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