Independent fragmentation of radiated gluons.
[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     pyshow(ip1, ip2, qmax);
535 }
536
537 void AliPythia::Pyrobo(Int_t imi, Int_t ima, Double_t the, Double_t phi, Double_t bex, Double_t bey, Double_t bez)
538 {
539     pyrobo(imi, ima, the, phi, bex, bey, bez);
540 }
541
542
543
544 void AliPythia::InitQuenching(Float_t cMin, Float_t cMax, Float_t qTransport, Float_t maxLength, Int_t iECMethod)
545 {
546 // Initializes 
547 // (1) The quenching model using quenching weights according to C. Salgado and U. Wiedemann
548 // (2) The nuclear geometry using the Glauber Model
549 //     
550
551
552     fGlauber = new AliFastGlauber();
553     fGlauber->Init(2);
554     fGlauber->SetCentralityClass(cMin, cMax); 
555
556     fQuenchingWeights = new AliQuenchingWeights();
557     fQuenchingWeights->InitMult();
558     fQuenchingWeights->SetQTransport(qTransport);
559     fQuenchingWeights->SetECMethod(AliQuenchingWeights::kECMethod(iECMethod));
560     fQuenchingWeights->SetLengthMax(Int_t(maxLength));
561     fQuenchingWeights->SampleEnergyLoss();
562     
563 }
564
565
566 void  AliPythia::Quench()
567 {
568 //
569 //
570 //  Simple Jet Quenching routine:
571 //  =============================
572 //  The jet formed by all final state partons radiated by the parton created 
573 //  in the hard collisions is quenched by a factor (1-z) using light cone variables in 
574 //  the initial parton reference frame:
575 //  (E + p_z)new = (1-z) (E + p_z)old
576 //
577 //
578 //
579 //
580 //   The lost momentum is first balanced by one gluon with virtuality > 0.   
581 //   Subsequently the gluon splits to yield two gluons with E = p.
582 //
583 //
584 // 
585     static Float_t eMean = 0.;
586     static Int_t   icall = 0;
587     
588     Double_t p0[2][5];
589     Double_t p1[2][5];
590     Double_t p2[2][5];
591     Int_t   klast[2] = {-1, -1};
592     Int_t   kglu[2];
593
594     Int_t numpart   = fPyjets->N;
595     Double_t px = 0., py = 0., pz = 0., e = 0., m = 0., p = 0., pt = 0., theta = 0.;
596     Double_t pxq[2], pyq[2], pzq[2], eq[2], yq[2], mq[2], pq[2], phiq[2], thetaq[2], ptq[2];
597     Bool_t  quenched[2];
598     Double_t phi;
599     Double_t zInitial[2], wjtKick[2];
600     Int_t nGluon[2];
601     
602     Int_t   imo, kst, pdg;
603 //
604 //  Primary partons
605 //
606
607     
608     
609     for (Int_t i = 6; i <= 7; i++) {
610         Int_t j = i - 6;
611         
612         pxq[j]    = fPyjets->P[0][i];
613         pyq[j]    = fPyjets->P[1][i];
614         pzq[j]    = fPyjets->P[2][i];
615         eq[j]     = fPyjets->P[3][i];
616         mq[j]     = fPyjets->P[4][i];
617         yq[j]     = 0.5 * TMath::Log((eq[j] + pzq[j] + 1.e-14) / (eq[j] - pzq[j] + 1.e-14));
618         pq[j]     = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j] + pzq[j] * pzq[j]);
619         phiq[j]   = TMath::Pi()+TMath::ATan2(-pyq[j], -pxq[j]);
620         ptq[j]    = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j]);
621         thetaq[j] = TMath::ATan2(ptq[j], pzq[j]);
622         phi       = phiq[j];
623         
624         // Quench only central jets
625         if (TMath::Abs(yq[j]) > 2.5) {
626             zInitial[j] = 0.;
627         } else {
628             pdg =  fPyjets->K[1][i];
629             
630             // Get length in nucleus
631             Double_t l;
632             fGlauber->GetLengthsForPythia(1, &phi, &l, -1.);
633             //
634             // Energy loss for given length and parton typr 
635             Int_t itype = (pdg == 21) ? 2 : 1;
636         
637             Double_t eloss   = fQuenchingWeights->GetELossRandom(itype, l, eq[j]);
638             if (eq[j] > 80. && TMath::Abs(yq[j]) < 0.5) {
639                 icall ++;
640                 eMean += eloss;
641             }
642             
643             //
644             // Extra pt
645             
646             wjtKick[j] = TMath::Sqrt(l *  fQuenchingWeights->GetQTransport());
647             //
648             // Fractional energy loss
649             zInitial[j] = eloss / eq[j];
650             //
651             // Avoid complete loss
652             //
653             if (zInitial[j] == 1.) zInitial[j] = 0.95;
654             //
655             // Some debug printing
656             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", 
657                    j, itype, eq[j], phi, l, eloss, wjtKick[j], eMean / Float_t(icall+1), yq[j]);
658             
659             zInitial[j] = 1.;
660             while (zInitial[j] >= 0.95)  zInitial[j] = gRandom->Exp(0.2);
661         }
662         
663         quenched[j] = (zInitial[j] > 0.01);
664     } // primary partons
665   
666     Double_t pNew[1000][4];
667     Int_t    kNew[1000];
668     Int_t icount = 0;
669 //
670 //  System Loop    
671     for (Int_t isys = 0; isys < 2; isys++) {
672 //      Skip to next system if not quenched.
