PWG/Glauber/AliGlauberNucleus.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 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  17 //
  18 //  AliGlauberNucleus implementation
  19 //  support class for Glauber MC
  20 //
  21 //  origin: PHOBOS experiment
  22 //  alification: Mikolaj Krzewicki, Nikhef, mikolaj.krzewicki@cern.ch
  23 //
  24 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  25
  26 #include <Riostream.h>
  27 #include <TMath.h>
  28 #include <TEllipse.h>
  29 #include <TNamed.h>
  30 #include <TObjArray.h>
  31 #include <TF1.h>
  32 #include <TRandom.h>
  33 #include "AliGlauberNucleon.h"
  34 #include "AliGlauberNucleus.h"
  35
  36 using std::cout;
  37 using std::endl;
  38 using std::cerr;
  39 ClassImp(AliGlauberNucleus)
  40
  41 //______________________________________________________________________________
  42 AliGlauberNucleus::AliGlauberNucleus(Option_t* iname, Int_t iN, Double_t iR, Double_t ia, Double_t iw, TF1* ifunc) :
  43   TNamed(iname,""),
  44   fN(iN),
  45   fR(iR),
  46   fA(ia),
  47   fW(iw),
  48   fMinDist(-1),
  49   fF(0),
  50   fTrials(0),
  51   fFunction(ifunc),
  52   fNucleons(NULL)
  53 {
  54    if (fN==0) {
  55       cout << "Setting up nucleus " << iname << endl;
  56       Lookup(iname);
  57    }
  58 }
  59
  60 //______________________________________________________________________________
  61 AliGlauberNucleus::~AliGlauberNucleus()
  62 {
  63    if (fNucleons) {
  64       delete fNucleons;
  65    }
  66    delete fFunction;
  67 }
  68
  69 //______________________________________________________________________________
  70 AliGlauberNucleus::AliGlauberNucleus(const AliGlauberNucleus& in):
  71   TNamed(in),
  72   fN(in.fN),
  73   fR(in.fR),
  74   fA(in.fA),
  75   fW(in.fW),
  76   fMinDist(in.fMinDist),
  77   fF(in.fF),
  78   fTrials(in.fTrials),
  79   fFunction(in.fFunction),
  80   fNucleons(NULL)
  81 {
  82   //copy ctor
  83   if (in.fNucleons)
  84     fNucleons=static_cast<TObjArray*>((in.fNucleons)->Clone());
  85 }
  86
  87 //______________________________________________________________________________
  88 AliGlauberNucleus& AliGlauberNucleus::operator=(const AliGlauberNucleus& in)
  89 {
  90   //assignment
  91   if (&in==this) return *this;
  92   fN=in.fN;
  93   fR=in.fR;
  94   fA=in.fA;
  95   fW=in.fW;
  96   fMinDist=in.fMinDist;
  97   fF=in.fF;
  98   fTrials=in.fTrials;
  99   fFunction=in.fFunction;
 100   delete fNucleons;
 101   fNucleons=static_cast<TObjArray*>((in.fNucleons)->Clone());
 102   fNucleons->SetOwner();
 103   return *this;
 104 }
 105
 106 //______________________________________________________________________________
 107 void AliGlauberNucleus::Draw(Double_t xs, Int_t col)
 108 {
 109    Double_t r = 0.5*sqrt(xs/TMath::Pi()/10.);
 110    TEllipse e;
 111    e.SetLineColor(col);
 112    e.SetFillColor(0);
 113    e.SetLineWidth(1);
 114
 115    for (Int_t i = 0;i<fNucleons->GetEntries();++i) {
 116       AliGlauberNucleon* gn = (AliGlauberNucleon*) fNucleons->UncheckedAt(i);
 117       e.SetLineStyle(1);
 118       if (gn->IsSpectator()) e.SetLineStyle(3);
 119       e.DrawEllipse(gn->GetX(),gn->GetY(),r,r,0,360,0,"");
 120    }
 121 }
 122
 123 //______________________________________________________________________________
 124 void AliGlauberNucleus::Lookup(Option_t* name)
 125 {
 126    SetName(name);
 127
 128    if      (TString(name) == "p")    {fN = 1;   fR = 0.6;   fA = 0;      fW =  0;      fF = 0;}
 129    else if (TString(name) == "d")    {fN = 2;   fR = 0.01;  fA = 0.5882; fW =  0;      fF = 1;}
 130    else if (TString(name) == "dh")   {fN = 2;   fR = 0.01;  fA = 0.5882; fW =  0;      fF = 3;}
