0;
 623       Float_t zmean = 0;
 624       Float_t qsum  = 0;
 625       Int_t   idigit,ndigits;
 626
 627       // 2. go through the current digit list and sum digits in pads
 628
 629       ndigits = cpvDigits->GetEntriesFast();
 630       for (idigit=0; idigit<ndigits-1; idigit++) {
 631         AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit1 = (AliPHOSCPVDigit*) cpvDigits->UncheckedAt(idigit);
 632         Float_t x1 = cpvDigit1->GetXpad() ;
 633         Float_t z1 = cpvDigit1->GetYpad() ;
 634         for (Int_t jdigit=idigit+1; jdigit<ndigits; jdigit++) {
 635           AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit2 = (AliPHOSCPVDigit*) cpvDigits->UncheckedAt(jdigit);
 636           Float_t x2 = cpvDigit2->GetXpad() ;
 637           Float_t z2 = cpvDigit2->GetYpad() ;
 638           if (x1==x2 && z1==z2) {
 639             Float_t qsum = cpvDigit1->GetQpad() + cpvDigit2->GetQpad() ;
 640             cpvDigit2->SetQpad(qsum) ;
 641             cpvDigits->RemoveAt(idigit) ;
 642           }
 643         }
 644       }
 645       cpvDigits->Compress() ;
 646
 647       // 3. add digits to temporary hit list fTmpHits
 648
 649       ndigits = cpvDigits->GetEntriesFast();
 650       for (idigit=0; idigit<ndigits; idigit++) {
 651         AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit = (AliPHOSCPVDigit*) cpvDigits->UncheckedAt(idigit);
 652         relid[0] = moduleNumber + 1 ;                             // CPV (or PHOS) module number
 653         relid[1] =-1 ;                                            // means CPV
 654         relid[2] = cpvDigit->GetXpad() ;                          // column number of a pad
 655         relid[3] = cpvDigit->GetYpad() ;                          // row    number of a pad
 656
 657         // get the absolute Id number
 658         fGeom->RelToAbsNumbering(relid, absid) ;
 659
 660         // add current digit to the temporary hit list
 661         xyze[0] = 0. ;
 662         xyze[1] = 0. ;
 663         xyze[2] = 0. ;
 664         xyze[3] = cpvDigit->GetQpad() ;                           // amplitude in a pad
 665         primary = -1;                                             // No need in primary for CPV
 666         AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze, trackpid);
 667
 668         if (cpvDigit->GetQpad() > 0.02) {
 669           xmean += cpvDigit->GetQpad() * (cpvDigit->GetXpad() + 0.5);
 670           zmean += cpvDigit->GetQpad() * (cpvDigit->GetYpad() + 0.5);
 671           qsum  += cpvDigit->GetQpad();
 672         }
 673       }
 674       delete cpvDigits;
 675     }
 676   } // end of IHEP configuration
 677
 678   if(gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("PXTL") ) { //  We are inside a PBWO crystal
 679     gMC->TrackPosition(pos) ;
 680     xyze[0] = pos[0] ;
 681     xyze[1] = pos[1] ;
 682     xyze[2] = pos[2] ;
 683     xyze[3] = gMC->Edep() ;
 684
 685     // Track enters to the crystal from the top edge
 686
 687     if (gMC->IsTrackEntering()) {
 688       Float_t posloc[3];
 689       gMC -> Gmtod (xyze, posloc, 1);
 690       if (posloc[1] > fGeom->GetCrystalSize(1)/2-0.01) {
 691         Int_t row,cel;
 692         Float_t xyd[3]={0,0,0};
 693         AliPHOSv1 &phos = *(AliPHOSv1*)gAlice->GetModule("PHOS");
 694
 695         Int_t moduleNumber;
 696         gMC->CurrentVolOffID(10,moduleNumber);
 697         if ( name == "MIXT" && strcmp(gMC->CurrentVolOffName(10),"PHO1") == 0 )
 698           moduleNumber += fGeom->GetNModules() - fGeom->GetNPPSDModules();
 699         moduleNumber--;
 700
 701         gMC->CurrentVolOffID(4, row) ; // get the row  number inside the module
 702         gMC->CurrentVolOffID(3, cel) ; // get the cell number inside the module
 703         xyd[0] = -(posloc[2] + (cel-0.5-fGeom->GetNZ()  /2) *
 704           (fGeom->GetCrystalSize(2) + 2 * fGeom->GetGapBetweenCrystals()));
 705         xyd[1] =   posloc[0] + (row-0.5-fGeom->GetNPhi()/2) *
 706           (fGeom->GetCrystalSize(0) + 2 * fGeom->GetGapBetweenCrystals());
 707
 708         // Current momentum of the hit's track in the CPV module ref. system
 709
 710         TLorentzVector  pmom;
 711         gMC -> TrackMomentum(pmom);
 712         Float_t pm[3], pd[3];
 713         for (i=0; i<3; i++) pm[i]   = pmom[i];
 714         gMC -> Gmtod (pm, pd, 2);        // transform 3-momentum from master to daughter system
 715         pmom[0] = pd[0];
 716         pmom[1] =-pd[1];
 717         pmom[2] =-pd[2];
 718
 719         // Current particle type of the hit's track
 720
 721         Int_t ipart = gMC->TrackPid();
 722
 723         // Add the current particle in the list of the EMC hits.
