PWG4/AliGammaMCDataReader.cxx

   1
   2 /**************************************************************************
   3  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  *                                                                        *
   5  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   6  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   7  *                                                                        *
   8  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   9  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
  10  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  11  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  12  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  13  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  14  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  15  **************************************************************************/
  16 /* $Id$ */
  17
  18 /* History of cvs commits:
  19  *
  20  * $Log$
  21  * Revision 1.2  2007/08/17 12:40:04  schutz
  22  * New analysis classes by Gustavo Conesa
  23  *
  24  * Revision 1.1.2.1  2007/07/26 10:32:09  schutz
  25  * new analysis classes in the the new analysis framework
  26  *
  27  *
  28  */
  29
  30 //_________________________________________________________________________
  31 // Class for reading data (Kinematics and ESDs) in order to do prompt gamma correlations
  32 //  Class created from old AliPHOSGammaJet
  33 //  (see AliRoot versions previous Release 4-09)
  34 //
  35 //*-- Author: Gustavo Conesa (LNF-INFN)
  36 //////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  37
  38
  39 // --- ROOT system ---
  40 #include <TFormula.h>
  41 #include <TParticle.h>
  42
  43 //---- ANALYSIS system ----
  44 #include "AliGammaMCDataReader.h"
  45 #include "AliESDEvent.h"
  46 #include "AliESDVertex.h"
  47 #include "AliESDCaloCluster.h"
  48 #include "AliStack.h"
  49 #include "AliLog.h"
  50
  51 ClassImp(AliGammaMCDataReader)
  52
  53 //____________________________________________________________________________
  54   AliGammaMCDataReader::AliGammaMCDataReader() :
  55     AliGammaReader()
  56 {
  57   //Default Ctor
  58
  59   //Initialize parameters
  60   fDataType=kMCData;
  61
  62 }
  63
  64 //____________________________________________________________________________
  65 AliGammaMCDataReader::AliGammaMCDataReader(const AliGammaMCDataReader & g) :
  66   AliGammaReader(g)
  67 {
  68   // cpy ctor
  69 }
  70
  71 //_________________________________________________________________________
  72 AliGammaMCDataReader & AliGammaMCDataReader::operator = (const AliGammaMCDataReader & source)
  73 {
  74   // assignment operator
  75
  76   if(&source == this) return *this;
  77
  78
  79   return *this;
  80
  81 }
  82
  83 //____________________________________________________________________________
  84 void AliGammaMCDataReader::CreateParticleList(TObject * data, TObject * kine,
  85                                               TClonesArray * plCTS,
  86                                               TClonesArray * plEMCAL,
  87                                               TClonesArray * plPHOS,
  88                                               TClonesArray * plPrimCTS,
  89                                               TClonesArray * plPrimEMCAL,
  90                                               TClonesArray * plPrimPHOS){
  91
  92   //Create a list of particles from the ESD. These particles have been measured
  93   //by the Central Tracking system (TPC+ITS+...), PHOS and EMCAL
  94   //Also create particle list with mothers.
  95
  96   AliESDEvent* esd = (AliESDEvent*) data;
  97   AliStack* stack = (AliStack*) kine;
  98
  99   Int_t npar  = 0 ;
 100   Double_t *pid = new Double_t[AliPID::kSPECIESN];
 101   AliDebug(3,"Fill particle lists");
 102
 103   //Get vertex for momentum calculation
 104   Double_t v[3] ; //vertex ;
 105   esd->GetVertex()->GetXYZ(v) ;
 106
 107   //########### CALORIMETERS ##############
 108   Int_t nCaloCluster = esd->GetNumberOfCaloClusters() ;
