First attempt to use systemtically TFolders: the geometry object posts itself to...
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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(const char *name, const char *title):
54 AliPHOSv1(name,title)
55 {
56   // ctor 
57
58   // Number of electrons created in the PIN due to light collected in the PbWo4 crystal is calculated using 
59   // following formula
60   // NumberOfElectrons = EnergyLost * LightYield * PINEfficiency * 
61   //                     exp (-LightYieldAttenuation * DistanceToPINdiodeFromTheHit) *
62   //                     RecalibrationFactor ;
63   // LightYield is obtained as a Poissonian distribution with a mean at 700000 photons per GeV from Valery Antonenko
64   // PINEfficiency is 0.1875 
65   // k_0 is 0.0045 from Valery Antonenko 
66
67
68   fLightYieldMean = 700000. ;
69   fIntrinsicPINEfficiency = 0.1875 ;
70   //fIntrinsicPINEfficiency = 0.02655 ; //APD= 0.1875/0.1271 * 0.018 (PIN)
71   fLightYieldAttenuation = 0.0045 ;
72   //fRecalibrationFactor = 6.2 / fLightYieldMean ;
73   //  fRecalibrationFactor = 5.67/ fLightYieldMean ; //25.04.2001 OHO
74   //fRecalibrationFactor = 1.881/ fLightYieldMean ; //23.05.2001 OHO
75   fRecalibrationFactor = 1.9/ fLightYieldMean ;//05.06.2001 OHO 
76   fElectronsPerGeV = 2.77e+8 ; 
77 }
78
79 // //____________________________________________________________________________
80 // AliPHOSv3::AliPHOSv3(AliPHOSReconstructioner * Reconstructioner, const char *name, const char *title):
81 //   AliPHOSv1(Reconstructioner,name,title)
82 // {
83 //   // ctor 
84
85 //   // Number of electrons created in the PIN due to light collected in the PbWo4 crystal is calculated using 
86 //   // following formula
87 //   // NumberOfElectrons = EnergyLost * LightYield * PINEfficiency * 
88 //   //                     exp (-LightYieldAttenuation * DistanceToPINdiodeFromTheHit) *
89 //   //                     RecalibrationFactor ;
90 //   // LightYield is obtained as a Poissonian distribution with a mean at 700000 photons per GeV fromValery Antonenko
91 //   // PINEfficiency is 0.1875 
92 //   // k_0 is 0.0045 from Valery Antonenko 
93
94 //   fLightYieldMean = 700000.;
95 //   fIntrinsicPINEfficiency = 0.1875 ;
96 //   fLightYieldAttenuation = 0.0045 ;
97 //   fRecalibrationFactor = 6.2 / fLightYieldMean ;
98 //   fRecalibrationFactor = 5.67 /fLightYieldMean ;//25.04.2001 OHO
99 //   fElectronsPerGeV = 2.77e+8 ;
100 // }
101 //____________________________________________________________________________
102
103 void AliPHOSv3::StepManager(void)
104 {
105   // Accumulates hits as long as the track stays in a single crystal or PPSD gas Cell
106
107 //    if (gMC->IsTrackEntering())
108 //      cout << "Track enters the volume " << gMC->CurrentVolName() << endl;
109 //    if (gMC->IsTrackExiting())
110 //      cout << "Track leaves the volume " << gMC->CurrentVolName() << endl;
111
112   Int_t          relid[4] ;        // (box, layer, row, column) indices
113   Int_t          absid    ;        // absolute cell ID number
114   Float_t        xyze[4]={0,0,0,0}  ; // position wrt MRS and energy deposited
115  //Double_t        xyze[4]={0,0,0,0}  ; // position wrt MRS and energy deposited
