PWG3/muondep/AliAnalysisTaskMuonPerformance.h

   1 #ifndef ALIANALYSISTASKMUONPERFORMANCE_H
   2 #define ALIANALYSISTASKMUONPERFORMANCE_H
   3
   4 /// \ingroup "PWG3muon"
   5 /// \class AliAnalysisTaskMuonPerformance
   6 /// \brief Analysis task for
   7 ///
   8 //  Author D.Stocco and P.Pillot, Subatech, Nantes
   9
  10
  11 #include "AliAnalysisTaskSE.h"
  12 #include "AliLog.h"
  13
  14 class TObjArray;
  15 class TH1;
  16 class TH2;
  17 class TGraphAsymmErrors;
  18 class TCanvas;
  19 class AliMUONRecoParam;
  20 class AliCFContainer;
  21 class AliMCParticle;
  22 class AliESDMuonTrack;
  23 class AliCFEffGrid;
  24
  25 class AliAnalysisTaskMuonPerformance : public AliAnalysisTaskSE {
  26  public:
  27   AliAnalysisTaskMuonPerformance();
  28   AliAnalysisTaskMuonPerformance(const char *name);
  29   virtual ~AliAnalysisTaskMuonPerformance();
  30
  31   /// Set location of the default OCDB storage (if not set use "raw://")
  32   void SetDefaultStorage(const char* ocdbPath) { fDefaultStorage = ocdbPath; }
  33
  34   // Set the binning to be used to study the detector resolution versus momentum
  35   void SetPBins(Int_t nBins, Double_t min, Double_t max);
  36
  37   /// set the flag to add or not the systematic shifts of the residuals to the resolution
  38   void CorrectClusterResForSystematics(Bool_t flag = kTRUE) { fCorrectForSystematics = flag; }
  39
  40   /// set the flag to fit or not the cluster residuals to extract means and sigmas
  41   void FitClusterResiduals(Bool_t flag = kTRUE) { fFitResiduals = flag; }
  42
  43   virtual void   UserCreateOutputObjects();
  44   virtual void   UserExec(Option_t *option);
  45   virtual void   Terminate(Option_t *option);
  46   virtual void   NotifyRun();
  47
  48   enum {
  49     kVarPt,         ///< Transverse momentum
  50     kVarEta,        ///< Pseudo-rapidity
  51     kVarPhi,        ///< Azimuthal angle
  52     kVarThetaZones, ///< Theta at absorber end (4 zones)
  53     kVarCharge,     ///< Particle charge
  54     kVarHasTracker, ///< Is tracker track
  55     kVarTrigger,    ///< Trigger info
  56     kVarMotherType, ///< Mother type
  57     kVarMatchMC,    ///< MC matching flag
  58     kNvars          ///< THnSparse dimensions
  59   };
  60
  61   enum {
  62     kStepReconstructed, ///< Reconstructed tracks
  63     kStepGeneratedMC,   ///< Generated tracks (MC)
  64     kNsteps             ///< Number of steps
  65   };
  66
  67  private:
  68
  69   AliAnalysisTaskMuonPerformance(const AliAnalysisTaskMuonPerformance&);
  70   AliAnalysisTaskMuonPerformance& operator=(const AliAnalysisTaskMuonPerformance&);
  71
  72   Bool_t  GetEfficiency(AliCFEffGrid* efficiency, Double_t& calcEff, Double_t& calcEffErr);
  73   Int_t   RecoTrackMother(AliMCParticle* mcParticle);
  74   Float_t GetBinThetaAbsEnd(Float_t RAtAbsEnd, Bool_t isTheta = kFALSE);
  75   void    FillContainerInfo(Double_t* containerInput, AliESDMuonTrack* esdTrack, Int_t mcID);
  76
  77   void    FitLandauGausResVsP(TH2* h, const char* fitting, TGraphAsymmErrors* gMean, TGraphAsymmErrors* gMostProb, TGraphAsymmErrors* gSigma);
  78   void    FitGausResVsMom(TH2* h, const Double_t mean0, const Double_t sigma0, const char* fitting, TGraphAsymmErrors* gMean, TGraphAsymmErrors* gSigma);
  79   void    FitPDCAVsMom(TH2* h, const char* fitting, TGraphAsymmErrors* gMean, TGraphAsymmErrors* gSigma);
  80   void    FitClusterResidual(TH1* h, Int_t i, Double_t& sigma, TGraphErrors* gMean, TGraphErrors* gSigma);
  81
  82   TCanvas* DrawVsAng(const char* name, const char* title, TH1* h1, TH2* h2);
