Fixing a bug in histograms comparing sim to reco Et in AliAnalysisHadEtMonteCarlo...
[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 Float_t AliAnalysisHadEt::fgPtTPCCutOff = 0.15;
46 Float_t AliAnalysisHadEt::fgPtITSCutOff = 0.10;
47
48 AliAnalysisHadEt::AliAnalysisHadEt() :
49         fHistogramNameSuffix("")
50         ,fCuts(0)
51         ,fPdgDB(0)
52         ,fPiPlusCode(0)
53         ,fPiMinusCode(0)
54         ,fKPlusCode(0)
55         ,fKMinusCode(0)
56         ,fProtonCode(0)
57         ,fAntiProtonCode(0)
58         ,fLambdaCode(0)
59         ,fAntiLambdaCode(0)
60         ,fK0SCode(0)
61         ,fOmegaCode(0)
62         ,fAntiOmegaCode(0)
63         ,fXi0Code(0)
64         ,fAntiXi0Code(0)
65         ,fXiCode(0)
66         ,fAntiXiCode(0)
67         ,fSigmaCode(0)
68         ,fAntiSigmaCode(0)
69         ,fK0LCode(0)
70         ,fNeutronCode(0)
71         ,fAntiNeutronCode(0)
72         ,fEPlusCode(0)
73         ,fEMinusCode(0)
74         ,fGammaCode(0)
75         ,fPi0Code(0)
76         ,fEtaCode(0)
77         ,fOmega0Code(0)
78         ,fPionMass(0)
79         ,fKaonMass(0)
80         ,fProtonMass(0)
81         ,fElectronMass(0)
82         ,fSumEt(0)
83         ,fSumEtAcc(0)
84         ,fTotEt(0)
85         ,fTotEtAcc(0)
86         ,fTotNeutralEt(0)
87         ,fTotNeutralEtAcc(0)
88         ,fTotChargedEt(0)
89         ,fTotChargedEtAcc(0)
90         ,fMultiplicity(0)
91         ,fChargedMultiplicity(0)
92         ,fNeutralMultiplicity(0)
93         ,fEsdtrackCutsITSTPC(0)
94         ,fEsdtrackCutsTPC(0)
95         ,fEsdtrackCutsITS(0)
96         ,fhistoList(0)
97 {//default constructor
98
99 }
100
101 AliAnalysisHadEt::~AliAnalysisHadEt()
102 {//destructor
103   delete fCuts;
104   delete fPdgDB;
105   delete fEsdtrackCutsITSTPC;
106   delete fEsdtrackCutsITS;
107   delete fEsdtrackCutsTPC;
108   //histoList doesn't really belong to this class - it's passed in
109   //fhistoList->Clear();
110   //delete fhistoList;
111   //delete [] fgEtaAxis;
112   //delete [] fgPtAxis;
113 }
114
115 Int_t AliAnalysisHadEt::AnalyseEvent(AliVEvent *event)
116 { //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.