116   TLorentzVector pos      ;        // Lorentz vector of the track current position
117   Int_t          copy     ;
118   Float_t        lightyield ;   // Light Yield per GeV
119   Float_t        apdgain ; // Poisson calculated gain around 300.
120   //Float_t        nElectrons ;   // Number of electrons in the PIN diode
121   
122   Int_t tracknumber =  gAlice->CurrentTrack() ; 
123   Int_t primary     =  gAlice->GetPrimary( gAlice->CurrentTrack() ); 
124   TString name      =  GetGeometry()->GetName() ; 
125   Float_t        lostenergy ;
126   //Double_t       lostenergy ;
127   Float_t        global[3] ;
128   Float_t        local[3] ;
129
130
131   if ( name == "GPS2" || name == "MIXT" ) {            // ======> CPV is a GPS' PPSD
132
133     if( gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("PPCE") ) // We are inside a gas cell 
134     {
135       gMC->TrackPosition(pos) ;
136       xyze[0] = pos[0] ;
137       xyze[1] = pos[1] ;
138       xyze[2] = pos[2] ;
139       xyze[3] = gMC->Edep() ; 
140
141       if ( xyze[3] != 0) { // there is deposited energy 
142         gMC->CurrentVolOffID(5, relid[0]) ;  // get the PHOS Module number
143         if ( name == "MIXT" && strcmp(gMC->CurrentVolOffName(5),"PHO1") == 0 ){
144           relid[0] += GetGeometry()->GetNModules() - GetGeometry()->GetNPPSDModules();
145         }
146         gMC->CurrentVolOffID(3, relid[1]) ;  // get the Micromegas Module number 
147       // 1-> GetGeometry()->GetNumberOfModulesPhi() * GetGeometry()->GetNumberOfModulesZ() upper
148       //   > GetGeometry()->GetNumberOfModulesPhi() * GetGeometry()->GetNumberOfModulesZ() lower
149         gMC->CurrentVolOffID(1, relid[2]) ;  // get the row number of the cell
150         gMC->CurrentVolID(relid[3]) ;        // get the column number 
151
152         // get the absolute Id number
153
154         GetGeometry()->RelToAbsNumbering(relid, absid) ; 
155
156         // add current hit to the hit list      
157           AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze);
158
159
160       } // there is deposited energy 
161     } // We are inside the gas of the CPV  
162   } // GPS2 configuration
163
164   if ( name == "IHEP" || name == "MIXT" ) {       // ======> CPV is a IHEP's one
165
166     // Yuri Kharlov, 28 September 2000
167
168     if( gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("PCPQ") &&
169         gMC->IsTrackEntering()  &&
170         gMC->TrackCharge() != 0) {      
171
172       gMC -> TrackPosition(pos);
173       Float_t xyzm[3], xyzd[3] ;
174       Int_t i;
175       for (i=0; i<3; i++) xyzm[i] = pos[i];
176       gMC -> Gmtod (xyzm, xyzd, 1);    // transform coordinate from master to daughter system
177
178       Float_t        xyd[3]={0,0,0}   ;   //local posiiton of the entering
179       xyd[0]  = xyzd[0];
180       xyd[1]  =-xyzd[1];
181       xyd[2]  =-xyzd[2];
182
183       
184       // Current momentum of the hit's track in the local ref. system
185         TLorentzVector pmom     ;        //momentum of the particle initiated hit
186       gMC -> TrackMomentum(pmom);
187       Float_t pm[3], pd[3];
188       for (i=0; i<3; i++) pm[i]   = pmom[i];
189       gMC -> Gmtod (pm, pd, 2);        // transform 3-momentum from master to daughter system
190       pmom[0] = pd[0];
191       pmom[1] =-pd[1];
192       pmom[2] =-pd[2];
193       
194       // Digitize the current CPV hit:
195
196       // 1. find pad response and
197       
198       Int_t moduleNumber;
199       gMC->CurrentVolOffID(3,moduleNumber);
200       moduleNumber--;
201
202
203       TClonesArray *cpvDigits = new TClonesArray("AliPHOSCPVDigit",0);   // array of digits for current hit
