Tuned crossections according to the ALICE measurements (Martin)
[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     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
149     virtual void SetHadronisation(Int_t flag = 1) {fHadronisation = flag;}
150     virtual void SetPatchOmegaDalitz(Int_t flag = 1) {fPatchOmegaDalitz = flag;}
151     virtual void SetReadFromFile(const Text_t *filname) {fkFileName = filname;  fReadFromFile = 1;}    
152
153     //
154     // Pile-up
155     //
156     // Get interaction rate for pileup studies
157     virtual void    SetInteractionRate(Float_t rate,Float_t timewindow = 90.e-6);
158     virtual Float_t GetInteractionRate() const {return fInteractionRate;}
159     // get cross section of process
160     virtual Float_t GetXsection() const {return fXsection;}
161     // get triggered jets
162     void GetJets(Int_t& njets, Int_t& ntrig, Float_t jets[4][10]);
163     void RecJetsUA1(Int_t& njets, Float_t jets[4][50]);
164     void SetPycellParameters(Float_t etamax = 2., Int_t neta = 274, Int_t nphi = 432,
165                              Float_t thresh = 0., Float_t etseed = 4.,
166                              Float_t minet = 10., Float_t r = 1.);
167     
168   void LoadEvent(AliStack* stack, Int_t flag = 0, Int_t reHadr = 0);
169   void LoadEvent(const TObjArray* stack, Int_t flag = 0, Int_t reHadr = 0);
170     // Getters
171     virtual Process_t    GetProcess() const {return fProcess;}
172     virtual StrucFunc_t  GetStrucFunc() const {return fStrucFunc;}
173     virtual void         GetPtHard(Float_t& ptmin, Float_t& ptmax) const
174         {ptmin = fPtHardMin; ptmax = fPtHardMax;}
175     virtual void         GetNuclei(Int_t&  a1, Int_t& a2) const
176         {a1 = fAProjectile; a2 = fATarget;}
177     virtual void         GetJetEtRange(Float_t& etamin, Float_t& etamax) const
178         {etamin = fEtaMinJet; etamax = fEtaMaxJet;}
179     virtual void         GetJetPhiRange(Float_t& phimin, Float_t& phimax) const
180         {phimin = fPhiMinJet*180./TMath::Pi(); phimax = fPhiMaxJet*180/TMath::Pi();}
181     virtual void         GetGammaEtaRange(Float_t& etamin, Float_t& etamax) const
182         {etamin = fEtaMinGamma; etamax = fEtaMaxGamma;}
183     virtual void         GetGammaPhiRange(Float_t& phimin, Float_t& phimax) const
184         {phimin = fPhiMinGamma*180./TMath::Pi(); phimax = fPhiMaxGamma*180./TMath::Pi();}
185     //
186     Bool_t IsInEMCAL(Float_t phi, Float_t eta) const;
187     Bool_t IsInPHOS(Float_t phi, Float_t eta) const;
188     //
189     virtual void FinishRun();
190     Bool_t CheckTrigger(const TParticle* jet1, const TParticle* jet2);
191     //Used in some processes to selected child properties
192     Bool_t CheckKinematicsOnChild();
193     void     GetSubEventTime();
194
195     void SetTuneForDiff(Bool_t a=kTRUE) {fkTuneForDiff=a;}
196
197  protected:
198     // adjust the weight from kinematic cuts
199     void     AdjustWeights() const;
200     Int_t    GenerateMB();
201     void     MakeHeader();    
202     void     GeneratePileup();
203     Process_t   fProcess;           //Process type
204     Int_t       fItune;             // Pythia tune > 6.4
205     StrucFunc_t fStrucFunc;         //Structure Function
206     Float_t     fKineBias;          //!Bias from kinematic selection
207     Int_t       fTrials;            //!Number of trials for current event
208     Int_t       fTrialsRun;         //!Number of trials for run
209     Float_t     fQ;                 //Mean Q
210     Float_t     fX1;                //Mean x1
211     Float_t     fX2;                //Mean x2
212     Float_t     fEventTime;         //Time of the subevent
213     Float_t     fInteractionRate;   //Interaction rate (set by user)
214     Float_t     fTimeWindow;        //Time window for pileup events (set by user)
215     Int_t       fCurSubEvent;       //Index of the current sub-event
216     TArrayF     *fEventsTime;       //Subevents time for pileup
217     Int_t       fNev;               //Number of events 
218     Int_t       fFlavorSelect;      //Heavy Flavor Selection
219     Float_t     fXsection;          //Cross-section
220     AliPythia   *fPythia;           //!Pythia 
221     Float_t     fPtHardMin;         //lower pT-hard cut 
222     Float_t     fPtHardMax;         //higher pT-hard cut
223     Float_t     fYHardMin;          //lower  y-hard cut 
224     Float_t     fYHardMax;          //higher y-hard cut
225     Int_t       fGinit;             //initial state gluon radiation
226     Int_t       fGfinal;            //final state gluon radiation
227     Int_t       fHadronisation;     //hadronisation
228     Bool_t      fPatchOmegaDalitz;  //flag for omega dalitz decay patch
229     Int_t       fNpartons;          //Number of partons before hadronisation
230     Int_t       fReadFromFile;      //read partons from file
231     Int_t       fQuench;            //Flag for quenching
232     Float_t     fQhat;              //Transport coefficient (GeV^2/fm)
233     Float_t     fLength;            //Medium length (fm)
234     Float_t     fImpact;            //Impact parameter for quenching simulation (q-pythia) 
