Store impact parameter for q-pythia.
[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} 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
48     // Select structure function
49     virtual void    SetStrucFunc(StrucFunc_t func =  kCTEQ5L) {fStrucFunc = func;}
50     // Select pt of hard scattering 
51     virtual void    SetPtHard(Float_t ptmin = 0, Float_t ptmax = 1.e10)
52         {fPtHardMin = ptmin; fPtHardMax = ptmax; }
53     // y of hard scattering
54     virtual void    SetYHard(Float_t ymin = -1.e10, Float_t ymax = 1.e10)
55         {fYHardMin = ymin; fYHardMax = ymax; }
56     // Set initial and final state gluon radiation
57     virtual void    SetGluonRadiation(Int_t iIn, Int_t iFin)
58         {fGinit = iIn; fGfinal = iFin;}
59     // Intrinsic kT
60     virtual void    SetPtKick(Float_t kt = 1.)
61         {fPtKick = kt;}
62     // Use the Pythia 6.3 new multiple interations scenario
63     virtual void    UseNewMultipleInteractionsScenario() {fNewMIS = kTRUE;}
64     // Switch off heavy flavors
65     virtual void    SwitchHFOff() {fHFoff = kTRUE;}
66     // Set centre of mass energy
67     virtual void    SetEnergyCMS(Float_t energy = 5500) {fEnergyCMS = energy;}
68     // Treat protons as inside nuclei with mass numbers a1 and a2
69     virtual void    SetNuclei(Int_t a1, Int_t a2, Int_t pdfset = 0);
70     //
71     // Trigger options
72     //
73     // Energy range for jet trigger
74     virtual void    SetJetEtRange(Float_t etmin = 0., Float_t etmax = 1.e4)
75         {fEtMinJet = etmin; fEtMaxJet = etmax;}
76     // Eta range for jet trigger
77     virtual void    SetJetEtaRange(Float_t etamin = -20., Float_t etamax = 20.)
78         {fEtaMinJet = etamin; fEtaMaxJet = etamax;}
79     // Phi range for jet trigger
80     virtual void    SetJetPhiRange(Float_t phimin = 0., Float_t phimax = 360.)
81         {fPhiMinJet = TMath::Pi()*phimin/180.; fPhiMaxJet = TMath::Pi()*phimax/180.;}
82     // Jet reconstruction mode; default is cone algorithm
83     virtual void    SetJetReconstructionMode(Int_t mode = kCell) {fJetReconstruction = mode;}
84     // Eta range for gamma trigger 
85     virtual void    SetGammaEtaRange(Float_t etamin = -20., Float_t etamax = 20.)
86         {fEtaMinGamma = etamin; fEtaMaxGamma = etamax;}
87     // Phi range for gamma trigger
88     virtual void    SetGammaPhiRange(Float_t phimin = 0., Float_t phimax = 360.)
89         {fPhiMinGamma = TMath::Pi()*phimin/180.; fPhiMaxGamma = TMath::Pi()*phimax/180.;}
90    // Select jets with fragmentation photon or pi0 going to PHOS or EMCAL
91     virtual void  SetFragPhotonInCalo(Bool_t b)  {fFragPhotonInCalo = b;}
92     virtual void  SetPi0InCalo       (Bool_t b)  {fPi0InCalo    = b;}
93     virtual void  SetPhotonInCalo(Bool_t b)      {fPhotonInCalo = b;}
94     virtual void  SetCheckPHOS (Bool_t b)        {fCheckPHOS    = b;}
95     virtual void  SetCheckEMCAL(Bool_t b)        {fCheckEMCAL   = b;}
96     virtual void  SetFragPhotonInEMCAL(Bool_t b) {fCheckEMCAL   = b; fFragPhotonInCalo = b;}
97     virtual void  SetFragPhotonInPHOS(Bool_t b)  {fCheckPHOS    = b; fFragPhotonInCalo = b;}
98     virtual void  SetPi0InEMCAL(Bool_t b)        {fCheckEMCAL   = b; fPi0InCalo        = b;}
99     virtual void  SetPi0InPHOS(Bool_t b)         {fCheckPHOS    = b; fPi0InCalo        = b;}
100     virtual void  SetPhotonInEMCAL(Bool_t b)     {fCheckEMCAL   = b; fPhotonInCalo     = b;}
101     virtual void  SetElectronInEMCAL(Bool_t b)   {fEleInEMCAL   = b;}
102     virtual void  SetPhotonInPHOS(Bool_t b)      {fCheckPHOS    = b; fPhotonInCalo     = b;}
103
104     // Trigger on a minimum multiplicity
105     virtual void    SetTriggerChargedMultiplicity(Int_t multiplicity, Float_t etamax = 0) {fTriggerMultiplicity = multiplicity; fTriggerMultiplicityEta = etamax; }
