fcc9d0f7f3a3602258d6eb24fb1170406dcf7c96
[u/mrichter/AliRoot.git] / PWGCF / Correlations / DPhi / FourierDecomposition / AliMuonEffMC.cxx
1 // MUON track QA referring AliMuonEffMC.cxx
2 // Author : Saehanseul Oh
3
4 #include "AliMuonEffMC.h"
5
6 #include <TList.h>
7 #include <TH1D.h>
8 #include <TH2F.h>
9 #include <TH3F.h>
10 #include <THn.h>
11 #include <TChain.h>
12 #include <TFile.h>
13
14 #include "AliAnalysisManager.h"
15 #include "AliAnalysisTask.h"
16 #include "AliESDVertex.h"
17 #include "AliESDEvent.h"
18 #include "AliAODEvent.h"
19 #include "AliESDMuonTrack.h"
20 #include "AliAODTrack.h"
21 #include "AliESDVertex.h"
22 #include "AliAODVertex.h"
23 #include "AliCentrality.h"
24 #include "AliVParticle.h"
25 #include "AliMCParticle.h"
26 #include "AliAnalysisHelperJetTasks.h"
27 #include "AliMCEvent.h"
28
29 using std::cout;
30 using std::endl;
31
32 ClassImp(AliMuonEffMC)
33
34 //________________________________________________________________________
35 AliMuonEffMC::AliMuonEffMC() :
36   AliAnalysisTaskSE(), fESD(0), fAOD(0), fMC(0), fCentrality(99), fZVertex(99), fOutputList(0x0),      
37   fHEventStat(0), fHEvt(0x0), fIsMc(kTRUE), fMDProcess(kTRUE), fCentralityEstimator("V0M"),
38   fNEtaBins(15), fNpTBins(100), fNCentBins(5), fNZvtxBins(10), fNPhiBins(24),
39   fHMuonParGen(0x0), fHMuonDetGen(0x0), fHMuonDetRec(0x0), fHEtcDetRec(0x0)
40 {
41   // Constructor
42 }
43
44 //________________________________________________________________________
45 AliMuonEffMC::AliMuonEffMC(const char *name) :
46   AliAnalysisTaskSE(name), fESD(0), fAOD(0), fMC(0), fCentrality(99), fZVertex(99), fOutputList(0x0),      
47   fHEventStat(0), fHEvt(0x0),  fIsMc(kTRUE), fMDProcess(kTRUE), fCentralityEstimator("V0M"),
48   fNEtaBins(15), fNpTBins(100), fNCentBins(5), fNZvtxBins(10), fNPhiBins(24),
49   fHMuonParGen(0x0), fHMuonDetGen(0x0), fHMuonDetRec(0x0), fHEtcDetRec(0x0)
50 {
51   // Constructor
52   DefineInput(0, TChain::Class());
53   DefineOutput(1, TList::Class());
54 }
55
56 //________________________________________________________________________
57 AliMuonEffMC::~AliMuonEffMC()
58 {
59   //Destructor
60   if(fOutputList) delete fOutputList;
61 }
62
63 //________________________________________________________________________
64 void AliMuonEffMC::UserCreateOutputObjects()
65 {
66   // Create histograms
67   // Called once (per slave on PROOF!)
