PWG3/hfe/AliHFEpidTPC.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 // Class for TPC PID
  17 // Implements the abstract base class AliHFEpidBase
  18 //
  19 // Class contains TPC specific cuts and QA histograms
  20 // Two selection strategies are offered: Selection of certain value
  21 // regions in the TPC dE/dx (by IsSelected), and likelihoods
  22 //
  23 // Authors:
  24 //
  25 //   Markus Fasel <M.Fasel@gsi.de>
  26 //   Markus Heide <mheide@uni-muenster.de>
  27 //
  28 #include <TF1.h>
  29 #include <TMath.h>
  30
  31 #include "AliAODpidUtil.h"
  32 #include "AliAODPid.h"
  33 #include "AliAODTrack.h"
  34 #include "AliAODMCParticle.h"
  35 #include "AliESDtrack.h"
  36 #include "AliExternalTrackParam.h"
  37 #include "AliLog.h"
  38 #include "AliMCParticle.h"
  39 #include "AliPID.h"
  40 #include "AliESDpid.h"
  41
  42 #include "AliHFEpidTPC.h"
  43 #include "AliHFEpidQAmanager.h"
  44
  45 ClassImp(AliHFEpidTPC)
  46
  47 //___________________________________________________________________
  48 AliHFEpidTPC::AliHFEpidTPC() :
  49   // add a list here
  50   AliHFEpidBase()
  51   , fLineCrossingsEnabled(0)
  52   , fUpperSigmaCut(NULL)
  53   , fLowerSigmaCut(NULL)
  54   , fNsigmaTPC(3)
  55   , fRejectionEnabled(0)
  56   , fPID(NULL)
  57 {
  58   //
  59   // default  constructor
  60   //
  61 }
  62
  63 //___________________________________________________________________
  64 AliHFEpidTPC::AliHFEpidTPC(const char* name) :
  65   // add a list here
  66   AliHFEpidBase(name)
  67   , fLineCrossingsEnabled(0)
  68   , fUpperSigmaCut(NULL)
  69   , fLowerSigmaCut(NULL)
  70   , fNsigmaTPC(3)
  71   , fRejectionEnabled(0)
  72   , fPID(NULL)
  73 {
  74   //
  75   // default  constructor
  76   //
  77   memset(fLineCrossingSigma, 0, sizeof(Double_t) * AliPID::kSPECIES);
  78   memset(fPAsigCut, 0, sizeof(Float_t) * 2);
  79   memset(fNAsigmaTPC, 0, sizeof(Float_t) * 2);
  80   fPID = new AliPID;
  81 }
  82
  83 //___________________________________________________________________
  84 AliHFEpidTPC::AliHFEpidTPC(const AliHFEpidTPC &ref) :
  85   AliHFEpidBase("")
  86   , fLineCrossingsEnabled(0)
  87   , fUpperSigmaCut(NULL)
  88   , fLowerSigmaCut(NULL)
  89   , fNsigmaTPC(2)
  90   , fRejectionEnabled(0)
  91   , fPID(NULL)
  92 {
  93   //
  94   // Copy constructor
  95   //
  96   ref.Copy(*this);
  97 }
  98
  99 //___________________________________________________________________
 100 AliHFEpidTPC &AliHFEpidTPC::operator=(const AliHFEpidTPC &ref){
 101   //
 102   // Assignment operator
 103   //
 104   if(this != &ref){
 105     ref.Copy(*this);
 106   }
 107   return *this;
 108 }
 109 //___________________________________________________________________
 110 void AliHFEpidTPC::Copy(TObject &o) const{
 111   //
 112   // Copy function
 113   // called in copy constructor and assigment operator
 114   //
 115   AliHFEpidTPC &target = dynamic_cast<AliHFEpidTPC &>(o);
 116
 117   target.fLineCrossingsEnabled = fLineCrossingsEnabled;
 118   target.fUpperSigmaCut = fUpperSigmaCut;
 119   target.fLowerSigmaCut = fLowerSigmaCut;
 120   target.fNsigmaTPC = fNsigmaTPC;
 121   target.fRejectionEnabled = fRejectionEnabled;
 122   target.fPID = new AliPID(*fPID);
 123   memcpy(target.fLineCrossingSigma, fLineCrossingSigma, sizeof(Double_t) * AliPID::kSPECIES);
 124   memcpy(target.fPAsigCut, fPAsigCut, sizeof(Float_t) * 2);