 724
 725         phos.GetEMCModule(moduleNumber).AddHit(fIshunt,primary,pmom,xyd,ipart);
 726
 727         if (fDebug == 1) {
 728           printf("EMC hit added to module #%2d: p = (% .4f, % .4f, % .4f, % .4f) GeV,\n",
 729                  moduleNumber+1,pmom.Px(),pmom.Py(),pmom.Pz(),pmom.E());
 730           printf( "                            xy = (%8.4f, %8.4f) cm, ipart = %d, primary = %d\n",
 731                   xyd[0],xyd[1],ipart,primary);
 732         }
 733       }
 734     }
 735
 736     // Track is inside the crystal and deposits some energy
 737
 738     if ( xyze[3] != 0 ) {
 739       gMC->CurrentVolOffID(10, relid[0]) ; // get the PHOS module number ;
 740       if ( name == "MIXT" && strcmp(gMC->CurrentVolOffName(5),"PHO1") == 0 )
 741         relid[0] += fGeom->GetNModules() - fGeom->GetNPPSDModules();
 742       relid[1] = 0   ;                    // means PBW04
 743       gMC->CurrentVolOffID(4, relid[2]) ; // get the row number inside the module
 744       gMC->CurrentVolOffID(3, relid[3]) ; // get the cell number inside the module
 745
 746       // get the absolute Id number
 747
 748       fGeom->RelToAbsNumbering(relid, absid) ;
 749
 750       // add current hit to the hit list
 751
 752       AddHit(fIshunt, primary,tracknumber, absid, xyze, trackpid);
 753
 754     } // there is deposited energy
 755   } // we are inside a PHOS Xtal
 756 }
 757
 758 //____________________________________________________________________________
 759 void AliPHOSv1::CPVDigitize (TLorentzVector p, Float_t *zxhit, Int_t moduleNumber, TClonesArray *cpvDigits)
 760 {
 761   // ------------------------------------------------------------------------
 762   // Digitize one CPV hit:
 763   // On input take exact 4-momentum p and position zxhit of the hit,
 764   // find the pad response around this hit and
 765   // put the amplitudes in the pads into array digits
 766   //
 767   // Author: Yuri Kharlov (after Serguei Sadovsky)
 768   // 2 October 2000
 769   // ------------------------------------------------------------------------
 770
 771   const Float_t kCelWr  = fGeom->GetPadSizePhi()/2;  // Distance between wires (2 wires above 1 pad)
 772   const Float_t kDetR   = 0.1;     // Relative energy fluctuation in track for 100 e-
 773   const Float_t kdEdx   = 4.0;     // Average energy loss in CPV;
 774   const Int_t   kNgamz  = 5;       // Ionization size in Z
 775   const Int_t   kNgamx  = 9;       // Ionization size in Phi
 776   const Float_t kNoise = 0.03;    // charge noise in one pad
 777
 778   Float_t rnor1,rnor2;
 779
 780   // Just a reminder on axes notation in the CPV module:
 781   // axis Z goes along the beam
 782   // axis X goes across the beam in the module plane
 783   // axis Y is a normal to the module plane showing from the IP
 784
 785   Float_t hitX  = zxhit[0];
 786   Float_t hitZ  =-zxhit[1];
 787   Float_t pX    = p.Px();
 788   Float_t pZ    =-p.Pz();
 789   Float_t pNorm = p.Py();
 790   Float_t eloss = kdEdx;
 791
 792 //    cout << "CPVDigitize: YVK : "<<hitX<<" "<<hitZ<<" | "<<pX<<" "<<pZ<<" "<<pNorm<<endl;
 793
 794   Float_t dZY   = pZ/pNorm * fGeom->GetCPVGasThickness();
 795   Float_t dXY   = pX/pNorm * fGeom->GetCPVGasThickness();
 796   gRandom->Rannor(rnor1,rnor2);