68   for(Int_t i=0; i<4; i++)
69   {
70     fHMuMotherGenPt[i] = 0x0;
71     fHMuMotherRecPt[i] = 0x0;
72     fHMuMotherGenPhi[i] = 0x0;
73     fHMuMotherRecPhi[i] = 0x0;
74     fHMuMotherGenEta[i] = 0x0;
75     fHMuMotherRecEta[i] = 0x0;
76     fHMuDCA[i] = 0x0;
77   }
78
79   fOutputList = new TList();
80   fOutputList->SetOwner(1);
81  
82   fHEventStat = new TH1D("fHEventStat","Event statistics for analysis",18,0,18);
83   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(1,"Event");
84   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(2,"SelectedEvent");
85   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(3,"File");
86   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(4,"fSPHighpt");  //!Global Trigger Single plus High p_T
87   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(5,"fSPAllpt");   //!Global Trigger Single plus All p_T
88   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(6,"fSMLowpt");   //!Global Trigger Single minus Low p_T
89   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(7,"fSMHighpt");  //!Global Trigger Single minus High p_T
90   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(8,"fSMAllpt");   //!Global Trigger Single minus All p_T
91   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(9,"fSULowpt");   //!Global Trigger Single undefined Low p_T
92   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(10,"fSUHighpt"); //!Global Trigger Single undefined High p_T
93   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(11,"fSUAllpt");  //!Global Trigger Single undefined All p_T
94   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(12,"fUSLowpt");  //!Global Trigger UnlikeSign pair Low p_T
95   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(13,"fUSHighpt"); //!Global Trigger UnlikeSign pair High p_T
96   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(14,"fUSAllpt");  //!Global Trigger UnlikeSign pair All p_T
97   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(15,"fLSLowpt");  //!Global Trigger LikeSign pair pair Low p_T
98   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(16,"fLSHighpt"); //!Global Trigger LikeSign pair pair High p_T
99   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(17,"fLSAllpt");  //!Global Trigger LikeSign pair pair All p_T
100   fHEventStat->GetXaxis()->SetBinLabel(18,"fSPLowpt");   //!Global Trigger Single plus Low p_T
101   fOutputList->Add(fHEventStat);
102
103   fHEvt = new TH2F("fHEvt", "Event-level variables; Zvtx; Cent", 30, -15, 15, 103, -2, 101);
104   fOutputList->Add(fHEvt);
105
106
107   Int_t iTrackBin[5];
108   Double_t* trackBins[5];
109   const char* trackAxisTitle[5];
110
111   // eta
112   Double_t etaBins[fNEtaBins+1];
113   for (Int_t i=0; i<=fNEtaBins; i++) { etaBins[i] = (Double_t)(-4.0 + 1.5/fNEtaBins*i); }
114   iTrackBin[0] = fNEtaBins;
115   trackBins[0] = etaBins;
116   trackAxisTitle[0] = "#eta";
117
118   // p_T
119   Double_t pTBins[fNpTBins+1];
120   for (Int_t i=0; i<=fNpTBins; i++) { pTBins[i] = (Double_t)(10.0/fNpTBins*i); }
121   iTrackBin[1] = fNpTBins;
122   trackBins[1] = pTBins;
123   trackAxisTitle[1] = "p_{T} (GeV/c)";
124
125   // centrality
126   Double_t CentBins[fNCentBins+1];
127   for (Int_t i=0; i<=fNCentBins; i++) { CentBins[i] = (Double_t)(100.0/fNCentBins*i); }
128   iTrackBin[2] = fNCentBins;
129   trackBins[2] = CentBins;
130   trackAxisTitle[2] = "Cent";
131
132   // Z-vertex
133   Double_t ZvtxBins[fNZvtxBins+1];
134   for (Int_t i=0; i<=fNZvtxBins; i++) { ZvtxBins[i] = (Double_t)(-10.0 + 20.0/fNZvtxBins*i); }
135   iTrackBin[3] = fNZvtxBins;
136   trackBins[3] = ZvtxBins;
