PHOS/AliPHOSv3.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 v0 of PHOS Manager class
  20 // Layout EMC + PPSD has name GPS2
  21 // The main goal of this version of AliPHOS is to calculte the
  22 //  induced charged in the PIN diode, taking into account light
  23 //  tracking in the PbWO4 crystal, induced signal in the
  24 //  PIN due to MIPS particle and electronic noise.
  25 // This is done in the StepManager
  26 //
  27 //*-- Author:  Odd Harald Oddland & Gines Martinez (SUBATECH)
  28
  29
  30 // --- ROOT system ---
  31 #include "TRandom.h"
  32
  33 // --- Standard library ---
  34
  35 #include <stdio.h>
  36 #include <string.h>
  37 #include <stdlib.h>
  38 #include <strstream.h>
  39
  40 // --- AliRoot header files ---
  41
  42 #include "AliPHOSv3.h"
  43 #include "AliPHOSHit.h"
  44 #include "AliPHOSDigit.h"
  45 #include "AliRun.h"
  46 #include "AliConst.h"
  47 #include "AliMC.h"
  48
  49 ClassImp(AliPHOSv3)
  50
  51 //____________________________________________________________________________
  52   AliPHOSv3::AliPHOSv3(const char *name, const char *title):
  53 AliPHOSv1(name,title)
  54 {
  55   // ctor
  56
  57   // Number of electrons created in the PIN due to light collected in the PbWo4 crystal is calculated using
  58   // following formula
  59   // NumberOfElectrons = EnergyLost * LightYield * PINEfficiency *
  60   //                     exp (-LightYieldAttenuation * DistanceToPINdiodeFromTheHit) *
  61   //                     RecalibrationFactor ;
  62   // LightYield is obtained as a Poissonian distribution with a mean at 700000 photons per GeV fromValery Antonenko
  63   // PINEfficiency is 0.1875 from Odd Harald Odland work
  64   // k_0 is 0.0045 from Valery Antonenko
  65
  66
  67   fLightYieldMean = 700000. ;
  68   fIntrinsicPINEfficiency = 0.1875 ;
  69   fLightYieldAttenuation = 0.0045 ;
  70   fRecalibrationFactor = 6.2 / fLightYieldMean ;
  71   fElectronsPerGeV = 2.77e+8 ;
  72 }
  73
  74 //____________________________________________________________________________
  75 AliPHOSv3::AliPHOSv3(AliPHOSReconstructioner * Reconstructioner, const char *name, const char *title):
  76   AliPHOSv1(Reconstructioner,name,title)
  77 {
  78   // ctor
  79
  80   // Number of electrons created in the PIN due to light collected in the PbWo4 crystal is calculated using
  81   // following formula
  82   // NumberOfElectrons = EnergyLost * LightYield * PINEfficiency *
  83   //                     exp (-LightYieldAttenuation * DistanceToPINdiodeFromTheHit) *
  84   //                     RecalibrationFactor ;
  85   // LightYield is obtained as a Poissonian distribution with a mean at 700000 photons per GeV fromValery Antonenko
  86   // PINEfficiency is 0.1875 from Odd Harald Odland work
  87   // k_0 is 0.0045 from Valery Antonenko
  88
  89   fLightYieldMean = 700000.;
  90   fIntrinsicPINEfficiency = 0.1875 ;
  91   fLightYieldAttenuation = 0.0045 ;
  92   fRecalibrationFactor = 6.2 / fLightYieldMean ;
  93   fElectronsPerGeV = 2.77e+8 ;
  94 }
  95 //____________________________________________________________________________
  96
  97 void AliPHOSv3::StepManager(void)
  98 {
  99   // Accumulates hits as long as the track stays in a single crystal or PPSD gas Cell
 100
 101 //    if (gMC->IsTrackEntering())
 102 //      cout << "Track enters the volume " << gMC->CurrentVolName() << endl;
 103 //    if (gMC->IsTrackExiting())
 104 //      cout << "Track leaves the volume " << gMC->CurrentVolName() << endl;
 105
 106   Int_t          relid[4] ;      // (box, layer, row, column) indices
 107   Int_t          absid    ;      // absolute cell ID number
 108   Float_t        xyze[4]={0,0,0,0}  ; // position wrt MRS and energy deposited
 109   TLorentzVector pos      ;      // Lorentz vector of the track current position
 110   TLorentzVector pmom     ;      //momentum of the particle initiated hit
 111   Float_t        xyd[2]   ;      //local posiiton of the entering
 112   Bool_t         entered = kFALSE    ;
 113   Int_t          copy     ;
 114
 115   Int_t tracknumber =  gAlice->CurrentTrack() ;
 116   Int_t primary     =  gAlice->GetPrimary( gAlice->CurrentTrack() );
 117   TString name      =  fGeom->GetName() ;
 118   Int_t trackpid    =  0  ;
 119
