New quenching algorithm.
[u/mrichter/AliRoot.git] / PYTHIA6 / AliPythia.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
6  *                                                                        *
7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15
16 /* $Id$ */
17
18 #include "AliPythia.h"
19 #include "AliPythiaRndm.h"
20 #include "../FASTSIM/AliFastGlauber.h"
21 #include "../FASTSIM/AliQuenchingWeights.h"
22 #include "TVector3.h"
23
24 ClassImp(AliPythia)
25
26 #ifndef WIN32
27 # define pyclus pyclus_
28 # define pycell pycell_
29 # define pyshow pyshow_
30 # define pyrobo pyrobo_
31 # define type_of_call
32 #else
33 # define pyclus PYCLUS
34 # define pycell PYCELL
35 # define pyrobo PYROBO
36 # define type_of_call _stdcall
37 #endif
38
39 extern "C" void type_of_call pyclus(Int_t & );
40 extern "C" void type_of_call pycell(Int_t & );
41 extern "C" void type_of_call pyshow(Int_t &, Int_t &, Double_t &);
42 extern "C" void type_of_call pyrobo(Int_t &, Int_t &, Double_t &, Double_t &, Double_t &, Double_t &, Double_t &);
43
44 //_____________________________________________________________________________
45
46 AliPythia* AliPythia::fgAliPythia=NULL;
47
48 AliPythia::AliPythia()
49 {
50 // Default Constructor
51 //
52 //  Set random number
53     if (!AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()) 
54       AliPythiaRndm::SetPythiaRandom(GetRandom());
55     fGlauber          = 0;
56     fQuenchingWeights = 0;
57 }
58
59 void AliPythia::ProcInit(Process_t process, Float_t energy, StrucFunc_t strucfunc)
60 {
61 // Initialise the process to generate 
62     if (!AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()) 
63       AliPythiaRndm::SetPythiaRandom(GetRandom());
64     
65     fProcess = process;
66     fEcms = energy;
67     fStrucFunc = strucfunc;
68 //  don't decay p0
69     SetMDCY(Pycomp(111),1,0);
70 //  select structure function 
71     SetMSTP(52,2);
72     SetMSTP(51,strucfunc);
73 //
74 // Pythia initialisation for selected processes//
75 //
76 // Make MSEL clean
77 //
78     for (Int_t i=1; i<= 200; i++) {
79         SetMSUB(i,0);
80     }
81 //  select charm production
82     switch (process) 
83     {
84     case kPyCharm:
85         SetMSEL(4);
86 //
87 //  heavy quark masses
88
89         SetPMAS(4,1,1.2);
90         SetMSTU(16,2);
91 //
92 //    primordial pT
93         SetMSTP(91,1);
94         SetPARP(91,1.);
95         SetPARP(93,5.);
96 //
97         break;
98     case kPyBeauty:
99         SetMSEL(5);
100         SetPMAS(5,1,4.75);
101         SetMSTU(16,2);
102         break;
103     case kPyJpsi:
104         SetMSEL(0);
105 // gg->J/Psi g
106         SetMSUB(86,1);
107         break;
108     case kPyJpsiChi:
109         SetMSEL(0);
110 // gg->J/Psi g
111         SetMSUB(86,1);
112 // gg-> chi_0c g
113         SetMSUB(87,1);
114 // gg-> chi_1c g
115         SetMSUB(88,1);
116 // gg-> chi_2c g
117         SetMSUB(89,1);  
118         break;
119     case kPyCharmUnforced:
120         SetMSEL(0);
121 // gq->qg   
122         SetMSUB(28,1);
123 // gg->qq
124         SetMSUB(53,1);
125 // gg->gg
126         SetMSUB(68,1);
127         break;
128     case kPyBeautyUnforced:
129         SetMSEL(0);
130 // gq->qg   
131         SetMSUB(28,1);
132 // gg->qq
133         SetMSUB(53,1);
134 // gg->gg
135         SetMSUB(68,1);
136         break;
137     case kPyMb:
138 // Minimum Bias pp-Collisions
139 //
140 //   
141 //      select Pythia min. bias model
142         SetMSEL(0);
143         SetMSUB(92,1);             // single diffraction AB-->XB
144         SetMSUB(93,1);             // single diffraction AB-->AX
145         SetMSUB(94,1);             // double diffraction
146         SetMSUB(95,1);             // low pt production
147
148 //
149 // ATLAS Tuning
150 //
151         SetMSTP(51,7);             // CTEQ5L pdf
152         SetMSTP(81,1);             // Multiple Interactions ON
153         SetMSTP(82,4);             // Double Gaussian Model
154
155         SetPARP(82,1.8);           // [GeV]    PT_min at Ref. energy
156         SetPARP(89,1000.);         // [GeV]   Ref. energy
157         SetPARP(90,0.16);          // 2*epsilon (exponent in power law)
158         SetPARP(83,0.5);           // Core density in proton matter distribution (def.value)
159         SetPARP(84,0.5);           // Core radius
160         SetPARP(85,0.33);          // Regulates gluon prod. mechanism
161         SetPARP(86,0.66);          // Regulates gluon prod. mechanism
162         SetPARP(67,1);             // Regulates Initial State Radiation
163         break;
164     case kPyMbNonDiffr:
165 // Minimum Bias pp-Collisions
166 //
167 //   
168 //      select Pythia min. bias model
169         SetMSEL(0);
170         SetMSUB(95,1);             // low pt production
171
172 //
173 // ATLAS Tuning
174 //
175         
176         SetMSTP(51,7);             // CTEQ5L pdf
