Store and communicate event specific quenching parameters.
[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 pyquen pyquen_
32 # define type_of_call
33 #else
34 # define pyclus PYCLUS
35 # define pycell PYCELL
36 # define pyrobo PYROBO
37 # define pyquen PYQUEN
38 # define type_of_call _stdcall
39 #endif
40
41 extern "C" void type_of_call pyclus(Int_t & );
42 extern "C" void type_of_call pycell(Int_t & );
43 extern "C" void type_of_call pyshow(Int_t &, Int_t &, Double_t &);
44 extern "C" void type_of_call pyrobo(Int_t &, Int_t &, Double_t &, Double_t &, Double_t &, Double_t &, Double_t &);
45 extern "C" void type_of_call pyquen(Double_t &, Int_t &, Double_t &);
46
47 //_____________________________________________________________________________
48
49 AliPythia* AliPythia::fgAliPythia=NULL;
50
51 AliPythia::AliPythia()
52 {
53 // Default Constructor
54 //
55 //  Set random number
56     if (!AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()) 
57       AliPythiaRndm::SetPythiaRandom(GetRandom());
58     fGlauber          = 0;
59     fQuenchingWeights = 0;
60 }
61
62 void AliPythia::ProcInit(Process_t process, Float_t energy, StrucFunc_t strucfunc)
63 {
64 // Initialise the process to generate 
65     if (!AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()) 
66       AliPythiaRndm::SetPythiaRandom(GetRandom());
67     
68     fProcess = process;
69     fEcms = energy;
70     fStrucFunc = strucfunc;
71 //...Switch off decay of pi0, K0S, Lambda, Sigma+-, Xi0-, Omega-.
72     SetMDCY(Pycomp(111) ,1,0);
73     SetMDCY(Pycomp(310) ,1,0);
74     SetMDCY(Pycomp(3122),1,0);
75     SetMDCY(Pycomp(3112),1,0);
76     SetMDCY(Pycomp(3212),1,0);
77     SetMDCY(Pycomp(3222),1,0);
78     SetMDCY(Pycomp(3312),1,0);
79     SetMDCY(Pycomp(3322),1,0);
80     SetMDCY(Pycomp(3334),1,0);
81     //  select structure function 
82     SetMSTP(52,2);
83     SetMSTP(51,strucfunc);
84 //
85 // Pythia initialisation for selected processes//
86 //
87 // Make MSEL clean
88 //
89     for (Int_t i=1; i<= 200; i++) {
90         SetMSUB(i,0);
91     }
92 //  select charm production
93     switch (process) 
94     {
95     case kPyCharm:
96         SetMSEL(4);
97 //
98 //  heavy quark masses
99
100         SetPMAS(4,1,1.2);
101         SetMSTU(16,2);
102 //
103 //    primordial pT
104         SetMSTP(91,1);
105         SetPARP(91,1.);
106         SetPARP(93,5.);
107 //
108         break;
109     case kPyBeauty:
110         SetMSEL(5);
111         SetPMAS(5,1,4.75);
112         SetMSTU(16,2);
113         break;
114     case kPyJpsi:
115         SetMSEL(0);
116 // gg->J/Psi g
117         SetMSUB(86,1);
118         break;
119     case kPyJpsiChi:
120         SetMSEL(0);
121 // gg->J/Psi g
122         SetMSUB(86,1);
123 // gg-> chi_0c g
124         SetMSUB(87,1);
125 // gg-> chi_1c g
126         SetMSUB(88,1);
127 // gg-> chi_2c g
128         SetMSUB(89,1);  
129         break;
130     case kPyCharmUnforced:
131         SetMSEL(0);
132 // gq->qg   
133         SetMSUB(28,1);
134 // gg->qq
135         SetMSUB(53,1);
136 // gg->gg
137         SetMSUB(68,1);
138         break;
139     case kPyBeautyUnforced:
140         SetMSEL(0);
141 // gq->qg   
142         SetMSUB(28,1);
143 // gg->qq
144         SetMSUB(53,1);
145 // gg->gg
146         SetMSUB(68,1);
147         break;
148     case kPyMb:
149 // Minimum Bias pp-Collisions
150 //
151 //   
152 //      select Pythia min. bias model
153         SetMSEL(0);
154         SetMSUB(92,1);             // single diffraction AB-->XB
155         SetMSUB(93,1);             // single diffraction AB-->AX
156         SetMSUB(94,1);             // double diffraction
157         SetMSUB(95,1);             // low pt production
158
159 //
160 // ATLAS Tuning
161 //
162         
163         SetMSTP(51, kCTEQ5L);      // CTEQ5L pdf
164         SetMSTP(81,1);             // Multiple Interactions ON
165         SetMSTP(82,4);             // Double Gaussian Model
166
167         SetPARP(82,1.8);           // [GeV]    PT_min at Ref. energy
168         SetPARP(89,1000.);         // [GeV]   Ref. energy
169         SetPARP(90,0.16);          // 2*epsilon (exponent in power law)
170         SetPARP(83,0.5);           // Core density in proton matter distribution (def.value)
171         SetPARP(84,0.5);           // Core radius
172         SetPARP(85,0.33);          // Regulates gluon prod. mechanism
173         SetPARP(86,0.66);          // Regulates gluon prod. mechanism
174         SetPARP(67,1);             // Regulates Initial State Radiation
175         break;
176     case kPyMbNonDiffr:
177 // Minimum Bias pp-Collisions
178 //
179 //   
180 //      select Pythia min. bias model
181         SetMSEL(0);
182         SetMSUB(95,1);             // low pt production
183
184 //
185 // ATLAS Tuning
186 //
187         
188         SetMSTP(51,kCTEQ5L);       // CTEQ5L pdf
189         SetMSTP(81,1);             // Multiple Interactions ON
190         SetMSTP(82,4);             // Double Gaussian Model
191
192         SetPARP(82,1.8);           // [GeV]    PT_min at Ref. energy
193         SetPARP(89,1000.);         // [GeV]   Ref. energy
194         SetPARP(90,0.16);          // 2*epsilon (exponent in power law)
195         SetPARP(83,0.5);           // Core density in proton matter distribution (def.value)
196         SetPARP(84,0.5);           // Core radius
197         SetPARP(85,0.33);          // Regulates gluon prod. mechanism
198         SetPARP(86,0.66);          // Regulates gluon prod. mechanism
199         SetPARP(67,1);             // Regulates Initial State Radiation
200         break;
201     case kPyJets:
202 //
203 //  QCD Jets
204 //
205         SetMSEL(1);
206         break;
207     case kPyDirectGamma:
208         SetMSEL(10);
209         break;
210     case kPyCharmPbPbMNR:
211     case kPyD0PbPbMNR:
212       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
213       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
214       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
215       // This parameter settings are meant to work with Pb-Pb collisions
216       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
217       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
218       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
219
220       // All QCD processes
221       SetMSEL(1);
222
223       // No multiple interactions
224       SetMSTP(81,0);