 120   if( gMC->IsTrackEntering() ){ // create hit with position and momentum of new particle,
 121                                 // but may be without energy deposition
 122
 123     // Current position of the hit in the local ref. system
 124       gMC -> TrackPosition(pos);
 125       Float_t xyzm[3], xyzd[3] ;
 126       Int_t i;
 127       for (i=0; i<3; i++) xyzm[i] = pos[i];
 128       gMC -> Gmtod (xyzm, xyzd, 1);    // transform coordinate from master to daughter system
 129       xyd[0]  = xyzd[0];
 130       xyd[1]  =-xyzd[2];
 131
 132       // Current momentum of the hit's track in the local ref. system
 133       gMC -> TrackMomentum(pmom);
 134       Float_t pm[3], pd[3];
 135       for (i=0; i<3; i++) pm[i]   = pmom[i];
 136       gMC -> Gmtod (pm, pd, 2);        // transform 3-momentum from master to daughter system
 137       pmom[0] = pd[0];
 138       pmom[1] =-pd[1];
 139       pmom[2] =-pd[2];
 140
 141       trackpid = gMC->TrackPid();
 142       entered = kTRUE ;      // Mark to create hit even withou energy deposition
 143
 144   }
 145
 146
 147   if ( name == "GPS2" || name == "MIXT" ) {            // ======> CPV is a GPS' PPSD
 148
 149     if( gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("GCEL") ) // We are inside a gas cell
 150     {
 151       gMC->TrackPosition(pos) ;
 152       xyze[0] = pos[0] ;
 153       xyze[1] = pos[1] ;
 154       xyze[2] = pos[2] ;
 155       xyze[3] = gMC->Edep() ;
 156
 157       if ( (xyze[3] != 0) || entered ) { // there is deposited energy or new particle entering  PPSD
 158         gMC->CurrentVolOffID(5, relid[0]) ;  // get the PHOS Module number
 159         if ( name == "MIXT" && strcmp(gMC->CurrentVolOffName(5),"PHO1") == 0 ){
 160           relid[0] += fGeom->GetNModules() - fGeom->GetNPPSDModules();
 161         }
 162         gMC->CurrentVolOffID(3, relid[1]) ;  // get the Micromegas Module number
 163       // 1-> fGeom->GetNumberOfModulesPhi() * fGeom->GetNumberOfModulesZ() upper
 164       //   > fGeom->GetNumberOfModulesPhi() * fGeom->GetNumberOfModulesZ() lower
 165         gMC->CurrentVolOffID(1, relid[2]) ;  // get the row number of the cell
 166         gMC->CurrentVolID(relid[3]) ;        // get the column number
 167
 168         // get the absolute Id number
 169
 170         fGeom->RelToAbsNumbering(relid, absid) ;
 171
 172         // add current hit to the hit list
 173           AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze, trackpid, pmom, xyd);
 174
 175
 176       } // there is deposited energy
 177     } // We are inside the gas of the CPV
 178   } // GPS2 configuration
 179
 180   if ( name == "IHEP" || name == "MIXT" ) {       // ======> CPV is a IHEP's one
 181
 182     // Yuri Kharlov, 28 September 2000
 183
 184     if( gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("CPVQ") &&
 185         entered &&
 186         gMC->TrackCharge() != 0) {
 187
 188       // Digitize the current CPV hit:
 189
 190       // 1. find pad response and
 191
 192       Int_t moduleNumber;
 193       gMC->CurrentVolOffID(3,moduleNumber);
 194       moduleNumber--;
 195
 196
 197       TClonesArray *cpvDigits = new TClonesArray("AliPHOSCPVDigit",0);   // array of digits for current hit
 198       CPVDigitize(pmom,xyd,moduleNumber,cpvDigits);
 199
 200       Float_t xmean = 0;
 201       Float_t zmean = 0;
 202       Float_t qsum  = 0;
 203       Int_t   idigit,ndigits;
 204
 205       // 2. go through the current digit list and sum digits in pads
 206
 207       ndigits = cpvDigits->GetEntriesFast();
 208       for (idigit=0; idigit<ndigits-1; idigit++) {
 209         AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit1 = (AliPHOSCPVDigit*) cpvDigits->UncheckedAt(idigit);
 210         Float_t x1 = cpvDigit1->GetXpad() ;
 211         Float_t z1 = cpvDigit1->GetYpad() ;
 212         for (Int_t jdigit=idigit+1; jdigit<ndigits; jdigit++) {
 213           AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit2 = (AliPHOSCPVDigit*) cpvDigits->UncheckedAt(jdigit);
 214           Float_t x2 = cpvDigit2->GetXpad() ;
 215           Float_t z2 = cpvDigit2->GetYpad() ;
 216           if (x1==x2 && z1==z2) {
 217             Float_t qsum = cpvDigit1->GetQpad() + cpvDigit2->GetQpad() ;
 218             cpvDigit2->SetQpad(qsum) ;
 219             cpvDigits->RemoveAt(idigit) ;
 220           }