106         
107     virtual void  SetPhotonInPHOSeta(Bool_t b)   {fCheckPHOSeta = b; fPhotonInCalo     = b;}
108     virtual void  SetFragPhotonOrPi0MinPt(Float_t pt)      {fFragPhotonOrPi0MinPt = pt;}
109     virtual void  SetPhotonMinPt(Float_t pt)     {fPhotonMinPt = pt;}
110     virtual void  SetElectronMinPt(Float_t pt)     {fElectronMinPt = pt;}
111     // Trigger and rotate event 
112     void RotatePhi(Int_t iphcand, Bool_t& okdd);
113     // Trigger on a single particle
114     virtual void    SetTriggerParticle(Int_t particle = 0, Float_t etamax = 0.9) 
115         {fTriggerParticle = particle; fTriggerEta = etamax;}
116     //
117     // Heavy flavor options
118     //
119     // Set option for feed down from higher family
120     virtual void SetFeedDownHigherFamily(Bool_t opt) {
121         fFeedDownOpt = opt;
122     }
123     // Set option for selecting particles kept in stack according to flavor
124     // or to parent selection
125     virtual void SetStackFillOpt(StackFillOpt_t opt) {
126         fStackFillOpt = opt;
127     }
128     // Set fragmentation option
129     virtual void SetFragmentation(Bool_t opt) {
130         fFragmentation = opt;
131     }
132     // Set counting mode
133     virtual void SetCountMode(CountMode_t mode) {
134         fCountMode = mode;
135     }
136     //
137     // Quenching
138     //
139     // Set quenching mode 0 = no, 1 = AM, 2 = IL,  3 = NA, 4 = ACS
140     virtual void SetQuench(Int_t flag = 0) {fQuench = flag;}
141     // Set transport coefficient.
142     void SetQhat(Float_t qhat) {fQhat = qhat;}
143     //Set initial medium length.
144     void SetLength(Float_t length) {fLength = length;}
145
146     virtual void SetHadronisation(Int_t flag = 1) {fHadronisation = flag;}
147     virtual void SetReadFromFile(const Text_t *filname) {fFileName = filname;  fReadFromFile = 1;}    
148
149     //
150     // Pile-up
151     //
152     // Get interaction rate for pileup studies
153     virtual void    SetInteractionRate(Float_t rate,Float_t timewindow = 90.e-6);
154     virtual Float_t GetInteractionRate() const {return fInteractionRate;}
155     // get cross section of process
156     virtual Float_t GetXsection() const {return fXsection;}
157     // get triggered jets
158     void GetJets(Int_t& njets, Int_t& ntrig, Float_t jets[4][10]);
159     void RecJetsUA1(Int_t& njets, Float_t jets[4][50]);
160     void SetPycellParameters(Float_t etamax = 2., Int_t neta = 274, Int_t nphi = 432,
161                              Float_t thresh = 0., Float_t etseed = 4.,
162                              Float_t minet = 10., Float_t r = 1.);
163     
164   void LoadEvent(AliStack* stack, Int_t flag = 0, Int_t reHadr = 0);
165   void LoadEvent(TObjArray* stack, Int_t flag = 0, Int_t reHadr = 0);
166     // Getters
167     virtual Process_t    GetProcess() const {return fProcess;}
168     virtual StrucFunc_t  GetStrucFunc() const {return fStrucFunc;}
169     virtual void         GetPtHard(Float_t& ptmin, Float_t& ptmax) const
170         {ptmin = fPtHardMin; ptmax = fPtHardMax;}
171     virtual void         GetNuclei(Int_t&  a1, Int_t& a2) const
172         {a1 = fAProjectile; a2 = fATarget;}
173     virtual void         GetJetEtRange(Float_t& etamin, Float_t& etamax) const
174         {etamin = fEtaMinJet; etamax = fEtaMaxJet;}
175     virtual void         GetJetPhiRange(Float_t& phimin, Float_t& phimax) const
176         {phimin = fPhiMinJet*180./TMath::Pi(); phimax = fPhiMaxJet*180/TMath::Pi();}
177     virtual void         GetGammaEtaRange(Float_t& etamin, Float_t& etamax) const
178         {etamin = fEtaMinGamma; etamax = fEtaMaxGamma;}
179     virtual void         GetGammaPhiRange(Float_t& phimin, Float_t& phimax) const