235     Float_t     fPtKick;            //Transverse momentum kick
236     Bool_t      fFullEvent;         //!Write Full event if true
237     AliDecayer  *fDecayer;          //!Pointer to the decayer instance
238     Int_t       fDebugEventFirst;   //!First event to debug
239     Int_t       fDebugEventLast;    //!Last  event to debug
240     Float_t     fEtMinJet;          //Minimum et of triggered Jet
241     Float_t     fEtMaxJet;          //Maximum et of triggered Jet
242     Float_t     fEtaMinJet;         //Minimum eta of triggered Jet
243     Float_t     fEtaMaxJet;         //Maximum eta of triggered Jet
244     Float_t     fPhiMinJet;         //Minimum phi of triggered Jet
245     Float_t     fPhiMaxJet;         //Maximum phi of triggered Jet
246     Int_t       fJetReconstruction; //Jet Reconstruction mode 
247     Float_t     fEtaMinGamma;       // Minimum eta of triggered gamma
248     Float_t     fEtaMaxGamma;       // Maximum eta of triggered gamma
249     Float_t     fPhiMinGamma;       // Minimum phi of triggered gamma
250     Float_t     fPhiMaxGamma;       // Maximum phi of triggered gamma
251     Float_t     fPycellEtaMax;      // Max. eta for Pycell 
252     Int_t       fPycellNEta;        // Number of eta bins for Pycell 
253     Int_t       fPycellNPhi;        // Number of phi bins for Pycell
254     Float_t     fPycellThreshold;   // Pycell threshold
255     Float_t     fPycellEtSeed;      // Pycell seed
256     Float_t     fPycellMinEtJet;    // Pycell min. jet et
257     Float_t     fPycellMaxRadius;   // Pycell cone radius
258     StackFillOpt_t fStackFillOpt;   // Stack filling with all particles with
259                                     // that flavour or only with selected
260                                     // parents and their decays
261     Bool_t fFeedDownOpt;            // Option to set feed down from higher
262                                     // quark families (e.g. b->c)
263     Bool_t  fFragmentation;         // Option to activate fragmentation by Pythia
264     Bool_t  fSetNuclei;             // Flag indicating that SetNuclei has been called
265     Bool_t  fNewMIS;                // Flag for the new multipple interactions scenario
266     Bool_t  fHFoff;                 // Flag for switching heafy flavor production off
267     Int_t   fNucPdf;                // Nuclear pdf 0: EKS98 1: EPS08
268     Int_t   fTriggerParticle;       // Trigger on this particle ...
269     Float_t fTriggerEta;            // .. within |eta| < fTriggerEta
270     Int_t       fTriggerMultiplicity;       // Trigger on events with a minimum charged multiplicity
271     Float_t     fTriggerMultiplicityEta;    // in a given eta range
272     Float_t     fTriggerMultiplicityPtMin;  // above this pT 
273     CountMode_t fCountMode;         // Options for counting when the event will be finished.     
274     // fCountMode = kCountAll         --> All particles that end up in the
275     //                                    stack are counted
276     // fCountMode = kCountParents     --> Only selected parents are counted
277     // fCountMode = kCountTrackabless --> Only particles flagged for tracking
278     //                                     are counted
279     //
280     //
281
282     AliGenPythiaEventHeader* fHeader;  //! Event header
283     AliRunLoader*            fRL;      //! Run Loader
284     const Text_t* fkFileName;          //! Name of file to read from
285
286
287     Bool_t fFragPhotonInCalo; // Option to ask for Fragmentation Photon in calorimeters acceptance
288     Bool_t fPi0InCalo;        // Option to ask for Pi0 in calorimeters acceptance
289     Bool_t fPhotonInCalo;     // Option to ask for Decay Photon in calorimeter acceptance
290     Bool_t fEleInEMCAL;       // Option to ask for Electron in EMCAL acceptance
291     Bool_t fCheckEMCAL;       // Option to ask for FragPhoton or Pi0 in calorimeters EMCAL acceptance
292     Bool_t fCheckPHOS;        // Option to ask for FragPhoton or Pi0 in calorimeters PHOS acceptance
293     Bool_t fCheckPHOSeta;     // Option to ask for PHOS eta acceptance
294     Float_t fFragPhotonOrPi0MinPt; // Minimum momentum of Fragmentation Photon or Pi0
295     Float_t fPhotonMinPt;          // Minimum momentum of Photon 
296     Float_t fElectronMinPt;        // Minimum momentum of Electron 
297     //Calorimeters eta-phi acceptance 
298     Float_t fPHOSMinPhi;           // Minimum phi PHOS
299     Float_t fPHOSMaxPhi;           // Maximum phi PHOS
300     Float_t fPHOSEta;              // Minimum eta PHOS
301     Float_t fEMCALMinPhi;          // Minimum phi EMCAL
302     Float_t fEMCALMaxPhi;          // Maximum phi EMCAL
303     Float_t fEMCALEta;             // Maximum eta EMCAL
304
305     Bool_t fkTuneForDiff;    // Pythia tune 
306     Int_t  fProcDiff;
307  private:
308     AliGenPythia(const AliGenPythia &Pythia);
309     AliGenPythia & operator=(const AliGenPythia & rhs);
310
311
312     Bool_t CheckDiffraction();
313
314     ClassDef(AliGenPythia, 11) // AliGenerator interface to Pythia
315 };
316 #endif
317
318
319
320
321