137   trackAxisTitle[3] = "Zvtx";
138
139   // phi
140   Double_t phiBins[fNPhiBins+1];
141   for (Int_t i=0; i<=fNPhiBins; i++) { phiBins[i] = (Double_t)(TMath::TwoPi()/fNPhiBins * i); }
142   iTrackBin[4] = fNPhiBins;
143   trackBins[4] = phiBins;
144   trackAxisTitle[4] = "#phi";
145
146   // THn for tracking efficiency
147   fHMuonParGen = new THnF("fHMuonParGen", "", 5, iTrackBin, 0, 0);
148   for (Int_t i=0; i<5; i++)
149   {
150     fHMuonParGen->SetBinEdges(i, trackBins[i]);
151     fHMuonParGen->GetAxis(i)->SetTitle(trackAxisTitle[i]);
152   }
153   fHMuonParGen->Sumw2();
154   fOutputList->Add(fHMuonParGen);
155
156   fHMuonDetGen = (THnF*) fHMuonParGen->Clone("fHMuonDetGen");
157   fHMuonDetGen->Sumw2();
158   fOutputList->Add(fHMuonDetGen);
159
160   fHMuonDetRec = (THnF*) fHMuonParGen->Clone("fHMuonDetRec");
161   fHMuonDetRec->Sumw2();
162   fOutputList->Add(fHMuonDetRec);
163
164   fHEtcDetRec = (THnF*) fHMuonParGen->Clone("fHEtcDetRec");
165   fHEtcDetRec->Sumw2();
166   fOutputList->Add(fHEtcDetRec);
167
168   if(fMDProcess)
169   {
170     const char* MotherSpecies[4] = {"Pion","Kaon","D", "Etc"};
171     
172     for(Int_t i=0; i<4; i++)
173     {
174       fHMuMotherGenPt[i] = new TH2F(Form("fHMuMotherGenPt_%s",MotherSpecies[i]),";p_{T,muon}^{gen} (GeV/c);p_{T,mother}^{Truth} (GeV/c);",500, 0, 50, 500, 0, 50);
175       fOutputList->Add(fHMuMotherGenPt[i]);
176       
177       fHMuMotherRecPt[i] = new TH2F(Form("fHMuMotherRecPt_%s",MotherSpecies[i]),";p_{T,muon}^{rec} (GeV/c);p_{T,mother}^{Truth} (GeV/c);",500, 0, 50, 500, 0, 50);
178       fOutputList->Add(fHMuMotherRecPt[i]);
179       
180       fHMuMotherGenPhi[i] = new TH2F(Form("fHMuMotherGenPhi_%s",MotherSpecies[i]),";#phi_{gen};mother #phi;",100, 0, TMath::TwoPi(), 100, 0, TMath::TwoPi());
181       fOutputList->Add(fHMuMotherGenPhi[i]);
182       
183       fHMuMotherRecPhi[i] = new TH2F(Form("fHMuMotherRecPhi_%s",MotherSpecies[i]),";#phi_{rec};mother #phi;",100, 0, TMath::TwoPi(), 100, 0, TMath::TwoPi());
184       fOutputList->Add(fHMuMotherRecPhi[i]);
185       
186       fHMuMotherGenEta[i] = new TH2F(Form("fHMuMotherGenEta_%s",MotherSpecies[i]),";#eta_{gen};mother #eta;",100, -5., -1., 100, -5., -1.);
187       fOutputList->Add(fHMuMotherGenEta[i]);
188       
189       fHMuMotherRecEta[i] = new TH2F(Form("fHMuMotherRecEta_%s",MotherSpecies[i]),";#eta_{rec};mother #eta;",100, -5., -1., 100, -5., -1.);
190       fOutputList->Add(fHMuMotherRecEta[i]);
191       
192       fHMuDCA[i] =  new TH1F(Form("fHMuDCA_%s",MotherSpecies[i]), ";DCA", 100, 0, 50);
193       fOutputList->Add(fHMuDCA[i]);
194     }
195   }
196   PostData(1, fOutputList);
197 }
198
199 //________________________________________________________________________
200 void AliMuonEffMC::UserExec(Option_t *) 
201 {
202   // Main loop, Called for each event
203   Int_t ntrks = 0; // number of tracks in an event
204
205   if(((TString)InputEvent()->IsA()->GetName())=="AliAODEvent")
206   {
207     fAOD = dynamic_cast<AliAODEvent*>(InputEvent());
208     if (!fAOD) { AliError("AOD event not found. Nothing done!"); return; }
209     ntrks = fAOD->GetNTracks();
210   } 
211   else
212   {
213     fESD = dynamic_cast<AliESDEvent*>(InputEvent());
214     if (!fESD) { AliError("ESD event not found. Nothing done!"); return; }
215     ntrks = fESD->GetNumberOfMuonTracks();
216   }
217         
218   fHEventStat->Fill(0.5);
219   if(fIsMc) 
220   {
221     fMC = MCEvent();
222     if (!fMC) { AliError("MC event not avaliable."); return; }
223   }
224
225   // Centrality, vertex, other event variables...