 109   Int_t indexPH = plPHOS->GetEntries() ;
 110   Int_t indexEM = plEMCAL->GetEntries() ;
 111
 112   for (npar =  0; npar <  nCaloCluster; npar++) {//////////////CaloCluster loop
 113     AliESDCaloCluster * clus = esd->GetCaloCluster(npar) ; // retrieve cluster from esd
 114     Int_t type = clus->GetClusterType();
 115
 116     //########### PHOS ##############
 117     if(fSwitchOnPHOS && type ==  AliESDCaloCluster::kPHOSCluster){
 118       AliDebug(4,Form("PHOS clusters: E %f, match %d", clus->E(),clus->GetTrackMatched()));
 119
 120       if(clus->GetTrackMatched()==-1){
 121         TLorentzVector momentum ;
 122         clus->GetMomentum(momentum, v);
 123         Double_t phi = momentum.Phi();
 124         if(phi<0) phi+=TMath::TwoPi() ;
 125         if(momentum.Pt() > fNeutralPtCut &&  TMath::Abs(momentum.Eta()) < fPHOSEtaCut &&
 126            phi > fPhiPHOSCut[0] && phi < fPhiPHOSCut[1] ) {
 127
 128           pid=clus->GetPid();
 129           Int_t pdg = 22;
 130
 131           if(IsPHOSPIDOn()){
 132             AliDebug(5,Form("E %1.2f; PID: ph %0.2f, pi0 %0.2f, el %0.2f, conv el %0.2f,pi %0.2f, k %0.2f, p %0.2f, k0 %0.2f, n %0.2f, mu %0.2f ",
 133                             momentum.E(),pid[AliPID::kPhoton],pid[AliPID::kPi0],pid[AliPID::kElectron],pid[AliPID::kEleCon],pid[AliPID::kPion],
 134                             pid[AliPID::kKaon],pid[AliPID::kProton], pid[AliPID::kKaon0],pid[AliPID::kNeutron], pid[AliPID::kMuon]));
 135
 136             Float_t wPhoton =  fPHOSPhotonWeight;
 137             Float_t wPi0 =  fPHOSPi0Weight;
 138
 139             if(fPHOSWeightFormula){
 140               wPhoton = fPHOSPhotonWeightFormula->Eval(momentum.E()) ;
 141               wPi0 =    fPHOSPi0WeightFormula->Eval(momentum.E());
 142             }
 143
 144             if(pid[AliPID::kPhoton] > wPhoton)
 145               pdg = kPhoton ;
 146             else if(pid[AliPID::kPi0] > wPi0)
 147               pdg = kPi0 ;
 148             else if(pid[AliPID::kElectron] > fPHOSElectronWeight)
 149               pdg = kElectron ;
 150             else if(pid[AliPID::kEleCon] > fPHOSElectronWeight)
 151               pdg = kEleCon ;
 152             else if(pid[AliPID::kPion]+pid[AliPID::kKaon]+pid[AliPID::kProton] > fPHOSChargeWeight)
 153               pdg = kChargedHadron ;
 154             else if(pid[AliPID::kKaon0]+pid[AliPID::kNeutron] > fPHOSNeutralWeight)
 155               pdg = kNeutralHadron ;
 156
 157             else if(pid[AliPID::kElectron]+pid[AliPID::kEleCon]+pid[AliPID::kPion]+pid[AliPID::kKaon]+pid[AliPID::kProton]  >
 158                     pid[AliPID::kPhoton] + pid[AliPID::kPi0]+pid[AliPID::kKaon0]+pid[AliPID::kNeutron])
 159               pdg = kChargedUnknown  ;
 160             else
 161               pdg = kNeutralUnknown ;
 162             //neutral cluster, unidentifed.
 163           }
 164
 165           if(pdg != kElectron && pdg != kEleCon && pdg !=kChargedHadron && pdg !=kChargedUnknown ){//keep only neutral particles in the array
 166
 167             //###############
 168             //Check kinematics
 169             //###############
 170             Int_t label = clus->GetLabel();
 171             TParticle * pmother = GetMotherParticle(label,stack, "PHOS",momentum);
 172
 173             TParticle * particle = new TParticle(pdg, 1, -1, -1, -1, -1,
 174                                                  momentum.Px(), momentum.Py(), momentum.Pz(), momentum.E(), v[0], v[1], v[2], 0);
 175
 176             AliDebug(4,Form("PHOS added: pdg %d, pt %f, phi %f, eta %f", pdg, particle->Pt(),particle->Phi(),particle->Eta()));
 177             new((*plPHOS)[indexPH])   TParticle(*particle) ;
 178             new((*plPrimPHOS)[indexPH])   TParticle(*pmother) ;
 179             indexPH++;
 180
 181           }
 182           else AliDebug(4,Form("PHOS charged cluster NOT added: pdg %d, pt %f, phi %f, eta %f\n",
 183                                pdg, momentum.Pt(),momentum.Phi(),momentum.Eta()));
 184
 185         }//pt, eta, phi cut
 186         else    AliDebug(4,"Particle not added");
 187       }//track-match?
