PWGHF/hfe/AliHFEmcQA.h

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
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   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15 //
  16 // QA class of Heavy Flavor quark and fragmeted/decayed particles
  17 // -Check kinematics of Heavy Quarks/hadrons, and decayed leptons
  18 //    pT, rapidity
  19 //    decay lepton kinematics w/wo acceptance
  20 //    heavy hadron decay length, electron pT fraction carried from decay
  21 // -Check yield of Heavy Quarks/hadrons
  22 //    Number of produced heavy quark
  23 //    Number of produced hadron of given pdg code
  24 //
  25
  26 #ifndef ALIHFEMCQA_H
  27 #define ALIHFEMCQA_H
  28
  29 #ifndef ROOT_TObject
  30 //#include <TObject.h>
  31 #endif
  32
  33 class TH1F;
  34 class TH2F;
  35 class TList;
  36 class TParticle;
  37 class TString;
  38 class AliMCEvent;
  39 class AliGenEventHeader;
  40 class AliMCParticle;
  41 class AliAODMCParticle;
  42 class AliHFEcollection;
  43 class TTreeSRedirector;
  44
  45 //________________________________________________________________
  46 class AliHFEmcQA: public TObject {
  47
  48   public:
  49     enum heavyType {kCharm=4, kBeauty=5, kOthers=6, kElectronPDG=11};
  50     enum qType {kQuark, kantiQuark, kHadron, keHadron, kDeHadron, kElectron, kElectron2nd};
  51     enum SourceType {
  52         kDirectCharm=1,         // electrons from primary charmed hadrons and primary resonance charmed hadrons(primary charmed hadrons, charmed hadrons decaying from the charmed hadron resonances(ex. D*): D->e )
  53         kDirectBeauty=2,        // electrons from primary beauty hadrons and primary resonance beauty hadrons (primary beauty hadrons, beauty hadrons decaying from the beauty hadron resonances: B->e)
  54         kBeautyCharm=3,         // electrons from charmed hadrons decaying from the beauty hadrons (B->D->e)
  55         kGamma=4,               // should be obsolete -> please let me know if you see something!
  56         kPi0=5,                 // electrons from p0 Dalitz
  57         kElse=6,                // all the other sources which was not in this enumeration
  58         kMisID=7,               // not the electrons (hadrons)
  59         kEta=8,                 // electrons from eta Dalitz
  60         kOmega=9,               // electrons from omega decay (Dalitz and di-electrons)
  61         kPhi=10,                // electrons from phi decay (di-electron)
  62         kEtaPrime=11,           // electrons from eta prime decay (Dalitz and 2charged-pions&di-electrons)
  63         kRho0=12,               // electrons from rho decay (di-electron)
  64         kGammaPi0=13,           // electrons from photon conversion where the photon originated from pi0
  65         kGammaEta=14,           // electrons from photon conversion where the photon originated from eta
  66         kGammaOmega=15,         // electrons from photon conversion where the photon originated from omega
  67         kGammaPhi=16,           // electrons from photon conversion where the photon originated from phi
  68         kGammaEtaPrime=17,      // electrons from photon conversion where the photon originated from eta prime
  69         kGammaRho0=18,          // electrons from photon conversion where the photon originated from rho
  70         kJpsi=19,               // electrons from primary J/psi decay
  71         kB2Jpsi=20,             // electrons from J/psi decay where the J/psi originated from the beauty hadrons
  72         kKe3=21,                // Ke3 electrons
  73         kGammaB2M=22,           // electrons from photon conversion from meson where the meson originated from the beauty hadrons
  74         kGammaD2M=23,           // electrons from photon conversion from meson where the meson originated from the charm hadrons
  75         kGammaM2M=24,           // electrons from photon conversion from the light meson decay where the light meson originated from other light meson
  76         kB2M=25,                // electrons from the meson where the meson originated from the beauty hadrons
  77         kD2M=26,                // electrons from the meson where the meson originated from the charm hadrons
  78         kM2M=27,                // electrons from the light meson decay where the light meson originated from other light meson
  79         kScdryM=28              // secondary mesons (mainly pions but I didn't differentiate the mesons)