177         SetMSTP(81,1);             // Multiple Interactions ON
178         SetMSTP(82,4);             // Double Gaussian Model
179
180         SetPARP(82,1.8);           // [GeV]    PT_min at Ref. energy
181         SetPARP(89,1000.);         // [GeV]   Ref. energy
182         SetPARP(90,0.16);          // 2*epsilon (exponent in power law)
183         SetPARP(83,0.5);           // Core density in proton matter distribution (def.value)
184         SetPARP(84,0.5);           // Core radius
185         SetPARP(85,0.33);          // Regulates gluon prod. mechanism
186         SetPARP(86,0.66);          // Regulates gluon prod. mechanism
187         SetPARP(67,1);             // Regulates Initial State Radiation
188         break;
189     case kPyJets:
190 //
191 //  QCD Jets
192 //
193         SetMSEL(1);
194         break;
195     case kPyDirectGamma:
196         SetMSEL(10);
197         break;
198     case kPyCharmPbPbMNR:
199     case kPyD0PbPbMNR:
200       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
201       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
202       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
203       // This parameter settings are meant to work with Pb-Pb collisions
204       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
205       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
206       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
207
208       // All QCD processes
209       SetMSEL(1);
210
211       // No multiple interactions
212       SetMSTP(81,0);
213       SetPARP(81,0.0);
214       SetPARP(82,0.0);
215
216       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
217       SetMSTP(61,1);
218       SetMSTP(71,1);
219
220       // 2nd order alpha_s
221       SetMSTP(2,2);
222
223       // QCD scales
224       SetMSTP(32,2);
225       SetPARP(34,1.0);
226
227       // Intrinsic <kT>
228       SetMSTP(91,1);
229       SetPARP(91,1.304);
230       SetPARP(93,6.52);
231
232       // Set c-quark mass
233       SetPMAS(4,1,1.2);
234
235       break;
236     case kPyCharmpPbMNR:
237     case kPyD0pPbMNR:
238       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
239       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
240       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
241       // This parameter settings are meant to work with p-Pb collisions
242       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
243       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
244       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
245
246       // All QCD processes
247       SetMSEL(1);
248
249       // No multiple interactions
250       SetMSTP(81,0);
251       SetPARP(81,0.0);
252       SetPARP(82,0.0);
253
254       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
255       SetMSTP(61,1);
256       SetMSTP(71,1);
257
258       // 2nd order alpha_s
259       SetMSTP(2,2);
260
261       // QCD scales
262       SetMSTP(32,2);
263       SetPARP(34,1.0);
264
265       // Intrinsic <kT>
266       SetMSTP(91,1);
267       SetPARP(91,1.16);
268       SetPARP(93,5.8);
269
270       // Set c-quark mass
271       SetPMAS(4,1,1.2);
272
273       break;
274     case kPyCharmppMNR:
275     case kPyD0ppMNR:
276       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
277       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
278       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
279       // This parameter settings are meant to work with pp collisions
280       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
281       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
282       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
283
284       // All QCD processes
285       SetMSEL(1);
286
287       // No multiple interactions
288       SetMSTP(81,0);
289       SetPARP(81,0.0);
290       SetPARP(82,0.0);
291
292       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
293       SetMSTP(61,1);
294       SetMSTP(71,1);
295
296       // 2nd order alpha_s
297       SetMSTP(2,2);
298
299       // QCD scales
300       SetMSTP(32,2);
301       SetPARP(34,1.0);
302
303       // Intrinsic <kT^2>
304       SetMSTP(91,1);
305       SetPARP(91,1.);
306       SetPARP(93,5.);
307
308       // Set c-quark mass
309       SetPMAS(4,1,1.2);
310
311       break;
312     case kPyBeautyPbPbMNR:
313       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
314       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
315       // b-bbar single inclusive and double differential distributions.
316       // This parameter settings are meant to work with Pb-Pb collisions
317       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
318       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
319       // has to be set to 2.75GeV. Example in ConfigBeautyPPR.C.