 188     }//PHOS cluster
 189
 190     //################ EMCAL ##############
 191     else if(fSwitchOnEMCAL &&  type ==  AliESDCaloCluster::kEMCALClusterv1){
 192       AliDebug(4,Form("EMCAL clusters: E %f, match %d", clus->E(),clus->GetTrackMatched()));
 193
 194       if(clus->GetTrackMatched()==-1 ){
 195         TLorentzVector momentum ;
 196         clus->GetMomentum(momentum, v);
 197         Double_t phi = momentum.Phi();
 198         if(phi<0) phi+=TMath::TwoPi() ;
 199         if(momentum.Pt() > fNeutralPtCut &&  TMath::Abs(momentum.Eta()) < fEMCALEtaCut &&
 200            phi > fPhiEMCALCut[0] && phi < fPhiEMCALCut[1] ) {
 201
 202           pid=clus->GetPid();
 203           Int_t pdg = 22;
 204
 205           if(IsEMCALPIDOn()){
 206             AliDebug(5,Form("E %1.2f; PID: ph %0.2f, pi0 %0.2f, el %0.2f, conv el %0.2f,pi %0.2f, k %0.2f, p %0.2f, k0 %0.2f, n %0.2f, mu %0.2f ",
 207                             momentum.E(),pid[AliPID::kPhoton],pid[AliPID::kPi0],pid[AliPID::kElectron],pid[AliPID::kEleCon],pid[AliPID::kPion],
 208                             pid[AliPID::kKaon],pid[AliPID::kProton], pid[AliPID::kKaon0],pid[AliPID::kNeutron], pid[AliPID::kMuon]));
 209
 210             if(pid[AliPID::kPhoton] > fEMCALPhotonWeight)
 211               pdg = kPhoton ;
 212             else if(pid[AliPID::kPi0] > fEMCALPi0Weight)
 213               pdg = kPi0 ;
 214             else if(pid[AliPID::kElectron] > fEMCALElectronWeight)
 215               pdg = kElectron ;
 216             else if(pid[AliPID::kEleCon] > fEMCALElectronWeight)
 217               pdg = kEleCon ;
 218             else if(pid[AliPID::kPion]+pid[AliPID::kKaon]+pid[AliPID::kProton] > fEMCALChargeWeight)
 219               pdg = kChargedHadron ;
 220             else if(pid[AliPID::kKaon0]+pid[AliPID::kNeutron] > fEMCALNeutralWeight)
 221               pdg = kNeutralHadron ;
 222             else if(pid[AliPID::kElectron]+pid[AliPID::kEleCon]+pid[AliPID::kPion]+pid[AliPID::kKaon]+pid[AliPID::kProton]  >
 223                     pid[AliPID::kPhoton] + pid[AliPID::kPi0]+pid[AliPID::kKaon0]+pid[AliPID::kNeutron])
 224               pdg = kChargedUnknown ;
 225             else
 226               pdg = kNeutralUnknown ;
 227           }
 228
 229           if(pdg != kElectron && pdg != kEleCon && pdg !=kChargedHadron && pdg !=kChargedUnknown){//keep only neutral particles in the array
 230
 231             //###############
 232             //Check kinematics
 233             //###############
 234             Int_t label = clus->GetLabel();
 235             TParticle * pmother = GetMotherParticle(label,stack, "EMCAL",momentum);
 236
 237             TParticle * particle = new TParticle(pdg, 1, -1, -1, -1, -1,
 238                                                  momentum.Px(), momentum.Py(), momentum.Pz(), momentum.E(), v[0], v[1], v[2], 0);
 239             AliDebug(4,Form("EMCAL cluster added: pdg %f, pt %f, phi %f, eta %f", pdg, particle->Pt(),particle->Phi(),particle->Eta()));
 240
 241             new((*plEMCAL)[indexEM])   TParticle(*particle) ;
 242             new((*plPrimEMCAL)[indexEM])   TParticle(*pmother) ;
 243             indexEM++;
 244           }
 245           else AliDebug(4,Form("EMCAL charged cluster NOT added: pdg %d, pt %f, phi %f, eta %f",
 246                                pdg, momentum.Pt(),momentum.Phi(),momentum.Eta()));
 247
 248         }//pt, phi, eta cut
 249         else    AliDebug(4,"Particle not added");
 250       }//track-matched
 251     }//EMCAL cluster
 252
 253   }//cluster loop
 254
 255
 256
 257   //########### CTS (TPC+ITS) #####################
 258   Int_t nTracks   = esd->GetNumberOfTracks() ;
 259   Int_t indexCh  = plCTS->GetEntries() ;
 260
 261   if(fSwitchOnCTS){
 262     AliDebug(3,Form("Number of tracks %d",nTracks));
 263
 264     for (npar =  0; npar <  nTracks; npar++) {////////////// track loop
 265       AliESDtrack * track = esd->GetTrack(npar) ; // retrieve track from esd
 266
 267       //We want tracks fitted in the detectors:
 268       ULong_t status=AliESDtrack::kTPCrefit;
 269       status|=AliESDtrack::kITSrefit;
 270
 271       //We want tracks whose PID bit is set:
 272       //     ULong_t status =AliESDtrack::kITSpid;
 273       //     status|=AliESDtrack::kTPCpid;
 274
 275       if ( (track->GetStatus() & status) == status) {//Check if the bits we want are set
 276         // Do something with the tracks which were successfully
 277         // re-fitted
 278         Double_t en = 0; //track ->GetTPCsignal() ;
 279         Double_t mom[3];
 280         track->GetPxPyPz(mom) ;
