5b79d7ea1f02535b0540547cde864503526836cb
[u/mrichter/AliRoot.git] / PWG4 / totEt / AliAnalysisHadEt.cxx
1 //Created by Christine Nattrass, Rebecca Scott, Irakli Martashvili
2 //University of Tennessee at Knoxville
3 //
4 // This class is designed for the analysis of the hadronic component of 
5 // transverse energy.  It is used by AliAnalysisTaskHadEt.
6 // This gets information about the hadronic component of the transverse energy 
7 // from tracks reconstructed in an event
8 // it has daughters, AliAnalysisHadEtMonteCarlo and 
9 // AliAnalysisHadEtReconstructed which loop over either Monte Carlo data or 
10 // real data to get Et
11
12 #include "AliAnalysisHadEt.h"
13 #include "TMath.h"
14 #include "TList.h"
15 #include "TH1F.h"
16 #include "TH2F.h"
17 #include <iostream>
18 #include "AliAnalysisEtCuts.h"
19 #include "AliMCEvent.h"
20 #include "AliVEvent.h"
21 #include "AliStack.h"
22 #include "AliESDtrackCuts.h"
23 #include "TDatabasePDG.h"
24 #include "TParticle.h"
25 #include "Rtypes.h"
26
27 using namespace std;
28
29 ClassImp(AliAnalysisHadEt);
30
31
32 Int_t AliAnalysisHadEt::fgnumOfEtaBins = 46;
33 Float_t AliAnalysisHadEt::fgEtaAxis[47]={-0.78, -0.74, -0.7, -0.66, -0.62, -0.58, -0.54, -0.5, -0.46, -0.42, -0.38, -0.34, -0.3, -0.26, -0.22, -0.18, -0.14, -0.12, -0.1, -0.08, -0.06, -0.04, -0.02, -0.0, 0.02, 0.04, 0.06, 0.08, 0.1, 0.12, 0.14, 0.18, 0.22, 0.26, 0.3, 0.34, 0.38, 0.42, 0.46, 0.5, 0.54, 0.58, 0.62, 0.66, 0.7, 0.74, 0.78};
34 Int_t AliAnalysisHadEt::fgNumOfPtBins = 111;
35 Float_t AliAnalysisHadEt::fgPtAxis[117]=
36   {0.0,0.01,0.02,0.03,0.04, 0.05, 0.06,0.07,0.08,0.09, 0.10,0.11, .12,0.13, .14,0.15, .16,0.17, .18,0.19,
37    0.2, .22, .24, .26, .28, 0.30, 0.32, .34, .36, .38, 0.40, .42, .44, .46, .48,
38    0.5, .52, .54, .56, .58, 0.60, 0.62, .64, .66, .68, 0.70, .72, .74, .76, .78,
39    .80, .82, .84, .86, .88, 0.90, 0.92, .94, .96, .98, 1.00,1.05, 1.1,1.15, 1.2,
40   1.25, 1.3,1.35,1.40,1.45, 1.50, 1.55, 1.6,1.65, 1.7, 1.75, 1.8,1.85, 1.9,1.95,
41    2.0, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3.00, 3.20, 3.4, 3.6, 3.8, 4.00, 4.2, 4.4, 4.6, 4.8,
42    5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0, 7.50, 8.00, 8.5, 9.0, 9.5, 10.0,12.0,14.0,16.0,18.0,
43   20.0,25.0,30.0,35.0,40.0, 45.0, 50.0}; 
44
45 AliAnalysisHadEt::AliAnalysisHadEt() :
46         fHistogramNameSuffix("")
47         ,fCuts(0)
48         ,fPdgDB(0)
49         ,fPiPlusCode(0)
50         ,fPiMinusCode(0)
51         ,fKPlusCode(0)
52         ,fKMinusCode(0)
53         ,fProtonCode(0)
54         ,fAntiProtonCode(0)
55         ,fLambdaCode(0)
56         ,fAntiLambdaCode(0)
57         ,fK0SCode(0)
58         ,fOmegaCode(0)
59         ,fAntiOmegaCode(0)
60         ,fXi0Code(0)
61         ,fAntiXi0Code(0)
62         ,fXiCode(0)
63         ,fAntiXiCode(0)
64         ,fSigmaCode(0)
65         ,fAntiSigmaCode(0)
66         ,fK0LCode(0)
67         ,fNeutronCode(0)
68         ,fAntiNeutronCode(0)
69         ,fEPlusCode(0)
70         ,fEMinusCode(0)
71         ,fGammaCode(0)
72         ,fPi0Code(0)
73         ,fEtaCode(0)
74         ,fOmega0Code(0)
75         ,fPionMass(0)
76         ,fKaonMass(0)