225       SetPARP(81,0.0);
226       SetPARP(82,0.0);
227
228       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
229       SetMSTP(61,1);
230       SetMSTP(71,1);
231
232       // 2nd order alpha_s
233       SetMSTP(2,2);
234
235       // QCD scales
236       SetMSTP(32,2);
237       SetPARP(34,1.0);
238
239       // Intrinsic <kT>
240       SetMSTP(91,1);
241       SetPARP(91,1.304);
242       SetPARP(93,6.52);
243
244       // Set c-quark mass
245       SetPMAS(4,1,1.2);
246
247       break;
248     case kPyDPlusPbPbMNR:
249       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
250       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
251       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
252       // This parameter settings are meant to work with Pb-Pb collisions
253       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
254       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
255       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
256
257       // All QCD processes
258       SetMSEL(1);
259
260       // No multiple interactions
261       SetMSTP(81,0);
262       SetPARP(81,0.0);
263       SetPARP(82,0.0);
264
265       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
266       SetMSTP(61,1);
267       SetMSTP(71,1);
268
269       // 2nd order alpha_s
270       SetMSTP(2,2);
271
272       // QCD scales
273       SetMSTP(32,2);
274       SetPARP(34,1.0);
275
276       // Intrinsic <kT>
277       SetMSTP(91,1);
278       SetPARP(91,1.304);
279       SetPARP(93,6.52);
280
281       // Set c-quark mass
282       SetPMAS(4,1,1.2);
283
284       break;
285     case kPyCharmpPbMNR:
286     case kPyD0pPbMNR:
287       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
288       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
289       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
290       // This parameter settings are meant to work with p-Pb collisions
291       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
292       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
293       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
294
295       // All QCD processes
296       SetMSEL(1);
297
298       // No multiple interactions
299       SetMSTP(81,0);
300       SetPARP(81,0.0);
301       SetPARP(82,0.0);
302
303       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
304       SetMSTP(61,1);
305       SetMSTP(71,1);
306
307       // 2nd order alpha_s
308       SetMSTP(2,2);
309
310       // QCD scales
311       SetMSTP(32,2);
312       SetPARP(34,1.0);
313
314       // Intrinsic <kT>
315       SetMSTP(91,1);
316       SetPARP(91,1.16);
317       SetPARP(93,5.8);
318
319       // Set c-quark mass
320       SetPMAS(4,1,1.2);
321
322       break;
323     case kPyDPluspPbMNR:
324       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
325       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
326       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
327       // This parameter settings are meant to work with p-Pb collisions
328       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
329       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
330       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
331
332       // All QCD processes
333       SetMSEL(1);
334
335       // No multiple interactions
336       SetMSTP(81,0);
337       SetPARP(81,0.0);
338       SetPARP(82,0.0);
339
340       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
341       SetMSTP(61,1);
342       SetMSTP(71,1);
343
344       // 2nd order alpha_s
345       SetMSTP(2,2);
346
347       // QCD scales
348       SetMSTP(32,2);
349       SetPARP(34,1.0);
350
351       // Intrinsic <kT>
352       SetMSTP(91,1);
353       SetPARP(91,1.16);
354       SetPARP(93,5.8);
355
356       // Set c-quark mass
357       SetPMAS(4,1,1.2);
358
359       break;
360     case kPyCharmppMNR:
361     case kPyD0ppMNR:
362       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
363       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
364       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
365       // This parameter settings are meant to work with pp collisions
366       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
367       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
368       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
369
370       // All QCD processes
371       SetMSEL(1);
372
373       // No multiple interactions
374       SetMSTP(81,0);
375       SetPARP(81,0.0);
376       SetPARP(82,0.0);
377
378       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
379       SetMSTP(61,1);
380       SetMSTP(71,1);
381
382       // 2nd order alpha_s
383       SetMSTP(2,2);
384
385       // QCD scales
386       SetMSTP(32,2);
387       SetPARP(34,1.0);
388
389       // Intrinsic <kT^2>
390       SetMSTP(91,1);
391       SetPARP(91,1.);
392       SetPARP(93,5.);
393
394       // Set c-quark mass
395       SetPMAS(4,1,1.2);
396
397       break;
398     case kPyDPlusppMNR:
399       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
400       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
401       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
402       // This parameter settings are meant to work with pp collisions
403       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
404       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
405       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
406
407       // All QCD processes
408       SetMSEL(1);
409
410       // No multiple interactions
411       SetMSTP(81,0);
412       SetPARP(81,0.0);
413       SetPARP(82,0.0);
414
415       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
416       SetMSTP(61,1);
417       SetMSTP(71,1);
418
419       // 2nd order alpha_s
420       SetMSTP(2,2);
421
422       // QCD scales
423       SetMSTP(32,2);
424       SetPARP(34,1.0);
425
426       // Intrinsic <kT^2>
427       SetMSTP(91,1);
428       SetPARP(91,1.);
429       SetPARP(93,5.);
430
431       // Set c-quark mass
432       SetPMAS(4,1,1.2);
433
434       break;
435     case kPyBeautyPbPbMNR:
436       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
437       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
438       // b-bbar single inclusive and double differential distributions.