 797   eloss *= (1 + kDetR*rnor1) *
 798            TMath::Sqrt((1 + ( pow(dZY,2) + pow(dXY,2) ) / pow(fGeom->GetCPVGasThickness(),2)));
 799   Float_t zhit1 = hitZ + fGeom->GetCPVActiveSize(1)/2 - dZY/2;
 800   Float_t xhit1 = hitX + fGeom->GetCPVActiveSize(0)/2 - dXY/2;
 801   Float_t zhit2 = zhit1 + dZY;
 802   Float_t xhit2 = xhit1 + dXY;
 803
 804   Int_t   iwht1 = (Int_t) (xhit1 / kCelWr);           // wire (x) coordinate "in"
 805   Int_t   iwht2 = (Int_t) (xhit2 / kCelWr);           // wire (x) coordinate "out"
 806
 807   Int_t   nIter;
 808   Float_t zxe[3][5];
 809   if (iwht1==iwht2) {                      // incline 1-wire hit
 810     nIter = 2;
 811     zxe[0][0] = (zhit1 + zhit2 - dZY*0.57735) / 2;
 812     zxe[1][0] = (iwht1 + 0.5) * kCelWr;
 813     zxe[2][0] =  eloss/2;
 814     zxe[0][1] = (zhit1 + zhit2 + dZY*0.57735) / 2;
 815     zxe[1][1] = (iwht1 + 0.5) * kCelWr;
 816     zxe[2][1] =  eloss/2;
 817   }
 818   else if (TMath::Abs(iwht1-iwht2) != 1) { // incline 3-wire hit
 819     nIter = 3;
 820     Int_t iwht3 = (iwht1 + iwht2) / 2;
 821     Float_t xwht1 = (iwht1 + 0.5) * kCelWr; // wire 1
 822     Float_t xwht2 = (iwht2 + 0.5) * kCelWr; // wire 2
 823     Float_t xwht3 = (iwht3 + 0.5) * kCelWr; // wire 3
 824     Float_t xwr13 = (xwht1 + xwht3) / 2;   // center 13
 825     Float_t xwr23 = (xwht2 + xwht3) / 2;   // center 23
 826     Float_t dxw1  = xhit1 - xwr13;
 827     Float_t dxw2  = xhit2 - xwr23;
 828     Float_t egm1  = TMath::Abs(dxw1) / ( TMath::Abs(dxw1) + TMath::Abs(dxw2) + kCelWr );
 829     Float_t egm2  = TMath::Abs(dxw2) / ( TMath::Abs(dxw1) + TMath::Abs(dxw2) + kCelWr );
 830     Float_t egm3  =           kCelWr / ( TMath::Abs(dxw1) + TMath::Abs(dxw2) + kCelWr );
 831     zxe[0][0] = (dXY*(xwr13-xwht1)/dXY + zhit1 + zhit1) / 2;
 832     zxe[1][0] =  xwht1;
 833     zxe[2][0] =  eloss * egm1;
 834     zxe[0][1] = (dXY*(xwr23-xwht1)/dXY + zhit1 + zhit2) / 2;
 835     zxe[1][1] =  xwht2;
 836     zxe[2][1] =  eloss * egm2;
 837     zxe[0][2] =  dXY*(xwht3-xwht1)/dXY + zhit1;
 838     zxe[1][2] =  xwht3;
 839     zxe[2][2] =  eloss * egm3;
 840   }
 841   else {                                   // incline 2-wire hit
 842     nIter = 2;
 843     Float_t xwht1 = (iwht1 + 0.5) * kCelWr;
 844     Float_t xwht2 = (iwht2 + 0.5) * kCelWr;
 845     Float_t xwr12 = (xwht1 + xwht2) / 2;
 846     Float_t dxw1  = xhit1 - xwr12;
 847     Float_t dxw2  = xhit2 - xwr12;
 848     Float_t egm1  = TMath::Abs(dxw1) / ( TMath::Abs(dxw1) + TMath::Abs(dxw2) );
 849     Float_t egm2  = TMath::Abs(dxw2) / ( TMath::Abs(dxw1) + TMath::Abs(dxw2) );
 850     zxe[0][0] = (zhit1 + zhit2 - dZY*egm1) / 2;
 851     zxe[1][0] =  xwht1;
 852     zxe[2][0] =  eloss * egm1;
 853     zxe[0][1] = (zhit1 + zhit2 + dZY*egm2) / 2;
 854     zxe[1][1] =  xwht2;
 855     zxe[2][1] =  eloss * egm2;
 856   }
 857
 858   // Finite size of ionization region
 859
 860   Int_t nCellZ  = fGeom->GetNumberOfCPVPadsZ();
 861   Int_t nCellX  = fGeom->GetNumberOfCPVPadsPhi();
 862   Int_t nz3     = (kNgamz+1)/2;
 863   Int_t nx3     = (kNgamx+1)/2;
 864   cpvDigits->Expand(nIter*kNgamx*kNgamz);
 865   TClonesArray &ldigits = *(TClonesArray *)cpvDigits;
 866
 867   for (Int_t iter=0; iter<nIter; iter++) {
 868
 869     Float_t zhit = zxe[0][iter];
