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 Odland & 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 "AliPHOSCPVDigit.h"
  45 #include "AliRun.h"
  46 #include "AliConst.h"
  47 #include "AliMC.h"
  48 #include "AliPHOSGeometry.h"
  49
  50 ClassImp(AliPHOSv3)
  51
  52 //____________________________________________________________________________
  53   AliPHOSv3::AliPHOSv3(void) : AliPHOSv1()
  54 {
  55   // default ctor: initialize daa members
  56
  57   fLightYieldMean         = 0. ;
  58   fIntrinsicPINEfficiency = 0. ;
  59   fLightYieldAttenuation  = 0. ;
  60   fRecalibrationFactor    = 0. ;
  61   fElectronsPerGeV        = 0. ;
  62   fAPDGain                = 0. ;
  63
  64 }
  65
  66 //____________________________________________________________________________
  67   AliPHOSv3::AliPHOSv3(const char *name, const char *title):
  68 AliPHOSv1(name,title)
  69 {
  70   // ctor
  71
  72   // The light yield is a poissonian distribution of the number of
  73   // photons created in the PbWo4 crystal, calculated using following formula
  74   // NumberOfPhotons = EnergyLost * LightYieldMean* APDEfficiency *
  75   //              exp (-LightYieldAttenuation * DistanceToPINdiodeFromTheHit);
  76   // LightYieldMean is parameter calculated to be over 47000 photons per GeV
  77   // APDEfficiency is 0.02655
  78   // k_0 is 0.0045 from Valery Antonenko
  79   // The number of electrons created in the APD is
  80   // NumberOfElectrons = APDGain * LightYield
  81   // The APD Gain is 300
  82
  83   fLightYieldMean = 47000;
  84   fIntrinsicPINEfficiency = 0.02655 ; //APD= 0.1875/0.1271 * 0.018 (PIN)
  85   fLightYieldAttenuation = 0.0045 ;
  86   fRecalibrationFactor = 13.418/ fLightYieldMean ;
  87   fElectronsPerGeV = 2.77e+8 ;
  88   fAPDGain= 300. ;
  89 }
  90
  91 // //____________________________________________________________________________
  92 // AliPHOSv3::AliPHOSv3(AliPHOSReconstructioner * Reconstructioner, const char *name, const char *title):
  93 //   AliPHOSv1(Reconstructioner,name,title)
  94 // {
  95 //   // ctor
  96
  97 //   // Number of electrons created in the PIN due to light collected in the PbWo4 crystal is calculated using
  98 //   // following formula
  99 //   // NumberOfElectrons = EnergyLost * LightYield * PINEfficiency *
 100 //   //                     exp (-LightYieldAttenuation * DistanceToPINdiodeFromTheHit) *
 101 //   //                     RecalibrationFactor ;
 102 //   // LightYield is obtained as a Poissonian distribution with a mean at 700000 photons per GeV fromValery Antonenko
 103 //   // PINEfficiency is 0.1875
 104 //   // k_0 is 0.0045 from Valery Antonenko
 105
 106 //   fLightYieldMean = 700000.;
 107 //   fIntrinsicPINEfficiency = 0.1875 ;
 108 //   fLightYieldAttenuation = 0.0045 ;
 109 //   fRecalibrationFactor = 6.2 / fLightYieldMean ;
 110 //   fRecalibrationFactor = 5.67 /fLightYieldMean ;//25.04.2001 OHO
 111 //   fElectronsPerGeV = 2.77e+8 ;
 112 // }
 113 //____________________________________________________________________________
 114
 115 void AliPHOSv3::StepManager(void)
 116 {
 117   // Accumulates hits as long as the track stays in a single crystal or PPSD gas Cell
 118
 119 //    if (gMC->IsTrackEntering())
 120 //      cout << "Track enters the volume " << gMC->CurrentVolName() << endl;
 121 //    if (gMC->IsTrackExiting())
 122 //      cout << "Track leaves the volume " << gMC->CurrentVolName() << endl;
 123
 124   Int_t          relid[4] ;        // (box, layer, row, column) indices
 125   Int_t          absid    ;        // absolute cell ID number