439       // This parameter settings are meant to work with Pb-Pb collisions
440       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
441       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
442       // has to be set to 2.75GeV. Example in ConfigBeautyPPR.C.
443
444       // All QCD processes
445       SetMSEL(1);
446
447       // No multiple interactions
448       SetMSTP(81,0);
449       SetPARP(81,0.0);
450       SetPARP(82,0.0);
451
452       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
453       SetMSTP(61,1);
454       SetMSTP(71,1);
455
456       // 2nd order alpha_s
457       SetMSTP(2,2);
458
459       // QCD scales
460       SetMSTP(32,2);
461       SetPARP(34,1.0);
462       SetPARP(67,1.0);
463       SetPARP(71,1.0);
464
465       // Intrinsic <kT>
466       SetMSTP(91,1);
467       SetPARP(91,2.035);
468       SetPARP(93,10.17);
469
470       // Set b-quark mass
471       SetPMAS(5,1,4.75);
472
473       break;
474     case kPyBeautypPbMNR:
475       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
476       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
477       // b-bbar single inclusive and double differential distributions.
478       // This parameter settings are meant to work with p-Pb collisions
479       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
480       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
481       // has to be set to 2.75GeV. Example in ConfigBeautyPPR.C.
482
483       // All QCD processes
484       SetMSEL(1);
485
486       // No multiple interactions
487       SetMSTP(81,0);
488       SetPARP(81,0.0);
489       SetPARP(82,0.0);
490
491       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
492       SetMSTP(61,1);
493       SetMSTP(71,1);
494
495       // 2nd order alpha_s
496       SetMSTP(2,2);
497
498       // QCD scales
499       SetMSTP(32,2);
500       SetPARP(34,1.0);
501       SetPARP(67,1.0);
502       SetPARP(71,1.0);
503
504       // Intrinsic <kT>
505       SetMSTP(91,1);
506       SetPARP(91,1.60);
507       SetPARP(93,8.00);
508
509       // Set b-quark mass
510       SetPMAS(5,1,4.75);
511
512       break;
513     case kPyBeautyppMNR:
514       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
515       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
516       // b-bbar single inclusive and double differential distributions.
517       // This parameter settings are meant to work with pp collisions
518       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
519       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
520       // has to be set to 2.75GeV. Example in ConfigBeautyPPR.C.
521
522       // All QCD processes
523       SetMSEL(1);
524
525       // No multiple interactions
526       SetMSTP(81,0);
527       SetPARP(81,0.0);
528       SetPARP(82,0.0);
529
530       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
531       SetMSTP(61,1);
532       SetMSTP(71,1);
533
534       // 2nd order alpha_s
535       SetMSTP(2,2);
536
537       // QCD scales
538       SetMSTP(32,2);
539       SetPARP(34,1.0);
540       SetPARP(67,1.0);
541       SetPARP(71,1.0);
542
543       // Intrinsic <kT>
544       SetMSTP(91,1);
545       SetPARP(91,1.);
546       SetPARP(93,5.);
547
548       // Set b-quark mass
549       SetPMAS(5,1,4.75);
550
551       break;
552     }
553 //
554 //  Initialize PYTHIA
555     SetMSTP(41,1);   // all resonance decays switched on
556
557     Initialize("CMS","p","p",fEcms);
558
559 }
560
561 Int_t AliPythia::CheckedLuComp(Int_t kf)
562 {
563 // Check Lund particle code (for debugging)
564     Int_t kc=Pycomp(kf);
565     printf("\n Lucomp kf,kc %d %d",kf,kc);
566     return kc;
567 }
568
569 void AliPythia::SetNuclei(Int_t a1, Int_t a2)
570 {
571 // Treat protons as inside nuclei with mass numbers a1 and a2  
572 //    The MSTP array in the PYPARS common block is used to enable and 
573 //    select the nuclear structure functions. 
574 //    MSTP(52)  : (D=1) choice of proton and nuclear structure-function library
575 //            =1: internal PYTHIA acording to MSTP(51) 
576 //            =2: PDFLIB proton  s.f., with MSTP(51)  = 1000xNGROUP+NSET
577 //    If the following mass number both not equal zero, nuclear corrections of the stf are used.