  80     };
  81     enum ProcessType {
  82       kPairCreationFromq,  kPairCreationFromg,  kFlavourExitation,  kGluonSplitting, kInitialPartonShower, kLightQuarkShower
  83     };
  84     enum{
  85       kBgPtBins = 44,
  86         kElecBgSpecies = 6,
  87         kCentBins = 11,
  88         kBgLevels = 3
  89     };
  90
  91
  92     AliHFEmcQA();
  93     AliHFEmcQA(const AliHFEmcQA &p); // copy constructor
  94     AliHFEmcQA &operator=(const AliHFEmcQA &); // assignment operator
  95
  96     virtual ~AliHFEmcQA();
  97
  98     TList *GetList() const { return fQAhistos; };
  99     void PostAnalyze() const;
 100     void CreatDefaultHistograms(TList * const qaList); // create default histograms
 101     void CreateHistograms(const Int_t kquark); // create histograms for mc qa analysis
 102     void SetMCEvent(AliMCEvent* const mcEvent){fMCEvent = mcEvent;}
 103     void SetGenEventHeader(AliGenEventHeader* const mcHeader){fMCHeader=mcHeader;} // set stack pointer
 104     void SetMCArray(TClonesArray* const mcarry){fMCArray=mcarry;} // set mcarray pointer
 105     void Init();
 106
 107     void GetQuarkKine(TParticle *part, Int_t iTrack, const Int_t kquark); // get heavy quark kinematics distribution
 108     void GetHadronKine(TParticle *part, const Int_t kquark); // get heavy hadron kinematics distribution
 109     void GetDecayedKine(TParticle *part, const Int_t kquark, const Int_t kdecayed); // get decay electron kinematics distribution
 110     void GetDecayedKine(AliAODMCParticle *mcpart, const Int_t kquark, Int_t kdecayed); // get decay electron kinematics for AOD
 111     void GetMesonKine(); // get meson and its decay electron pt spectra
 112     void EndOfEventAna(const Int_t kquark); // run analysis which should be done at the end of the event loop
 113     Int_t GetSource(const TParticle * const mcpart) const; // return source id
 114     Int_t GetElecSource(const AliVParticle * const mctrack, Bool_t isElec) const;
 115     Int_t GetElecSource(TParticle * const mcpart, Bool_t isElec) const; // return electron source id
 116     Int_t GetElecSource(const AliAODMCParticle * const mcpart, Bool_t isElec) const;
 117     Int_t GetSource(const AliVParticle * const mcpart) const; // return electron source id for AOD
 118     Double_t GetWeightFactor(AliMCParticle *mctrack, const Int_t iBgLevel); // return best/lower/upper weighting factor for electron's mother meson
 119     Double_t GetWeightFactor(const AliAODMCParticle * const mcpart, const Int_t iBgLevel);
 120     Double_t GetWeightFactorForPrimaries(const AliAODMCParticle * const mcpart, const Int_t iBgLevel);
 121     Int_t GetWeightCentralityBin(const Float_t percentile) const; //translate the centrality percentile into the centrality bin of the reference weighting histograms for electron background
 122     void EnableDebugStreamer() { fIsDebugStreamerON = kTRUE;};
 123     void EnableGetWeightHist() { fGetWeightHist = kTRUE;};
 124
 125     void SetBackgroundWeightFactor(Double_t *elecBackgroundFactor, Double_t *binLimit);
 126     void SetContainerStep(Int_t containerStep) { fContainerStep = containerStep;};
 127     void SetHFEImpactParameters(Double_t hfeimpactR, Double_t hfeimpactnsigmaR) {fHfeImpactR = hfeimpactR; fHfeImpactnsigmaR = hfeimpactnsigmaR; };
 128     void SetTrkKine(Double_t pt, Double_t eta, Double_t phi) {fRecPt = pt; fRecEta = eta; fRecPhi = phi;};
 129     void SetITSInfo(Double_t ilyrhit, Double_t ilyrstat) { fLyrhit = ilyrhit; fLyrstat = ilyrstat;};
 130
 131     void SetCentrality(Int_t centrality) { fCentrality = centrality; };
 132     void SetPercentrality(Int_t percentrality) { fPerCentrality = percentrality; };//centrality percentile
 133     void SetPbPb() { fIsPbPb = kTRUE; };
 134     void SetPP() { fIsPbPb = kFALSE; };
 135     void SetPPMultiBin() { fIsppMultiBin = kFALSE; };
 136     Bool_t IsPbPb() const { return fIsPbPb; };
 137     Bool_t IsPP() const { return !fIsPbPb; };
 138     Bool_t IsPPMultiBin() const { return fIsppMultiBin; };
 139
 140   protected:
 141     Int_t GetMother(const AliVParticle * const track) const;
 142     void IdentifyMother(Int_t motherlabel, Int_t &motherpdg, Int_t &grandmotherlabel); //
 143     void HardScattering(const Int_t kquark, Int_t &motherID, Int_t &mothertype, Int_t &motherlabel); // check if the quark is produced from hard scattering