 126   Float_t        xyze[4]={0,0,0,0}  ; // position wrt MRS and energy deposited
 127
 128   TLorentzVector pos      ;     // Lorentz vector of the track current position
 129   Int_t          copy     ;
 130   Float_t        fLightYield ;   // Light Yield per GeV
 131
 132   Int_t tracknumber =  gAlice->CurrentTrack() ;
 133   Int_t primary     =  gAlice->GetPrimary( gAlice->CurrentTrack() );
 134   TString name      =  GetGeometry()->GetName() ;
 135   Float_t        lostenergy ;
 136   Float_t        global[3] ;
 137   Float_t        local[3] ;
 138
 139
 140   if ( name == "GPS2" || name == "MIXT" ) {            // ======> CPV is a GPS' PPSD
 141
 142     if( gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("PPCE") ) // We are inside a gas cell
 143     {
 144       gMC->TrackPosition(pos) ;
 145       xyze[0] = pos[0] ;
 146       xyze[1] = pos[1] ;
 147       xyze[2] = pos[2] ;
 148       xyze[3] = gMC->Edep() ;
 149
 150       if ( xyze[3] != 0) { // there is deposited energy
 151         gMC->CurrentVolOffID(5, relid[0]) ;  // get the PHOS Module number
 152         if ( name == "MIXT" && strcmp(gMC->CurrentVolOffName(5),"PHO1") == 0 ){
 153           relid[0] += GetGeometry()->GetNModules() - GetGeometry()->GetNPPSDModules();
 154         }
 155         gMC->CurrentVolOffID(3, relid[1]) ;  // get the Micromegas Module number
 156       // 1-> GetGeometry()->GetNumberOfModulesPhi() * GetGeometry()->GetNumberOfModulesZ() upper
 157       //   > GetGeometry()->GetNumberOfModulesPhi() * GetGeometry()->GetNumberOfModulesZ() lower
 158         gMC->CurrentVolOffID(1, relid[2]) ;  // get the row number of the cell
 159         gMC->CurrentVolID(relid[3]) ;        // get the column number
 160
 161         // get the absolute Id number
 162
 163         GetGeometry()->RelToAbsNumbering(relid, absid) ;
 164
 165         // add current hit to the hit list
 166           AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze);
 167
 168
 169       } // there is deposited energy
 170     } // We are inside the gas of the CPV
 171   } // GPS2 configuration
 172
 173   if ( name == "IHEP" || name == "MIXT" ) {       // ======> CPV is a IHEP's one
 174
 175     // Yuri Kharlov, 28 September 2000
 176
 177     if( gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("PCPQ") &&
 178         gMC->IsTrackEntering()  &&
 179         gMC->TrackCharge() != 0) {
 180
 181       gMC -> TrackPosition(pos);
 182       Float_t xyzm[3], xyzd[3] ;
 183       Int_t i;
 184       for (i=0; i<3; i++) xyzm[i] = pos[i];
 185       gMC -> Gmtod (xyzm, xyzd, 1);    // transform coordinate from master to daughter system
 186
 187       Float_t        xyd[3]={0,0,0}   ;   //local posiiton of the entering
 188       xyd[0]  = xyzd[0];
 189       xyd[1]  =-xyzd[1];
 190       xyd[2]  =-xyzd[2];
 191
 192
 193       // Current momentum of the hit's track in the local ref. system
 194         TLorentzVector pmom     ;        //momentum of the particle initiated hit
 195       gMC -> TrackMomentum(pmom);
 196       Float_t pm[3], pd[3];
 197       for (i=0; i<3; i++) pm[i]   = pmom[i];
 198       gMC -> Gmtod (pm, pd, 2);        // transform 3-momentum from master to daughter system
 199       pmom[0] = pd[0];
 200       pmom[1] =-pd[1];
 201       pmom[2] =-pd[2];
 202
 203       // Digitize the current CPV hit:
 204
 205       // 1. find pad response and
 206
 207       Int_t moduleNumber;
 208       gMC->CurrentVolOffID(3,moduleNumber);
 209       moduleNumber--;
 210
 211
 212       TClonesArray *cpvDigits = new TClonesArray("AliPHOSCPVDigit",0);   // array of digits for current hit