578 //    MSTP(192) : Mass number of nucleus side 1
579 //    MSTP(193) : Mass number of nucleus side 2
580     SetMSTP(52,2);
581     SetMSTP(192, a1);
582     SetMSTP(193, a2);  
583 }
584         
585
586 AliPythia* AliPythia::Instance()
587
588 // Set random number generator 
589     if (fgAliPythia) {
590         return fgAliPythia;
591     } else {
592         fgAliPythia = new AliPythia();
593         return fgAliPythia;
594     }
595 }
596
597 void AliPythia::PrintParticles()
598
599 // Print list of particl properties
600     Int_t np = 0;
601     char*   name = new char[16];    
602     for (Int_t kf=0; kf<1000000; kf++) {
603         for (Int_t c = 1;  c > -2; c-=2) {
604             Int_t kc = Pycomp(c*kf);
605             if (kc) {
606                 Float_t mass  = GetPMAS(kc,1);
607                 Float_t width = GetPMAS(kc,2);  
608                 Float_t tau   = GetPMAS(kc,4);
609
610                 Pyname(kf,name);
611         
612                 np++;
613                 
614                 printf("\n mass, width, tau: %6d %s %10.3f %10.3e %10.3e", 
615                        c*kf, name, mass, width, tau);
616             }
617         }
618     }
619     printf("\n Number of particles %d \n \n", np);
620 }
621
622 void  AliPythia::ResetDecayTable()
623 {
624 //  Set default values for pythia decay switches
625     Int_t i;
626     for (i = 1; i <  501; i++) SetMDCY(i,1,fDefMDCY[i]);
627     for (i = 1; i < 2001; i++) SetMDME(i,1,fDefMDME[i]);
628 }
629
630 void  AliPythia::SetDecayTable()
631 {
632 //  Set default values for pythia decay switches
633 //
634     Int_t i;
635     for (i = 1; i <  501; i++) fDefMDCY[i] = GetMDCY(i,1);
636     for (i = 1; i < 2001; i++) fDefMDME[i] = GetMDME(i,1);
637 }
638
639 void  AliPythia::Pyclus(Int_t& njet)
640 {
641 //  Call Pythia clustering algorithm
642 //
643     pyclus(njet);
644 }
645
646 void  AliPythia::Pycell(Int_t& njet)
647 {
648 //  Call Pythia jet reconstruction algorithm
649 //
650     pycell(njet);
651 }
652
653 void  AliPythia::Pyshow(Int_t ip1, Int_t ip2, Double_t qmax)
654 {
655 //  Call Pythia jet reconstruction algorithm
656 //
657     pyshow(ip1, ip2, qmax);
658 }
659
660 void AliPythia::Pyrobo(Int_t imi, Int_t ima, Double_t the, Double_t phi, Double_t bex, Double_t bey, Double_t bez)
661 {
662     pyrobo(imi, ima, the, phi, bex, bey, bez);
663 }
664
665
666
667 void AliPythia::InitQuenching(Float_t cMin, Float_t cMax, Float_t k, Int_t iECMethod)
668 {
669 // Initializes 
670 // (1) The quenching model using quenching weights according to C. Salgado and U. Wiedemann
671 // (2) The nuclear geometry using the Glauber Model
672 //     
673
674
675     fGlauber = new AliFastGlauber();
676     fGlauber->Init(2);
677     fGlauber->SetCentralityClass(cMin, cMax); 
678
679     fQuenchingWeights = new AliQuenchingWeights();
680     fQuenchingWeights->InitMult();
681     fQuenchingWeights->SetK(k);
682     fQuenchingWeights->SetECMethod(AliQuenchingWeights::kECMethod(iECMethod));
683 }
684
685
686 void  AliPythia::Quench()
687 {
688 //
689 //
690 //  Simple Jet Quenching routine:
691 //  =============================
692 //  The jet formed by all final state partons radiated by the parton created 
693 //  in the hard collisions is quenched by a factor (1-z) using light cone variables in 
694 //  the initial parton reference frame:
695 //  (E + p_z)new = (1-z) (E + p_z)old
696 //
697 //
698 //
699 //
700 //   The lost momentum is first balanced by one gluon with virtuality > 0.   
701 //   Subsequently the gluon splits to yield two gluons with E = p.
702 //
703 //
704 // 
705     static Float_t eMean = 0.;
706     static Int_t   icall = 0;
707     
708     Double_t p0[4][5];
709     Double_t p1[4][5];
710     Double_t p2[4][5];
711     Int_t   klast[4] = {-1, -1, -1, -1};
712
713     Int_t numpart   = fPyjets->N;
714     Double_t px = 0., py = 0., pz = 0., e = 0., m = 0., p = 0., pt = 0., theta = 0., phi = 0.;
715     Double_t pxq[4], pyq[4], pzq[4], eq[4], yq[4], mq[4], pq[4], phiq[4], thetaq[4], ptq[4];
716     Bool_t  quenched[4];
717     Double_t wjtKick[4];
718     Int_t nGluon[4];
719     Int_t qPdg[4];
720     Int_t   imo, kst, pdg;
721     
722 //
723 //  Sore information about Primary partons
724 //
725 //  j =
726 //  0, 1 partons from hard scattering
727 //  2, 3 partons from initial state radiation
728 // 
729     for (Int_t i = 2; i <= 7; i++) {
730         Int_t j = 0;
731         // Skip gluons that participate in hard scattering
732         if (i == 4 || i == 5) continue;
733         // Gluons from hard Scattering
734         if (i == 6 || i == 7) {
735             j = i - 6;
736             pxq[j]    = fPyjets->P[0][i];
737             pyq[j]    = fPyjets->P[1][i];
738             pzq[j]    = fPyjets->P[2][i];
739             eq[j]     = fPyjets->P[3][i];
740             mq[j]     = fPyjets->P[4][i];
741         } else {
742             // Gluons from initial state radiation
743             //
744             // Obtain 4-momentum vector from difference between original parton and parton after gluon 
745             // radiation. Energy is calculated independently because initial state radition does not 
746             // conserve strictly momentum and energy for each partonic system independently.
