Option to write only the heavy flavor chain.
[u/mrichter/AliRoot.git] / PYTHIA6 / AliGenPythia.h
1 #ifndef ALIGENPYTHIA_H
2 #define ALIGENPYTHIA_H
3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
5
6
7 /* $Id$ */
8
9 //
10 // Generator using the TPythia interface (via AliPythia)
11 // to generate pp collisions.
12 // Using SetNuclei() also nuclear modifications to the structure functions
13 // can be taken into account. This makes, of course, only sense for the
14 // generation of the products of hard processes (heavy flavor, jets ...)
15 //
16 // andreas.morsch@cern.ch
17 //
18
19 #include "AliGenMC.h"
20 #include "AliPythia.h"
21
22 class AliPythia;
23 class TParticle;
24 class AliGenPythiaEventHeader;
25 class AliGenEventHeader;
26 class AliStack;
27 class AliRunLoader;
28 class TObjArray; 
29
30 class AliGenPythia : public AliGenMC
31 {
32  public:
33
34     typedef enum {kFlavorSelection, kParentSelection, kHeavyFlavor} StackFillOpt_t;
35     typedef enum {kCountAll, kCountParents, kCountTrackables} CountMode_t;
36     typedef enum {kCluster, kCell} JetRecMode_t;
37           
38     AliGenPythia();
39     AliGenPythia(Int_t npart);
40     virtual ~AliGenPythia();
41     virtual void    Generate();
42     virtual void    Init();
43     // Range of events to be printed
44     virtual void    SetEventListRange(Int_t eventFirst=-1, Int_t eventLast=-1);
45     // Select process type
46     virtual void    SetProcess(Process_t proc = kPyCharm) {fProcess = proc;}
47     virtual void    SetTune(Int_t itune) {fItune = itune;}
48
49     // Select structure function
50     virtual void    SetStrucFunc(StrucFunc_t func =  kCTEQ5L) {fStrucFunc = func;}
51     // Select pt of hard scattering 
52     virtual void    SetPtHard(Float_t ptmin = 0, Float_t ptmax = 1.e10)
53         {fPtHardMin = ptmin; fPtHardMax = ptmax; }
54     // y of hard scattering
55     virtual void    SetYHard(Float_t ymin = -1.e10, Float_t ymax = 1.e10)
56         {fYHardMin = ymin; fYHardMax = ymax; }
57     // Set initial and final state gluon radiation
58     virtual void    SetGluonRadiation(Int_t iIn, Int_t iFin)
59         {fGinit = iIn; fGfinal = iFin;}
60     // Intrinsic kT
61     virtual void    SetPtKick(Float_t kt = 1.)
62         {fPtKick = kt;}
63     // Use the Pythia 6.3 new multiple interations scenario
64     virtual void    UseNewMultipleInteractionsScenario() {fNewMIS = kTRUE;}
65     // Switch off heavy flavors
66     virtual void    SwitchHFOff() {fHFoff = kTRUE;}
67     // Set centre of mass energy
68     virtual void    SetEnergyCMS(Float_t energy = 5500) {fEnergyCMS = energy;}
69     // Treat protons as inside nuclei with mass numbers a1 and a2
70     virtual void    SetNuclei(Int_t a1, Int_t a2, Int_t pdfset = 0);
71     //
72     // Trigger options
73     //
74     // Energy range for jet trigger
75     virtual void    SetJetEtRange(Float_t etmin = 0., Float_t etmax = 1.e4)
76         {fEtMinJet = etmin; fEtMaxJet = etmax;}
77     // Eta range for jet trigger
78     virtual void    SetJetEtaRange(Float_t etamin = -20., Float_t etamax = 20.)
79         {fEtaMinJet = etamin; fEtaMaxJet = etamax;}
80     // Phi range for jet trigger
81     virtual void    SetJetPhiRange(Float_t phimin = 0., Float_t phimax = 360.)