673         if (!quenched[isys]) continue;
674         
675         nGluon[isys]   = 1 + Int_t(zInitial[isys] / (1. - zInitial[isys]));
676         if (nGluon[isys] > 6) nGluon[isys] = 6;
677         zInitial[isys] = 1. - TMath::Power(1. - zInitial[isys], 1./Double_t(nGluon[isys]));
678         wjtKick[isys]  = wjtKick[isys] / TMath::Sqrt(Double_t(nGluon[isys]));
679
680
681         
682         Int_t igMin = -1;
683         Int_t igMax = -1;
684         Double_t pg[4] = {0., 0., 0., 0.};
685         
686 //
687 // Loop on radiation events
688
689         for (Int_t iglu = 0; iglu < nGluon[isys]; iglu++) {
690             Double_t zHeavy = zInitial[isys];
691 //
692
693             while (1) {
694                 icount = 0;
695                 for (Int_t k = 0; k < 4; k++)
696                 {
697                     p0[isys][k] = 0.;
698                     p1[isys][k] = 0.;
699                     p2[isys][k] = 0.;
700                 }
701 //      Loop over partons
702                 for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
703                 {
704                     imo =  fPyjets->K[2][i];
705                     kst =  fPyjets->K[0][i];
706                     pdg =  fPyjets->K[1][i];
707                     
708                 
709                 
710 //      Quarks and gluons only
711                     if (pdg != 21 && TMath::Abs(pdg) > 6) continue;
712 //      Particles from hard scattering only
713                     if (imo > 8 && imo < 1000) imo = fPyjets->K[2][imo - 1];
714                     if (imo != (isys + 7) && (imo % 1000)  != (isys + 7)) continue;
715                     
716 //      Skip comment lines
717                     if (kst != 1 && kst != 2) continue;
718 //
719 //      Parton kinematic
720                     px    = fPyjets->P[0][i];
721                     py    = fPyjets->P[1][i];
722                     pz    = fPyjets->P[2][i];
723                     e     = fPyjets->P[3][i];
724                     m     = fPyjets->P[4][i];
725                     pt    = TMath::Sqrt(px * px + py * py);
726                     p     = TMath::Sqrt(px * px + py * py + pz * pz); 
727                     phi   = TMath::Pi() + TMath::ATan2(-py, -px);
728                     theta = TMath::ATan2(pt, pz);
729                 
730 //
731 //      Save 4-momentum sum for balancing       
732                     Int_t index = imo - 7;
733                     if (index >=  1000) index = imo % 1000 - 7;
734                     
735                     p0[index][0] += px;
736                     p0[index][1] += py;
737                     p0[index][2] += pz;
738                     p0[index][3] += e;
739                 
740                     klast[index] = i;
741                     
742 //
743 //      Fractional energy loss
744                     Double_t z = zInitial[index];
745                     
746 //      Don't fully quench radiated gluons
747 //
748                     if (imo > 1000) {
749 //      This small factor makes sure that the gluons are not too close in phase space to avoid recombination
750 //
751
752                         z = 0.05;
753                     }
754
755 //
756
757                     if (m > 0.) z = zHeavy;
758                     
759                     //
760                     //
761                     //      Transform into frame in which initial parton is along z-axis
762                     //
763                     TVector3 v(px, py, pz);
764                     v.RotateZ(-phiq[index]);  v.RotateY(-thetaq[index]);
765                     Double_t pxs = v.X(); Double_t pys = v.Y(); Double_t pl  = v.Z();
766
767                     Double_t jt  = TMath::Sqrt(pxs * pxs + pys * pys);
768                     Double_t mt2 = jt * jt + m * m;
769                     Double_t zmax = 1.;     
770                     //
771                     // Kinematic limit on z
772                     //
773                     if (m > 0.) zmax = 1. - m / TMath::Sqrt(m * m + jt * jt);
774                     //