747             //
748             // Not very clean. Should be improved !
749             //
750             //
751             j = i;
752             pxq[j]    = fPyjets->P[0][i] - fPyjets->P[0][i+2];
753             pyq[j]    = fPyjets->P[1][i] - fPyjets->P[1][i+2];
754             pzq[j]    = fPyjets->P[2][i] - fPyjets->P[2][i+2];
755             mq[j]     = fPyjets->P[4][i];
756             eq[j]     = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j] + pzq[j] * pzq[j] + mq[j] * mq[j]);
757         }
758 //
759 //  Calculate some kinematic variables
760 //
761         yq[j]     = 0.5 * TMath::Log((eq[j] + pzq[j] + 1.e-14) / (eq[j] - pzq[j] + 1.e-14));
762         pq[j]     = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j] + pzq[j] * pzq[j]);
763         phiq[j]   = TMath::Pi()+TMath::ATan2(-pyq[j], -pxq[j]);
764         ptq[j]    = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j]);
765         thetaq[j] = TMath::ATan2(ptq[j], pzq[j]);
766         qPdg[j]   =  fPyjets->K[1][i];
767     }
768   
769     Double_t int0[4];
770     Double_t int1[4];
771     
772     fGlauber->GetI0I1ForPythiaAndXY(4, phiq, int0, int1, fXJet, fYJet, 15.);
773
774     for (Int_t j = 0; j < 4; j++) {
775         //
776         // Quench only central jets and with E > 10.
777         //
778
779
780         Int_t itype = (qPdg[j] == 21) ? 2 : 1;
781         Double_t eloss = fQuenchingWeights->GetELossRandomKFast(itype, int0[j], int1[j], eq[j]);
782
783         if (TMath::Abs(yq[j]) > 2.5 || eq[j] < 10.) {
784             fZQuench[j] = 0.;
785         } else {
786             if (eq[j] > 40. && TMath::Abs(yq[j]) < 0.5) {
787                 icall ++;
788                 eMean += eloss;
789             }
790             //
791             // Extra pt
792             Double_t l =   fQuenchingWeights->CalcLk(int0[j], int1[j]);     
793             wjtKick[j] = TMath::Sqrt(l *  fQuenchingWeights->CalcQk(int0[j], int1[j]));
794             //
795             // Fractional energy loss
796             fZQuench[j] = eloss / eq[j];
797             //
798             // Avoid complete loss
799             //
800             if (fZQuench[j] == 1.) fZQuench[j] = 0.95;
801             //
802             // Some debug printing
803
804             
805 //          printf("Initial parton # %3d, Type %3d Energy %10.3f Phi %10.3f Length %10.3f Loss %10.3f Kick %10.3f Mean: %10.3f %10.3f\n", 
806 //                 j, itype, eq[j], phiq[j], l, eloss, wjtKick[j], eMean / Float_t(icall+1), yq[j]);
807             
808 //          fZQuench[j] = 0.8;
809 //          while (fZQuench[j] >= 0.95)  fZQuench[j] = gRandom->Exp(0.2);
810         }
811         
812         quenched[j] = (fZQuench[j] > 0.01);
813     } // primary partons
814     
815     
816
817     Double_t pNew[1000][4];
818     Int_t    kNew[1000];
819     Int_t icount = 0;
820     Double_t zquench[4];
821     
822 //
823 //  System Loop    
824     for (Int_t isys = 0; isys < 4; isys++) {
825 //      Skip to next system if not quenched.