 144     void ReportStrangeness(Int_t &motherID, Int_t &mothertype, Int_t &motherlabel); // report if the quark production process is unknown
 145     Bool_t IsFromInitialShower(Int_t inputmotherlabel, Int_t &motherID, Int_t &mothertype, Int_t &motherlabel); // check if the quark is produced from initial parton shower
 146     Bool_t IsFromFinalParton(Int_t inputmotherlabel, Int_t &motherID, Int_t &mothertype, Int_t &motherlabel); // check if the quark is produced from final parton shower
 147
 148     AliMCEvent* fMCEvent; // mcevent pointer
 149     AliGenEventHeader* fMCHeader; // mcheader pointer
 150     TClonesArray *fMCArray; // mc array pointer
 151
 152     static const Int_t fgkGluon=21; // gluon pdg code
 153     static const Int_t fgkMaxGener=10; // ancester level wanted to be checked
 154     static const Int_t fgkMaxIter=100; // number of iteration to find out matching particle
 155     static const Int_t fgkqType=7; // number of particle type to be checked
 156     static const Int_t fgkEtaRanges=3; // cuts for different eta ranges
 157
 158     struct AliHists{
 159       TH1F *fPdgCode; // histogram to store particle pdg code
 160       TH1F *fPt; // histogram to store pt
 161       TH1F *fY; // histogram to store rapidity
 162       TH1F *fEta; // histogram to store eta
 163
 164                         AliHists()
 165                           : fPdgCode()
 166                           , fPt()
 167                           , fY()
 168                           , fEta()
 169       {
 170                           // default constructor
 171                         };
 172                         AliHists(const AliHists & p)
 173                           : fPdgCode(p.fPdgCode)
 174                           , fPt(p.fPt)
 175                           , fY(p.fY)
 176                           , fEta(p.fEta)
 177       {
 178                           // copy constructor
 179                         };
 180                         AliHists &operator=(const AliHists &)
 181                         {
 182                           // assignment operator, not yet implemented
 183                           return *this;
 184                         }
 185       void FillList(TList *l) const;
 186     };
 187     struct AliHistsComm {
 188       TH1F *fNq; // histogram to store number of quark
 189       TH1F *fProcessID; // histogram to store process id
 190       TH2F *fePtRatio; // fraction of electron pT from D or B hadron
 191       TH2F *fPtCorr; // pt correlation between e and direct D or B
 192       TH2F *fPtCorrDp; // pt correlation between e and direct D+
 193       TH2F *fPtCorrD0; // pt correlation between e and direct D0
 194       TH2F *fPtCorrDrest; // pt correlation between e and direct D rest
 195       TH2F *fDePtRatio; // fraction of D electron pT from B hadron
 196       TH2F *feDistance; // distance between electron production point to mother particle
 197       TH2F *fDeDistance; // distance between D electron production point to mother particle
 198
 199       TH2F *fPtCorrDinein; // pt correlation between e and direct D or B
 200       TH2F *fPtCorrDineout; // pt correlation between e and direct D or B
 201       TH2F *fPtCorrDoutein; // pt correlation between e and direct D or B
 202       TH2F *fPtCorrDouteout; // pt correlation between e and direct D or B
 203       TH2F *fPtCorrDpDinein; // pt correlation between e and direct D+
 204       TH2F *fPtCorrDpDineout; // pt correlation between e and direct D+
 205       TH2F *fPtCorrDpDoutein; // pt correlation between e and direct D+
 206       TH2F *fPtCorrDpDouteout; // pt correlation between e and direct D+
 207       TH2F *fPtCorrD0Dinein; // pt correlation between e and direct D0
 208       TH2F *fPtCorrD0Dineout; // pt correlation between e and direct D0
 209       TH2F *fPtCorrD0Doutein; // pt correlation between e and direct D0
 210       TH2F *fPtCorrD0Douteout; // pt correlation between e and direct D0
 211       TH2F *fPtCorrDrestDinein; // pt correlation between e and direct D rest
 212       TH2F *fPtCorrDrestDineout; // pt correlation between e and direct D rest
 213       TH2F *fPtCorrDrestDoutein; // pt correlation between e and direct D rest
 214       TH2F *fPtCorrDrestDouteout; // pt correlation between e and direct D rest
 215
 216       TH2F *fEtaCorrD; // eta correlation between e and direct D
 217       TH2F *fEtaCorrDp; // eta correlation between e and direct D