180         {phimin = fPhiMinGamma*180./TMath::Pi(); phimax = fPhiMaxGamma*180./TMath::Pi();}
181     //
182     Bool_t IsInEMCAL(Float_t phi, Float_t eta);
183     Bool_t IsInPHOS(Float_t phi, Float_t eta);
184     //
185     virtual void FinishRun();
186     Bool_t CheckTrigger(TParticle* jet1, TParticle* jet2);
187     //Used in some processes to selected child properties
188     Bool_t CheckKinematicsOnChild();
189     void     GetSubEventTime();
190
191  protected:
192     // adjust the weight from kinematic cuts
193     void     AdjustWeights() const;
194     Int_t    GenerateMB();
195     void     MakeHeader();    
196     void     GeneratePileup();
197     Process_t   fProcess;           //Process type
198     StrucFunc_t fStrucFunc;         //Structure Function
199     Float_t     fKineBias;          //!Bias from kinematic selection
200     Int_t       fTrials;            //!Number of trials for current event
201     Int_t       fTrialsRun;         //!Number of trials for run
202     Float_t     fQ;                 //Mean Q
203     Float_t     fX1;                //Mean x1
204     Float_t     fX2;                //Mean x2
205     Float_t     fEventTime;         //Time of the subevent
206     Float_t     fInteractionRate;   //Interaction rate (set by user)
207     Float_t     fTimeWindow;        //Time window for pileup events (set by user)
208     Int_t       fCurSubEvent;       //Index of the current sub-event
209     TArrayF     *fEventsTime;       //Subevents time for pileup
210     Int_t       fNev;               //Number of events 
211     Int_t       fFlavorSelect;      //Heavy Flavor Selection
212     Float_t     fXsection;          //Cross-section
213     AliPythia   *fPythia;           //!Pythia 
214     Float_t     fPtHardMin;         //lower pT-hard cut 
215     Float_t     fPtHardMax;         //higher pT-hard cut
216     Float_t     fYHardMin;          //lower  y-hard cut 
217     Float_t     fYHardMax;          //higher y-hard cut
218     Int_t       fGinit;             //initial state gluon radiation
219     Int_t       fGfinal;            //final state gluon radiation
220     Int_t       fHadronisation;     //hadronisation
221     Int_t       fNpartons;          //Number of partons before hadronisation
222     Int_t       fReadFromFile;      //read partons from file
223     Int_t       fQuench;            //Flag for quenching
224     Float_t     fQhat;              //Transport coefficient (GeV^2/fm)
225     Float_t     fLength;            //Medium length (fm)
226     Float_t     fImpact;            //Impact parameter for quenching simulation (q-pythia) 
227     Float_t     fPtKick;            //Transverse momentum kick
228     Bool_t      fFullEvent;         //!Write Full event if true
229     AliDecayer  *fDecayer;          //!Pointer to the decayer instance
230     Int_t       fDebugEventFirst;   //!First event to debug
231     Int_t       fDebugEventLast;    //!Last  event to debug
232     Float_t     fEtMinJet;          //Minimum et of triggered Jet
233     Float_t     fEtMaxJet;          //Maximum et of triggered Jet
234     Float_t     fEtaMinJet;         //Minimum eta of triggered Jet
235     Float_t     fEtaMaxJet;         //Maximum eta of triggered Jet
236     Float_t     fPhiMinJet;         //Minimum phi of triggered Jet
237     Float_t     fPhiMaxJet;         //Maximum phi of triggered Jet
238     Int_t       fJetReconstruction; //Jet Reconstruction mode 
239     Float_t     fEtaMinGamma;       // Minimum eta of triggered gamma
240     Float_t     fEtaMaxGamma;       // Maximum eta of triggered gamma
241     Float_t     fPhiMinGamma;       // Minimum phi of triggered gamma
242     Float_t     fPhiMaxGamma;       // Maximum phi of triggered gamma