775                     // Change light-cone kinematics rel. to initial parton
776                     //  
777                     Double_t eppzOld = e + pl;
778                     Double_t empzOld = e - pl;
779                     
780                     Double_t eppzNew = (1. - z) * eppzOld;
781                     Double_t empzNew = empzOld - mt2 * z / eppzOld;
782                     Double_t eNew    = 0.5 * (eppzNew + empzNew);
783                     Double_t plNew   = 0.5 * (eppzNew - empzNew);
784                     
785                     Double_t jtNew;
786                     //
787                     // if mt very small (or sometimes even < 0 for numerical reasons) set it to 0
788                     Double_t mt2New = eppzNew * empzNew;
789                     if (mt2New < 1.e-8) mt2New = 0.;
790                     if (z < zmax) {
791                         if (m * m > mt2New) {
792                             //
793                             // This should not happen 
794                             //
795                             Fatal("Quench()", "This should never happen %e %e %e!", m, eppzNew, empzNew);
796                             jtNew = 0;
797                         } else {
798                             jtNew    = TMath::Sqrt(mt2New - m * m);
799                         }
800                     } else {
801                         // If pT is to small (probably a leading massive particle) we scale only the energy
802                         // This can cause negative masses of the radiated gluon
803                         // Let's hope for the best ...
804                         jtNew = jt;
805                         eNew  = TMath::Sqrt(plNew * plNew + mt2);
806                         
807                     }
808                     //
809                     //     Calculate new px, py
810                     //
811                     Double_t pxNew   = jtNew / jt * pxs;
812                     Double_t pyNew   = jtNew / jt * pys;        
813                     
814 //                  Double_t dpx = pxs - pxNew;
815 //                  Double_t dpy = pys - pyNew;
816 //                  Double_t dpz = pl  - plNew;
817 //                  Double_t de  = e   - eNew;
818 //                  Double_t dmass2 = de * de  - dpx * dpx - dpy * dpy - dpz * dpz;
819 //                  printf("New mass (1) %e %e %e %e %e %e %e \n", dmass2, jt, jtNew, pl, plNew, e, eNew);
820 //                  printf("New mass (2) %e %e \n", pxNew, pyNew);
821                     //
822                     //      Rotate back
823                     //  
824                     TVector3 w(pxNew, pyNew, plNew);
825                     w.RotateY(thetaq[index]); w.RotateZ(phiq[index]);
826                     pxNew = w.X(); pyNew = w.Y(); plNew = w.Z();
827                 
828                     p1[index][0] += pxNew;
829                     p1[index][1] += pyNew;
830                     p1[index][2] += plNew;
831                     p1[index][3] += eNew;       
832                     //
833                     // Updated 4-momentum vectors
834                     //
835                     pNew[icount][0]  = pxNew;
836                     pNew[icount][1]  = pyNew;
837                     pNew[icount][2]  = plNew;
838                     pNew[icount][3]  = eNew;
839                     kNew[icount]     = i;
840                     icount++;
841                 } // parton loop
842                 //
843                 // Check if there was phase-space for quenching
844                 //
845
846                 if (icount == 0) quenched[isys] = kFALSE;
847                 if (!quenched[isys]) break;
848                 
849                 for (Int_t j = 0; j < 4; j++) 
850                 {
851                     p2[isys][j] = p0[isys][j] - p1[isys][j];
852                 }
853                 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];
854                 if (p2[isys][4] > 0.) {
855                     p2[isys][4] = TMath::Sqrt(p2[isys][4]);
