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 <string.h>
  36 #include <stdlib.h>
  37 #include <strstream.h>
  38
  39 // --- AliRoot header files ---
  40
  41 #include "AliPHOSv3.h"
  42 #include "AliPHOSHit.h"
  43 #include "AliPHOSCPVDigit.h"
  44 #include "AliRun.h"
  45 #include "AliConst.h"
  46 #include "AliMC.h"
  47 #include "AliPHOSGeometry.h"
  48
  49 ClassImp(AliPHOSv3)
  50
  51 //____________________________________________________________________________
  52   AliPHOSv3::AliPHOSv3(void) : AliPHOSv1()
  53 {
  54   // default ctor: initialize daa members
  55
  56   fLightYieldMean         = 0. ;
  57   fIntrinsicPINEfficiency = 0. ;
  58   fLightYieldAttenuation  = 0. ;
  59   fRecalibrationFactor    = 0. ;
  60   fElectronsPerGeV        = 0. ;
  61   fAPDGain                = 0. ;
  62
  63 }
  64
  65 //____________________________________________________________________________
  66   AliPHOSv3::AliPHOSv3(const char *name, const char *title):
  67 AliPHOSv1(name,title)
  68 {
  69   // ctor
  70
  71   // The light yield is a poissonian distribution of the number of
  72   // photons created in the PbWo4 crystal, calculated using following formula
  73   // NumberOfPhotons = EnergyLost * LightYieldMean* APDEfficiency *
  74   //              exp (-LightYieldAttenuation * DistanceToPINdiodeFromTheHit);
  75   // LightYieldMean is parameter calculated to be over 47000 photons per GeV
  76   // APDEfficiency is 0.02655
  77   // k_0 is 0.0045 from Valery Antonenko
  78   // The number of electrons created in the APD is
  79   // NumberOfElectrons = APDGain * LightYield
  80   // The APD Gain is 300
  81
  82   fLightYieldMean = 47000;
  83   fIntrinsicPINEfficiency = 0.02655 ; //APD= 0.1875/0.1271 * 0.018 (PIN)
  84   fLightYieldAttenuation = 0.0045 ;
  85   fRecalibrationFactor = 13.418/ fLightYieldMean ;
  86   fElectronsPerGeV = 2.77e+8 ;
  87   fAPDGain= 300. ;
  88 }
  89
  90 // //____________________________________________________________________________
  91 // AliPHOSv3::AliPHOSv3(AliPHOSReconstructioner * Reconstructioner, const char *name, const char *title):
  92 //   AliPHOSv1(Reconstructioner,name,title)
  93 // {
  94 //   // ctor
  95
  96 //   // Number of electrons created in the PIN due to light collected in the PbWo4 crystal is calculated using
  97 //   // following formula
  98 //   // NumberOfElectrons = EnergyLost * LightYield * PINEfficiency *
  99 //   //                     exp (-LightYieldAttenuation * DistanceToPINdiodeFromTheHit) *
 100 //   //                     RecalibrationFactor ;
 101 //   // LightYield is obtained as a Poissonian distribution with a mean at 700000 photons per GeV fromValery Antonenko
 102 //   // PINEfficiency is 0.1875
 103 //   // k_0 is 0.0045 from Valery Antonenko
 104
 105 //   fLightYieldMean = 700000.;
 106 //   fIntrinsicPINEfficiency = 0.1875 ;
 107 //   fLightYieldAttenuation = 0.0045 ;
 108 //   fRecalibrationFactor = 6.2 / fLightYieldMean ;
 109 //   fRecalibrationFactor = 5.67 /fLightYieldMean ;//25.04.2001 OHO
 110 //   fElectronsPerGeV = 2.77e+8 ;
 111 // }
 112 //____________________________________________________________________________
 113
 114 void AliPHOSv3::StepManager(void)
 115 {
 116   // Accumulates hits as long as the track stays in a single crystal or PPSD gas Cell
 117
 118 //    if (gMC->IsTrackEntering())
 119 //      cout << "Track enters the volume " << gMC->CurrentVolName() << endl;
 120 //    if (gMC->IsTrackExiting())
 121 //      cout << "Track leaves the volume " << gMC->CurrentVolName() << endl;
 122
 123   Int_t          relid[4] ;        // (box, layer, row, column) indices