226   if(fAOD)
227   { 
228     const AliAODVertex* vertex = fAOD->GetPrimaryVertex();
229     fZVertex = vertex->GetZ();
230     if(fAOD->GetCentrality())  fCentrality = fAOD->GetCentrality()->GetCentralityPercentile("fCentralityEstimator");
231   }
232   else if(fESD) 
233   {
234     const AliESDVertex* vertex = fESD->GetPrimaryVertex();
235     fZVertex = vertex->GetZ();
236     if(fESD->GetCentrality()) fCentrality = fESD->GetCentrality()->GetCentralityPercentile("fCentralityEstimator");
237   }   
238
239   if ((fESD && !VertexOk(fESD)) || (fAOD && !VertexOk(fAOD))) { AliInfo(Form("Event REJECTED. z = %.1f", fZVertex)); return; }
240   if (fCentrality > 100. || fCentrality < -1.5) { AliInfo(Form("Event REJECTED. fCentrality = %.1f", fCentrality)); return; }
241  
242   if(fCentrality < 0) fCentrality = 100.5;
243   // Fill Event histogram
244   fHEvt->Fill(fZVertex, fCentrality);
245   fHEventStat->Fill(1.5);
246  
247   ULong64_t trigword = 0;
248   if(fAOD) trigword=fAOD->GetTriggerMask();
249   else if(fESD) trigword=fESD->GetTriggerMask();
250  
251   if (trigword & 0x01) fHEventStat->Fill(17.5);
252   if (trigword & 0x02) fHEventStat->Fill(3.5);
253   if (trigword & 0x04) fHEventStat->Fill(4.5);
254   if (trigword & 0x08) fHEventStat->Fill(5.5);      
255   if (trigword & 0x010) fHEventStat->Fill(6.5);
256   if (trigword & 0x020) fHEventStat->Fill(7.5);
257   if (trigword & 0x040) fHEventStat->Fill(8.5);
258   if (trigword & 0x080) fHEventStat->Fill(9.5);
259   if (trigword & 0x100) fHEventStat->Fill(10.5);
260   if (trigword & 0x200) fHEventStat->Fill(11.5);
261   if (trigword & 0x400) fHEventStat->Fill(12.5);
262   if (trigword & 0x800) fHEventStat->Fill(13.5);
263   if (trigword & 0x1000) fHEventStat->Fill(14.5);
264   if (trigword & 0x2000) fHEventStat->Fill(15.5);
265   if (trigword & 0x4000) fHEventStat->Fill(16.5);
266
267   if(fIsMc)
268   {
269     for (Int_t iTrack = 0; iTrack<ntrks; iTrack++) 
270     { 
271       // loop on muon tracks
272       Int_t label = 0;
273       Double_t trackpt = 0;
274       Double_t tracketa = 0;
275       Double_t trackphi = 0;
276       Double_t dcavalue = 0;
277       if(fAOD)
278       {
279         AliAODTrack* muonTrack = (AliAODTrack*)fAOD->GetTrack(iTrack);
280         if(muonTrack)
281         {
282           if(!(IsGoodMUONtrack(*muonTrack)) || !(muonTrack->IsMuonTrack())) continue;
283           trackpt = muonTrack->Pt();
284           tracketa = muonTrack->Eta();
285           trackphi = muonTrack->Phi();
286           label =  TMath::Abs(muonTrack->GetLabel());
287         }
288       }
289       else if(fESD)
290       {
291         AliESDMuonTrack* muonTrack = fESD->GetMuonTrack(iTrack);
292         if(muonTrack)
293         {
294           if(!IsGoodMUONtrack(*muonTrack)) continue;
295           trackpt = muonTrack->Pt();
296           tracketa = muonTrack->Eta();
297           trackphi = muonTrack->Phi();
298           label =  TMath::Abs(muonTrack->GetLabel());
299           dcavalue = muonTrack->GetDCA();
300         }
301       }
302
303       Double_t fillArrayDetRec[5] = { tracketa, trackpt, fCentrality, fZVertex, trackphi };
304       fHMuonDetRec->Fill(fillArrayDetRec); 
305         
306       AliMCParticle *McParticle  = (AliMCParticle*)fMC->GetTrack(label);
307       if(TMath::Abs(McParticle->PdgCode()) != 13) 