 125   memcpy(target.fNAsigmaTPC, fNAsigmaTPC, sizeof(Float_t) * 2);
 126
 127   AliHFEpidBase::Copy(target);
 128 }
 129
 130 //___________________________________________________________________
 131 AliHFEpidTPC::~AliHFEpidTPC(){
 132   //
 133   // Destructor
 134   //
 135   if(fPID) delete fPID;
 136 }
 137
 138 //___________________________________________________________________
 139 Bool_t AliHFEpidTPC::InitializePID(){
 140   //
 141   // Add TPC dE/dx Line crossings
 142   //
 143   //AddTPCdEdxLineCrossing(AliPID::kKaon, 0.3, 0.018);
 144   //AddTPCdEdxLineCrossing(AliPID::kProton, 0.9, 0.054);
 145   return kTRUE;
 146 }
 147
 148 //___________________________________________________________________
 149 Int_t AliHFEpidTPC::IsSelected(const AliHFEpidObject *track, AliHFEpidQAmanager *pidqa) const
 150 {
 151   //
 152   // For the TPC pid we use the 2-sigma band around the bethe bloch curve
 153   // for electrons
 154   // exclusion of the crossing points
 155   //
 156
 157   if((!fESDpid && track->IsESDanalysis()) || (!fAODpid && track->IsAODanalysis())) return 0;
 158
 159   // QA before selection
 160   if(pidqa) pidqa->ProcessTrack(track, AliHFEpid::kTPCpid, AliHFEdetPIDqa::kBeforePID);
 161   AliDebug(1, "Doing TPC PID based on n-Sigma cut approach");
 162   AliHFEpidObject::AnalysisType_t anatype = track->IsESDanalysis() ? AliHFEpidObject::kESDanalysis : AliHFEpidObject::kAODanalysis;
 163   Float_t nsigma = NumberOfSigmas(track->GetRecTrack(), AliPID::kElectron, anatype);
 164   AliDebug(1, Form("TPC NSigma: %f", nsigma));
 165   // exclude crossing points:
 166   // Determine the bethe values for each particle species
 167   Bool_t isLineCrossing = kFALSE;
 168   for(Int_t ispecies = 0; ispecies < AliPID::kSPECIES; ispecies++){
 169     if(ispecies == AliPID::kElectron) continue;
 170     if(!(fLineCrossingsEnabled & 1 << ispecies)) continue;
 171     if(TMath::Abs(NumberOfSigmas(track->GetRecTrack(), (AliPID::EParticleType)ispecies, anatype)) < fLineCrossingSigma[ispecies] && TMath::Abs(nsigma) < fNsigmaTPC){
 172       // Point in a line crossing region, no PID possible, but !PID still possible ;-)
 173       isLineCrossing = kTRUE;
 174       break;
 175     }
 176   }
 177   if(isLineCrossing) return 0;
 178
 179   // Check particle rejection
 180   if(HasParticleRejection()){
 181     Int_t reject = Reject(track->GetRecTrack(), anatype);
 182     if(reject != 0) return reject;
 183   }
 184
 185   // Check if we have an asymmetric sigma model set
 186   Int_t pdg = 0;
 187   if(fUpperSigmaCut || fLowerSigmaCut){
 188     pdg = CutSigmaModel(track->GetRecTrack(), anatype) ? 11 : 0;
 189   } else {
 190     // Perform Asymmetric n-sigma cut if required, else perform symmetric TPC sigma cut
 191     Float_t p = 0.;
 192     if(HasAsymmetricSigmaCut() && (p = track->GetRecTrack()->P()) >= fPAsigCut[0] && p <= fPAsigCut[1]){
 193       if(nsigma >= fNAsigmaTPC[0] && nsigma <= fNAsigmaTPC[1]) pdg = 11;
 194     } else {
 195       if(TMath::Abs(nsigma) < fNsigmaTPC ) pdg = 11;
 196     }
 197   }
 198   if(pidqa && pdg != 0) pidqa->ProcessTrack(track, AliHFEpid::kTPCpid, AliHFEdetPIDqa::kAfterPID);
 199   return pdg;
 200
 201 }
 202
 203 //___________________________________________________________________
 204 Bool_t AliHFEpidTPC::CutSigmaModel(const AliVParticle *track, AliHFEpidObject::AnalysisType_t anaType) const {
 205   //
 206   // N SigmaCut using parametrization of the cuts