  83   TCanvas* DrawVsPos(const char* name, const char* title, TH2* h1, TH2* h2, TH2* h3);
  84   TCanvas* DrawFitLandauGausResPVsP(const char* name, const char* title, TH2* h, const Int_t nBins, const char* fitting);
  85   TCanvas* DrawResPVsP(const char* name, const char* title, TH2* h, const Int_t nBins);
  86
  87   void Zoom(TH1* h, Double_t fractionCut = 0.01);
  88
  89   enum {
  90     kNoMatchTrig,  ///< No match with trigger
  91     kAllPtTrig,    ///< Match All Pt
  92     kLowPtTrig,    ///< Match Low Pt
  93     kHighPtTrig,   ///< Match High Pt
  94     kNtrigCuts     ///< Total number of trigger types
  95   };
  96
  97   enum {
  98     kCharmMu,       ///< Mu from charm
  99     kBeautyMu,      ///< Mu from beauty
 100     kPrimaryMu,     ///< Primary mu
 101     kSecondaryMu,   ///< Secondary mu
 102     kRecoHadron,    ///< Reconstructed hadron
 103     kUnknownPart,   ///< Particle that fails matching kine
 104     kNtrackSources  ///< Total number of track sources
 105   };
 106
 107   enum {
 108     kNoMatch,     ///< not matched with either reconstructible track or triggerable track
 109     kTrackerOnly, ///< matched with reconstructible track only
 110     kMatchedSame, ///< matched with reconstructible track and triggerable track of same ID
 111     kMatchedDiff, ///< matched with reconstructible track and triggerable track of different ID
 112     kTriggerOnly, ///< matched with triggerable track only
 113     kNMatchMC     ///< Total number of MC matching flags
 114   };
 115
 116   // Histograms for trigger resolution
 117   enum {
 118     kResTrigX11,                          ///< Residual of x position in first trigger chamber
 119     kResTrigY11,                          ///< Residual of y position in first trigger chamber
 120     kResTrigSlopeY                        ///< Residual of trigger track slope
 121   };
 122
 123   // Histograms for tracker resolution
 124   enum {
 125     kResPAtVtx,                           ///< momentum residual at vertex
 126     kResPAtVtxVsP,                        ///< momentum residual at vertex versus P
 127     kResPAtVtxVsPIn23deg,                 ///< momentum residual at vertex versus P for tracks in ]2,3] degrees at absorber end
 128     kResPAtVtxVsPIn310deg,                ///< momentum residual at vertex versus P for tracks in ]3,10[ degrees at absorber end
 129     kResPAtVtxVsPIn02degMC,               ///< momentum residual at vertex versus P for tracks with MC angle < 2 degrees
 130     kResPAtVtxVsPosAbsEndIn02degMC,       ///< momentum residual at vertex versus position at absorber end for tracks with MC angle <= 2 degrees
 131     kResPAtVtxVsPosAbsEndIn23degMC,       ///< momentum residual at vertex versus position at absorber end for tracks with MC angle in ]2,3] degrees
 132     kResPAtVtxVsPosAbsEndIn310degMC,      ///< momentum residual at vertex versus position at absorber end for tracks with MC angle in ]3,10[ degrees
 133     kResPAtVtxVsAngleAtAbsEnd,            ///< momentum residual at vertex versus angle at absorber end
 134     kResPAtVtxVsMCAngle,                  ///< momentum residual at vertex versus MC angle
 135     kResPAtVtxVsAngleAtAbsEndVsP,         ///< momentum residual at vertex versus angle at absorber end versus momentum
 136     kResPtAtVtxVsPt,                      ///< transverse momentum residual at vertex versus pT
 137
 138     kResPAt1stCl,                         ///< momentum residual at first cluster
 139     kResPAt1stClVsP,                      ///< momentum residual at first cluster versus P