243     Float_t     fPycellEtaMax;      // Max. eta for Pycell 
244     Int_t       fPycellNEta;        // Number of eta bins for Pycell 
245     Int_t       fPycellNPhi;        // Number of phi bins for Pycell
246     Float_t     fPycellThreshold;   // Pycell threshold
247     Float_t     fPycellEtSeed;      // Pycell seed
248     Float_t     fPycellMinEtJet;    // Pycell min. jet et
249     Float_t     fPycellMaxRadius;   // Pycell cone radius
250     StackFillOpt_t fStackFillOpt;   // Stack filling with all particles with
251                                     // that flavour or only with selected
252                                     // parents and their decays
253     Bool_t fFeedDownOpt;            // Option to set feed down from higher
254                                     // quark families (e.g. b->c)
255     Bool_t  fFragmentation;         // Option to activate fragmentation by Pythia
256     Bool_t  fSetNuclei;             // Flag indicating that SetNuclei has been called
257     Bool_t  fNewMIS;                // Flag for the new multipple interactions scenario
258     Bool_t  fHFoff;                 // Flag for switching heafy flavor production off
259     Int_t   fNucPdf;                // Nuclear pdf 0: EKS98 1: EPS08
260     Int_t   fTriggerParticle;       // Trigger on this particle ...
261     Float_t fTriggerEta;            // .. within |eta| < fTriggerEta
262     Int_t       fTriggerMultiplicity;    // Trigger on events with a minimum charged multiplicity
263     Float_t     fTriggerMultiplicityEta; // in a given eta range
264     CountMode_t fCountMode;         // Options for counting when the event will be finished.     
265     // fCountMode = kCountAll         --> All particles that end up in the
266     //                                    stack are counted
267     // fCountMode = kCountParents     --> Only selected parents are counted
268     // fCountMode = kCountTrackabless --> Only particles flagged for tracking
269     //                                     are counted
270     //
271     //
272
273     AliGenPythiaEventHeader* fHeader;  //! Event header
274     AliRunLoader*            fRL;      //! Run Loader
275     const Text_t* fFileName;           //! Name of file to read from
276
277
278     Bool_t fFragPhotonInCalo; // Option to ask for Fragmentation Photon in calorimeters acceptance
279     Bool_t fPi0InCalo;        // Option to ask for Pi0 in calorimeters acceptance
280     Bool_t fPhotonInCalo;     // Option to ask for Decay Photon in calorimeter acceptance
281     Bool_t fEleInEMCAL;       // Option to ask for Electron in EMCAL acceptance
282     Bool_t fCheckEMCAL;       // Option to ask for FragPhoton or Pi0 in calorimeters EMCAL acceptance
283     Bool_t fCheckPHOS;        // Option to ask for FragPhoton or Pi0 in calorimeters PHOS acceptance
284     Bool_t fCheckPHOSeta;     // Option to ask for PHOS eta acceptance
285     Float_t fFragPhotonOrPi0MinPt; // Minimum momentum of Fragmentation Photon or Pi0
286     Float_t fPhotonMinPt;          // Minimum momentum of Photon 
287     Float_t fElectronMinPt;        // Minimum momentum of Electron 
288     //Calorimeters eta-phi acceptance 
289     Float_t fPHOSMinPhi;           // Minimum phi PHOS
290     Float_t fPHOSMaxPhi;           // Maximum phi PHOS
291     Float_t fPHOSEta;              // Minimum eta PHOS
292     Float_t fEMCALMinPhi;          // Minimum phi EMCAL
293     Float_t fEMCALMaxPhi;          // Maximum phi EMCAL
294     Float_t fEMCALEta;             // Maximum eta EMCAL
295
296  private:
297     AliGenPythia(const AliGenPythia &Pythia);
298     AliGenPythia & operator=(const AliGenPythia & rhs);
299
300     ClassDef(AliGenPythia,9) // AliGenerator interface to Pythia
301 };
302 #endif
303
304
305
306
307