 870     Float_t xhit = zxe[1][iter];
 871     Float_t qhit = zxe[2][iter];
 872     Float_t zcell = zhit / fGeom->GetPadSizeZ();
 873     Float_t xcell = xhit / fGeom->GetPadSizePhi();
 874     if ( zcell<=0      || xcell<=0 ||
 875          zcell>=nCellZ || xcell>=nCellX) return;
 876     Int_t izcell = (Int_t) zcell;
 877     Int_t ixcell = (Int_t) xcell;
 878     Float_t zc = zcell - izcell - 0.5;
 879     Float_t xc = xcell - ixcell - 0.5;
 880     for (Int_t iz=1; iz<=kNgamz; iz++) {
 881       Int_t kzg = izcell + iz - nz3;
 882       if (kzg<=0 || kzg>nCellZ) continue;
 883       Float_t zg = (Float_t)(iz-nz3) - zc;
 884       for (Int_t ix=1; ix<=kNgamx; ix++) {
 885         Int_t kxg = ixcell + ix - nx3;
 886         if (kxg<=0 || kxg>nCellX) continue;
 887         Float_t xg = (Float_t)(ix-nx3) - xc;
 888
 889         // Now calculate pad response
 890         Float_t qpad = CPVPadResponseFunction(qhit,zg,xg);
 891         qpad += kNoise*rnor2;
 892         if (qpad<0) continue;
 893
 894         // Fill the array with pad response ID and amplitude
 895         new(ldigits[cpvDigits->GetEntriesFast()]) AliPHOSCPVDigit(kxg,kzg,qpad);
 896       }
 897     }
 898   }
 899 }
 900
 901 //____________________________________________________________________________
 902 Float_t AliPHOSv1::CPVPadResponseFunction(Float_t qhit, Float_t zhit, Float_t xhit) {
 903   // ------------------------------------------------------------------------
 904   // Calculate the amplitude in one CPV pad using the
 905   // cumulative pad response function
 906   // Author: Yuri Kharlov (after Serguei Sadovski)
 907   // 3 October 2000
 908   // ------------------------------------------------------------------------
 909
 910   Double_t dz = fGeom->GetPadSizeZ()   / 2;
 911   Double_t dx = fGeom->GetPadSizePhi() / 2;
 912   Double_t z  = zhit * fGeom->GetPadSizeZ();
 913   Double_t x  = xhit * fGeom->GetPadSizePhi();
 914   Double_t amplitude = qhit *
 915     (CPVCumulPadResponse(z+dz,x+dx) - CPVCumulPadResponse(z+dz,x-dx) -
 916      CPVCumulPadResponse(z-dz,x+dx) + CPVCumulPadResponse(z-dz,x-dx));
 917   return (Float_t)amplitude;
 918 }
 919
 920 //____________________________________________________________________________
 921 Double_t AliPHOSv1::CPVCumulPadResponse(Double_t x, Double_t y) {
 922   // ------------------------------------------------------------------------
 923   // Cumulative pad response function
 924   // It includes several terms from the CF decomposition in electrostatics
 925   // Note: this cumulative function is wrong since omits some terms
 926   //       but the cell amplitude obtained with it is correct because
 927   //       these omitting terms cancel
 928   // Author: Yuri Kharlov (after Serguei Sadovski)
 929   // 3 October 2000
 930   // ------------------------------------------------------------------------
 931
 932   const Double_t kA=1.0;
 933   const Double_t kB=0.7;
 934
 935   Double_t r2       = x*x + y*y;
 936   Double_t xy       = x*y;
 937   Double_t cumulPRF = 0;
 938   for (Int_t i=0; i<=4; i++) {
 939     Double_t b1 = (2*i + 1) * kB;
 940     cumulPRF += TMath::Power(-1,i) * TMath::ATan( xy / (b1*TMath::Sqrt(b1*b1 + r2)) );
 941   }
 942   cumulPRF *= kA/(2*TMath::Pi());
 943   return cumulPRF;
 944 }
 945