77         ,fProtonMass(0)
78         ,fElectronMass(0)
79         ,fSumEt(0)
80         ,fSumEtAcc(0)
81         ,fTotEt(0)
82         ,fTotEtAcc(0)
83         ,fTotNeutralEt(0)
84         ,fTotNeutralEtAcc(0)
85         ,fTotChargedEt(0)
86         ,fTotChargedEtAcc(0)
87         ,fMultiplicity(0)
88         ,fChargedMultiplicity(0)
89         ,fNeutralMultiplicity(0)
90         ,fEsdtrackCutsITSTPC(0)
91         ,fEsdtrackCutsTPC(0)
92         ,fEsdtrackCutsITS(0)
93         ,fhistoList(0)
94 {//default constructor
95
96 }
97
98 AliAnalysisHadEt::~AliAnalysisHadEt()
99 {//destructor
100
101 }
102
103 Int_t AliAnalysisHadEt::AnalyseEvent(AliVEvent *event)
104 { //this line is basically here to eliminate a compiler warning that event is not used.  Making it a virtual function did not work with the plugin.
105   cout << "This event has " << event->GetNumberOfTracks() << " tracks" << endl;
106   ResetEventValues();
107   return 0;
108 }
109
110 void AliAnalysisHadEt::FillOutputList()
111 {//fill the output histogram list with histograms in all AliAnalysisHadEt's
112 }
113
114 void AliAnalysisHadEt::Init()
115 {// clear variables, set up cuts and PDG info
116   ResetEventValues();
117
118 }
119
120 void AliAnalysisHadEt::CreateHistograms()
121 {//creates histograms included in all AliAnalysisHadEt's
122 }
123
124 void AliAnalysisHadEt::FillHistograms()
125 {//Fills histograms filled for all AliAnalysisHadEt's
126 }
127
128 void AliAnalysisHadEt::ResetEventValues()
129 {//Resets event values of et to zero
130   fTotEt = 0;
131   fTotEtAcc = 0;
132   fTotNeutralEt = 0;
133   fTotNeutralEtAcc = 0;
134   fTotChargedEt  = 0;
135   fTotChargedEtAcc = 0;
136   fMultiplicity = 0;
137   fChargedMultiplicity = 0;
138   fNeutralMultiplicity = 0;
139   
140   if (!fCuts || !fPdgDB || fPiPlusCode==0) { // some Init's needed
141     cout << __FILE__ << ":" << __LINE__ << " : Init " << endl;
142     if (!fCuts) {
143       cout << " setting up Cuts " << endl;
144       fCuts = new AliAnalysisEtCuts();
145     }
146     if(!fPdgDB) {
147       cout << " setting up PdgDB " << endl;
148       fPdgDB = new TDatabasePDG();
149     }
150     
151     if (fPiPlusCode==0) {
152       SetParticleCodes();
153     }
154   }
155 }
156
157 void AliAnalysisHadEt::SetParticleCodes()
158 {  //the codes are defined in $ROOTSYS/etc/pdg_table.txt
159     fPionMass = fPdgDB->GetParticle("pi+")->Mass();
160     fKaonMass = fPdgDB->GetParticle("K+")->Mass();
161     fProtonMass = fPdgDB->GetParticle("proton")->Mass();
162     fElectronMass = fPdgDB->GetParticle("e+")->Mass();
163     fPiPlusCode = fPdgDB->GetParticle("pi+")->PdgCode();
164     fPiMinusCode = fPdgDB->GetParticle("pi-")->PdgCode();
165     fKPlusCode = fPdgDB->GetParticle("K+")->PdgCode();
166     fKMinusCode = fPdgDB->GetParticle("K-")->PdgCode();
167     fProtonCode = fPdgDB->GetParticle("proton")->PdgCode();
168     fAntiProtonCode = fPdgDB->GetParticle("antiproton")->PdgCode();
169     fLambdaCode = fPdgDB->GetParticle("Lambda0")->PdgCode();
170     fAntiLambdaCode = fPdgDB->GetParticle("Lambda0_bar")->PdgCode();
171     fK0SCode = fPdgDB->GetParticle("K_S0")->PdgCode();