 281         Double_t px = mom[0];
 282         Double_t py = mom[1];
 283         Double_t pz = mom[2]; //Check with TPC people if this is correct.
 284         Int_t pdg = 11; //Give any charged PDG code, in this case electron.
 285         //I just want to tag the particle as charged
 286
 287         //Check kinematics
 288         Int_t label = TMath::Abs(track->GetLabel());
 289         TParticle * pmother = new TParticle();
 290         pmother = stack->Particle(label);
 291
 292         TParticle * particle = new TParticle(pdg, 1, -1, -1, -1, -1,
 293                                              px, py, pz, en, v[0], v[1], v[2], 0);
 294
 295         if(particle->Pt() > fChargedPtCut && TMath::Abs(particle->Eta())<fCTSEtaCut){
 296           new((*plCTS)[indexCh])       TParticle(*particle) ;
 297           new((*plPrimCTS)[indexCh])       TParticle(*pmother) ;
 298           indexCh++;
 299
 300         }//kinematic selection
 301       }//select track from refit
 302     }//track loop
 303   }//CTS
 304
 305   AliDebug(3,Form("Particle lists filled, tracks  %d , clusters: EMCAL %d, PHOS %d", indexCh,indexEM,indexPH));
 306
 307 }
 308
 309 TParticle * AliGammaMCDataReader:: GetMotherParticle(Int_t label, AliStack *stack, TString calo,  TLorentzVector momentum)
 310 {
 311   //Gets the primary particle and do some checks:
 312   //Check if primary is inside calorimeter and look the mother outsie
 313   //Check if mother is a decay photon, in which case check if decay was overlapped
 314
 315   Float_t minangle = 0;
 316   Float_t ipdist = 0;
 317   TParticle * pmother = new TParticle();
 318
 319   if(calo == "PHOS"){
 320     ipdist= fPHOSIPDistance;
 321     minangle = fPHOSMinAngle;
 322   }
 323   else if (calo == "EMCAL"){
 324     ipdist = fEMCALIPDistance;
 325     minangle = fEMCALMinAngle;
 326   }
 327
 328
 329   if(label>=0){
 330     pmother = stack->Particle(label);
 331     Int_t mostatus = pmother->GetStatusCode();
 332     Int_t mopdg    = TMath::Abs(pmother->GetPdgCode());
 333
 334     //Check if mother is a conversion inside the calorimeter
 335     //In such case, return the mother before the calorimeter.
 336     //First approximation.
 337     Float_t vy = TMath::Abs(pmother->Vy()) ;
 338
 339     if( mostatus == 0 && vy >= ipdist){
 340
 341       //cout<<"Calo: "<<calo<<" vy "<<vy<<" E clus "<<momentum.E()<<" Emother "<<pmother->Energy()<<" "
 342       //  <<pmother->GetName()<<endl;
 343
 344       while( vy >= ipdist){//inside calorimeter
 345         AliDebug(4,Form("Conversion inside calorimeter, mother vertex %0.2f, IP distance %0.2f", vy, ipdist));
 346         pmother =  stack->Particle(pmother->GetMother(0));
 347         vy = TMath::Abs(pmother->Vy()) ;
 348         //cout<<" label "<<label<<" Mother: "<<pmother->GetName()<<" E "<<pmother->Energy()<<" Status "<<pmother->GetStatusCode()<<"  and vertex "<<vy<<endl;
 349         mostatus = pmother->GetStatusCode();
 350         mopdg    = TMath::Abs(pmother->GetPdgCode());
 351       }//while vertex is inside calorimeter
 352       //cout<<"Calo: "<<calo<<" final vy "<<vy<<" E clus "<<momentum.E()<<" Emother "<<pmother->Energy()<<" "
 353       //  <<pmother->GetName()<<endl;
 354     }//check status and vertex
 355
 356     AliDebug(4,Form("%s, ESD E %2.2f, PID %d,  mother: E %2.2f, label %d, status %d,  vertex %3.2f, mother 2 %d, grandmother %d \n",
 357                     calo.Data(),momentum.E(),pmother->Energy(), label, pmother->GetPdgCode(),
 358                     pmother->GetStatusCode(), vy, pmother->GetMother(0), stack->GetPrimary(label)));
 359
 360     //Check Decay photons
 361     if(mopdg == 22){
 362
 363       //his mother was a pi0?