308       {
309         fHEtcDetRec->Fill(fillArrayDetRec); 
310         continue;
311       }
312       Double_t fillArrayDetGen[5] = { McParticle->Eta(), McParticle->Pt(), fCentrality, fZVertex, McParticle->Phi() };
313       fHMuonDetGen->Fill(fillArrayDetGen);
314         
315       if(fMDProcess)
316       {
317         if(McParticle->GetMother() > 0)
318         {
319           AliMCParticle *MotherParticle  = (AliMCParticle*)fMC->GetTrack(McParticle->GetMother());
320           Int_t motherlabel = TMath::Abs(MotherParticle->PdgCode());
321             
322           if(motherlabel==411 || motherlabel==413 || motherlabel==421 || motherlabel==423 || motherlabel==431 || motherlabel==433 || motherlabel==10413 || motherlabel==10411 || motherlabel==10423 || motherlabel==10421 || motherlabel==10433 || motherlabel==10431 || motherlabel==20413 || motherlabel==415 || motherlabel==20423 || motherlabel==425 || motherlabel==20433 || motherlabel==435)
323           {  
324             fHMuMotherGenPt[2]->Fill(McParticle->Pt(), MotherParticle->Pt());
325             fHMuMotherRecPt[2]->Fill(trackpt, MotherParticle->Pt());
326             fHMuMotherGenPhi[2]->Fill(McParticle->Phi(), MotherParticle->Phi());
327             fHMuMotherRecPhi[2]->Fill(trackphi, MotherParticle->Phi());
328             fHMuMotherGenEta[2]->Fill(McParticle->Eta(), MotherParticle->Eta());
329             fHMuMotherRecEta[2]->Fill(tracketa, MotherParticle->Eta());
330             if(fESD) fHMuDCA[2]->Fill(dcavalue);
331           }
332           else if(motherlabel==211) 
333             {
334               fHMuMotherGenPt[0]->Fill(McParticle->Pt(), MotherParticle->Pt());
335               fHMuMotherRecPt[0]->Fill(trackpt, MotherParticle->Pt());
336               fHMuMotherGenPhi[0]->Fill(McParticle->Phi(), MotherParticle->Phi());
337               fHMuMotherRecPhi[0]->Fill(trackphi, MotherParticle->Phi());
338               fHMuMotherGenEta[0]->Fill(McParticle->Eta(), MotherParticle->Eta());
339               fHMuMotherRecEta[0]->Fill(tracketa, MotherParticle->Eta());
340               if(fESD) fHMuDCA[0]->Fill(dcavalue);
341             }
342             else if(motherlabel==321)
343             {
344               fHMuMotherGenPt[1]->Fill(McParticle->Pt(), MotherParticle->Pt());
345               fHMuMotherRecPt[1]->Fill(trackpt, MotherParticle->Pt());
346               fHMuMotherGenPhi[1]->Fill(McParticle->Phi(), MotherParticle->Phi());
347               fHMuMotherRecPhi[1]->Fill(trackphi, MotherParticle->Phi());
348               fHMuMotherGenEta[1]->Fill(McParticle->Eta(), MotherParticle->Eta());
349               fHMuMotherRecEta[1]->Fill(tracketa, MotherParticle->Eta());
350               if(fESD) fHMuDCA[1]->Fill(dcavalue);
351             }   
352             else 
353             {
354               fHMuMotherGenPt[3]->Fill(McParticle->Pt(), MotherParticle->Pt());
355               fHMuMotherRecPt[3]->Fill(trackpt, MotherParticle->Pt());
356               fHMuMotherGenPhi[3]->Fill(McParticle->Phi(), MotherParticle->Phi());
357               fHMuMotherRecPhi[3]->Fill(trackphi, MotherParticle->Phi());
358               fHMuMotherGenEta[3]->Fill(McParticle->Eta(), MotherParticle->Eta());
359               fHMuMotherRecEta[3]->Fill(tracketa, MotherParticle->Eta());
360               if(fESD) fHMuDCA[3]->Fill(dcavalue);