 124   Int_t          absid    ;        // absolute cell ID number
 125   Float_t        xyze[4]={0,0,0,0}  ; // position wrt MRS and energy deposited
 126
 127   TLorentzVector pos      ;     // Lorentz vector of the track current position
 128   Int_t          copy     ;
 129   Float_t        fLightYield ;   // Light Yield per GeV
 130
 131   Int_t tracknumber =  gAlice->CurrentTrack() ;
 132   Int_t primary     =  gAlice->GetPrimary( gAlice->CurrentTrack() );
 133   TString name      =  GetGeometry()->GetName() ;
 134   Float_t        lostenergy ;
 135   Float_t        global[3] ;
 136   Float_t        local[3] ;
 137
 138
 139   if ( name == "GPS2" || name == "MIXT" ) {            // ======> CPV is a GPS' PPSD
 140
 141     if( gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("PPCE") ) // We are inside a gas cell
 142     {
 143       gMC->TrackPosition(pos) ;
 144       xyze[0] = pos[0] ;
 145       xyze[1] = pos[1] ;
 146       xyze[2] = pos[2] ;
 147       xyze[3] = gMC->Edep() ;
 148
 149       if ( xyze[3] != 0) { // there is deposited energy
 150         gMC->CurrentVolOffID(5, relid[0]) ;  // get the PHOS Module number
 151         if ( name == "MIXT" && strcmp(gMC->CurrentVolOffName(5),"PHO1") == 0 ){
 152           relid[0] += GetGeometry()->GetNModules() - GetGeometry()->GetNPPSDModules();
 153         }
 154         gMC->CurrentVolOffID(3, relid[1]) ;  // get the Micromegas Module number
 155       // 1-> GetGeometry()->GetNumberOfModulesPhi() * GetGeometry()->GetNumberOfModulesZ() upper
 156       //   > GetGeometry()->GetNumberOfModulesPhi() * GetGeometry()->GetNumberOfModulesZ() lower
 157         gMC->CurrentVolOffID(1, relid[2]) ;  // get the row number of the cell
 158         gMC->CurrentVolID(relid[3]) ;        // get the column number
 159
 160         // get the absolute Id number
 161
 162         GetGeometry()->RelToAbsNumbering(relid, absid) ;
 163
 164         // add current hit to the hit list
 165           AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze);
 166
 167
 168       } // there is deposited energy
 169     } // We are inside the gas of the CPV
 170   } // GPS2 configuration
 171
 172   if ( name == "IHEP" || name == "MIXT" ) {       // ======> CPV is a IHEP's one
 173
 174     // Yuri Kharlov, 28 September 2000
 175
 176     if( gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("PCPQ") &&
 177         gMC->IsTrackEntering()  &&
 178         gMC->TrackCharge() != 0) {
 179
 180       gMC -> TrackPosition(pos);
 181       Float_t xyzm[3], xyzd[3] ;
 182       Int_t i;
 183       for (i=0; i<3; i++) xyzm[i] = pos[i];
 184       gMC -> Gmtod (xyzm, xyzd, 1);    // transform coordinate from master to daughter system
 185
 186       Float_t        xyd[3]={0,0,0}   ;   //local posiiton of the entering
 187       xyd[0]  = xyzd[0];
 188       xyd[1]  =-xyzd[1];
 189       xyd[2]  =-xyzd[2];
 190
 191
 192       // Current momentum of the hit's track in the local ref. system
 193         TLorentzVector pmom     ;        //momentum of the particle initiated hit
 194       gMC -> TrackMomentum(pmom);
 195       Float_t pm[3], pd[3];
 196       for (i=0; i<3; i++) pm[i]   = pmom[i];
 197       gMC -> Gmtod (pm, pd, 2);        // transform 3-momentum from master to daughter system
 198       pmom[0] = pd[0];
 199       pmom[1] =-pd[1];
 200       pmom[2] =-pd[2];
 201
 202       // Digitize the current CPV hit:
 203
 204       // 1. find pad response and
 205
 206       Int_t moduleNumber;
 207       gMC->CurrentVolOffID(3,moduleNumber);
 208       moduleNumber--;
 209
 210
 211       TClonesArray *cpvDigits = new TClonesArray("AliPHOSCPVDigit",0);   // array of digits for current hit