 140     kResPtAt1stClVsPt,                    ///< transverse momentum residual at first cluster versus pT
 141
 142     kResSlopeXAtVtx,                      ///< slope-X residual at vertex
 143     kResSlopeYAtVtx,                      ///< slope-Y residual at vertex
 144     kResSlopeXAtVtxVsP,                   ///< slope-X residual at vertex versus P
 145     kResSlopeYAtVtxVsP,                   ///< slope-Y residual at vertex versus P
 146     kResSlopeXAtVtxVsPosAbsEndIn02degMC,  ///< slope-X residual at vertex versus position at absorber end for tracks with MC angle <= 2 degrees
 147     kResSlopeYAtVtxVsPosAbsEndIn02degMC,  ///< slope-Y residual at vertex versus position at absorber end for tracks with MC angle <= 2 degrees
 148     kResSlopeXAtVtxVsPosAbsEndIn23degMC,  ///< slope-X residual at vertex versus position at absorber end for tracks with MC angle in ]2,3] degrees
 149     kResSlopeYAtVtxVsPosAbsEndIn23degMC,  ///< slope-Y residual at vertex versus position at absorber end for tracks with MC angle in ]2,3] degrees
 150     kResSlopeXAtVtxVsPosAbsEndIn310degMC, ///< slope-X residual at vertex versus position at absorber end for tracks with MC angle in ]3,10[ degrees
 151     kResSlopeYAtVtxVsPosAbsEndIn310degMC, ///< slope-Y residual at vertex versus position at absorber end for tracks with MC angle in ]3,10[ degrees
 152     kResSlopeXAtVtxVsAngleAtAbsEnd,       ///< slope-X residual at vertex versus angle at absorber end
 153     kResSlopeYAtVtxVsAngleAtAbsEnd,       ///< slope-Y residual at vertex versus angle at absorber end
 154     kResSlopeXAtVtxVsMCAngle,             ///< slope-X residual at vertex versus MC angle
 155     kResSlopeYAtVtxVsMCAngle,             ///< slope-Y residual at vertex versus MC angle
 156
 157     kResSlopeXAt1stCl,                    ///< slope-X residual at first cluster
 158     kResSlopeYAt1stCl,                    ///< slope-Y residual at first cluster
 159     kResSlopeXAt1stClVsP,                 ///< slope-X residual at first cluster versus P
 160     kResSlopeYAt1stClVsP,                 ///< slope-Y residual at first cluster versus P
 161
 162     kResEtaAtVtx,                         ///< eta residual at vertex
 163     kResEtaAtVtxVsP,                      ///< eta residual at vertex versus P
 164     kResEtaAtVtxVsPosAbsEndIn02degMC,     ///< eta residual at vertex versus position at absorber end for tracks with MC angle <= 2 degrees
 165     kResEtaAtVtxVsPosAbsEndIn23degMC,     ///< eta residual at vertex versus position at absorber end for tracks with MC angle in ]2,3] degrees
 166     kResEtaAtVtxVsPosAbsEndIn310degMC,    ///< eta residual at vertex versus position at absorber end for tracks with MC angle in ]3,10[ degrees
 167     kResEtaAtVtxVsAngleAtAbsEnd,          ///< eta residual at vertex versus angle at absorber end
 168     kResEtaAtVtxVsMCAngle,                ///< eta residual at vertex versus MC angle
 169
 170     kResPhiAtVtx,                         ///< phi residual at vertex
 171     kResPhiAtVtxVsP,                      ///< phi residual at vertex versus P
 172     kResPhiAtVtxVsPosAbsEndIn02degMC,     ///< phi residual at vertex versus position at absorber end for tracks with MC angle <= 2 degrees
 173     kResPhiAtVtxVsPosAbsEndIn23degMC,     ///< phi residual at vertex versus position at absorber end for tracks with MC angle in ]2,3] degrees
 174     kResPhiAtVtxVsPosAbsEndIn310degMC,    ///< phi residual at vertex versus position at absorber end for tracks with MC angle in ]3,10[ degrees
 175     kResPhiAtVtxVsAngleAtAbsEnd,          ///< phi residual at vertex versus angle at absorber end