172     fOmegaCode = fPdgDB->GetParticle("Omega-")->PdgCode();
173     fAntiOmegaCode = fPdgDB->GetParticle("Omega+")->PdgCode();
174     fXi0Code = fPdgDB->GetParticle("Xi0")->PdgCode();
175     fAntiXi0Code = fPdgDB->GetParticle("Xi0_bar")->PdgCode();
176     fXiCode = fPdgDB->GetParticle("Xi-")->PdgCode();
177     fAntiXiCode = fPdgDB->GetParticle("Xi-_bar")->PdgCode();
178     fSigmaCode = fPdgDB->GetParticle("Sigma-")->PdgCode();
179     fAntiSigmaCode = fPdgDB->GetParticle("Sigma+")->PdgCode();
180     fK0LCode = fPdgDB->GetParticle("K_L0")->PdgCode();
181     fNeutronCode = fPdgDB->GetParticle("neutron")->PdgCode();
182     fAntiNeutronCode = fPdgDB->GetParticle("antineutron")->PdgCode();
183     fEPlusCode = fPdgDB->GetParticle("e+")->PdgCode();
184     fEMinusCode = fPdgDB->GetParticle("e-")->PdgCode();
185     fGammaCode =  fPdgDB->GetParticle("gamma")->PdgCode();
186     fPi0Code =  fPdgDB->GetParticle("pi0")->PdgCode();
187     fEtaCode =  fPdgDB->GetParticle("eta")->PdgCode();
188     fOmega0Code =  fPdgDB->GetParticle("omega")->PdgCode();
189     cout << "Resetting Codes: Pion " << fPiPlusCode
190          << "," << fPiMinusCode 
191          << " Kaon " << fKPlusCode 
192          << "," << fKMinusCode 
193          << " Gamma "<<fGammaCode
194          << " Pi0 "<<fPi0Code
195          << " Eta "<<fEtaCode
196          << " omega "<<fOmega0Code
197          << endl;
198 }
199
200 void AliAnalysisHadEt::CreateEtaPtHisto2D(TString name, TString title)
201 {     //creates a 2-d histogram in eta and phi and adds it to the list of histograms to be saved
202   TString *histoname   = new TString();
203   TString *histotitle   = new TString();
204
205   histoname->Append(name);
206   histotitle->Append(title);
207   //TH2F *h1 = new TH2F("h1", "Histogram with Gaussian random distribution", fgNumOfPtBins, ptBinsArray, fgnumOfEtaBins, etaBinsArray);
208
209   TH2F *histo = new TH2F(histoname->Data(),histotitle->Data(),fgNumOfPtBins, fgPtAxis, fgnumOfEtaBins, fgEtaAxis);
210   histo->SetYTitle("#eta");
211   histo->SetXTitle("p_{T}");
212   histo->SetZTitle("E_{T}");
213   histo->Sumw2();
214   fhistoList->Add(histo);
215   delete histoname;
216   delete histotitle;
217     
218 }
219
220 void AliAnalysisHadEt::CreateHisto1D(TString name, TString title, TString xtitle, TString ytitle,Int_t xbins, Float_t xlow,Float_t xhigh)
221 {     //creates a 1d histogram of the given dimensions and adds it to the list of histograms to be saved
222   TString *histoname   = new TString();
223   TString *histotitle   = new TString();
224   
225   //cout<<"creating "<<name<<endl;
226
227   histoname->Append(name);
228   histotitle->Append(title);
229   // printf("%s \n ",histoname->Data());
230   TH1F *histo = new TH1F(histoname->Data(),histotitle->Data(),xbins,xlow,xhigh);
231   histo->SetYTitle(ytitle);
232   histo->SetXTitle(xtitle);
233   histo->Sumw2();
234   fhistoList->Add(histo);
235   delete histoname;
236   delete histotitle;
237     
238 }
239 void AliAnalysisHadEt::CreateIntHisto1D(TString name, TString title, TString xtitle, TString ytitle,Int_t xbins, Int_t xlow,Int_t xhigh)