204       CPVDigitize(pmom,xyd,moduleNumber,cpvDigits);
205       
206       Float_t xmean = 0;
207       Float_t zmean = 0;
208       Float_t qsum  = 0;
209       Int_t   idigit,ndigits;
210
211       // 2. go through the current digit list and sum digits in pads
212
213       ndigits = cpvDigits->GetEntriesFast();
214       for (idigit=0; idigit<ndigits-1; idigit++) {
215         AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit1 = (AliPHOSCPVDigit*) cpvDigits->UncheckedAt(idigit);
216         Float_t x1 = cpvDigit1->GetXpad() ;
217         Float_t z1 = cpvDigit1->GetYpad() ;
218         for (Int_t jdigit=idigit+1; jdigit<ndigits; jdigit++) {
219           AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit2 = (AliPHOSCPVDigit*) cpvDigits->UncheckedAt(jdigit);
220           Float_t x2 = cpvDigit2->GetXpad() ;
221           Float_t z2 = cpvDigit2->GetYpad() ;
222           if (x1==x2 && z1==z2) {
223             Float_t qsum = cpvDigit1->GetQpad() + cpvDigit2->GetQpad() ;
224             cpvDigit2->SetQpad(qsum) ;
225             cpvDigits->RemoveAt(idigit) ;
226           }
227         }
228       }
229       cpvDigits->Compress() ;
230
231       // 3. add digits to temporary hit list fTmpHits
232
233       ndigits = cpvDigits->GetEntriesFast();
234       for (idigit=0; idigit<ndigits; idigit++) {
235         AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit = (AliPHOSCPVDigit*) cpvDigits->UncheckedAt(idigit);
236         relid[0] = moduleNumber + 1 ;                             // CPV (or PHOS) module number
237         relid[1] =-1 ;                                            // means CPV
238         relid[2] = cpvDigit->GetXpad() ;                          // column number of a pad
239         relid[3] = cpvDigit->GetYpad() ;                          // row    number of a pad
240         
241         // get the absolute Id number
242         GetGeometry()->RelToAbsNumbering(relid, absid) ; 
243
244         // add current digit to the temporary hit list
245         xyze[0] = 0. ;
246         xyze[1] = 0. ;
247         xyze[2] = 0. ;
248         xyze[3] = cpvDigit->GetQpad() ;                           // amplitude in a pad
249         primary = -1;                                             // No need in primary for CPV
250         AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze);
251
252         if (cpvDigit->GetQpad() > 0.02) {
253           xmean += cpvDigit->GetQpad() * (cpvDigit->GetXpad() + 0.5);
254           zmean += cpvDigit->GetQpad() * (cpvDigit->GetYpad() + 0.5);
255           qsum  += cpvDigit->GetQpad();
256         }
257       }
258       delete cpvDigits;
259     }
260   } // end of IHEP configuration
261   
262
263 if(gMC->CurrentVolID(copy)==gMC->VolId("PXTL")){// We are inside a PBWO4 crystal
264     gMC->TrackPosition(pos) ;
265     xyze[0] = pos[0] ;
266     xyze[1] = pos[1] ;
267     xyze[2] = pos[2] ;
268     global[0] = pos[0] ;
269     global[1] = pos[1] ;
270     global[2] = pos[2] ;
271     lostenergy = gMC->Edep(); 
272     xyze[3] = gMC->Edep() ;
273
274   
275   if ( (xyze[3] != 0) ){//Track is inside the crystal and deposits some energy
276
277       gMC->CurrentVolOffID(10, relid[0]) ; // get the PHOS module number ;
278
279       if ( name == "MIXT" && strcmp(gMC->CurrentVolOffName(10),"PHO1") == 0 )
280         relid[0] += GetGeometry()->GetNModules() - GetGeometry()->GetNPPSDModules();      
281
282       relid[1] = 0   ;                    // means PBW04
283    gMC->CurrentVolOffID(4, relid[2]) ; // get the row number inside the module