 176     kResPhiAtVtxVsMCAngle,                ///< phi residual at vertex versus MC angle
 177
 178     kPDCA,                                ///< P*DCA distribution
 179     kPDCAVsPIn23deg,                      ///< P * DCA distribution versus P for tracks in ]2,3] degrees at absorber end
 180     kPDCAVsPIn310deg,                     ///< P * DCA distribution versus P for tracks in ]3,10[ degrees at absorber end
 181     kPDCAVsPosAbsEndIn02degMC,            ///< P * DCA distribution versus position at absorber end for tracks with MC angle <= 2 degrees
 182     kPDCAVsPosAbsEndIn23degMC,            ///< P * DCA distribution versus position at absorber end for tracks with MC angle in ]2,3] degrees
 183     kPDCAVsPosAbsEndIn310degMC,           ///< P * DCA distribution versus position at absorber end for tracks with MC angle in ]3,10[ degrees
 184     kPDCAVsAngleAtAbsEnd,                 ///< P * DCA distribution versus angle at absorber end
 185     kPDCAVsMCAngle,                       ///< P * DCA distribution versus MC angle
 186
 187     kPMCSAngVsPIn23deg,                   ///< P * MCS deviation angle distribution versus P for tracks in ]2,3] degrees at absorber end
 188     kPMCSAngVsPIn310deg,                  ///< P * MCS deviation angle distribution versus P for tracks in ]3,10[ degrees at absorber end
 189
 190     kResClXVsCh,                          ///< cluster residual-X versus chamber
 191     kResClYVsCh,                          ///< cluster residual-Y versus chamber
 192     kResClXVsDE,                          ///< cluster residual-X versus DE
 193     kResClYVsDE                           ///< cluster residual-Y versus DE
 194   };
 195
 196   // Graphs and canvases for momentum resolution at vertex
 197   enum {
 198     kMeanResPAtVtxVsP,                    ///< mean momentum residual at vertex versus P
 199     kMostProbResPAtVtxVsP,                ///< most probable momentum residual at vertex versus P
 200     kSigmaResPAtVtxVsP,                   ///< relative momentum resolution at vertex versus P
 201     kcResPAtVtx,                          ///< momentum residual at vertex in 3 angular regions
 202     kcResPAtVtxMC,                        ///< momentum residual at vertex in 3 MC angular regions
 203     kcResPAtVtxVsPosAbsEndMC,             ///< momentum residual at vertex versus position at absorber end in 3 MC angular regions
 204     kcResPAtVtxVsPIn23deg,                ///< momentum residual for tracks between 2 and 3 degrees
 205     kcResPAtVtxVsPIn310deg,               ///< momentum residual for tracks between 3 and 10 degrees
 206     kcResPAtVtxVsPIn02degMC               ///< momentum residuals for tracks with MC angle < 2 degrees
 207   };
 208
 209   // Graphs for momentum resolution at first cluster
 210   enum {
 211     kMeanResPAt1stClVsP,                  ///< mean momentum residual at first cluster versus P
 212     kSigmaResPAt1stClVsP                  ///< relative momentum resolution at first cluster versus P
 213   };
 214
 215   // Graphs and canvases for slope resolution at vertex
 216   enum {
 217     kMeanResSlopeXAtVtxVsP,               ///< mean slope-X residual at vertex versus P
 218     kMeanResSlopeYAtVtxVsP,               ///< mean slope-Y residual at vertex versus P
 219     kSigmaResSlopeXAtVtxVsP,              ///< slope-X resolution at vertex versus P
 220     kSigmaResSlopeYAtVtxVsP,              ///< slope-Y resolution at vertex versus P
 221     kcResSlopeXAtVtx,                     ///< slope-X residual at vertex in 3 angular regions