82         {fPhiMinJet = TMath::Pi()*phimin/180.; fPhiMaxJet = TMath::Pi()*phimax/180.;}
83     // Jet reconstruction mode; default is cone algorithm
84     virtual void    SetJetReconstructionMode(Int_t mode = kCell) {fJetReconstruction = mode;}
85     // Eta range for gamma trigger 
86     virtual void    SetGammaEtaRange(Float_t etamin = -20., Float_t etamax = 20.)
87         {fEtaMinGamma = etamin; fEtaMaxGamma = etamax;}
88     // Phi range for gamma trigger
89     virtual void    SetGammaPhiRange(Float_t phimin = 0., Float_t phimax = 360.)
90         {fPhiMinGamma = TMath::Pi()*phimin/180.; fPhiMaxGamma = TMath::Pi()*phimax/180.;}
91    // Select jets with fragmentation photon or pi0 going to PHOS or EMCAL
92     virtual void  SetFragPhotonInCalo(Bool_t b)  {fFragPhotonInCalo = b;}
93     virtual void  SetPi0InCalo       (Bool_t b)  {fPi0InCalo    = b;}
94     virtual void  SetPhotonInCalo(Bool_t b)      {fPhotonInCalo = b;}
95     virtual void  SetCheckPHOS (Bool_t b)        {fCheckPHOS    = b;}
96     virtual void  SetCheckEMCAL(Bool_t b)        {fCheckEMCAL   = b;}
97     virtual void  SetFragPhotonInEMCAL(Bool_t b) {fCheckEMCAL   = b; fFragPhotonInCalo = b;}
98     virtual void  SetFragPhotonInPHOS(Bool_t b)  {fCheckPHOS    = b; fFragPhotonInCalo = b;}
99     virtual void  SetPi0InEMCAL(Bool_t b)        {fCheckEMCAL   = b; fPi0InCalo        = b;}
100     virtual void  SetPi0InPHOS(Bool_t b)         {fCheckPHOS    = b; fPi0InCalo        = b;}
101     virtual void  SetPhotonInEMCAL(Bool_t b)     {fCheckEMCAL   = b; fPhotonInCalo     = b;}
102     virtual void  SetElectronInEMCAL(Bool_t b)   {fEleInEMCAL   = b;}
103     virtual void  SetPhotonInPHOS(Bool_t b)      {fCheckPHOS    = b; fPhotonInCalo     = b;}
104
105     // Trigger on a minimum multiplicity
106     virtual void  SetTriggerChargedMultiplicity(Int_t multiplicity, Float_t etamax = 0, Float_t ptmin = -1.) 
107     {fTriggerMultiplicity = multiplicity; fTriggerMultiplicityEta = etamax; 
108       fTriggerMultiplicityPtMin = ptmin;}
109         
110     virtual void  SetPhotonInPHOSeta(Bool_t b)   {fCheckPHOSeta = b; fPhotonInCalo     = b;}
111     virtual void  SetFragPhotonOrPi0MinPt(Float_t pt)      {fFragPhotonOrPi0MinPt = pt;}
112     virtual void  SetPhotonMinPt(Float_t pt)     {fPhotonMinPt = pt;}
113     virtual void  SetElectronMinPt(Float_t pt)     {fElectronMinPt = pt;}
114     // Trigger and rotate event 
115     void RotatePhi(Int_t iphcand, Bool_t& okdd);
116     // Trigger on a single particle
117     virtual void    SetTriggerParticle(Int_t particle = 0, Float_t etamax = 0.9) 
118         {fTriggerParticle = particle; fTriggerEta = etamax;}
119     //
120     // Heavy flavor options
121     //
122     // Set option for feed down from higher family
123     virtual void SetFeedDownHigherFamily(Bool_t opt) {
124         fFeedDownOpt = opt;
125     }
126     // Set option for selecting particles kept in stack according to flavor
127     // or to parent selection
128     virtual void SetStackFillOpt(StackFillOpt_t opt) {
129         fStackFillOpt = opt;
130     }
131     // Set fragmentation option
132     virtual void SetFragmentation(Bool_t opt) {
133         fFragmentation = opt;
134     }
135     // Set counting mode
136     virtual void SetCountMode(CountMode_t mode) {
137         fCountMode = mode;
138     }
139     //
140     // Quenching
141     //
142     // Set quenching mode 0 = no, 1 = AM, 2 = IL,  3 = NA, 4 = ACS
143     virtual void SetQuench(Int_t flag = 0) {fQuench = flag;}
144     // Set transport coefficient.