 213       CPVDigitize(pmom,xyd,moduleNumber,cpvDigits);
 214
 215       Float_t xmean = 0;
 216       Float_t zmean = 0;
 217       Float_t qsum  = 0;
 218       Int_t   idigit,ndigits;
 219
 220       // 2. go through the current digit list and sum digits in pads
 221
 222       ndigits = cpvDigits->GetEntriesFast();
 223       for (idigit=0; idigit<ndigits-1; idigit++) {
 224         AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit1 = (AliPHOSCPVDigit*) cpvDigits->UncheckedAt(idigit);
 225         Float_t x1 = cpvDigit1->GetXpad() ;
 226         Float_t z1 = cpvDigit1->GetYpad() ;
 227         for (Int_t jdigit=idigit+1; jdigit<ndigits; jdigit++) {
 228           AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit2 = (AliPHOSCPVDigit*) cpvDigits->UncheckedAt(jdigit);
 229           Float_t x2 = cpvDigit2->GetXpad() ;
 230           Float_t z2 = cpvDigit2->GetYpad() ;
 231           if (x1==x2 && z1==z2) {
 232             Float_t qsum = cpvDigit1->GetQpad() + cpvDigit2->GetQpad() ;
 233             cpvDigit2->SetQpad(qsum) ;
 234             cpvDigits->RemoveAt(idigit) ;
 235           }
 236         }
 237       }
 238       cpvDigits->Compress() ;
 239
 240       // 3. add digits to temporary hit list fTmpHits
 241
 242       ndigits = cpvDigits->GetEntriesFast();
 243       for (idigit=0; idigit<ndigits; idigit++) {
 244         AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit = (AliPHOSCPVDigit*) cpvDigits->UncheckedAt(idigit);
 245         relid[0] = moduleNumber + 1 ;                             // CPV (or PHOS) module number
 246         relid[1] =-1 ;                                            // means CPV
 247         relid[2] = cpvDigit->GetXpad() ;                          // column number of a pad
 248         relid[3] = cpvDigit->GetYpad() ;                          // row    number of a pad
 249
 250         // get the absolute Id number
 251         GetGeometry()->RelToAbsNumbering(relid, absid) ;
 252
 253         // add current digit to the temporary hit list
 254         xyze[0] = 0. ;
 255         xyze[1] = 0. ;
 256         xyze[2] = 0. ;
 257         xyze[3] = cpvDigit->GetQpad() ;                           // amplitude in a pad
 258         primary = -1;                                             // No need in primary for CPV
 259         AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze);
 260
 261         if (cpvDigit->GetQpad() > 0.02) {
 262           xmean += cpvDigit->GetQpad() * (cpvDigit->GetXpad() + 0.5);
 263           zmean += cpvDigit->GetQpad() * (cpvDigit->GetYpad() + 0.5);
 264           qsum  += cpvDigit->GetQpad();
 265         }
 266       }
 267       delete cpvDigits;
 268     }
 269   } // end of IHEP configuration
 270
 271
 272 if(gMC->CurrentVolID(copy)==gMC->VolId("PXTL")){// We are inside a PBWO4 crystal
 273     gMC->TrackPosition(pos) ;
 274     xyze[0] = pos[0] ;
 275     xyze[1] = pos[1] ;
 276     xyze[2] = pos[2] ;
 277     global[0] = pos[0] ;
 278     global[1] = pos[1] ;
 279     global[2] = pos[2] ;
 280     lostenergy = gMC->Edep();
 281     xyze[3] = gMC->Edep() ;
 282
 283
 284   if ( (xyze[3] != 0) ){//Track is inside the crystal and deposits some energy
 285
 286       gMC->CurrentVolOffID(10, relid[0]) ; // get the PHOS module number ;
 287
 288       if ( name == "MIXT" && strcmp(gMC->CurrentVolOffName(10),"PHO1") == 0 )
 289         relid[0] += GetGeometry()->GetNModules() - GetGeometry()->GetNPPSDModules();
 290
 291       relid[1] = 0   ;                    // means PBW04
 292    gMC->CurrentVolOffID(4, relid[2]) ; // get the row number inside the module