826         if (!quenched[isys]) continue;
827         
828         nGluon[isys]   = 1 + Int_t(fZQuench[isys] / (1. - fZQuench[isys]));
829         if (nGluon[isys] > 6) nGluon[isys] = 6;
830         zquench[isys] = 1. - TMath::Power(1. - fZQuench[isys], 1./Double_t(nGluon[isys]));
831         wjtKick[isys]  = wjtKick[isys] / TMath::Sqrt(Double_t(nGluon[isys]));
832
833
834         
835         Int_t igMin = -1;
836         Int_t igMax = -1;
837         Double_t pg[4] = {0., 0., 0., 0.};
838         
839 //
840 // Loop on radiation events
841
842         for (Int_t iglu = 0; iglu < nGluon[isys]; iglu++) {
843             while (1) {
844                 icount = 0;
845                 for (Int_t k = 0; k < 4; k++)
846                 {
847                     p0[isys][k] = 0.;
848                     p1[isys][k] = 0.;
849                     p2[isys][k] = 0.;
850                 }
851 //      Loop over partons
852                 for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
853                 {
854                     imo =  fPyjets->K[2][i];
855                     kst =  fPyjets->K[0][i];
856                     pdg =  fPyjets->K[1][i];
857                     
858                 
859                 
860 //      Quarks and gluons only
861                     if (pdg != 21 && TMath::Abs(pdg) > 6) continue;
862 //      Particles from hard scattering only
863                     
864                     if (imo > 8 && imo < 1000) imo = fPyjets->K[2][imo - 1];
865                     Int_t imom = imo % 1000;
866                     if ((isys == 0 || isys == 1) && ((imom != (isys + 7)))) continue;
867                     if ((isys == 2 || isys == 3) && ((imom != (isys + 1)))) continue;               
868                     
869                     
870 //      Skip comment lines
871                     if (kst != 1 && kst != 2) continue;
872 //
873 //      Parton kinematic
874                     px    = fPyjets->P[0][i];
875                     py    = fPyjets->P[1][i];
876                     pz    = fPyjets->P[2][i];
877                     e     = fPyjets->P[3][i];
878                     m     = fPyjets->P[4][i];
879                     pt    = TMath::Sqrt(px * px + py * py);
880                     p     = TMath::Sqrt(px * px + py * py + pz * pz); 
881                     phi   = TMath::Pi() + TMath::ATan2(-py, -px);
882                     theta = TMath::ATan2(pt, pz);
883                 
884 //
885 //      Save 4-momentum sum for balancing
886                     Int_t index = isys;
887                     
888                     p0[index][0] += px;
889                     p0[index][1] += py;
890                     p0[index][2] += pz;
891                     p0[index][3] += e;
892                 
893                     klast[index] = i;
894                     
895 //
896 //      Fractional energy loss
897                     Double_t z = zquench[index];
898                     
899                     
900 //      Don't fully quench radiated gluons
901 //
902                     if (imo > 1000) {
903 //      This small factor makes sure that the gluons are not too close in phase space to avoid recombination
904 //
905
906                         z = 0.02;
907                     }
908 //                  printf("z: %d %f\n", imo, z);
909                     
910
911 //
912                     
913                     //
914                     //
915                     //      Transform into frame in which initial parton is along z-axis
916                     //
917                     TVector3 v(px, py, pz);
918                     v.RotateZ(-phiq[index]);  v.RotateY(-thetaq[index]);
919                     Double_t pxs = v.X(); Double_t pys = v.Y(); Double_t pl  = v.Z();
920
921                     Double_t jt  = TMath::Sqrt(pxs * pxs + pys * pys);
922                     Double_t mt2 = jt * jt + m * m;
923                     Double_t zmax = 1.;     
924                     //
925                     // Kinematic limit on z
926                     //
927                     if (m > 0.) zmax = 1. - m / TMath::Sqrt(m * m + jt * jt);
928                     //
929                     // Change light-cone kinematics rel. to initial parton
930                     //  
931                     Double_t eppzOld = e + pl;
932                     Double_t empzOld = e - pl;
933                     
934                     Double_t eppzNew = (1. - z) * eppzOld;
935                     Double_t empzNew = empzOld - mt2 * z / eppzOld;
936                     Double_t eNew    = 0.5 * (eppzNew + empzNew);
937                     Double_t plNew   = 0.5 * (eppzNew - empzNew);
938                     
939                     Double_t jtNew;
940                     //
941                     // if mt very small (or sometimes even < 0 for numerical reasons) set it to 0
942                     Double_t mt2New = eppzNew * empzNew;
943                     if (mt2New < 1.e-8) mt2New = 0.;
944                     if (z < zmax) {
945                         if (m * m > mt2New) {
946                             //
947                             // This should not happen 
948                             //
949                             Fatal("Quench()", "This should never happen %e %e %e!", m, eppzNew, empzNew);
950                             jtNew = 0;
951                         } else {
952                             jtNew    = TMath::Sqrt(mt2New - m * m);
953                         }
954                     } else {
955                         // If pT is to small (probably a leading massive particle) we scale only the energy
956                         // This can cause negative masses of the radiated gluon
957                         // Let's hope for the best ...
958                         jtNew = jt;
959                         eNew  = TMath::Sqrt(plNew * plNew + mt2);
960                         
961                     }
962                     //
963                     //     Calculate new px, py
964                     //
965                     Double_t pxNew   = jtNew / jt * pxs;
966                     Double_t pyNew   = jtNew / jt * pys;        
967                     
968 //                  Double_t dpx = pxs - pxNew;