117   cout << "This event has " << event->GetNumberOfTracks() << " tracks" << endl;
118   ResetEventValues();
119   return 0;
120 }
121
122 void AliAnalysisHadEt::FillOutputList()
123 {//fill the output histogram list with histograms in all AliAnalysisHadEt's
124 }
125
126 void AliAnalysisHadEt::Init()
127 {// clear variables, set up cuts and PDG info
128   ResetEventValues();
129
130 }
131
132 void AliAnalysisHadEt::CreateHistograms()
133 {//creates histograms included in all AliAnalysisHadEt's
134 }
135
136 void AliAnalysisHadEt::FillHistograms()
137 {//Fills histograms filled for all AliAnalysisHadEt's
138 }
139
140 void AliAnalysisHadEt::ResetEventValues()
141 {//Resets event values of et to zero
142   fTotEt = 0;
143   fTotEtAcc = 0;
144   fTotNeutralEt = 0;
145   fTotNeutralEtAcc = 0;
146   fTotChargedEt  = 0;
147   fTotChargedEtAcc = 0;
148   fMultiplicity = 0;
149   fChargedMultiplicity = 0;
150   fNeutralMultiplicity = 0;
151   
152   if (!fCuts || !fPdgDB || fPiPlusCode==0) { // some Init's needed
153     cout << __FILE__ << ":" << __LINE__ << " : Init " << endl;
154     if (!fCuts) {
155       cout << " setting up Cuts " << endl;
156       fCuts = new AliAnalysisEtCuts();
157     }
158     if(!fPdgDB) {
159       cout << " setting up PdgDB " << endl;
160       fPdgDB = new TDatabasePDG();
161     }
162     
163     if (fPiPlusCode==0) {
164       SetParticleCodes();
165     }
166   }
167 }
168
169 void AliAnalysisHadEt::SetParticleCodes()
170 {  //the codes are defined in $ROOTSYS/etc/pdg_table.txt
171     fPionMass = fPdgDB->GetParticle("pi+")->Mass();
172     fKaonMass = fPdgDB->GetParticle("K+")->Mass();
173     fProtonMass = fPdgDB->GetParticle("proton")->Mass();
174     fElectronMass = fPdgDB->GetParticle("e+")->Mass();
175     fPiPlusCode = fPdgDB->GetParticle("pi+")->PdgCode();
176     fPiMinusCode = fPdgDB->GetParticle("pi-")->PdgCode();
177     fKPlusCode = fPdgDB->GetParticle("K+")->PdgCode();
178     fKMinusCode = fPdgDB->GetParticle("K-")->PdgCode();
179     fProtonCode = fPdgDB->GetParticle("proton")->PdgCode();
180     fAntiProtonCode = fPdgDB->GetParticle("antiproton")->PdgCode();
181     fLambdaCode = fPdgDB->GetParticle("Lambda0")->PdgCode();
182     fAntiLambdaCode = fPdgDB->GetParticle("Lambda0_bar")->PdgCode();
183     fK0SCode = fPdgDB->GetParticle("K_S0")->PdgCode();
184     fOmegaCode = fPdgDB->GetParticle("Omega-")->PdgCode();
185     fAntiOmegaCode = fPdgDB->GetParticle("Omega+")->PdgCode();
186     fXi0Code = fPdgDB->GetParticle("Xi0")->PdgCode();
187     fAntiXi0Code = fPdgDB->GetParticle("Xi0_bar")->PdgCode();
188     fXiCode = fPdgDB->GetParticle("Xi-")->PdgCode();
189     fAntiXiCode = fPdgDB->GetParticle("Xi-_bar")->PdgCode();
190     fSigmaCode = fPdgDB->GetParticle("Sigma-")->PdgCode();
191     fAntiSigmaCode = fPdgDB->GetParticle("Sigma+")->PdgCode();
192     fK0LCode = fPdgDB->GetParticle("K_L0")->PdgCode();
193     fNeutronCode = fPdgDB->GetParticle("neutron")->PdgCode();
194     fAntiNeutronCode = fPdgDB->GetParticle("antineutron")->PdgCode();
195     fEPlusCode = fPdgDB->GetParticle("e+")->PdgCode();
196     fEMinusCode = fPdgDB->GetParticle("e-")->PdgCode();
197     fGammaCode =  fPdgDB->GetParticle("gamma")->PdgCode();
198     fPi0Code =  fPdgDB->GetParticle("pi0")->PdgCode();
199     fEtaCode =  fPdgDB->GetParticle("eta")->PdgCode();
200     fOmega0Code =  fPdgDB->GetParticle("omega")->PdgCode();
201     cout << "Resetting Codes: Pion " << fPiPlusCode
202          << "," << fPiMinusCode 
203          << " Kaon " << fKPlusCode 
204          << "," << fKMinusCode 
205          << " Gamma "<<fGammaCode
206          << " Pi0 "<<fPi0Code
207          << " Eta "<<fEtaCode
208          << " omega "<<fOmega0Code
209          << endl;
210 }
211
212 void AliAnalysisHadEt::CreateEtaPtHisto2D(TString name, TString title)