 207   //
 208   Bool_t isSelected = kTRUE;
 209   Float_t nsigma = NumberOfSigmas(track, AliPID::kElectron, anaType);
 210   Double_t p = GetP(track, anaType);
 211   if(fUpperSigmaCut && nsigma > fUpperSigmaCut->Eval(p)) isSelected = kFALSE;
 212   if(fLowerSigmaCut && nsigma < fLowerSigmaCut->Eval(p)) isSelected = kFALSE;
 213   return isSelected;
 214 }
 215
 216 //___________________________________________________________________
 217 Int_t AliHFEpidTPC::Reject(const AliVParticle *track, AliHFEpidObject::AnalysisType_t anaType) const{
 218   //
 219   // reject particles based on asymmetric sigma cut
 220   //
 221   Int_t pdc[AliPID::kSPECIES] = {11,13,211,321,2212};
 222   Double_t p = GetP(track, anaType);
 223   for(Int_t ispec = 0; ispec < AliPID::kSPECIES; ispec++){
 224     if(!TESTBIT(fRejectionEnabled, ispec)) continue;
 225     // Particle rejection enabled
 226     if(p < fRejection[4*ispec] || p > fRejection[4*ispec+2]) continue;
 227     Double_t sigma = NumberOfSigmas(track, static_cast<AliPID::EParticleType>(ispec), anaType);
 228     if(sigma >= fRejection[4*ispec+1] && sigma <= fRejection[4*ispec+3]) return pdc[ispec] * track->Charge();
 229   }
 230   return 0;
 231 }
 232
 233 //___________________________________________________________________
 234 void AliHFEpidTPC::AddTPCdEdxLineCrossing(Int_t species, Double_t sigma){
 235   //
 236   // Add exclusion point for the TPC PID where a dEdx line crosses the electron line
 237   // Stores line center and line sigma
 238   //
 239   if(species >= AliPID::kSPECIES){
 240     AliError("Species doesn't exist");
 241     return;
 242   }
 243   fLineCrossingsEnabled |= 1 << species;
 244   fLineCrossingSigma[species] = sigma;
 245 }
 246
 247 //___________________________________________________________________
 248 Double_t AliHFEpidTPC::NumberOfSigmas(const AliVParticle *track, AliPID::EParticleType species, AliHFEpidObject::AnalysisType_t anaType) const {
 249   //
 250   // Get the number of sigmas
 251   //
 252   Double_t nSigmas = 100;
 253   if(anaType == AliHFEpidObject::kESDanalysis){
 254     // ESD analysis
 255     const AliESDtrack *esdtrack = dynamic_cast<const AliESDtrack *>(track);
 256     if(esdtrack && fESDpid) nSigmas = fESDpid->NumberOfSigmasTPC(esdtrack, species);
 257   } else {
 258     const AliAODTrack *aodtrack = dynamic_cast<const AliAODTrack *>(track);
 259     if(aodtrack && fAODpid) nSigmas = fAODpid->NumberOfSigmasTPC(aodtrack, species);
 260   }
 261   return nSigmas;
 262 }
 263
 264 //___________________________________________________________________
 265 Double_t AliHFEpidTPC::GetP(const AliVParticle *track, AliHFEpidObject::AnalysisType_t anatype) const {
 266   //
 267   // Get the momentum at the inner wall of the TPC
 268   //
 269   Double_t p = -1;
 270   if(anatype == AliHFEpidObject::kESDanalysis){
 271     // ESD analysis: Use Inner Params for the momentum estimate
 272     const AliESDtrack *esdtrack = dynamic_cast<const AliESDtrack *>(track);
 273     p = esdtrack->GetInnerParam() ? esdtrack->GetInnerParam()->GetP() : esdtrack->P();
 274   } else {
 275     // AOD analysis: Use TPC momentum stored in the AliAODpid object
 276     const AliAODTrack *aodtrack = dynamic_cast<const AliAODTrack *>(track);
 277     p = aodtrack->GetDetPid() ? aodtrack->GetDetPid()->GetTPCmomentum() : aodtrack->P();
 278   }
 279   return p;
 280 }