145     void SetQhat(Float_t qhat) {fQhat = qhat;}
146     //Set initial medium length.
147     void SetLength(Float_t length) {fLength = length;}
148     //set parameters for pyquen afterburner
149     virtual void SetPyquenPar(Float_t t0=1., Float_t tau0=0.1, Int_t nf=0,Int_t iengl=0, Int_t iangl=3)
150     {fpyquenT = t0; fpyquenTau = tau0; fpyquenNf=nf;fpyquenEloss=iengl;fpyquenAngle=iangl;}
151     virtual void SetHadronisation(Int_t flag = 1) {fHadronisation = flag;}
152     virtual void SetPatchOmegaDalitz(Int_t flag = 1) {fPatchOmegaDalitz = flag;}
153     virtual void SetReadFromFile(const Text_t *filname) {fkFileName = filname;  fReadFromFile = 1;}    
154
155     //
156     // Pile-up
157     //
158     // Get interaction rate for pileup studies
159     virtual void    SetInteractionRate(Float_t rate,Float_t timewindow = 90.e-6);
160     virtual Float_t GetInteractionRate() const {return fInteractionRate;}
161     // get cross section of process
162     virtual Float_t GetXsection() const {return fXsection;}
163     // get triggered jets
164     void GetJets(Int_t& njets, Int_t& ntrig, Float_t jets[4][10]);
165     void RecJetsUA1(Int_t& njets, Float_t jets[4][50]);
166     void SetPycellParameters(Float_t etamax = 2., Int_t neta = 274, Int_t nphi = 432,
167                              Float_t thresh = 0., Float_t etseed = 4.,
168                              Float_t minet = 10., Float_t r = 1.);
169     
170   void LoadEvent(AliStack* stack, Int_t flag = 0, Int_t reHadr = 0);
171   void LoadEvent(const TObjArray* stack, Int_t flag = 0, Int_t reHadr = 0);
172     // Getters
173     virtual Process_t    GetProcess() const {return fProcess;}
174     virtual StrucFunc_t  GetStrucFunc() const {return fStrucFunc;}
175     virtual void         GetPtHard(Float_t& ptmin, Float_t& ptmax) const
176         {ptmin = fPtHardMin; ptmax = fPtHardMax;}
177     virtual void         GetNuclei(Int_t&  a1, Int_t& a2) const
178         {a1 = fAProjectile; a2 = fATarget;}
179     virtual void         GetJetEtRange(Float_t& etamin, Float_t& etamax) const
180         {etamin = fEtaMinJet; etamax = fEtaMaxJet;}
181     virtual void         GetJetPhiRange(Float_t& phimin, Float_t& phimax) const
182         {phimin = fPhiMinJet*180./TMath::Pi(); phimax = fPhiMaxJet*180/TMath::Pi();}
183     virtual void         GetGammaEtaRange(Float_t& etamin, Float_t& etamax) const
184         {etamin = fEtaMinGamma; etamax = fEtaMaxGamma;}
185     virtual void         GetGammaPhiRange(Float_t& phimin, Float_t& phimax) const
186         {phimin = fPhiMinGamma*180./TMath::Pi(); phimax = fPhiMaxGamma*180./TMath::Pi();}
187     //
188     Bool_t IsInEMCAL(Float_t phi, Float_t eta) const;
189     Bool_t IsInPHOS(Float_t phi, Float_t eta) const;
190     Bool_t IsFromHeavyFlavor(Int_t ipart);
191     //
192     virtual void FinishRun();
193     Bool_t CheckTrigger(const TParticle* jet1, const TParticle* jet2);
194     //Used in some processes to selected child properties
195     Bool_t CheckKinematicsOnChild();
196     void     GetSubEventTime();
197
198     void SetTuneForDiff(Bool_t a=kTRUE) {fkTuneForDiff=a;}
199
200  protected:
201     // adjust the weight from kinematic cuts
202     void     AdjustWeights() const;
203     Int_t    GenerateMB();
204     void     MakeHeader();    
205     void     GeneratePileup();
206     Process_t   fProcess;           //Process type
207     Int_t       fItune;             // Pythia tune > 6.4
208     StrucFunc_t fStrucFunc;         //Structure Function
209     Float_t     fKineBias;          //!Bias from kinematic selection
210     Int_t       fTrials;            //!Number of trials for current event
211     Int_t       fTrialsRun;         //!Number of trials for run
212     Float_t     fQ;                 //Mean Q
213     Float_t     fX1;                //Mean x1
214     Float_t     fX2;                //Mean x2