 364       TParticle * pmotherpi0 =  stack->Particle(pmother->GetMother(0));
 365       if( pmotherpi0->GetPdgCode() == 111){
 366
 367         AliDebug(4,Form(" %s: E cluster %2.2f, E gamma %2.2f, Mother Pi0, E %0.2f, status %d, daughters %d\n",
 368                         calo.Data(), momentum.E(),pmother->Energy(),pmotherpi0->Energy(),
 369                         pmotherpi0->GetStatusCode(), pmotherpi0->GetNDaughters()));
 370
 371         if(pmotherpi0->GetNDaughters() == 1) mostatus = 2 ; //signal that this photon can only be decay, not overlapped.
 372         else if(pmotherpi0->GetNDaughters() == 2){
 373
 374           TParticle * pd1 = stack->Particle(pmotherpi0->GetDaughter(0));
 375           TParticle * pd2 = stack->Particle(pmotherpi0->GetDaughter(1));
 376           //if(pmotherpi0->Energy()> 10 ){
 377 //        cout<<"Two "<<calo<<" daugthers, pi0 label "<<pmother->GetMother(0)<<" E :"<<pmotherpi0->Energy()<<endl;
 378 //        cout<<" 1) label "<<pmotherpi0->GetDaughter(0)<<" pdg "<<pd1->GetPdgCode()<<" E  "<<pd1->Energy()
 379 //            <<" phi "<<pd1->Phi()*TMath::RadToDeg()<<" eta "<<pd1->Eta()
 380 //            <<" mother label "<<pd1->GetMother(0)<<" n daug "<<pd1->GetNDaughters() <<endl;
 381 //          cout<<" 2) label "<<pmotherpi0->GetDaughter(1)<<" pdg "<<pd2->GetPdgCode()<<" E  "<<pd2->Energy()
 382 //              <<" phi "<<pd2->Phi()*TMath::RadToDeg()<<" eta "<<pd2->Eta()<<" mother label "
 383 //              <<pd2->GetMother(0)<<" n daug "<<pd2->GetNDaughters() <<endl;
 384             //}
 385           if(pd1->GetPdgCode() == 22 && pd2->GetPdgCode() == 22){
 386             TLorentzVector lv1 , lv2 ;
 387             pd1->Momentum(lv1);
 388             pd2->Momentum(lv2);
 389             Double_t angle = lv1.Angle(lv2.Vect());
 390 //          if(pmotherpi0->Energy()> 10 )
 391 //            cout<<"angle*ipdist "<<angle*ipdist<<" mindist "<< minangle <<endl;
 392             if (angle < minangle){
 393               //There is overlapping, pass the pi0 as mother
 394
 395               AliDebug(4,Form(">>>> %s cluster with E %2.2f is a overlapped pi0, E %2.2f, angle %2.4f < anglemin %2.4f\n",
 396                               calo.Data(), momentum.E(), pmotherpi0->Energy(), angle, minangle));
 397
 398               pmother = pmotherpi0 ;
 399
 400             }
 401             else mostatus = 2 ; // gamma decay not overlapped
 402           }// daughters are photons
 403           else mostatus = 2; // daughters are e-gamma or e-e, no overlapped, or charged cluster
 404         }//2 daughters
 405         else AliDebug(4,Form("pi0 has %d daughters",pmotherpi0->GetNDaughters()));
 406       }//pi0 decay photon?
 407     }//photon
 408
 409     pmother->SetStatusCode(mostatus); // if status = 2, decay photon.
 410
 411   }//label >=0
 412   else AliInfo(Form("Negative Kinematic label of PHOS cluster:  %d",label));
 413
 414   return pmother ;
 415
 416 }