240 {     //creates a 1d integer histogram and adds it to the list of histograms to be saved
241   TString *histoname   = new TString();
242   TString *histotitle   = new TString();
243   
244   //cout<<"creating "<<name<<endl;
245
246   histoname->Append(name);
247   histotitle->Append(title);
248   // printf("%s \n ",histoname->Data());
249   TH1I *histo = new TH1I(histoname->Data(),histotitle->Data(),xbins,xlow,xhigh);
250   histo->SetYTitle(ytitle);
251   histo->SetXTitle(xtitle);
252   histo->Sumw2();
253   fhistoList->Add(histo);
254   delete histoname;
255   delete histotitle;
256     
257 }
258 void AliAnalysisHadEt::CreateHisto2D(TString name, TString title, TString xtitle, TString ytitle,Int_t xbins, Float_t xlow,Float_t xhigh,Int_t ybins,Float_t ylow,Float_t yhigh)
259 {     //creates a 2d histogram and adds it to the list of histograms to be saved
260   TString *histoname   = new TString();
261   TString *histotitle   = new TString();
262   
263   //cout<<"creating "<<name<<endl;
264
265   histoname->Append(name);
266   histotitle->Append(title);
267   // printf("%s \n ",histoname->Data());
268   TH2F *histo = new TH2F(histoname->Data(),histotitle->Data(),xbins,xlow,xhigh,ybins,ylow,yhigh);
269   histo->SetYTitle(ytitle);
270   histo->SetXTitle(xtitle);
271   histo->Sumw2();
272   fhistoList->Add(histo);
273   delete histoname;
274   delete histotitle;
275     
276 }
277 void AliAnalysisHadEt::CreateIntHisto2D(TString name, TString title, TString xtitle, TString ytitle,Int_t xbins, Int_t xlow,Int_t xhigh,Int_t ybins,Int_t ylow,Int_t yhigh)
278 {     //creates a 2-d integer histogram and adds it to the list of histograms to be saved
279   TString *histoname   = new TString();
280   TString *histotitle   = new TString();
281   
282   //cout<<"creating "<<name<<endl;
283
284   histoname->Append(name);
285   histotitle->Append(title);
286   // printf("%s \n ",histoname->Data());
287   TH2I *histo = new TH2I(histoname->Data(),histotitle->Data(),xbins,xlow,xhigh,ybins,ylow,yhigh);
288   histo->SetYTitle(ytitle);
289   histo->SetXTitle(xtitle);
290   histo->Sumw2();
291   fhistoList->Add(histo);
292   delete histoname;
293   delete histotitle;
294     
295 }
296
297 void AliAnalysisHadEt::CreateEtaHisto1D(TString name, TString title)
298 {     //creates 1d histogram in eta and adds it to the list of histograms to be saved
299   TString *histoname   = new TString();
300   TString *histotitle   = new TString();
301   
302
303   histoname->Append(name);
304   histotitle->Append(title);
305   TH1F *histo = new TH1F(histoname->Data(),histotitle->Data(),fgnumOfEtaBins, fgEtaAxis);
306   histo->SetYTitle("E_{T}");
307   histo->SetXTitle("#eta");
308   histo->Sumw2();
309   fhistoList->Add(histo);
310   delete histoname;
311   delete histotitle;
312     
313 }
314 void AliAnalysisHadEt::FillHisto1D(TString histname, Float_t x, Float_t weight)
315 {//fills a 1d histogram with the name histoname with the value x and the weight "weight"
316   TH1F     *histo; 
317   TString  *name   = new TString();
318
319   name->Append(histname);       
320   histo = (TH1F *)fhistoList->FindObject(name->Data()); 
321   if(histo){