320
321       // All QCD processes
322       SetMSEL(1);
323
324       // No multiple interactions
325       SetMSTP(81,0);
326       SetPARP(81,0.0);
327       SetPARP(82,0.0);
328
329       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
330       SetMSTP(61,1);
331       SetMSTP(71,1);
332
333       // 2nd order alpha_s
334       SetMSTP(2,2);
335
336       // QCD scales
337       SetMSTP(32,2);
338       SetPARP(34,1.0);
339       SetPARP(67,1.0);
340       SetPARP(71,1.0);
341
342       // Intrinsic <kT>
343       SetMSTP(91,1);
344       SetPARP(91,2.035);
345       SetPARP(93,10.17);
346
347       // Set b-quark mass
348       SetPMAS(5,1,4.75);
349
350       break;
351     case kPyBeautypPbMNR:
352       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
353       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
354       // b-bbar single inclusive and double differential distributions.
355       // This parameter settings are meant to work with p-Pb collisions
356       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
357       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
358       // has to be set to 2.75GeV. Example in ConfigBeautyPPR.C.
359
360       // All QCD processes
361       SetMSEL(1);
362
363       // No multiple interactions
364       SetMSTP(81,0);
365       SetPARP(81,0.0);
366       SetPARP(82,0.0);
367
368       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
369       SetMSTP(61,1);
370       SetMSTP(71,1);
371
372       // 2nd order alpha_s
373       SetMSTP(2,2);
374
375       // QCD scales
376       SetMSTP(32,2);
377       SetPARP(34,1.0);
378       SetPARP(67,1.0);
379       SetPARP(71,1.0);
380
381       // Intrinsic <kT>
382       SetMSTP(91,1);
383       SetPARP(91,1.60);
384       SetPARP(93,8.00);
385
386       // Set b-quark mass
387       SetPMAS(5,1,4.75);
388
389       break;
390     case kPyBeautyppMNR:
391       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
392       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
393       // b-bbar single inclusive and double differential distributions.
394       // This parameter settings are meant to work with pp collisions
395       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
396       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
397       // has to be set to 2.75GeV. Example in ConfigBeautyPPR.C.
398
399       // All QCD processes
400       SetMSEL(1);
401
402       // No multiple interactions
403       SetMSTP(81,0);
404       SetPARP(81,0.0);
405       SetPARP(82,0.0);
406
407       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
408       SetMSTP(61,1);
409       SetMSTP(71,1);
410
411       // 2nd order alpha_s
412       SetMSTP(2,2);
413
414       // QCD scales
415       SetMSTP(32,2);
416       SetPARP(34,1.0);
417       SetPARP(67,1.0);
418       SetPARP(71,1.0);
419
420       // Intrinsic <kT>
421       SetMSTP(91,1);
422       SetPARP(91,1.);
423       SetPARP(93,5.);
424
425       // Set b-quark mass
426       SetPMAS(5,1,4.75);
427
428       break;
429     }
430 //
431 //  Initialize PYTHIA
432     SetMSTP(41,1);   // all resonance decays switched on
433
434     Initialize("CMS","p","p",fEcms);
435
436 }
437
438 Int_t AliPythia::CheckedLuComp(Int_t kf)
439 {
440 // Check Lund particle code (for debugging)
441     Int_t kc=Pycomp(kf);
442     printf("\n Lucomp kf,kc %d %d",kf,kc);
443     return kc;
444 }
445
446 void AliPythia::SetNuclei(Int_t a1, Int_t a2)
447 {
448 // Treat protons as inside nuclei with mass numbers a1 and a2  
449 //    The MSTP array in the PYPARS common block is used to enable and 
450 //    select the nuclear structure functions. 
451 //    MSTP(52)  : (D=1) choice of proton and nuclear structure-function library
452 //            =1: internal PYTHIA acording to MSTP(51) 
453 //            =2: PDFLIB proton  s.f., with MSTP(51)  = 1000xNGROUP+NSET
454 //    If the following mass number both not equal zero, nuclear corrections of the stf are used.