 222     kcResSlopeYAtVtx,                     ///< slope-Y residual at vertex in 3 angular regions
 223     kcResSlopeXAtVtxMC,                   ///< slope-X residual at vertex in 3 MC angular regions
 224     kcResSlopeYAtVtxMC,                   ///< slope-Y residual at vertex in 3 MC angular regions
 225     kcResSlopeXAtVtxVsPosAbsEndMC,        ///< slope-X residual at vertex versus position at absorber end in 3 MC angular regions
 226     kcResSlopeYAtVtxVsPosAbsEndMC         ///< slope-Y residual at vertex versus position at absorber end in 3 MC angular regions
 227   };
 228
 229   // Graphs for slope resolution at first cluster
 230   enum {
 231     kMeanResSlopeXAt1stClVsP,             ///< mean slope-X residual at first cluster versus P
 232     kMeanResSlopeYAt1stClVsP,             ///< mean slope-Y residual at first cluster versus P
 233     kSigmaResSlopeXAt1stClVsP,            ///< slope-X resolution at first cluster versus P
 234     kSigmaResSlopeYAt1stClVsP             ///< slope-Y resolution at first cluster versus P
 235   };
 236
 237   // Graphs and canvases for eta resolution at vertex
 238   enum {
 239     kMeanResEtaAtVtxVsP,                  ///< mean eta residual at vertex versus P
 240     kSigmaResEtaAtVtxVsP,                 ///< eta resolution at vertex
 241     kcResEtaAtVtx,                        ///< eta residual at vertex in 3 angular regions
 242     kcResEtaAtVtxMC,                      ///< eta residual at vertex in 3 MC angular regions
 243     kcResEtaAtVtxVsPosAbsEndMC            ///< eta residual at vertex versus position at absorber end in 3 MC angular regions
 244   };
 245
 246   // Graphs and canvases for phi resolution at vertex
 247   enum {
 248     kMeanResPhiAtVtxVsP,                  ///< mean phi residual at vertex versus P
 249     kSigmaResPhiAtVtxVsP,                 ///< phi resolution at vertex
 250     kcResPhiAtVtx,                        ///< phi residual at vertex in 3 angular regions
 251     kcResPhiAtVtxMC,                      ///< phi residual at vertex in 3 MC angular regions
 252     kcResPhiAtVtxVsPosAbsEndMC            ///< phi residual at vertex versus position at absorber end in 3 MC angular regions
 253   };
 254
 255   // Graphs and cavases for DCA resolution and MCS dispersion
 256   enum {
 257     kMeanPDCAVsPIn23deg,                  ///< mean P * DCA versus P for tracks in ]2,3] degrees at absorber end
 258     kSigmaPDCAVsPIn23deg,                 ///< P * DCA resolution versus P for tracks in ]2,3] degrees at absorber end
 259     kMeanPDCAVsPIn310deg,                 ///< mean P * DCA versus P for tracks in ]3,10[ degrees at absorber end
 260     kSigmaPDCAVsPIn310deg,                ///< P * DCA resolution versus P for tracks in ]3,10[ degrees at absorber end
 261     kMeanPMCSAngVsPIn23deg,               ///< mean P * MCS deviation angle versus P for tracks in ]2,3] degrees at absorber end
 262     kSigmaPMCSAngVsPIn23deg,              ///< P * MCS deviation angle dispersion versus P for tracks in ]2,3] degrees at absorber end
 263     kMeanPMCSAngVsPIn310deg,              ///< mean P * MCS deviation angle versus P for tracks in ]3,10[ degrees at absorber end
 264     kSigmaPMCSAngVsPIn310deg,             ///< P * MCS deviation angle dispersion versus P for tracks in ]3,10[ degrees at absorber end
 265     kcPDCA,                               ///< P * DCA in 3 angular regions
 266     kcPDCAMC,                             ///< P * DCA in 3 MC angular regions
 267     kcPDCAVsPosAbsEndMC                   ///< P * DCA versus position at absorber end in 3 MC angular regions