284    gMC->CurrentVolOffID(3, relid[3]) ; // get the cell number inside the module
285       
286       // get the absolute Id number
287
288       GetGeometry()->RelToAbsNumbering(relid, absid) ; 
289
290       gMC->Gmtod(global, local, 1) ;
291
292    lightyield = gRandom->Poisson(fLightYieldMean) ;
293
294    apdgain = gRandom->Poisson(300.) ;
295    //apdgain = 300.;
296
297  //calculate the number of electrons produced in the PIN due to this energy
298
299  //nElectrons = apdgain * lostenergy * lightyield * fIntrinsicPINEfficiency *exp(-fLightYieldAttenuation * (local[1]+GetGeometry()->GetCrystalSize(1)/2.0 ) ) ;
300
301   xyze[3] = (fRecalibrationFactor/100.) * apdgain * lostenergy * lightyield * fIntrinsicPINEfficiency *exp(-fLightYieldAttenuation * (local[1]+GetGeometry()->GetCrystalSize(1)/2.0 ) ) ;
302     
303    //cout<<"xyze[3]:    "<<xyze[3]<<   endl;
304    //cout<<"lostenergy: "<<lostenergy<<endl; 
305
306  //nElectrons = lostenergy * lightyield * fIntrinsicPINEfficiency *exp(-fLightYieldAttenuation * (local[1]+GetGeometry()->GetCrystalSize(1)/2.0 ) ) ;
307
308         //xyze[3] = nElectrons * fRecalibrationFactor/10000. ;
309
310       // add current hit to the hit list
311
312         AddHit(fIshunt, primary,tracknumber, absid, xyze);
313
314
315     } // there is deposited energy
316   } // we are inside a PHOS Xtal
317
318  if(gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("PPIN"))//We are inside the PIN diode 
319     {
320       gMC->TrackPosition(pos) ;
321       global[0] = pos[0] ;
322       global[1] = pos[1] ;
323       global[2] = pos[2] ;
324       xyze[0] = pos[0] ;
325       xyze[1] = pos[1] ;
326       xyze[2] = pos[2] ;
327       lostenergy = gMC->Edep() ;
328       xyze[3] = gMC->Edep() ;
329       
330       if ( xyze[3] != 0 ) {
331         gMC->CurrentVolOffID(11, relid[0]) ; // get the PHOS module number ;
332         relid[1] = 0   ;                    // means PW04 and PIN
333         gMC->CurrentVolOffID(5, relid[2]) ; // get the row number inside the module
334         gMC->CurrentVolOffID(4, relid[3]) ; // get the cell number inside the module
335         
336         // get the absolute Id number
337         
338         Int_t absid ; 
339         GetGeometry()->RelToAbsNumbering(relid,absid) ;
340         gMC->Gmtod(global, local, 1) ;
341
342 // calculating number of electrons in the PIN diode asociated to this hit
343
344           //nElectrons = lostenergy * fElectronsPerGeV ;
345        //  xyze[3] = nElectrons * fRecalibrationFactor ;
346           apdgain = gRandom->Poisson(300.) ;
347            // apdgain = 300.;
348    //if(local[1]<-0.0045) xyze[3] = apdgain * nElectrons * fRecalibrationFactor/10000.;
349
350     if(local[1]<-0.0045) xyze[3] = apdgain * lostenergy * fElectronsPerGeV* (fRecalibrationFactor/100.);
351
352    //if((local[1]>-0.0045)&&(gMC->TrackPid()==-11)) xyze[3] = apdgain * nElectrons * fRecalibrationFactor/10000.;
353
354      if((local[1]>-0.0045)&&(gMC->TrackPid()==-11)) xyze[3] = apdgain * lostenergy * fElectronsPerGeV * (fRecalibrationFactor/100.);
355
356    //if(local[1]>-0.0045) xyze[3] = nElectrons * fRecalibrationFactor/10000.;
357
358      if(local[1]>-0.0045) xyze[3] = lostenergy * fElectronsPerGeV * (fRecalibrationFactor/100.);
359           
360           // add current hit to the hit list
361
362           AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze);
363
364           //printf("PIN volume is  %d, %d, %d, %d \n",relid[0],relid[1],relid[2],relid[3]);
365           //printf("Lost energy in the PIN is %f \n",lostenergy) ;
366       } // there is deposited energy
367     } // we are inside a PHOS XtalPHOS PIN diode
368 }