 131    else if (TString(name) == "dhh")  {fN = 2;   fR = 0.01;  fA = 0.5882; fW =  0;      fF = 4;}
 132    else if (TString(name) == "O")    {fN = 16;  fR = 2.608; fA = 0.513;  fW = -0.051;  fF = 1;}
 133    else if (TString(name) == "Si")   {fN = 28;  fR = 3.34;  fA = 0.580;  fW = -0.233;  fF = 1;}
 134    else if (TString(name) == "S")    {fN = 32;  fR = 2.54;  fA = 2.191;  fW =  0.16;   fF = 2;}
 135    else if (TString(name) == "Ca")   {fN = 40;  fR = 3.766; fA = 0.586;  fW = -0.161;  fF = 1;}
 136    else if (TString(name) == "Ni")   {fN = 58;  fR = 4.309; fA = 0.517;  fW = -0.1308; fF = 1;}
 137    else if (TString(name) == "Cu")   {fN = 63;  fR = 4.2;   fA = 0.596;  fW =  0;      fF = 1;}
 138    else if (TString(name) == "W")    {fN = 186; fR = 6.58;  fA = 0.480;  fW =  0;      fF = 1;}
 139    else if (TString(name) == "Au")   {fN = 197; fR = 6.38;  fA = 0.535;  fW =  0;      fF = 1;}
 140    else if (TString(name) == "Pb")   {fN = 208; fR = 6.62;  fA = 0.546;  fW =  0;      fF = 1;}
 141 //   else if (TString(name) == "Pb")   {fN = 208; fR = 6.62;  fA = 0.546;  fW =  0;      fF = 1;}
 142    else if (TString(name) == "U")    {fN = 238; fR = 6.81;  fA = 0.6;    fW =  0;      fF = 1;}
 143    else {
 144       cout << "Could not find nucleus " << name << endl;
 145       return;
 146    }
 147
 148    switch (fF)
 149    {
 150       case 0: // Proton
 151          fFunction = new TF1("prot","x*x*exp(-x/[0])",0,10);
 152          fFunction->SetParameter(0,fR);
 153          break;
 154       case 1: // 3pF
 155          fFunction = new TF1(name,"x*x*(1+[2]*(x/[0])**2)/(1+exp((x-[0])/[1]))",0,15);
 156          fFunction->SetParameters(fR,fA,fW);
 157          break;
 158       case 2: // 3pG
 159          fFunction = new TF1("3pg","x*x*(1+[2]*(x/[0])**2)/(1+exp((x**2-[0]**2)/[1]**2))",0,15);
 160          fFunction->SetParameters(fR,fA,fW);
 161          break;
 162       case 3: // Hulthen
 163          fFunction = new TF1("f3","x*x*([0]*[1]*([0]+[1]))/(2*pi*(pow([0]-[1],2)))*pow((exp(-[0]*x)-exp(-[1]*x))/x,2)",0,10);
 164          fFunction->SetParameters(1/4.38,1/.85);
 165          break;
 166       case 4: // Hulthen HIJING
 167          fFunction = new TF1("f4","x*x*([0]*[1]*([0]+[1]))/(2*pi*(pow([0]-[1],2)))*pow((exp(-[0]*x)-exp(-[1]*x))/x,2)",0,20);
 168          fFunction->SetParameters(2/4.38,2/.85);
 169          break;
 170       default:
 171          cerr << "Could not find function type " << fF << endl;
 172          return;
 173    }
 174 }
 175
 176 //______________________________________________________________________________
 177 void AliGlauberNucleus::SetR(Double_t ir)
 178 {
 179    fR = ir;
 180    switch (fF)
 181    {
 182       case 0: // Proton
 183          fFunction->SetParameter(0,fR);
 184          break;
 185       case 1: // 3pF
 186          fFunction->SetParameter(0,fR);
 187          break;
 188       case 2: // 3pG
 189          fFunction->SetParameter(0,fR);
 190          break;
 191    }
 192 }
 193
 194 //______________________________________________________________________________
 195 void AliGlauberNucleus::SetA(Double_t ia)
 196 {
 197    fA = ia;
 198    switch (fF)
 199    {
 200       case 0: // Proton
 201          break;
 202       case 1: // 3pF
 203          fFunction->SetParameter(1,fA);
 204          break;
 205       case 2: // 3pG
 206          fFunction->SetParameter(1,fA);
 207          break;
 208    }
 209 }
 210
 211 //______________________________________________________________________________
 212 void AliGlauberNucleus::SetW(Double_t iw)
 213 {
 214    fW = iw;
 215    switch (fF)
 216    {