 212       CPVDigitize(pmom,xyd,moduleNumber,cpvDigits);
 213
 214       Float_t xmean = 0;
 215       Float_t zmean = 0;
 216       Float_t qsum  = 0;
 217       Int_t   idigit,ndigits;
 218
 219       // 2. go through the current digit list and sum digits in pads
 220
 221       ndigits = cpvDigits->GetEntriesFast();
 222       for (idigit=0; idigit<ndigits-1; idigit++) {
 223         AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit1 = dynamic_cast<AliPHOSCPVDigit*>(cpvDigits->UncheckedAt(idigit));
 224         Float_t x1 = cpvDigit1->GetXpad() ;
 225         Float_t z1 = cpvDigit1->GetYpad() ;
 226         for (Int_t jdigit=idigit+1; jdigit<ndigits; jdigit++) {
 227           AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit2 = dynamic_cast<AliPHOSCPVDigit*>(cpvDigits->UncheckedAt(jdigit));
 228           Float_t x2 = cpvDigit2->GetXpad() ;
 229           Float_t z2 = cpvDigit2->GetYpad() ;
 230           if (x1==x2 && z1==z2) {
 231             Float_t qsum = cpvDigit1->GetQpad() + cpvDigit2->GetQpad() ;
 232             cpvDigit2->SetQpad(qsum) ;
 233             cpvDigits->RemoveAt(idigit) ;
 234           }
 235         }
 236       }
 237       cpvDigits->Compress() ;
 238
 239       // 3. add digits to temporary hit list fTmpHits
 240
 241       ndigits = cpvDigits->GetEntriesFast();
 242       for (idigit=0; idigit<ndigits; idigit++) {
 243         AliPHOSCPVDigit  *cpvDigit = dynamic_cast<AliPHOSCPVDigit*>(cpvDigits->UncheckedAt(idigit));
 244         relid[0] = moduleNumber + 1 ;                             // CPV (or PHOS) module number
 245         relid[1] =-1 ;                                            // means CPV
 246         relid[2] = cpvDigit->GetXpad() ;                          // column number of a pad
 247         relid[3] = cpvDigit->GetYpad() ;                          // row    number of a pad
 248
 249         // get the absolute Id number
 250         GetGeometry()->RelToAbsNumbering(relid, absid) ;
 251
 252         // add current digit to the temporary hit list
 253         xyze[0] = 0. ;
 254         xyze[1] = 0. ;
 255         xyze[2] = 0. ;
 256         xyze[3] = cpvDigit->GetQpad() ;                           // amplitude in a pad
 257         primary = -1;                                             // No need in primary for CPV
 258         AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze);
 259
 260         if (cpvDigit->GetQpad() > 0.02) {
 261           xmean += cpvDigit->GetQpad() * (cpvDigit->GetXpad() + 0.5);
 262           zmean += cpvDigit->GetQpad() * (cpvDigit->GetYpad() + 0.5);
 263           qsum  += cpvDigit->GetQpad();
 264         }
 265       }
 266       delete cpvDigits;
 267     }
 268   } // end of IHEP configuration
 269
 270
 271 if(gMC->CurrentVolID(copy)==gMC->VolId("PXTL")){// We are inside a PBWO4 crystal
 272     gMC->TrackPosition(pos) ;
 273     xyze[0] = pos[0] ;
 274     xyze[1] = pos[1] ;
 275     xyze[2] = pos[2] ;
 276     global[0] = pos[0] ;
 277     global[1] = pos[1] ;
 278     global[2] = pos[2] ;
 279     lostenergy = gMC->Edep();
 280     xyze[3] = gMC->Edep() ;
 281
 282
 283   if ( (xyze[3] != 0) ){//Track is inside the crystal and deposits some energy
 284
 285       gMC->CurrentVolOffID(10, relid[0]) ; // get the PHOS module number ;
 286
 287       if ( name == "MIXT" && strcmp(gMC->CurrentVolOffName(10),"PHO1") == 0 )
 288         relid[0] += GetGeometry()->GetNModules() - GetGeometry()->GetNPPSDModules();
 289
 290       relid[1] = 0   ;                    // means PBW04
 291    gMC->CurrentVolOffID(4, relid[2]) ; // get the row number inside the module