322     histo->Fill((Double_t)x, weight);
323   }
324   else{cerr<<"CorrelationMaker::FillHisto1D: no histogram "<< name->Data()<<endl;}
325   delete name;
326 }
327 void AliAnalysisHadEt::FillHisto2D(TString histname, Float_t x, Float_t y, Float_t weight)
328 {//fills a 2d histogram with the name histoname with the value x and the weight "weight"
329   TH2F     *histo; 
330   TString  *name   = new TString();
331   
332   name->Append(histname);       
333   histo = (TH2F *)fhistoList->FindObject(name->Data()); 
334   if(histo){
335     histo->Fill((Double_t)x,(Double_t)y, weight);
336   }
337   else{cerr<<"CorrelationMaker::FillHisto2D: no histogram "<< name->Data()<<endl;}
338   delete name;
339 }
340
341
342 Float_t AliAnalysisHadEt::Et(TParticle *part, float mass){//function to calculate et in the same way as it would be calculated in a calorimeter
343   if(mass+1000<0.01){//if no mass given return default.  The default argument is -1000
344     if(TMath::Abs(part->GetPDG(0)->PdgCode())==2212 || TMath::Abs(part->GetPDG(0)->PdgCode())==2112){
345       if(part->GetPDG(0)->PdgCode()==-2212 || part->GetPDG(0)->PdgCode()==-2112){//antiproton or antineutron
346         //for antinucleons we specifically want to return the kinetic energy plus twice the rest mass
347         return (part->Energy()+part->GetMass())*TMath::Sin(part->Theta());
348       }
349       if(part->GetPDG(0)->PdgCode()==2212 || part->GetPDG(0)->PdgCode()==2112){//antiproton or antineutron
350         //for nucleons we specifically want to return the kinetic energy only
351         return (part->Energy()-part->GetMass())*TMath::Sin(part->Theta());
352       }
353     }
354     else{//otherwise go to the default
355       return part->Energy()*TMath::Sin(part->Theta());
356     }
357   }
358   else{//otherwise use the mass that was given
359     return (TMath::Sqrt(TMath::Power(part->P(),2.0)+TMath::Power(mass,2.0)))*TMath::Sin(part->Theta());
360   }
361   return 0.0;
362 }
363 Float_t AliAnalysisHadEt::Et(Float_t p, Float_t theta, Int_t pid, Short_t charge){//function to calculate et in the same way as it would be calculated in a calorimeter
364   if(pid==fPiPlusCode || pid==fPiMinusCode){//Nothing special for pions
365     return TMath::Sqrt(p*p + fPionMass*fPionMass) * TMath::Sin(theta);
366   }
367   if(pid==fKPlusCode || pid==fKMinusCode){//Nothing special for kaons
368     return TMath::Sqrt(p*p + fKaonMass*fKaonMass) * TMath::Sin(theta);
369   }
370   if(pid==fEPlusCode || pid==fEMinusCode){//Nothing special for electrons
371     return TMath::Sqrt(p*p + fElectronMass*fElectronMass) * TMath::Sin(theta);
372   }
373   if(pid==fProtonCode || pid==fAntiProtonCode){//But for protons we must be careful...
374     if(charge<0.0){//antiprotns: kinetic energy plus twice the rest mass
375       return (TMath::Sqrt(p*p + fProtonMass*fProtonMass) + fProtonMass) * TMath::Sin(theta);
376     }
377     if(charge>0.0){//antiprotns: kinetic energy only
378       return (TMath::Sqrt(p*p + fProtonMass*fProtonMass) - fProtonMass) * TMath::Sin(theta);
379     }
380   }
381   cerr<<"Uh-oh!  Et not set properly!"<<endl;
382   return 0.0;
383 }