 217       case 0: // Proton
 218          break;
 219       case 1: // 3pF
 220          fFunction->SetParameter(2,fW);
 221          break;
 222       case 2: // 3pG
 223          fFunction->SetParameter(2,fW);
 224          break;
 225    }
 226 }
 227
 228 //______________________________________________________________________________
 229 void AliGlauberNucleus::ThrowNucleons(Double_t xshift)
 230 {
 231    if (fNucleons==0) {
 232       fNucleons=new TObjArray(fN);
 233       fNucleons->SetOwner();
 234       for(Int_t i=0;i<fN;i++) {
 235          AliGlauberNucleon *nucleon=new AliGlauberNucleon();
 236          fNucleons->Add(nucleon);
 237       }
 238    }
 239
 240    fTrials = 0;
 241
 242    Double_t sumx=0;
 243    Double_t sumy=0;
 244    Double_t sumz=0;
 245
 246    Bool_t hulthen = (TString(GetName())=="dh");
 247    if (fN==2 && hulthen) { //special treatmeant for Hulten
 248
 249       Double_t r = fFunction->GetRandom()/2;
 250       Double_t phi = gRandom->Rndm() * 2 * TMath::Pi() ;
 251       Double_t ctheta = 2*gRandom->Rndm() - 1 ;
 252       Double_t stheta = sqrt(1-ctheta*ctheta);
 253
 254       AliGlauberNucleon *nucleon1=(AliGlauberNucleon*)(fNucleons->UncheckedAt(0));
 255       AliGlauberNucleon *nucleon2=(AliGlauberNucleon*)(fNucleons->UncheckedAt(1));
 256       nucleon1->Reset();
 257       nucleon1->SetXYZ(r * stheta * cos(phi) + xshift,
 258                        r * stheta * sin(phi),
 259                        r * ctheta);
 260       nucleon2->Reset();
 261       nucleon2->SetXYZ(-nucleon1->GetX() + 2*xshift,
 262                        -nucleon1->GetY(),
 263                        -nucleon1->GetZ());
 264       fTrials = 1;
 265       return;
 266    }
 267
 268    for (Int_t i = 0; i<fN; i++) {
 269       AliGlauberNucleon *nucleon=(AliGlauberNucleon*)(fNucleons->UncheckedAt(i));
 270       nucleon->Reset();
 271       while(1) {
 272          fTrials++;
 273          Double_t r = fFunction->GetRandom();
 274          Double_t phi = gRandom->Rndm() * 2 * TMath::Pi() ;
 275          Double_t ctheta = 2*gRandom->Rndm() - 1 ;
 276          Double_t stheta = TMath::Sqrt(1-ctheta*ctheta);
 277          Double_t x = r * stheta * cos(phi) + xshift;
 278          Double_t y = r * stheta * sin(phi);
 279          Double_t z = r * ctheta;
 280          nucleon->SetXYZ(x,y,z);
 281          if(fMinDist<0) break;
 282          Bool_t test=1;
 283          for (Int_t j = 0; j<i; j++) {
 284             AliGlauberNucleon *other=(AliGlauberNucleon*)fNucleons->UncheckedAt(j);
 285             Double_t xo=other->GetX();
 286             Double_t yo=other->GetY();
 287             Double_t zo=other->GetZ();
 288             Double_t dist = TMath::Sqrt((x-xo)*(x-xo)+
 289                                        (y-yo)*(y-yo)+
 290                                        (z-zo)*(z-zo));
 291
 292             if(dist<fMinDist) {
 293                test=0;
 294                break;
 295             }
 296          }
 297          if (test) break; //found nucleuon outside of mindist
 298       }
 299
 300       sumx += nucleon->GetX();
 301       sumy += nucleon->GetY();
 302       sumz += nucleon->GetZ();
 303    }
 304
 305    if(1) { // set the centre-of-mass to be at zero (+xshift)
 306       sumx = sumx/fN;
 307       sumy = sumy/fN;
 308       sumz = sumz/fN;
 309       for (Int_t i = 0; i<fN; i++) {
 310          AliGlauberNucleon *nucleon=(AliGlauberNucleon*)(fNucleons->UncheckedAt(i));
 311          nucleon->SetXYZ(nucleon->GetX()-sumx-xshift,
 312                          nucleon->GetY()-sumy,
 313                          nucleon->GetZ()-sumz);
 314       }
 315    }
 316 }
 317