856                     break;
857                 } else {
858                     printf("Warning negative mass squared in system %d %f ! \n", isys, zInitial[isys]);
859                     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]);
860                     if (p2[isys][4] < -0.01) {
861                         printf("Negative mass squared !\n");
862                         // Here we have to put the gluon back to mass shell
863                         // This will lead to a small energy imbalance
864                         p2[isys][4]  = 0.;
865                         p2[isys][3]  = TMath::Sqrt(p2[isys][0] * p2[isys][0] + p2[isys][1] * p2[isys][1] + p2[isys][2] * p2[isys][2]);
866                         break;
867                     } else {
868                         p2[isys][4] = 0.;
869                         break;
870                     }
871                 }
872                 /*
873                 zHeavy *= 0.98;
874                 printf("zHeavy lowered to %f\n", zHeavy);
875                 if (zHeavy < 0.01) {
876                     printf("No success ! \n");
877                     icount = 0;
878                     quenched[isys] = kFALSE;
879                     break;
880                 }
881                 */
882             } // iteration on z (while)
883             
884 //          Update  event record
885             for (Int_t k = 0; k < icount; k++) {
886 //              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] );
887                 fPyjets->P[0][kNew[k]] = pNew[k][0];
888                 fPyjets->P[1][kNew[k]] = pNew[k][1];
889                 fPyjets->P[2][kNew[k]] = pNew[k][2];
890                 fPyjets->P[3][kNew[k]] = pNew[k][3];
891             }
892             //
893             // Add the gluons
894             //
895             Int_t ish = 0;    
896             Int_t iGlu, jmin, jmax, iNew;
897             if (!quenched[isys]) continue;
898 //
899 //      Last parton from shower i
900             Int_t in = klast[isys];
901 //
902 //      Continue if no parton in shower i selected
903             if (in == -1) continue;
904 //  
905 //      If this is the second initial parton and it is behind the first move pointer by previous ish
906             if (isys == 1 && klast[1] > klast[0]) in += ish;
907 //
908 //      Starting index
909             
910 //          jmin = in - 1;
911 // How many additional gluons will be generated
912             ish  = 1;
913             if (p2[isys][4] > 0.05) ish = 2;
914 //
915 //      Position of gluons
916             iGlu = numpart;
917             if (iglu == 0) igMin = iGlu;
918             igMax = iGlu;
919             numpart += ish;
920             (fPyjets->N) += ish;
921             
922             if (ish == 1) {
923                 fPyjets->P[0][iGlu] = p2[isys][0];
924                 fPyjets->P[1][iGlu] = p2[isys][1];
925                 fPyjets->P[2][iGlu] = p2[isys][2];
926                 fPyjets->P[3][iGlu] = p2[isys][3];
927                 fPyjets->P[4][iGlu] = p2[isys][4];
928                 
929                 fPyjets->K[0][iGlu] = 1;
930                 if (iglu == nGluon[isys] - 1) fPyjets->K[0][iGlu] = 1;
931                 fPyjets->K[1][iGlu] = 21;       
932                 fPyjets->K[2][iGlu] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
933                 fPyjets->K[3][iGlu] = -1;       
934                 fPyjets->K[4][iGlu] = -1;
935                 
936                 pg[0] += p2[isys][0];
937                 pg[1] += p2[isys][1];
938                 pg[2] += p2[isys][2];
939                 pg[3] += p2[isys][3];
940             } else {
941                 //
942                 // Split gluon in rest frame.
943                 //
944                 Double_t bx   =  p2[isys][0] / p2[isys][3];
945                 Double_t by   =  p2[isys][1] / p2[isys][3];
946                 Double_t bz   =  p2[isys][2] / p2[isys][3];
947                 Double_t pst  =  p2[isys][4] / 2.;
948                 //
949                 // Isotropic decay ????