 268   };
 269
 270   // Graphs for cluster resolution
 271   enum {
 272     kMeanResClXVsCh,                      ///< mean cluster residual-X versus chamber
 273     kMeanResClYVsCh,                      ///< mean cluster residual-Y versus chamber
 274     kSigmaResClXVsCh,                     ///< cluster resolution-X versus chamber
 275     kSigmaResClYVsCh,                     ///< cluster resolution-Y versus chamber
 276     kMeanResClXVsDE,                      ///< mean cluster residual-X versus DE
 277     kMeanResClYVsDE,                      ///< mean cluster residual-Y versus DE
 278     kSigmaResClXVsDE,                     ///< cluster resolution-X versus DE
 279     kSigmaResClYVsDE                      ///< cluster resolution-Y versus DE
 280   };
 281
 282   TString  fDefaultStorage;        ///< location of the default OCDB storage
 283   Int_t    fNPBins;                ///< number of momentum bins
 284   Double_t fPRange[2];             ///< momentum range
 285   Bool_t   fCorrectForSystematics; ///< add or not the systematic shifts of the residuals to the resolution
 286   Bool_t   fFitResiduals;          ///< fit or not the cluster residuals to extract means and sigmas
 287   UInt_t   fRequestedStationMask;  //!< mask of requested stations
 288   Bool_t   fRequest2ChInSameSt45;  //!< 2 fired chambers requested in the same station (4 or 5) or not
 289   Double_t fSigmaCut;              //!< sigma cut to associate clusters with TrackRefs
 290   Double_t fSigmaCutTrig;          //!< sigma cut to associate trigger track to triggerable track
 291   Double_t fClusterMaxRes[2];      //!< highest chamber resolution in both directions
 292   Int_t    fNDE;                   //!< total number of DE
 293   Int_t    fDEIndices[1100];       //!< index of DE in histograms refered by ID
 294   Int_t    fDEIds[200];            //!< ID of DE refered by index in histograms
 295
 296   AliCFContainer* fCFContainer; //!< Pointer to the CF container
 297   TObjArray* fEfficiencyList;   //!< List of histograms for tracker/trigger efficiencies
 298   TObjArray* fTriggerList;      //!< List of histograms for trigger resolution
 299   TObjArray* fTrackerList;      //!< List of histograms for tracker resolution
 300   TObjArray* fPAtVtxList;       //!< List of graph and canvas about momentum resolution at vertex
 301   TObjArray* fSlopeAtVtxList;   //!< List of graph and canvas about slope resolution at vertex
 302   TObjArray* fEtaAtVtxList;     //!< List of graph and canvas about eta resolution at vertex
 303   TObjArray* fPhiAtVtxList;     //!< List of graph and canvas about phi resolution at vertex
 304   TObjArray* fPAt1stClList;     //!< List of graph and canvas about momentum resolution at first cluster
 305   TObjArray* fSlopeAt1stClList; //!< List of graph and canvas about slope resolution at first cluster
 306   TObjArray* fDCAList;          //!< List of graph and canvas about DCA
 307   TObjArray* fClusterList;      //!< List of graph and canvas about cluster resolution
 308
 309   ClassDef(AliAnalysisTaskMuonPerformance, 1); // Muon performance analysis
 310 };
 311
 312 inline void AliAnalysisTaskMuonPerformance::SetPBins(Int_t nBins, Double_t pMin, Double_t pMax)
 313 {
 314   /// Set the binning to be used to study the detector resolution versus momentum
 315   if (nBins > 0) fNPBins = nBins;
 316   else AliError("Incorrect number of momentum bins");
 317   if (pMin >= 0. && pMax > pMin) {
 318     fPRange[0] = pMin;
 319     fPRange[1] = pMax;
 320   } else AliError("Incorrect momentum range");
 321 }
 322
 323
 324 #endif