 218       TH2F *fEtaCorrD0; // eta correlation between e and direct D
 219       TH2F *fEtaCorrDrest; // eta correlation between e and direct D
 220       TH2F *fEtaCorrGD; // eta correlation between e and direct D
 221       TH2F *fEtaCorrGDp; // eta correlation between e and direct D
 222       TH2F *fEtaCorrGD0; // eta correlation between e and direct D
 223       TH2F *fEtaCorrGDrest; // eta correlation between e and direct D
 224
 225       TH2F *fEtaCorrB; // eta correlation between e and B
 226       TH2F *fEtaCorrGB; // eta correlation between e and B
 227       TH2F *fPtCorrBinein; // eta correlation between e and B
 228       TH2F *fPtCorrBineout; // eta correlation between e and B
 229       TH2F *fPtCorrBoutein; // eta correlation between e and B
 230       TH2F *fPtCorrBouteout; // eta correlation between e and B
 231
 232                         AliHistsComm()
 233                           : fNq()
 234                           , fProcessID()
 235                           , fePtRatio()
 236                           , fPtCorr()
 237                           , fPtCorrDp()
 238                           , fPtCorrD0()
 239                           , fPtCorrDrest()
 240                           , fDePtRatio()
 241                           , feDistance()
 242                           , fDeDistance()
 243
 244                           , fPtCorrDinein()
 245                           , fPtCorrDineout()
 246                           , fPtCorrDoutein()
 247                           , fPtCorrDouteout()
 248                           , fPtCorrDpDinein()
 249                           , fPtCorrDpDineout()
 250                           , fPtCorrDpDoutein()
 251                           , fPtCorrDpDouteout()
 252                           , fPtCorrD0Dinein()
 253                           , fPtCorrD0Dineout()
 254                           , fPtCorrD0Doutein()
 255                           , fPtCorrD0Douteout()
 256                           , fPtCorrDrestDinein()
 257                           , fPtCorrDrestDineout()
 258                           , fPtCorrDrestDoutein()
 259                           , fPtCorrDrestDouteout()
 260
 261                           , fEtaCorrD()
 262                           , fEtaCorrDp()
 263                           , fEtaCorrD0()
 264                           , fEtaCorrDrest()
 265                           , fEtaCorrGD()
 266                           , fEtaCorrGDp()
 267                           , fEtaCorrGD0()
 268                           , fEtaCorrGDrest()
 269
 270                           , fEtaCorrB()
 271                           , fEtaCorrGB()
 272                           , fPtCorrBinein()
 273                           , fPtCorrBineout()
 274                           , fPtCorrBoutein()
 275                           , fPtCorrBouteout()
 276       {
 277                           // default constructor
 278                         };
 279                         AliHistsComm(const AliHistsComm & p)
 280                           : fNq(p.fNq)
 281                           , fProcessID(p.fProcessID)
 282                           , fePtRatio(p.fePtRatio)
 283                           , fPtCorr(p.fPtCorr)
 284                           , fPtCorrDp(p.fPtCorrDp)
 285                           , fPtCorrD0(p.fPtCorrD0)
 286                           , fPtCorrDrest(p.fPtCorrDrest)
 287                           , fDePtRatio(p.fDePtRatio)
 288                           , feDistance(p.feDistance)
 289                           , fDeDistance(p.fDeDistance)
 290
 291                           , fPtCorrDinein(p.fPtCorrDinein)
 292                           , fPtCorrDineout(p.fPtCorrDineout)
 293                           , fPtCorrDoutein(p.fPtCorrDoutein)
 294                           , fPtCorrDouteout(p.fPtCorrDouteout)
 295                           , fPtCorrDpDinein(p.fPtCorrDpDinein)
 296                           , fPtCorrDpDineout(p.fPtCorrDpDineout)
 297                           , fPtCorrDpDoutein(p.fPtCorrDpDoutein)
 298                           , fPtCorrDpDouteout(p.fPtCorrDpDouteout)
 299                           , fPtCorrD0Dinein(p.fPtCorrD0Dinein)
 300                           , fPtCorrD0Dineout(p.fPtCorrD0Dineout)
 301                           , fPtCorrD0Doutein(p.fPtCorrD0Doutein)
 302                           , fPtCorrD0Douteout(p.fPtCorrD0Douteout)
 303                           , fPtCorrDrestDinein(p.fPtCorrDrestDinein)