 293    gMC->CurrentVolOffID(3, relid[3]) ; // get the cell number inside the module
 294
 295       // get the absolute Id number
 296
 297    GetGeometry()->RelToAbsNumbering(relid, absid) ;
 298
 299    gMC->Gmtod(global, local, 1) ;
 300
 301    //Calculates the light yield, the number of photns produced in the
 302    //crystal
 303    fLightYield = gRandom->Poisson(
 304                                   fLightYieldMean * lostenergy *
 305                                   fIntrinsicPINEfficiency *
 306                                   exp(-fLightYieldAttenuation *
 307                                       (local[1]+GetGeometry()->GetCrystalSize(1)/2.0 ))
 308                                   ) ;
 309    //Calculates de energy deposited in the crystal
 310    xyze[3] = (fRecalibrationFactor/100.) * fAPDGain * fLightYield  ;
 311
 312
 313    // cout<<"xyze[3]:    "<<xyze[3]<<   endl;
 314    //cout<<"lostenergy: "<<lostenergy<<endl;
 315
 316
 317
 318
 319       // add current hit to the hit list
 320
 321
 322    if (xyze[3] != 0.) AddHit(fIshunt, primary,tracknumber, absid, xyze);
 323
 324
 325     } // there is deposited energy
 326   } // we are inside a PHOS Xtal
 327
 328 //  if(gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("PPIN"))//We are inside the PIN diode
 329 //     {
 330 //       cout<<" Inside PIN "<<endl;
 331 //       gMC->TrackPosition(pos) ;
 332 //       global[0] = pos[0] ;
 333 //       global[1] = pos[1] ;
 334 //       global[2] = pos[2] ;
 335 //       xyze[0] = pos[0] ;
 336 //       xyze[1] = pos[1] ;
 337 //       xyze[2] = pos[2] ;
 338 //       lostenergy = gMC->Edep() ;
 339 //       xyze[3] = gMC->Edep() ;
 340
 341 //       if ( xyze[3] != 0 ) {
 342 //      gMC->CurrentVolOffID(11, relid[0]) ; // get the PHOS module number ;
 343 //      relid[1] = 0   ;                    // means PW04 and PIN
 344 //      gMC->CurrentVolOffID(5, relid[2]) ; // get the row number inside the module
 345 //      gMC->CurrentVolOffID(4, relid[3]) ; // get the cell number inside the module
 346
 347 //      // get the absolute Id number
 348
 349 //      Int_t absid ;
 350 //      GetGeometry()->RelToAbsNumbering(relid,absid) ;
 351 //      gMC->Gmtod(global, local, 1) ;
 352
 353 // // calculating number of electrons in the PIN diode asociated to this hit
 354
 355 //        //nElectrons = lostenergy * fElectronsPerGeV ;
 356 //        //  xyze[3] = nElectrons * fRecalibrationFactor ;
 357 //           apdgain = gRandom->Poisson(300.) ;
 358 //           // apdgain = 300.;
 359 //    //if(local[1]<-0.0045) xyze[3] = apdgain * nElectrons * fRecalibrationFactor/10000.;
 360
 361 //     if(local[1]<-0.0045) xyze[3] = apdgain * lostenergy * fElectronsPerGeV* (fRecalibrationFactor/100.);
 362
 363 //    //if((local[1]>-0.0045)&&(gMC->TrackPid()==-11)) xyze[3] = apdgain * nElectrons * fRecalibrationFactor/10000.;
 364
 365 //      if((local[1]>-0.0045)&&(gMC->TrackPid()==-11)) xyze[3] = apdgain * lostenergy * fElectronsPerGeV * (fRecalibrationFactor/100.);
 366
 367 //    //if(local[1]>-0.0045) xyze[3] = nElectrons * fRecalibrationFactor/10000.;
 368
 369 //      if(local[1]>-0.0045) xyze[3] = lostenergy * fElectronsPerGeV * (fRecalibrationFactor/100.);
 370
 371 //        // add current hit to the hit list
 372
 373 //        AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze);
 374
 375 //        //printf("PIN volume is  %d, %d, %d, %d \n",relid[0],relid[1],relid[2],relid[3]);
 376 //        printf("Lost energy in the PIN is %f \n",lostenergy) ;
 377 //       } // there is deposited energy
 378 //     } // we are inside a PHOS XtalPHOS PIN diode
 379 }