213 {     //creates a 2-d histogram in eta and phi and adds it to the list of histograms to be saved
214   TString *histoname   = new TString();
215   TString *histotitle   = new TString();
216
217   histoname->Append(name);
218   histotitle->Append(title);
219   //TH2F *h1 = new TH2F("h1", "Histogram with Gaussian random distribution", fgNumOfPtBins, ptBinsArray, fgnumOfEtaBins, etaBinsArray);
220
221   TH2F *histo = new TH2F(histoname->Data(),histotitle->Data(),fgNumOfPtBins, fgPtAxis, fgnumOfEtaBins, fgEtaAxis);
222   histo->SetYTitle("#eta");
223   histo->SetXTitle("p_{T}");
224   histo->SetZTitle("E_{T}");
225   histo->Sumw2();
226   fhistoList->Add(histo);
227   delete histoname;
228   delete histotitle;
229     
230 }
231
232 void AliAnalysisHadEt::CreateHisto1D(TString name, TString title, TString xtitle, TString ytitle,Int_t xbins, Float_t xlow,Float_t xhigh)
233 {     //creates a 1d histogram of the given dimensions and adds it to the list of histograms to be saved
234   TString *histoname   = new TString();
235   TString *histotitle   = new TString();
236   
237   //cout<<"creating "<<name<<endl;
238
239   histoname->Append(name);
240   histotitle->Append(title);
241   // printf("%s \n ",histoname->Data());
242   TH1F *histo = new TH1F(histoname->Data(),histotitle->Data(),xbins,xlow,xhigh);
243   histo->SetYTitle(ytitle);
244   histo->SetXTitle(xtitle);
245   histo->Sumw2();
246   fhistoList->Add(histo);
247   delete histoname;
248   delete histotitle;
249     
250 }
251 void AliAnalysisHadEt::CreateIntHisto1D(TString name, TString title, TString xtitle, TString ytitle,Int_t xbins, Int_t xlow,Int_t xhigh)
252 {     //creates a 1d integer histogram and adds it to the list of histograms to be saved
253   TString *histoname   = new TString();
254   TString *histotitle   = new TString();
255   
256   //cout<<"creating "<<name<<endl;
257
258   histoname->Append(name);
259   histotitle->Append(title);
260   // printf("%s \n ",histoname->Data());
261   TH1I *histo = new TH1I(histoname->Data(),histotitle->Data(),xbins,xlow,xhigh);
262   histo->SetYTitle(ytitle);
263   histo->SetXTitle(xtitle);
264   histo->Sumw2();
265   fhistoList->Add(histo);
266   delete histoname;
267   delete histotitle;
268     
269 }
270 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)
271 {     //creates a 2d histogram and adds it to the list of histograms to be saved
272   TString *histoname   = new TString();
273   TString *histotitle   = new TString();
274   
275   //cout<<"creating "<<name<<endl;
276
277   histoname->Append(name);
278   histotitle->Append(title);
279   // printf("%s \n ",histoname->Data());
280   TH2F *histo = new TH2F(histoname->Data(),histotitle->Data(),xbins,xlow,xhigh,ybins,ylow,yhigh);
281   histo->SetYTitle(ytitle);
282   histo->SetXTitle(xtitle);
283   histo->Sumw2();
284   fhistoList->Add(histo);
285   delete histoname;
286   delete histotitle;
287     
288 }
289 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)
290 {     //creates a 2-d integer histogram and adds it to the list of histograms to be saved
291   TString *histoname   = new TString();
292   TString *histotitle   = new TString();
293   
294   //cout<<"creating "<<name<<endl;
295
296   histoname->Append(name);
297   histotitle->Append(title);
298   // printf("%s \n ",histoname->Data());
299   TH2I *histo = new TH2I(histoname->Data(),histotitle->Data(),xbins,xlow,xhigh,ybins,ylow,yhigh);
300   histo->SetYTitle(ytitle);
301   histo->SetXTitle(xtitle);
302   histo->Sumw2();
303   fhistoList->Add(histo);
304   delete histoname;
305   delete histotitle;
306     
307 }
308
309 void AliAnalysisHadEt::CreateEtaHisto1D(TString name, TString title)
310 {     //creates 1d histogram in eta and adds it to the list of histograms to be saved
311   TString *histoname   = new TString();