455 //    MSTP(192) : Mass number of nucleus side 1
456 //    MSTP(193) : Mass number of nucleus side 2
457     SetMSTP(52,2);
458     SetMSTP(192, a1);
459     SetMSTP(193, a2);  
460 }
461         
462
463 AliPythia* AliPythia::Instance()
464
465 // Set random number generator 
466     if (fgAliPythia) {
467         return fgAliPythia;
468     } else {
469         fgAliPythia = new AliPythia();
470         return fgAliPythia;
471     }
472 }
473
474 void AliPythia::PrintParticles()
475
476 // Print list of particl properties
477     Int_t np = 0;
478     char*   name = new char[16];    
479     for (Int_t kf=0; kf<1000000; kf++) {
480         for (Int_t c = 1;  c > -2; c-=2) {
481             Int_t kc = Pycomp(c*kf);
482             if (kc) {
483                 Float_t mass  = GetPMAS(kc,1);
484                 Float_t width = GetPMAS(kc,2);  
485                 Float_t tau   = GetPMAS(kc,4);
486
487                 Pyname(kf,name);
488         
489                 np++;
490                 
491                 printf("\n mass, width, tau: %6d %s %10.3f %10.3e %10.3e", 
492                        c*kf, name, mass, width, tau);
493             }
494         }
495     }
496     printf("\n Number of particles %d \n \n", np);
497 }
498
499 void  AliPythia::ResetDecayTable()
500 {
501 //  Set default values for pythia decay switches
502     Int_t i;
503     for (i = 1; i <  501; i++) SetMDCY(i,1,fDefMDCY[i]);
504     for (i = 1; i < 2001; i++) SetMDME(i,1,fDefMDME[i]);
505 }
506
507 void  AliPythia::SetDecayTable()
508 {
509 //  Set default values for pythia decay switches
510 //
511     Int_t i;
512     for (i = 1; i <  501; i++) fDefMDCY[i] = GetMDCY(i,1);
513     for (i = 1; i < 2001; i++) fDefMDME[i] = GetMDME(i,1);
514 }
515
516 void  AliPythia::Pyclus(Int_t& njet)
517 {
518 //  Call Pythia clustering algorithm
519 //
520     pyclus(njet);
521 }
522
523 void  AliPythia::Pycell(Int_t& njet)
524 {
525 //  Call Pythia jet reconstruction algorithm
526 //
527     pycell(njet);
528 }
529
530 void  AliPythia::Pyshow(Int_t ip1, Int_t ip2, Double_t qmax)
531 {
532 //  Call Pythia jet reconstruction algorithm
533 //
534     Int_t numpart   = fPyjets->N;
535     for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
536     {
537         if (fPyjets->K[2][i] == 7) ip1 = i+1;
538         if (fPyjets->K[2][i] == 8) ip2 = i+1;
539     }
540     
541
542     qmax = 2. * GetVINT(51);
543     printf("Pyshow %d %d %f", ip1, ip2, qmax);
544     
545     pyshow(ip1, ip2, qmax);
546 }
547
548 void AliPythia::Pyrobo(Int_t imi, Int_t ima, Double_t the, Double_t phi, Double_t bex, Double_t bey, Double_t bez)
549 {
550     pyrobo(imi, ima, the, phi, bex, bey, bez);
551 }
552
553
554
555 void AliPythia::InitQuenching(Float_t cMin, Float_t cMax, Float_t qTransport, Float_t maxLength, Int_t iECMethod)
556 {
557 // Initializes 
558 // (1) The quenching model using quenching weights according to C. Salgado and U. Wiedemann
559 // (2) The nuclear geometry using the Glauber Model
560 //     
561
562
563     fGlauber = new AliFastGlauber();
564     fGlauber->Init(2);
565     fGlauber->SetCentralityClass(cMin, cMax); 
566
567     fQuenchingWeights = new AliQuenchingWeights();
568     fQuenchingWeights->InitMult();
569     fQuenchingWeights->SetQTransport(qTransport);
570     fQuenchingWeights->SetECMethod(AliQuenchingWeights::kECMethod(iECMethod));
571     fQuenchingWeights->SetLengthMax(Int_t(maxLength));
572     fQuenchingWeights->SampleEnergyLoss();
573     
574 }
575
576
577 void  AliPythia::Quench()
578 {
579 //
580 //
581 //  Simple Jet Quenching routine:
582 //  =============================
583 //  The jet formed by all final state partons radiated by the parton created 
584 //  in the hard collisions is quenched by a factor (1-z) using light cone variables in 
585 //  the initial parton reference frame:
586 //  (E + p_z)new = (1-z) (E + p_z)old
587 //
588 //
589 //
590 //
591 //   The lost momentum is first balanced by one gluon with virtuality > 0.   
592 //   Subsequently the gluon splits to yield two gluons with E = p.