215     Float_t     fEventTime;         //Time of the subevent
216     Float_t     fInteractionRate;   //Interaction rate (set by user)
217     Float_t     fTimeWindow;        //Time window for pileup events (set by user)
218     Int_t       fCurSubEvent;       //Index of the current sub-event
219     TArrayF     *fEventsTime;       //Subevents time for pileup
220     Int_t       fNev;               //Number of events 
221     Int_t       fFlavorSelect;      //Heavy Flavor Selection
222     Float_t     fXsection;          //Cross-section
223     AliPythia   *fPythia;           //!Pythia 
224     Float_t     fPtHardMin;         //lower pT-hard cut 
225     Float_t     fPtHardMax;         //higher pT-hard cut
226     Float_t     fYHardMin;          //lower  y-hard cut 
227     Float_t     fYHardMax;          //higher y-hard cut
228     Int_t       fGinit;             //initial state gluon radiation
229     Int_t       fGfinal;            //final state gluon radiation
230     Int_t       fHadronisation;     //hadronisation
231     Bool_t      fPatchOmegaDalitz;  //flag for omega dalitz decay patch
232     Int_t       fNpartons;          //Number of partons before hadronisation
233     Int_t       fReadFromFile;      //read partons from file
234     Int_t       fQuench;            //Flag for quenching
235     Float_t     fQhat;              //Transport coefficient (GeV^2/fm)
236     Float_t     fLength;            //Medium length (fm)
237     Float_t     fpyquenT;           //Pyquen initial temperature 
238     Float_t     fpyquenTau;         //Pyquen initial proper time
239     Int_t       fpyquenNf;          //Pyquen number of flavours into the game
240     Int_t       fpyquenEloss;       //Pyquen type of energy loss 
241     Int_t       fpyquenAngle;       //Pyquen radiation angle for gluons
242     Float_t     fImpact;            //Impact parameter for quenching simulation (q-pythia) 
243     Float_t     fPtKick;            //Transverse momentum kick
244     Bool_t      fFullEvent;         //!Write Full event if true
245     AliDecayer  *fDecayer;          //!Pointer to the decayer instance
246     Int_t       fDebugEventFirst;   //!First event to debug
247     Int_t       fDebugEventLast;    //!Last  event to debug
248     Float_t     fEtMinJet;          //Minimum et of triggered Jet
249     Float_t     fEtMaxJet;          //Maximum et of triggered Jet
250     Float_t     fEtaMinJet;         //Minimum eta of triggered Jet
251     Float_t     fEtaMaxJet;         //Maximum eta of triggered Jet
252     Float_t     fPhiMinJet;         //Minimum phi of triggered Jet
253     Float_t     fPhiMaxJet;         //Maximum phi of triggered Jet
254     Int_t       fJetReconstruction; //Jet Reconstruction mode 
255     Float_t     fEtaMinGamma;       // Minimum eta of triggered gamma
256     Float_t     fEtaMaxGamma;       // Maximum eta of triggered gamma
257     Float_t     fPhiMinGamma;       // Minimum phi of triggered gamma
258     Float_t     fPhiMaxGamma;       // Maximum phi of triggered gamma
259     Float_t     fPycellEtaMax;      // Max. eta for Pycell 
260     Int_t       fPycellNEta;        // Number of eta bins for Pycell 
261     Int_t       fPycellNPhi;        // Number of phi bins for Pycell
262     Float_t     fPycellThreshold;   // Pycell threshold
263     Float_t     fPycellEtSeed;      // Pycell seed
264     Float_t     fPycellMinEtJet;    // Pycell min. jet et
265     Float_t     fPycellMaxRadius;   // Pycell cone radius
266     StackFillOpt_t fStackFillOpt;   // Stack filling with all particles with
267                                     // that flavour or only with selected
268                                     // parents and their decays
269     Bool_t fFeedDownOpt;            // Option to set feed down from higher
270                                     // quark families (e.g. b->c)