969 //                  Double_t dpy = pys - pyNew;
970 //                  Double_t dpz = pl  - plNew;
971 //                  Double_t de  = e   - eNew;
972 //                  Double_t dmass2 = de * de  - dpx * dpx - dpy * dpy - dpz * dpz;
973 //                  printf("New mass (1) %e %e %e %e %e %e %e \n", dmass2, jt, jtNew, pl, plNew, e, eNew);
974 //                  printf("New mass (2) %e %e \n", pxNew, pyNew);
975                     //
976                     //      Rotate back
977                     //  
978                     TVector3 w(pxNew, pyNew, plNew);
979                     w.RotateY(thetaq[index]); w.RotateZ(phiq[index]);
980                     pxNew = w.X(); pyNew = w.Y(); plNew = w.Z();
981                 
982                     p1[index][0] += pxNew;
983                     p1[index][1] += pyNew;
984                     p1[index][2] += plNew;
985                     p1[index][3] += eNew;       
986                     //
987                     // Updated 4-momentum vectors
988                     //
989                     pNew[icount][0]  = pxNew;
990                     pNew[icount][1]  = pyNew;
991                     pNew[icount][2]  = plNew;
992                     pNew[icount][3]  = eNew;
993                     kNew[icount]     = i;
994                     icount++;
995                 } // parton loop
996                 //
997                 // Check if there was phase-space for quenching
998                 //
999
1000                 if (icount == 0) quenched[isys] = kFALSE;
1001                 if (!quenched[isys]) break;
1002                 
1003                 for (Int_t j = 0; j < 4; j++) 
1004                 {
1005                     p2[isys][j] = p0[isys][j] - p1[isys][j];
1006                 }
1007                 p2[isys][4] = p2[isys][3] * p2[isys][3] - p2[isys][0] * p2[isys][0] - p2[isys][1] * p2[isys][1] - p2[isys][2] * p2[isys][2];
1008                 if (p2[isys][4] > 0.) {
1009                     p2[isys][4] = TMath::Sqrt(p2[isys][4]);
1010                     break;
1011                 } else {
1012                     printf("Warning negative mass squared in system %d %f ! \n", isys, zquench[isys]);
1013                     printf("4-Momentum: %10.3e %10.3e %10.3e %10.3e %10.3e \n", p2[isys][0], p2[isys][1], p2[isys][2], p2[isys][3], p2[isys][4]);
1014                     if (p2[isys][4] < -0.01) {
1015                         printf("Negative mass squared !\n");
1016                         // Here we have to put the gluon back to mass shell
1017                         // This will lead to a small energy imbalance
1018                         p2[isys][4]  = 0.;
1019                         p2[isys][3]  = TMath::Sqrt(p2[isys][0] * p2[isys][0] + p2[isys][1] * p2[isys][1] + p2[isys][2] * p2[isys][2]);
1020                         break;
1021                     } else {
1022                         p2[isys][4] = 0.;
1023                         break;
1024                     }
1025                 }
1026                 /*
1027                 zHeavy *= 0.98;
1028                 printf("zHeavy lowered to %f\n", zHeavy);
1029                 if (zHeavy < 0.01) {
1030                     printf("No success ! \n");
1031                     icount = 0;
1032                     quenched[isys] = kFALSE;
1033                     break;
1034                 }
1035                 */
1036             } // iteration on z (while)
1037             
1038 //          Update  event record
1039             for (Int_t k = 0; k < icount; k++) {
1040 //              printf("%6d %6d %10.3e %10.3e %10.3e %10.3e\n", k, kNew[k], pNew[k][0],pNew[k][1], pNew[k][2], pNew[k][3] );
1041                 fPyjets->P[0][kNew[k]] = pNew[k][0];
1042                 fPyjets->P[1][kNew[k]] = pNew[k][1];
1043                 fPyjets->P[2][kNew[k]] = pNew[k][2];
1044                 fPyjets->P[3][kNew[k]] = pNew[k][3];
1045             }
1046             //
1047             // Add the gluons
1048             //
1049             Int_t ish = 0;    
1050             Int_t iGlu;
1051             if (!quenched[isys]) continue;
1052 //
1053 //      Last parton from shower i
1054             Int_t in = klast[isys];
1055 //
1056 //      Continue if no parton in shower i selected
1057             if (in == -1) continue;
1058 //  
1059 //      If this is the second initial parton and it is behind the first move pointer by previous ish
1060             if (isys == 1 && klast[1] > klast[0]) in += ish;
1061 //
1062 //      Starting index
1063             
1064 //          jmin = in - 1;
1065 // How many additional gluons will be generated
1066             ish  = 1;
1067             if (p2[isys][4] > 0.05) ish = 2;
1068 //
1069 //      Position of gluons
1070             iGlu = numpart;
1071             if (iglu == 0) igMin = iGlu;
1072             igMax = iGlu;
1073             numpart += ish;
1074             (fPyjets->N) += ish;
1075             
1076             if (ish == 1) {
1077                 fPyjets->P[0][iGlu] = p2[isys][0];
1078                 fPyjets->P[1][iGlu] = p2[isys][1];
1079                 fPyjets->P[2][iGlu] = p2[isys][2];
1080                 fPyjets->P[3][iGlu] = p2[isys][3];
1081                 fPyjets->P[4][iGlu] = p2[isys][4];
1082                 
1083                 fPyjets->K[0][iGlu] = 1;
1084                 if (iglu == nGluon[isys] - 1) fPyjets->K[0][iGlu] = 1;
1085                 fPyjets->K[1][iGlu] = 21;       
1086                 fPyjets->K[2][iGlu] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
1087                 fPyjets->K[3][iGlu] = -1;       
1088                 fPyjets->K[4][iGlu] = -1;
1089                 
1090                 pg[0] += p2[isys][0];
1091                 pg[1] += p2[isys][1];
1092                 pg[2] += p2[isys][2];
1093                 pg[3] += p2[isys][3];
1094             } else {
1095                 //
1096                 // Split gluon in rest frame.
1097                 //
1098                 Double_t bx   =  p2[isys][0] / p2[isys][3];
1099                 Double_t by   =  p2[isys][1] / p2[isys][3];
1100                 Double_t bz   =  p2[isys][2] / p2[isys][3];
1101                 Double_t pst  =  p2[isys][4] / 2.;
1102                 //
1103                 // Isotropic decay ????