593 //
594 //
595 // 
596     const Int_t kGluons = 1;
597     
598     Double_t p0[2][5];
599     Double_t p1[2][5];
600     Double_t p2[2][5];
601     Int_t   klast[2] = {-1, -1};
602     Int_t   kglu[2];
603
604     Int_t numpart   = fPyjets->N;
605     Double_t px = 0., py = 0., pz = 0., e = 0., m = 0., p = 0., pt = 0., theta = 0.;
606     Double_t pxq[2], pyq[2], pzq[2], eq[2], yq[2], mq[2], pq[2], phiq[2], thetaq[2], ptq[2];
607     Bool_t  quenched[2];
608     Double_t phi;
609     Double_t zInitial[2], wjtKick[2];
610     Int_t   imo, kst, pdg;
611 //
612 //  Primary partons
613 //
614     
615     for (Int_t i = 6; i <= 7; i++) {
616         Int_t j = i - 6;
617         
618         pxq[j]    = fPyjets->P[0][i];
619         pyq[j]    = fPyjets->P[1][i];
620         pzq[j]    = fPyjets->P[2][i];
621         eq[j]     = fPyjets->P[3][i];
622         mq[j]     = fPyjets->P[4][i];
623         yq[j]     = 0.5 * TMath::Log((e + pz + 1.e-14) / (e - pz + 1.e-14));
624         pq[j]     = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j] + pzq[j] * pzq[j]);
625         phiq[j]   = TMath::Pi()+TMath::ATan2(-pyq[j], -pxq[j]);
626         ptq[j]    = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j]);
627         thetaq[j] = TMath::ATan2(ptq[j], pzq[j]);
628         phi       = phiq[j];
629         
630         // Quench only central jets
631         if (TMath::Abs(yq[j]) > 2.5) {
632             zInitial[j] = 0.;
633         } else {
634             pdg =  fPyjets->K[1][i];
635             
636             // Get length in nucleus
637             Double_t l;
638             fGlauber->GetLengthsForPythia(1, &phi, &l, -1.);
639             //
640             // Energy loss for given length and parton typr 
641             Int_t itype = (pdg == 21) ? 2 : 1;
642             Double_t eloss   = fQuenchingWeights->GetELossRandom(itype, l, eq[j]);
643             //
644             // Extra pt
645             wjtKick[j] = TMath::Sqrt(l *  fQuenchingWeights->GetQTransport());
646             //
647             // Fractional energy loss
648             zInitial[j] = eloss / eq[j];
649             //
650             // Avoid complete loss
651             //
652             if (zInitial[j] == 1.) zInitial[j] = 0.95;
653             //
654             // Some debug printing
655             printf("Initial parton # %3d, Type %3d Energy %10.3f Phi %10.3f Length %10.3f Loss %10.3f Kick %10.3f\n", 
656                    j, itype, eq[j], phi, l, eloss, wjtKick[j]);
657         }
658         
659         quenched[j] = (zInitial[j] > 0.01);
660         
661     }
662   
663 //
664 // Radiated partons
665 //
666     zInitial[0] = 1. - TMath::Power(1. - zInitial[0], 1./Double_t(kGluons));
667     zInitial[1] = 1. - TMath::Power(1. - zInitial[1], 1./Double_t(kGluons));
668     wjtKick[0]  = wjtKick[0] / TMath::Sqrt(Double_t(kGluons));
669     wjtKick[1]  = wjtKick[1] / TMath::Sqrt(Double_t(kGluons));
670 //    this->Pylist(1);
671     
672     for (Int_t iglu = 0; iglu < kGluons; iglu++) {
673         for (Int_t k = 0; k < 4; k++)
674         {
675             p0[0][k] = 0.; p0[1][k] = 0.;
676             p1[0][k] = 0.; p1[1][k] = 0.;
677             p2[0][k] = 0.; p2[1][k] = 0.;
678         }
679         
680         Int_t nq[2] = {0, 0};
681         
682         for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
683         {
684             imo =  fPyjets->K[2][i];
685             kst =  fPyjets->K[0][i];
686             pdg =  fPyjets->K[1][i];
687
688             
689             
690 //      Quarks and gluons only
691             if (pdg != 21 && TMath::Abs(pdg) > 6) continue;
692 //      Particles from hard scattering only
693             if (imo > 8 && imo < 1000) imo = fPyjets->K[2][imo - 1];
694             if (imo != 7 && imo != 8 && imo != 1007 && imo != 1008) continue;
695             
696 //      Skip comment lines
697             if (kst != 1 && kst != 2) continue;
698 //
699 //      Parton kinematic
700             px    = fPyjets->P[0][i];
701             py    = fPyjets->P[1][i];
702             pz    = fPyjets->P[2][i];
703             e     = fPyjets->P[3][i];
704             m     = fPyjets->P[4][i];
705             pt    = TMath::Sqrt(px * px + py * py);
706             p     = TMath::Sqrt(px * px + py * py + pz * pz); 
707             phi   = TMath::Pi() + TMath::ATan2(-py, -px);
708             theta = TMath::ATan2(pt, pz);
709
710 //
711 //      Save 4-momentum sum for balancing       
712             Int_t index = imo - 7;
713             if (index >=  1000) index -= 1000;
714
715             p0[index][0] += px;
716             p0[index][1] += py;
717             p0[index][2] += pz;
718             p0[index][3] += e;
719             
720 //      Don't quench radiated gluons
721 //
722             if (imo == 1007 || imo == 1008) {
723                 p1[index][0] += px;
724                 p1[index][1] += py;
725                 p1[index][2] += pz;
726                 p1[index][3] += e;      
727                 continue;
728             }
729             
730 //
731