 292    gMC->CurrentVolOffID(3, relid[3]) ; // get the cell number inside the module
 293
 294       // get the absolute Id number
 295
 296    GetGeometry()->RelToAbsNumbering(relid, absid) ;
 297
 298    gMC->Gmtod(global, local, 1) ;
 299
 300    //Calculates the light yield, the number of photns produced in the
 301    //crystal
 302    fLightYield = gRandom->Poisson(
 303                                   fLightYieldMean * lostenergy *
 304                                   fIntrinsicPINEfficiency *
 305                                   exp(-fLightYieldAttenuation *
 306                                       (local[1]+GetGeometry()->GetCrystalSize(1)/2.0 ))
 307                                   ) ;
 308    //Calculates de energy deposited in the crystal
 309    xyze[3] = (fRecalibrationFactor/100.) * fAPDGain * fLightYield  ;
 310
 311
 312    // cout<<"xyze[3]:    "<<xyze[3]<<   endl;
 313    //cout<<"lostenergy: "<<lostenergy<<endl;
 314
 315
 316
 317
 318       // add current hit to the hit list
 319
 320
 321    if (xyze[3] != 0.) AddHit(fIshunt, primary,tracknumber, absid, xyze);
 322
 323
 324     } // there is deposited energy
 325   } // we are inside a PHOS Xtal
 326
 327 //  if(gMC->CurrentVolID(copy) == gMC->VolId("PPIN"))//We are inside the PIN diode
 328 //     {
 329 //       cout<<" Inside PIN "<<endl;
 330 //       gMC->TrackPosition(pos) ;
 331 //       global[0] = pos[0] ;
 332 //       global[1] = pos[1] ;
 333 //       global[2] = pos[2] ;
 334 //       xyze[0] = pos[0] ;
 335 //       xyze[1] = pos[1] ;
 336 //       xyze[2] = pos[2] ;
 337 //       lostenergy = gMC->Edep() ;
 338 //       xyze[3] = gMC->Edep() ;
 339
 340 //       if ( xyze[3] != 0 ) {
 341 //      gMC->CurrentVolOffID(11, relid[0]) ; // get the PHOS module number ;
 342 //      relid[1] = 0   ;                    // means PW04 and PIN
 343 //      gMC->CurrentVolOffID(5, relid[2]) ; // get the row number inside the module
 344 //      gMC->CurrentVolOffID(4, relid[3]) ; // get the cell number inside the module
 345
 346 //      // get the absolute Id number
 347
 348 //      Int_t absid ;
 349 //      GetGeometry()->RelToAbsNumbering(relid,absid) ;
 350 //      gMC->Gmtod(global, local, 1) ;
 351
 352 // // calculating number of electrons in the PIN diode asociated to this hit
 353
 354 //        //nElectrons = lostenergy * fElectronsPerGeV ;
 355 //        //  xyze[3] = nElectrons * fRecalibrationFactor ;
 356 //           apdgain = gRandom->Poisson(300.) ;
 357 //           // apdgain = 300.;
 358 //    //if(local[1]<-0.0045) xyze[3] = apdgain * nElectrons * fRecalibrationFactor/10000.;
 359
 360 //     if(local[1]<-0.0045) xyze[3] = apdgain * lostenergy * fElectronsPerGeV* (fRecalibrationFactor/100.);
 361
 362 //    //if((local[1]>-0.0045)&&(gMC->TrackPid()==-11)) xyze[3] = apdgain * nElectrons * fRecalibrationFactor/10000.;
 363
 364 //      if((local[1]>-0.0045)&&(gMC->TrackPid()==-11)) xyze[3] = apdgain * lostenergy * fElectronsPerGeV * (fRecalibrationFactor/100.);
 365
 366 //    //if(local[1]>-0.0045) xyze[3] = nElectrons * fRecalibrationFactor/10000.;
 367
 368 //      if(local[1]>-0.0045) xyze[3] = lostenergy * fElectronsPerGeV * (fRecalibrationFactor/100.);
 369
 370 //        // add current hit to the hit list
 371
 372 //        AddHit(fIshunt, primary, tracknumber, absid, xyze);
 373
 374 //        //printf("PIN volume is  %d, %d, %d, %d \n",relid[0],relid[1],relid[2],relid[3]);
 375 //        printf("Lost energy in the PIN is %f \n",lostenergy) ;
 376 //       } // there is deposited energy
 377 //     } // we are inside a PHOS XtalPHOS PIN diode
 378 }