271     Bool_t  fFragmentation;         // Option to activate fragmentation by Pythia
272     Bool_t  fSetNuclei;             // Flag indicating that SetNuclei has been called
273     Bool_t  fNewMIS;                // Flag for the new multipple interactions scenario
274     Bool_t  fHFoff;                 // Flag for switching heafy flavor production off
275     Int_t   fNucPdf;                // Nuclear pdf 0: EKS98 1: EPS08
276     Int_t   fTriggerParticle;       // Trigger on this particle ...
277     Float_t fTriggerEta;            // .. within |eta| < fTriggerEta
278     Int_t       fTriggerMultiplicity;       // Trigger on events with a minimum charged multiplicity
279     Float_t     fTriggerMultiplicityEta;    // in a given eta range
280     Float_t     fTriggerMultiplicityPtMin;  // above this pT 
281     CountMode_t fCountMode;         // Options for counting when the event will be finished.     
282     // fCountMode = kCountAll         --> All particles that end up in the
283     //                                    stack are counted
284     // fCountMode = kCountParents     --> Only selected parents are counted
285     // fCountMode = kCountTrackabless --> Only particles flagged for tracking
286     //                                     are counted
287     //
288     //
289
290     AliGenPythiaEventHeader* fHeader;  //! Event header
291     AliRunLoader*            fRL;      //! Run Loader
292     const Text_t* fkFileName;          //! Name of file to read from
293
294
295     Bool_t fFragPhotonInCalo; // Option to ask for Fragmentation Photon in calorimeters acceptance
296     Bool_t fPi0InCalo;        // Option to ask for Pi0 in calorimeters acceptance
297     Bool_t fPhotonInCalo;     // Option to ask for Decay Photon in calorimeter acceptance
298     Bool_t fEleInEMCAL;       // Option to ask for Electron in EMCAL acceptance
299     Bool_t fCheckEMCAL;       // Option to ask for FragPhoton or Pi0 in calorimeters EMCAL acceptance
300     Bool_t fCheckPHOS;        // Option to ask for FragPhoton or Pi0 in calorimeters PHOS acceptance
301     Bool_t fCheckPHOSeta;     // Option to ask for PHOS eta acceptance
302     Float_t fFragPhotonOrPi0MinPt; // Minimum momentum of Fragmentation Photon or Pi0
303     Float_t fPhotonMinPt;          // Minimum momentum of Photon 
304     Float_t fElectronMinPt;        // Minimum momentum of Electron 
305     //Calorimeters eta-phi acceptance 
306     Float_t fPHOSMinPhi;           // Minimum phi PHOS
307     Float_t fPHOSMaxPhi;           // Maximum phi PHOS
308     Float_t fPHOSEta;              // Minimum eta PHOS
309     Float_t fEMCALMinPhi;          // Minimum phi EMCAL
310     Float_t fEMCALMaxPhi;          // Maximum phi EMCAL
311     Float_t fEMCALEta;             // Maximum eta EMCAL
312
313     Bool_t fkTuneForDiff;    // Pythia tune 
314     Int_t  fProcDiff;
315  private:
316     AliGenPythia(const AliGenPythia &Pythia);
317     AliGenPythia & operator=(const AliGenPythia & rhs);
318
319
320     Bool_t CheckDiffraction();
321     Bool_t GetWeightsDiffraction(Double_t M, Double_t &Mmin, Double_t &Mmax, 
322                                                Double_t &wSD, Double_t &wDD, Double_t &wND);
323
324     ClassDef(AliGenPythia, 12) // AliGenerator interface to Pythia
325 };
326 #endif
327
328
329
330
331