1104                 Double_t cost = 2. * gRandom->Rndm() - 1.;
1105                 Double_t sint = TMath::Sqrt(1. - cost * cost);
1106                 Double_t phi =  2. * TMath::Pi() * gRandom->Rndm();
1107                 
1108                 Double_t pz1 =   pst * cost;
1109                 Double_t pz2 =  -pst * cost;
1110                 Double_t pt1 =   pst * sint;
1111                 Double_t pt2 =  -pst * sint;
1112                 Double_t px1 =   pt1 * TMath::Cos(phi);
1113                 Double_t py1 =   pt1 * TMath::Sin(phi);     
1114                 Double_t px2 =   pt2 * TMath::Cos(phi);
1115                 Double_t py2 =   pt2 * TMath::Sin(phi);     
1116                 
1117                 fPyjets->P[0][iGlu] = px1;
1118                 fPyjets->P[1][iGlu] = py1;
1119                 fPyjets->P[2][iGlu] = pz1;
1120                 fPyjets->P[3][iGlu] = pst;
1121                 fPyjets->P[4][iGlu] = 0.;
1122                 
1123                 fPyjets->K[0][iGlu] = 1 ;
1124                 fPyjets->K[1][iGlu] = 21;       
1125                 fPyjets->K[2][iGlu] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
1126                 fPyjets->K[3][iGlu] = -1;       
1127                 fPyjets->K[4][iGlu] = -1;
1128                 
1129                 fPyjets->P[0][iGlu+1] = px2;
1130                 fPyjets->P[1][iGlu+1] = py2;
1131                 fPyjets->P[2][iGlu+1] = pz2;
1132                 fPyjets->P[3][iGlu+1] = pst;
1133                 fPyjets->P[4][iGlu+1] = 0.;
1134                 
1135                 fPyjets->K[0][iGlu+1] = 1;
1136                 if (iglu == nGluon[isys] - 1) fPyjets->K[0][iGlu+1] = 1;
1137                 fPyjets->K[1][iGlu+1] = 21;     
1138                 fPyjets->K[2][iGlu+1] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
1139                 fPyjets->K[3][iGlu+1] = -1;     
1140                 fPyjets->K[4][iGlu+1] = -1;
1141                 SetMSTU(1,0);
1142                 SetMSTU(2,0);
1143                 //
1144                 // Boost back
1145                 //
1146                 Pyrobo(iGlu + 1, iGlu + 2, 0., 0., bx, by, bz);
1147             }
1148 /*    
1149             for (Int_t ig = iGlu; ig < iGlu+ish; ig++) {
1150                 Double_t px, py, pz;
1151                 px = fPyjets->P[0][ig]; 
1152                 py = fPyjets->P[1][ig]; 
1153                 pz = fPyjets->P[2][ig]; 
1154                 TVector3 v(px, py, pz);
1155                 v.RotateZ(-phiq[isys]);
1156                 v.RotateY(-thetaq[isys]);
1157                 Double_t pxs     = v.X(); Double_t pys = v.Y(); Double_t pzs  = v.Z();     
1158                 Double_t r       = AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()->Rndm();
1159                 Double_t jtKick  = 0.3 * TMath::Sqrt(-TMath::Log(r));
1160                 if (ish == 2)   jtKick  = wjtKick[i] * TMath::Sqrt(-TMath::Log(r)) / TMath::Sqrt(2.);
1161                 Double_t phiKick = 2. * TMath::Pi() * AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()->Rndm();
1162                 pxs += jtKick * TMath::Cos(phiKick);
1163                 pys += jtKick * TMath::Sin(phiKick);
1164                 TVector3 w(pxs, pys, pzs);
1165                 w.RotateY(thetaq[isys]);
1166                 w.RotateZ(phiq[isys]);
1167                 fPyjets->P[0][ig] = w.X(); 
1168                 fPyjets->P[1][ig] = w.Y(); 
1169                 fPyjets->P[2][ig] = w.Z(); 
1170                 fPyjets->P[2][ig] = w.Mag();
1171             }
1172 */
1173         } // kGluon         
1174         
1175         
1176     // Check energy conservation
1177         Double_t pxs = 0.;
1178         Double_t pys = 0.;
1179         Double_t pzs = 0.;      
1180         Double_t es  = 14000.;
1181         
1182         for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
1183         {
1184             kst =  fPyjets->K[0][i];
1185             if (kst != 1 && kst != 2) continue;
1186             pxs += fPyjets->P[0][i];
1187             pys += fPyjets->P[1][i];
1188             pzs += fPyjets->P[2][i];        
1189             es  -= fPyjets->P[3][i];        
1190         }
1191         if (TMath::Abs(pxs) > 1.e-2 ||
1192             TMath::Abs(pys) > 1.e-2 ||
1193             TMath::Abs(pzs) > 1.e-1) {
1194             printf("%e %e %e %e\n", pxs, pys, pzs, es);
1195 //              Fatal("Quench()", "4-Momentum non-conservation");
1196         }
1197         
1198     } // end quenching loop (systems)
1199 // Clean-up
1200     for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
1201     {
1202         imo =  fPyjets->K[2][i];
1203         if (imo > 1000) {
1204             fPyjets->K[2][i] = fPyjets->K[2][i] % 1000;
1205         }
1206     }
1207 //      this->Pylist(1);
1208 } // end quench
1209
1210
1211 void AliPythia::Pyquen(Double_t a, Int_t ibf, Double_t b)
1212 {
1213     // Igor Lokthine's quenching routine
1214     pyquen(a, ibf, b);
1215 }
1216
1217 void AliPythia::GetQuenchingParameters(Double_t& xp, Double_t& yp, Double_t z[4])
1218 {
1219     // Return event specific quenching parameters
1220     xp = fXJet;
1221     yp = fYJet;
1222     for (Int_t i = 0; i < 4; i++) z[i] = fZQuench[i];
1223
1224 }
1225