361             }
362           }    
363         } // (mother hadron) : (daughter muon) QA 
364       } 
365     }
366     
367     for (Int_t ipart=0; ipart<fMC->GetNumberOfTracks(); ipart++)
368     {
369       AliMCParticle *McParticle  = (AliMCParticle*)fMC->GetTrack(ipart);
370       if(TMath::Abs(McParticle->PdgCode())==13) 
371       {
372         Double_t fillArrayParGen[5] = { McParticle->Eta(), McParticle->Pt(), fCentrality, fZVertex, McParticle->Phi() };
373         fHMuonParGen->Fill(fillArrayParGen);
374       }
375     }  
376
377   PostData(1, fOutputList);
378   return;
379 }
380
381 //________________________________________________________________________
382 void AliMuonEffMC::Terminate(Option_t *) 
383 {
384   // Draw result to the screen
385   // Called once at the end of the query
386
387 }
388
389 //________________________________________________________________________
390 Bool_t AliMuonEffMC::VertexOk(TObject* obj) const
391 {
392   // Modified from AliAnalyseLeadingTrackUE::VertexSelection()
393   
394   Int_t nContributors  = 0;
395   Double_t zVertex     = 999;
396   TString name("");
397   
398   if (obj->InheritsFrom("AliESDEvent")) {
399     AliESDEvent* esdevt = (AliESDEvent*) obj;
400     const AliESDVertex* vtx = esdevt->GetPrimaryVertex();
401     if (!vtx)
402       return 0;
403     nContributors = vtx->GetNContributors();
404     zVertex       = vtx->GetZ();
405     name          = vtx->GetName();
406   }
407   else if (obj->InheritsFrom("AliAODEvent")) { 
408     AliAODEvent* aodevt = (AliAODEvent*) obj;
409     if (aodevt->GetNumberOfVertices() < 1)
410       return 0;
411     const AliAODVertex* vtx = aodevt->GetPrimaryVertex();
412     nContributors = vtx->GetNContributors();
413     zVertex       = vtx->GetZ();
414     name          = vtx->GetName();
415   }
416   
417   // Reject if TPC-only vertex
418   if (name.CompareTo("TPCVertex")==0)
419     return kFALSE;
420   
421   // Check # contributors and range...
422   if( nContributors < 1 || TMath::Abs(zVertex) > 10 ) {
423     return kFALSE;
424   }
425   
426   return kTRUE;
427 }
428
429
430 //________________________________________________________________________
431 Bool_t AliMuonEffMC::IsGoodMUONtrack(AliESDMuonTrack &track)
432 {
433   // Applying track cuts for MUON tracks
434   if(!track.ContainTrackerData()) return kFALSE;
435
436   Double_t thetaTrackAbsEnd = TMath::ATan(track.GetRAtAbsorberEnd()/505.) * TMath::RadToDeg();
437   Double_t eta = track.Eta();
438
439   // Theta cut at absorber end
440   if(thetaTrackAbsEnd <= 2. || thetaTrackAbsEnd >= 10.) return kFALSE;
441   // Eta cut
442   if(eta <= -4. || eta >= -2.5) return kFALSE;
443   if(track.GetMatchTrigger() <= 0) return kFALSE;
444
445   return kTRUE;
446 }
447
448 //________________________________________________________________________
449 Bool_t AliMuonEffMC::IsGoodMUONtrack(AliAODTrack &track)
450 {
451   if (!track.IsMuonTrack()) return kFALSE;
452
453   Double_t dThetaAbs = TMath::ATan(track.GetRAtAbsorberEnd()/505.)
454                      * TMath::RadToDeg();
455   if ((dThetaAbs<2.) || (dThetaAbs>10.)) return kFALSE;
456
457   Double_t dEta = track.Eta();
458   if ((dEta<-4.) || (dEta>2.5)) return kFALSE;
459
460   if (track.GetMatchTrigger()<0.5) return kFALSE;
461
462   return kTRUE;
463 }