732             klast[index] = i;
733 //
734 //      Fractional energy loss
735             Double_t z = zInitial[index];
736             if (!quenched[index]) continue;
737             //
738             //
739             //      Transform into frame in which initial parton is along z-axis
740             //
741             TVector3 v(px, py, pz);
742             v.RotateZ(-phiq[index]);
743             v.RotateY(-thetaq[index]);
744             Double_t pxs = v.X(); Double_t pys = v.Y(); Double_t pl  = v.Z();
745             Double_t jt  = TMath::Sqrt(pxs * pxs + pys * pys);
746             Double_t mt2 = jt * jt + m * m;
747             Double_t mt  = TMath::Sqrt(mt2);
748             Double_t zmin = 0.;
749             Double_t zmax = 1.;     
750             //
751             // z**2 mt**2 - pt**2 + pt'**2 > 0
752             // z**2 mt**2 + mt'**2 + m**2 - pt**2
753             // z**2 mt**2 + (1-z)**2 mt**2 + m**2 - pt**2
754             // mt**2(z**2 + 1 + z**2  - 2z) + m**2 - pt**2
755             // mt**2(2z**2 + 1 - 2z) + m**2 - pt**2 > 0
756             // mt**2(2z**2 + 1 - 2z) + 2 m**2 - mt**2 > 0
757             // mt**2(2z**2 - 2z) + 2 m**2 > 0
758             // z mt**2 (1 - z) -  m**2 < 0
759             // z**2 - z + 1/4 > 1/4 - m**2/mt**2
760             // (z-1/2)**2 > 1/4 - m**2/mt**2
761             // |z-1/2| > sqrt(1/4 - m**2/mt**2)
762             //
763             // m/mt < 1/2
764             // mt   > 2m
765             //
766             if (mt < 2. * m) {
767                 printf("No phase space for quenching !: mt (%e) < 2 m (%e) \n", mt, m);
768                 p1[index][0] += px;
769                 p1[index][1] += py;
770                 p1[index][2] += pz;
771                 p1[index][3] += e;
772                 continue;
773             } else {
774                 zmin = 0.5 - TMath::Sqrt(0.25 - m * m / mt2);
775                 if (z < zmin) {
776                     printf("No phase space for quenching ??: z (%e) < zmin (%e) \n", z, zmin);
777 //                  z = zmin * 1.01;
778
779                     p1[index][0] += px;
780                     p1[index][1] += py;
781                     p1[index][2] += pz;
782                     p1[index][3] += e;
783                     continue;
784
785                 }
786             }
787             //
788             // Kinematic limit on z
789             //
790
791             if (m > 0.) {
792                 zmax = 1. - m / TMath::Sqrt(m * m + jt * jt);
793                 if (z > zmax) {
794                     printf("We have to put z to the kinematic limit %e %e \n", z, zmax);
795                     z = 0.9999 * zmax;
796                 } // z > zmax
797                 if (z < 0.01) {
798 //
799 //           If z is too small, there is no phase space for quenching
800 //
801                     printf("No phase space for quenching ! %e  \n", z);
802                     
803                     p1[index][0] += px;
804                     p1[index][1] += py;
805                     p1[index][2] += pz;
806                     p1[index][3] += e;
807                     continue;
808                 }
809             } // massive particles
810             
811             //
812             // Change light-cone kinematics rel. to initial parton
813             //  
814             Double_t eppzOld = e + pl;
815             Double_t empzOld = e - pl;
816             
817             Double_t eppzNew = (1. - z) * eppzOld;
818             Double_t empzNew = empzOld - mt2 * z / eppzOld;
819             Double_t eNew0    = 0.5 * (eppzNew + empzNew);
820             Double_t pzNew0   = 0.5 * (eppzNew - empzNew);
821             
822             Double_t ptNew;
823             //
824             // if mt very small (or sometimes even < 0 for numerical reasons) set it to 0
825             Double_t mt2New = eppzNew * empzNew;
826             if (mt2New < 1.e-8) mt2New = 0.;
827             
828             if (m * m > mt2New) {
829                 //
830                 // This should not happen 
831                 //
832                 Fatal("Quench()", "This should never happen %e %e %e!", m, eppzNew, empzNew);
833                 ptNew = 0;
834             } else {
835                 ptNew    = TMath::Sqrt(mt2New - m * m);
836             }
837
838             
839             //
840             //     Calculate new px, py
841             //
842             Double_t pxNew0   = ptNew / jt * pxs;
843             Double_t pyNew0   = ptNew / jt * pys;       
844 /*
845             Double_t dpx = pxs - pxNew0;
846             Double_t dpy = pys - pyNew0;
847             Double_t dpz = pl  - pzNew0;
848             Double_t de  = e   - eNew0;
849             Double_t dmass2 = de * de  - dpx * dpx - dpy * dpy - dpz * dpz;
850 */
851             //
852             //      Rotate back
853             //  
854             TVector3 w(pxNew0, pyNew0, pzNew0);
855             w.RotateY(thetaq[index]);
856             w.RotateZ(phiq[index]);
857             pxNew0 = w.X(); pyNew0 = w.Y(); pzNew0 = w.Z();
858             