312   TString *histotitle   = new TString();
313   
314
315   histoname->Append(name);
316   histotitle->Append(title);
317   TH1F *histo = new TH1F(histoname->Data(),histotitle->Data(),fgnumOfEtaBins, fgEtaAxis);
318   histo->SetYTitle("E_{T}");
319   histo->SetXTitle("#eta");
320   histo->Sumw2();
321   fhistoList->Add(histo);
322   delete histoname;
323   delete histotitle;
324     
325 }
326 void AliAnalysisHadEt::FillHisto1D(TString histname, Float_t x, Float_t weight)
327 {//fills a 1d histogram with the name histoname with the value x and the weight "weight"
328   TH1F     *histo; 
329   TString  *name   = new TString();
330
331   name->Append(histname);       
332   histo = (TH1F *)fhistoList->FindObject(name->Data()); 
333   if(histo){
334     histo->Fill((Double_t)x, weight);
335   }
336   else{cerr<<"CorrelationMaker::FillHisto1D: no histogram "<< name->Data()<<endl;}
337   delete name;
338 }
339 void AliAnalysisHadEt::FillHisto2D(TString histname, Float_t x, Float_t y, Float_t weight)
340 {//fills a 2d histogram with the name histoname with the value x and the weight "weight"
341   TH2F     *histo; 
342   TString  *name   = new TString();
343   
344   name->Append(histname);       
345   histo = (TH2F *)fhistoList->FindObject(name->Data()); 
346   if(histo){
347     histo->Fill((Double_t)x,(Double_t)y, weight);
348   }
349   else{cerr<<"CorrelationMaker::FillHisto2D: no histogram "<< name->Data()<<endl;}
350   delete name;
351 }
352
353
354 Float_t AliAnalysisHadEt::Et(TParticle *part, float mass){//function to calculate et in the same way as it would be calculated in a calorimeter
355   if(mass+1000<0.01){//if no mass given return default.  The default argument is -1000
356     if(TMath::Abs(part->GetPDG(0)->PdgCode())==2212 || TMath::Abs(part->GetPDG(0)->PdgCode())==2112){
357       if(part->GetPDG(0)->PdgCode()==-2212 || part->GetPDG(0)->PdgCode()==-2112){//antiproton or antineutron
358         //for antinucleons we specifically want to return the kinetic energy plus twice the rest mass
359         return (part->Energy()+part->GetMass())*TMath::Sin(part->Theta());
360       }
361       if(part->GetPDG(0)->PdgCode()==2212 || part->GetPDG(0)->PdgCode()==2112){//antiproton or antineutron
362         //for nucleons we specifically want to return the kinetic energy only
363         return (part->Energy()-part->GetMass())*TMath::Sin(part->Theta());
364       }
365     }
366     else{//otherwise go to the default
367       return part->Energy()*TMath::Sin(part->Theta());
368     }
369   }
370   else{//otherwise use the mass that was given
371     return (TMath::Sqrt(TMath::Power(part->P(),2.0)+TMath::Power(mass,2.0)))*TMath::Sin(part->Theta());
372   }
373   return 0.0;
374 }
375 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
376   if(pid==fPiPlusCode || pid==fPiMinusCode){//Nothing special for pions
377     return TMath::Sqrt(p*p + fPionMass*fPionMass) * TMath::Sin(theta);
378   }
379   if(pid==fKPlusCode || pid==fKMinusCode){//Nothing special for kaons
380     return TMath::Sqrt(p*p + fKaonMass*fKaonMass) * TMath::Sin(theta);
381   }
382   if(pid==fEPlusCode || pid==fEMinusCode){//Nothing special for electrons
383     return TMath::Sqrt(p*p + fElectronMass*fElectronMass) * TMath::Sin(theta);
384   }
385   if(pid==fProtonCode || pid==fAntiProtonCode){//But for protons we must be careful...
386     if(charge<0.0){//antiprotns: kinetic energy plus twice the rest mass
387       return (TMath::Sqrt(p*p + fProtonMass*fProtonMass) + fProtonMass) * TMath::Sin(theta);
388     }
389     if(charge>0.0){//antiprotns: kinetic energy only
390       return (TMath::Sqrt(p*p + fProtonMass*fProtonMass) - fProtonMass) * TMath::Sin(theta);
391     }
392   }
393   cerr<<"Uh-oh!  Et not set properly!"<<endl;
394   return 0.0;
395 }