950                 Double_t cost = 2. * gRandom->Rndm() - 1.;
951                 Double_t sint = TMath::Sqrt(1. - cost * cost);
952                 Double_t phi =  2. * TMath::Pi() * gRandom->Rndm();
953                 
954                 Double_t pz1 =   pst * cost;
955                 Double_t pz2 =  -pst * cost;
956                 Double_t pt1 =   pst * sint;
957                 Double_t pt2 =  -pst * sint;
958                 Double_t px1 =   pt1 * TMath::Cos(phi);
959                 Double_t py1 =   pt1 * TMath::Sin(phi);     
960                 Double_t px2 =   pt2 * TMath::Cos(phi);
961                 Double_t py2 =   pt2 * TMath::Sin(phi);     
962                 
963                 fPyjets->P[0][iGlu] = px1;
964                 fPyjets->P[1][iGlu] = py1;
965                 fPyjets->P[2][iGlu] = pz1;
966                 fPyjets->P[3][iGlu] = pst;
967                 fPyjets->P[4][iGlu] = 0.;
968                 
969                 fPyjets->K[0][iGlu] = 1 ;
970                 fPyjets->K[1][iGlu] = 21;       
971                 fPyjets->K[2][iGlu] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
972                 fPyjets->K[3][iGlu] = -1;       
973                 fPyjets->K[4][iGlu] = -1;
974                 
975                 fPyjets->P[0][iGlu+1] = px2;
976                 fPyjets->P[1][iGlu+1] = py2;
977                 fPyjets->P[2][iGlu+1] = pz2;
978                 fPyjets->P[3][iGlu+1] = pst;
979                 fPyjets->P[4][iGlu+1] = 0.;
980                 
981                 fPyjets->K[0][iGlu+1] = 1;
982                 if (iglu == nGluon[isys] - 1) fPyjets->K[0][iGlu+1] = 1;
983                 fPyjets->K[1][iGlu+1] = 21;     
984                 fPyjets->K[2][iGlu+1] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
985                 fPyjets->K[3][iGlu+1] = -1;     
986                 fPyjets->K[4][iGlu+1] = -1;
987                 SetMSTU(1,0);
988                 SetMSTU(2,0);
989                 //
990                 // Boost back
991                 //
992                 Pyrobo(iGlu + 1, iGlu + 2, 0., 0., bx, by, bz);
993             }
994 /*    
995             for (Int_t ig = iGlu; ig < iGlu+ish; ig++) {
996                 Double_t px, py, pz;
997                 px = fPyjets->P[0][ig]; 
998                 py = fPyjets->P[1][ig]; 
999                 pz = fPyjets->P[2][ig]; 
1000                 TVector3 v(px, py, pz);
1001                 v.RotateZ(-phiq[isys]);
1002                 v.RotateY(-thetaq[isys]);
1003                 Double_t pxs     = v.X(); Double_t pys = v.Y(); Double_t pzs  = v.Z();     
1004                 Double_t r       = AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()->Rndm();
1005                 Double_t jtKick  = 0.3 * TMath::Sqrt(-TMath::Log(r));
1006                 if (ish == 2)   jtKick  = wjtKick[i] * TMath::Sqrt(-TMath::Log(r)) / TMath::Sqrt(2.);
1007                 Double_t phiKick = 2. * TMath::Pi() * AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()->Rndm();
1008                 pxs += jtKick * TMath::Cos(phiKick);
1009                 pys += jtKick * TMath::Sin(phiKick);
1010                 TVector3 w(pxs, pys, pzs);
1011                 w.RotateY(thetaq[isys]);
1012                 w.RotateZ(phiq[isys]);
1013                 fPyjets->P[0][ig] = w.X(); 
1014                 fPyjets->P[1][ig] = w.Y(); 
1015                 fPyjets->P[2][ig] = w.Z(); 
1016                 fPyjets->P[2][ig] = w.Mag();
1017             }
1018 */
1019         } // kGluon         
1020         
1021         
1022     // Check energy conservation
1023         Double_t pxs = 0.;
1024         Double_t pys = 0.;
1025         Double_t pzs = 0.;      
1026         Double_t es  = 14000.;
1027         
1028         for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
1029         {
1030             kst =  fPyjets->K[0][i];
1031             if (kst != 1 && kst != 2) continue;
1032             pxs += fPyjets->P[0][i];
1033             pys += fPyjets->P[1][i];
1034             pzs += fPyjets->P[2][i];        
1035             es  -= fPyjets->P[3][i];        
1036         }
1037         if (TMath::Abs(pxs) > 1.e-2 ||
1038             TMath::Abs(pys) > 1.e-2 ||
1039             TMath::Abs(pzs) > 1.e-1) {
1040             printf("%e %e %e %e\n", pxs, pys, pzs, es);
1041 //              Fatal("Quench()", "4-Momentum non-conservation");
1042         }
1043         
1044     } // end quenching loop (systems)
1045 // Clean-up
1046     for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
1047     {
1048         imo =  fPyjets->K[2][i];
1049         if (imo > 1000) {
1050             fPyjets->K[2][i] = fPyjets->K[2][i] % 1000;
1051         }
1052     }
1053 //      this->Pylist(1);
1054 } // end quench