859             
860             p1[index][0] += pxNew0;
861             p1[index][1] += pyNew0;
862             p1[index][2] += pzNew0;
863             p1[index][3] += eNew0;      
864             //
865             // Update event record
866             //
867             fPyjets->P[0][i] = pxNew0;
868             fPyjets->P[1][i] = pyNew0;
869             fPyjets->P[2][i] = pzNew0;
870             fPyjets->P[3][i] = eNew0;
871             nq[index]++;
872             
873         }
874         
875         //
876         // Gluons
877         // 
878         
879         for (Int_t k = 0; k < 2; k++) 
880         {
881             //
882             // Check if there was phase-space for quenching
883             //
884             if (nq[k] == 0) quenched[k] = kFALSE;
885             
886             if (!quenched[k]) continue;
887             
888             for (Int_t j = 0; j < 4; j++) 
889             {
890                 p2[k][j] = p0[k][j] - p1[k][j];
891             }
892             p2[k][4] = p2[k][3] * p2[k][3] - p2[k][0] * p2[k][0] - p2[k][1] * p2[k][1] - p2[k][2] * p2[k][2];
893
894             if (p2[k][4] > 0.) {
895                 p2[k][4] = TMath::Sqrt(p2[k][4]);
896             } else {
897                 printf("Warning negative mass squared in system %d %f ! \n", k, zInitial[k]);
898                 printf("Kinematics %10.3e %10.3e %10.3e %10.3e %10.3e \n", p2[k][0], p2[k][1], p2[k][2], p2[k][3], p2[k][4]);
899                 if (p2[k][4] < -0.1) Fatal("Boost", "Negative mass squared !");
900                 p2[k][4] = 0.;
901             }
902             //
903             // jt-kick
904             //
905             /*
906             TVector3 v(p2[k][0], p2[k][1], p2[k][2]);
907             v.RotateZ(-phiq[k]);
908             v.RotateY(-thetaq[k]);
909             Double_t px = v.X(); Double_t py = v.Y(); Double_t pz  = v.Z();        
910             Double_t r       = AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()->Rndm();
911             Double_t  jtKick  = wjtKick[k] * TMath::Sqrt(-TMath::Log(r));
912             Double_t phiKick = 2. * TMath::Pi() * AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()->Rndm();
913             px += jtKick * TMath::Cos(phiKick);
914             py += jtKick * TMath::Sin(phiKick);
915             TVector3 w(px, py, pz);
916             w.RotateY(thetaq[k]);
917             w.RotateZ(phiq[k]);
918             p2[k][0] = w.X(); p2[k][1] = w.Y(); p2[k][2] = w.Z();
919             p2[k][3] = TMath::Sqrt(p2[k][0] * p2[k][0] + p2[k][1] * p2[k][1] + p2[k][2] * p2[k][2] + p2[k][4] * p2[k][4]);
920             */
921         }
922         
923         //
924         // Add the gluons
925         //
926         
927         Int_t ish = 0;    
928         for (Int_t i = 0; i < 2; i++) {
929             Int_t jmin, jmax, iGlu, iNew;
930             if (!quenched[i]) continue;
931 //
932 //      Last parton from shower i
933             Int_t in = klast[i];
934 //
935 //      Continue if no parton in shower i selected
936             if (in == -1) continue;
937 //  
938 //      If this is the second initial parton and it is behind the first move pointer by previous ish
939             if (i == 1 && klast[1] > klast[0]) in += ish;
940 //
941 //      Starting index
942             
943             jmin = in - 1;
944 // How many additional gluons will be generated
945             ish  = 1;
946             if (p2[i][4] > 0.05) ish = 2;
947 //
948 //      Position of gluons
949             iGlu = in;
950             iNew = in + ish;
951             jmax = numpart + ish - 1;
952             
953             if (fPyjets->K[0][in-1] == 1 || fPyjets->K[0][in-1] == 21 || fPyjets->K[0][in-1] == 11) {
954                 jmin = in;
955                 iGlu = in + 1;
956                 iNew = in;
957             }
958             
959             kglu[i] = iGlu;
960 //      
961 // Shift stack
962 //
963             for (Int_t j = jmax; j > jmin; j--)
964             {
965                 for (Int_t k = 0; k < 5; k++) {
966                     fPyjets->K[k][j] =  fPyjets->K[k][j-ish];
967                     fPyjets->P[k][j] =  fPyjets->P[k][j-ish];
968                     fPyjets->V[k][j] =  fPyjets->V[k][j-ish];
969                 }
970             } // end shifting
971             
972             numpart += ish;
973             (fPyjets->N) += ish;
974             
975             if (ish == 1) {
976                 fPyjets->P[0][iGlu] = p2[i][0];
977                 fPyjets->P[1][iGlu] = p2[i][1];
978                 fPyjets->P[2][iGlu] = p2[i][2];
979                 fPyjets->P[3][iGlu] = p2[i][3];
980                 fPyjets->P[4][iGlu] = p2[i][4];
981                 
982                 fPyjets->K[0][iGlu] = 2;
983                 fPyjets->K[1][iGlu] = 21;       
984                 fPyjets->K[2][iGlu] = fPyjets->K[2][iNew] + 1000;
985                 fPyjets->K[3][iGlu] = -1;       
986                 fPyjets->K[4][iGlu] = -1;
987             } else {
988                 //
989                 // Split gluon in rest frame.