 304                           , fPtCorrDrestDineout(p.fPtCorrDrestDineout)
 305                           , fPtCorrDrestDoutein(p.fPtCorrDrestDoutein)
 306                           , fPtCorrDrestDouteout(p.fPtCorrDrestDouteout)
 307
 308                           , fEtaCorrD(p.fEtaCorrD)
 309                           , fEtaCorrDp(p.fEtaCorrDp)
 310                           , fEtaCorrD0(p.fEtaCorrD0)
 311                           , fEtaCorrDrest(p.fEtaCorrDrest)
 312                           , fEtaCorrGD(p.fEtaCorrGD)
 313                           , fEtaCorrGDp(p.fEtaCorrGDp)
 314                           , fEtaCorrGD0(p.fEtaCorrGD0)
 315                           , fEtaCorrGDrest(p.fEtaCorrGDrest)
 316
 317                           , fEtaCorrB(p.fEtaCorrB)
 318                           , fEtaCorrGB(p.fEtaCorrGB)
 319                           , fPtCorrBinein(p.fPtCorrBinein)
 320                           , fPtCorrBineout(p.fPtCorrBineout)
 321                           , fPtCorrBoutein(p.fPtCorrBoutein)
 322                           , fPtCorrBouteout(p.fPtCorrBouteout)
 323       {
 324                           // copy constructor
 325                         };
 326                         AliHistsComm &operator=(const AliHistsComm &)
 327                         {
 328                           // assignment operator, not yet implemented
 329                           return *this;
 330                         }
 331       void FillList(TList *l) const;
 332     };
 333
 334     AliHists fHist[3][7][6][11]; // struct of histograms to store kinematics of given particles
 335     AliHistsComm fHistComm[2][6]; // struct of additional histograms of given particles
 336     TH2F *fhD[9]; // D meson pt,Y spectra
 337
 338     TList *fQAhistos;           // Container for QA histos
 339     AliHFEcollection *fMCQACollection;      //! Tasks own QA collection
 340     TParticle *fHeavyQuark[50]; //! store pointer of heavy flavour quark
 341     Int_t fIsHeavy[2]; // count of heavy flavour
 342     Int_t fNparents; // number of heavy hadrons to be considered
 343     Int_t fParentSelect[2][7]; // heavy hadron species
 344
 345     /*
 346      -------------------------------------------------------------------------------------
 347     fParentSelect[0][0] =  411; //D+
 348     fParentSelect[0][1] =  421; //D0
 349     fParentSelect[0][2] =  431; //Ds+
 350     fParentSelect[0][3] = 4122; //Lambdac+
 351     fParentSelect[0][4] = 4132; //Ksic0
 352     fParentSelect[0][5] = 4232; //Ksic+
 353     fParentSelect[0][6] = 4332; //OmegaC0
 354
 355         -------------------------------------------------------------------------------------
 356     fParentSelect[1][0] =  511; //B0
 357     fParentSelect[1][1] =  521; //B+
 358     fParentSelect[1][2] =  531; //Bs0
 359     fParentSelect[1][3] = 5122; //Lambdab0
 360     fParentSelect[1][4] = 5132; //Ksib-
 361     fParentSelect[1][5] = 5232; //Ksib0
 362     fParentSelect[1][6] = 5332; //Omegab-
 363     */
 364
 365
 366     Double_t fElecBackgroundFactor[kBgLevels][kCentBins][kElecBgSpecies][kBgPtBins];     // Electron background factors
 367     Double_t fBinLimit[kBgPtBins+1];       // Electron background bins
 368
 369 private:
 370     Int_t              fCentrality;        // Centrality
 371     Int_t              fPerCentrality;     // Centrality percentile
 372     Bool_t             fIsPbPb;            // Analysis Type: pp or PbPb
 373     Bool_t             fIsppMultiBin;      // pp multiplicity bin analysis
 374     Int_t              fContainerStep;     // step the weighting factor called
 375     Bool_t             fIsDebugStreamerON; // check if the debugstreamer is on
 376
 377     Double_t           fRecPt;             //reconstructed pt
 378     Double_t           fRecEta;            //reconstructed eta
 379     Double_t           fRecPhi;            //reconstructed phi
 380     Double_t           fLyrhit;            //its layer hit
 381     Double_t           fLyrstat;           //its layer status
 382
 383     Double_t fHfeImpactR;                  //absolute impact parameter R
 384     Double_t fHfeImpactnsigmaR;            //absolute impact parameter sigma R
 385
 386     TTreeSRedirector *fTreeStream;         //! TreeStream
 387     Bool_t             fGetWeightHist;     // Write histogram to calculate weights
 388
 389   ClassDef(AliHFEmcQA,1);
 390 };
 391
 392 #endif