 221         }
 222       }
 223       cpvDigits->Compress() ;
 224
 225       // 3. add digits to temporary hit list fTmpHits
 226
 227       ndigits = cpvDigits->GetEntriesFast();
 228       for (idigit=0; idigit<ndigits; idigit++) {
 229         AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit = (AliPHOSCPVDigit*) cpvDigits->UncheckedAt(idigit);
 230         relid[0] = moduleNumber + 1 ;                             // CPV (or PHOS) module number
 231         relid[1] =-1 ;                                            // means CPV
 232         relid[2] = cpvDigit->GetXpad() ;                          // column number of a pad
 233         relid[3] = cpvDigit->GetYpad() ;                          // row    number of a pad
 234
 235         // get the absolute Id number
 236         fGeom->RelToAbsNumbering(relid, absid) ;
 237
 238         // add current digit to the temporary hit list
 239         xyze[0] = 0. ;
 240         xyze[1] = 0. ;
 241         xyze[2] = 0. ;
 242         xyze[3] = cpvDigit->GetQpad() ;                           // amplitude in a pad
 243         primary = -1;                                             // No need in primary for CPV
 244         AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze, trackpid, pmom, xyd);
 245
 246         if (cpvDigit->GetQpad() > 0.02) {
 247           xmean += cpvDigit->GetQpad() * (cpvDigit->GetXpad() + 0.5);
 248           zmean += cpvDigit->GetQpad() * (cpvDigit->GetYpad() + 0.5);
 249           qsum  += cpvDigit->GetQpad();
 250         }
 251       }
 252       delete cpvDigits;
 253     }
 254   } // end of IHEP configuration
 255
 256
 257   if(gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("PXTL") ) { //  We are inside a PBWO crystal
 258     gMC->TrackPosition(pos) ;
 259     xyze[0] = pos[0] ;
 260     xyze[1] = pos[1] ;
 261     xyze[2] = pos[2] ;
 262     xyze[3] = gMC->Edep() ;
 263
 264
 265     if ( (xyze[3] != 0) || entered ) {  // Track is inside the crystal and deposits some energy or just entered
 266
 267       gMC->CurrentVolOffID(10, relid[0]) ; // get the PHOS module number ;
 268
 269       if ( name == "MIXT" && strcmp(gMC->CurrentVolOffName(10),"PHO1") == 0 )
 270         relid[0] += fGeom->GetNModules() - fGeom->GetNPPSDModules();
 271
 272       relid[1] = 0   ;                    // means PBW04
 273       gMC->CurrentVolOffID(4, relid[2]) ; // get the row number inside the module
 274       gMC->CurrentVolOffID(3, relid[3]) ; // get the cell number inside the module
 275
 276       // get the absolute Id number
 277       fGeom->RelToAbsNumbering(relid, absid) ;
 278
 279       // add current hit to the hit list
 280         AddHit(fIshunt, primary,tracknumber, absid, xyze, trackpid,pmom, xyd);
 281
 282
 283     } // there is deposited energy
 284   } // we are inside a PHOS Xtal
 285
 286   if(gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("PPIN") ) // We are inside de PIN diode
 287     {
 288       gMC->TrackPosition(pos) ;
 289       xyze[0] = pos[0] ;
 290       xyze[1] = pos[1] ;
 291       xyze[2] = pos[2] ;
 292       Float_t lostenergy = gMC->Edep() ;
 293       xyze[3] = gMC->Edep() ;
 294
 295       if ( xyze[3] != 0 ) {
 296         gMC->CurrentVolOffID(11, relid[0]) ; // get the PHOS module number ;
 297         relid[1] = 0   ;                    // means PW04 and PIN
 298         gMC->CurrentVolOffID(5, relid[2]) ; // get the row number inside the module
 299         gMC->CurrentVolOffID(4, relid[3]) ; // get the cell number inside the module
 300
 301         // get the absolute Id number
 302
 303         Int_t absid ;
 304         fGeom->RelToAbsNumbering(relid,absid) ;
 305
 306         // calculating number of electrons in the PIN diode asociated to this hit
 307           Float_t nElectrons = lostenergy * fElectronsPerGeV ;
 308           xyze[3] = nElectrons * fRecalibrationFactor ;
 309
 310           // add current hit to the hit list
 311           AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze, trackpid,pmom,xyd);
 312           //printf("PIN volume is  %d, %d, %d, %d \n",relid[0],relid[1],relid[2],relid[3]);
 313           //printf("Lost energy in the PIN is %f \n",lostenergy) ;
 314       } // there is deposited energy
 315     } // we are inside a PHOS XtalPHOS PIN diode
 316 }