990                 //
991                 Double_t bx   =  p2[i][0] / p2[i][3];
992                 Double_t by   =  p2[i][1] / p2[i][3];
993                 Double_t bz   =  p2[i][2] / p2[i][3];
994                 Double_t pst  =  p2[i][4] / 2.;
995                 //
996                 // Isotropic decay ????
997                 Double_t cost = 2. * gRandom->Rndm() - 1.;
998                 Double_t sint = TMath::Sqrt(1. - cost * cost);
999                 Double_t phi =  2. * TMath::Pi() * gRandom->Rndm();
1000                 
1001                 Double_t pz1 =   pst * cost;
1002                 Double_t pz2 =  -pst * cost;
1003                 Double_t pt1 =   pst * sint;
1004                 Double_t pt2 =  -pst * sint;
1005                 Double_t px1 =   pt1 * TMath::Cos(phi);
1006                 Double_t py1 =   pt1 * TMath::Sin(phi);     
1007                 Double_t px2 =   pt2 * TMath::Cos(phi);
1008                 Double_t py2 =   pt2 * TMath::Sin(phi);     
1009                 
1010                 fPyjets->P[0][iGlu] = px1;
1011                 fPyjets->P[1][iGlu] = py1;
1012                 fPyjets->P[2][iGlu] = pz1;
1013                 fPyjets->P[3][iGlu] = pst;
1014                 fPyjets->P[4][iGlu] = 0.;
1015                 
1016                 fPyjets->K[0][iGlu] = 2;
1017                 fPyjets->K[1][iGlu] = 21;       
1018                 fPyjets->K[2][iGlu] = fPyjets->K[2][iNew] + 1000;
1019                 fPyjets->K[3][iGlu] = -1;       
1020                 fPyjets->K[4][iGlu] = -1;
1021                 
1022                 fPyjets->P[0][iGlu+1] = px2;
1023                 fPyjets->P[1][iGlu+1] = py2;
1024                 fPyjets->P[2][iGlu+1] = pz2;
1025                 fPyjets->P[3][iGlu+1] = pst;
1026                 fPyjets->P[4][iGlu+1] = 0.;
1027                 
1028                 fPyjets->K[0][iGlu+1] = 2;
1029                 fPyjets->K[1][iGlu+1] = 21;     
1030                 fPyjets->K[2][iGlu+1] = fPyjets->K[2][iNew] + 1000;
1031                 fPyjets->K[3][iGlu+1] = -1;     
1032                 fPyjets->K[4][iGlu+1] = -1;
1033                 SetMSTU(1,0);
1034                 SetMSTU(2,0);
1035                 //
1036                 // Boost back
1037                 //
1038                 Pyrobo(iGlu + 1, iGlu + 2, 0., 0., bx, by, bz);
1039             }
1040         } // end adding gluons
1041         //
1042         // Check energy conservation
1043         Double_t pxs = 0.;
1044         Double_t pys = 0.;
1045         Double_t pzs = 0.;      
1046         Double_t es  = 14000.;
1047         
1048         for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
1049         {
1050             kst =  fPyjets->K[0][i];
1051             if (kst != 1 && kst != 2) continue;
1052             pxs += fPyjets->P[0][i];
1053             pys += fPyjets->P[1][i];
1054             pzs += fPyjets->P[2][i];        
1055             es  -= fPyjets->P[3][i];        
1056         }
1057         if (TMath::Abs(pxs) > 1.e-2 ||
1058             TMath::Abs(pys) > 1.e-2 ||
1059             TMath::Abs(pzs) > 1.e-1) {
1060             printf("%e %e %e %e\n", pxs, pys, pzs, es);
1061             this->Pylist(1);
1062             Fatal("Quench()", "4-Momentum non-conservation");
1063         }
1064
1065     } // end quenchin loop
1066     // Clean-up
1067     for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
1068     {
1069         imo =  fPyjets->K[2][i];
1070         if (imo > 1000) fPyjets->K[2][i] -= 1000;
1071     }
1072         
1073 } // end quench