a8bee2e083ef761ce6e1d3499e0c22dbf6d66bdb
[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 //...Switch off decay of pi0, K0S, Lambda, Sigma+-, Xi0-, Omega-.
69     SetMDCY(Pycomp(111) ,1,0);
70     SetMDCY(Pycomp(310) ,1,0);
71     SetMDCY(Pycomp(3122),1,0);
72     SetMDCY(Pycomp(3112),1,0);
73     SetMDCY(Pycomp(3212),1,0);
74     SetMDCY(Pycomp(3222),1,0);
75     SetMDCY(Pycomp(3312),1,0);
76     SetMDCY(Pycomp(3322),1,0);
77     SetMDCY(Pycomp(3334),1,0);
78     //  select structure function 
79     SetMSTP(52,2);
80     SetMSTP(51,strucfunc);
81 //
82 // Pythia initialisation for selected processes//
83 //
84 // Make MSEL clean
85 //
86     for (Int_t i=1; i<= 200; i++) {
87         SetMSUB(i,0);
88     }
89 //  select charm production
90     switch (process) 
91     {
92     case kPyCharm:
93         SetMSEL(4);
94 //
95 //  heavy quark masses
96
97         SetPMAS(4,1,1.2);
98         SetMSTU(16,2);
99 //
100 //    primordial pT
101         SetMSTP(91,1);
102         SetPARP(91,1.);
103         SetPARP(93,5.);
104 //
105         break;
106     case kPyBeauty:
107         SetMSEL(5);
108         SetPMAS(5,1,4.75);
109         SetMSTU(16,2);
110         break;
111     case kPyJpsi:
112         SetMSEL(0);
113 // gg->J/Psi g
114         SetMSUB(86,1);
115         break;
116     case kPyJpsiChi:
117         SetMSEL(0);
118 // gg->J/Psi g
119         SetMSUB(86,1);
120 // gg-> chi_0c g
121         SetMSUB(87,1);
122 // gg-> chi_1c g
123         SetMSUB(88,1);
124 // gg-> chi_2c g
125         SetMSUB(89,1);  
126         break;
127     case kPyCharmUnforced:
128         SetMSEL(0);
129 // gq->qg   
130         SetMSUB(28,1);
131 // gg->qq
132         SetMSUB(53,1);
133 // gg->gg
134         SetMSUB(68,1);
135         break;
136     case kPyBeautyUnforced:
137         SetMSEL(0);
138 // gq->qg   
139         SetMSUB(28,1);
140 // gg->qq
141         SetMSUB(53,1);
142 // gg->gg
143         SetMSUB(68,1);
144         break;
145     case kPyMb:
146 // Minimum Bias pp-Collisions
147 //
148 //   
149 //      select Pythia min. bias model
150         SetMSEL(0);
151         SetMSUB(92,1);             // single diffraction AB-->XB
152         SetMSUB(93,1);             // single diffraction AB-->AX
153         SetMSUB(94,1);             // double diffraction
154         SetMSUB(95,1);             // low pt production
155
156 //
157 // ATLAS Tuning
158 //
159         
160         SetMSTP(51, kCTEQ5L);      // CTEQ5L pdf
161         SetMSTP(81,1);             // Multiple Interactions ON
162         SetMSTP(82,4);             // Double Gaussian Model
163
164         SetPARP(82,1.8);           // [GeV]    PT_min at Ref. energy
165         SetPARP(89,1000.);         // [GeV]   Ref. energy
166         SetPARP(90,0.16);          // 2*epsilon (exponent in power law)
167         SetPARP(83,0.5);           // Core density in proton matter distribution (def.value)
168         SetPARP(84,0.5);           // Core radius
169         SetPARP(85,0.33);          // Regulates gluon prod. mechanism
170         SetPARP(86,0.66);          // Regulates gluon prod. mechanism
171         SetPARP(67,1);             // Regulates Initial State Radiation
172         break;
173     case kPyMbNonDiffr:
174 // Minimum Bias pp-Collisions
175 //
176 //   
177 //      select Pythia min. bias model
178         SetMSEL(0);
179         SetMSUB(95,1);             // low pt production
180
181 //
182 // ATLAS Tuning
183 //
184         
185         SetMSTP(51,kCTEQ5L);       // CTEQ5L pdf
186         SetMSTP(81,1);             // Multiple Interactions ON
187         SetMSTP(82,4);             // Double Gaussian Model
188
189         SetPARP(82,1.8);           // [GeV]    PT_min at Ref. energy
190         SetPARP(89,1000.);         // [GeV]   Ref. energy
191         SetPARP(90,0.16);          // 2*epsilon (exponent in power law)
192         SetPARP(83,0.5);           // Core density in proton matter distribution (def.value)
193         SetPARP(84,0.5);           // Core radius
194         SetPARP(85,0.33);          // Regulates gluon prod. mechanism
195         SetPARP(86,0.66);          // Regulates gluon prod. mechanism
196         SetPARP(67,1);             // Regulates Initial State Radiation
197         break;
198     case kPyJets:
199 //
200 //  QCD Jets
201 //
202         SetMSEL(1);
203         break;
204     case kPyDirectGamma:
205         SetMSEL(10);
206         break;
207     case kPyCharmPbPbMNR:
208     case kPyD0PbPbMNR:
209       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
210       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
211       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
212       // This parameter settings are meant to work with Pb-Pb collisions
213       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
214       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
215       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
216
217       // All QCD processes
218       SetMSEL(1);
219
220       // No multiple interactions
221       SetMSTP(81,0);
222       SetPARP(81,0.0);
223       SetPARP(82,0.0);
224
225       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
226       SetMSTP(61,1);
227       SetMSTP(71,1);
228
229       // 2nd order alpha_s
230       SetMSTP(2,2);
231
232       // QCD scales
233       SetMSTP(32,2);
234       SetPARP(34,1.0);
235
236       // Intrinsic <kT>
237       SetMSTP(91,1);
238       SetPARP(91,1.304);
239       SetPARP(93,6.52);
240
241       // Set c-quark mass
242       SetPMAS(4,1,1.2);
243
244       break;
245     case kPyDPlusPbPbMNR:
246       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
247       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
248       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
249       // This parameter settings are meant to work with Pb-Pb collisions
250       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
251       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
252       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
253
254       // All QCD processes
255       SetMSEL(1);
256
257       // No multiple interactions
258       SetMSTP(81,0);
259       SetPARP(81,0.0);
260       SetPARP(82,0.0);
261
262       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
263       SetMSTP(61,1);
264       SetMSTP(71,1);
265
266       // 2nd order alpha_s
267       SetMSTP(2,2);
268
269       // QCD scales
270       SetMSTP(32,2);
271       SetPARP(34,1.0);
272
273       // Intrinsic <kT>
274       SetMSTP(91,1);
275       SetPARP(91,1.304);
276       SetPARP(93,6.52);
277
278       // Set c-quark mass
279       SetPMAS(4,1,1.2);
280
281       break;
282     case kPyCharmpPbMNR:
283     case kPyD0pPbMNR:
284       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
285       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
286       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
287       // This parameter settings are meant to work with p-Pb collisions
288       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
289       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
290       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
291
292       // All QCD processes
293       SetMSEL(1);
294
295       // No multiple interactions
296       SetMSTP(81,0);
297       SetPARP(81,0.0);
298       SetPARP(82,0.0);
299
300       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
301       SetMSTP(61,1);
302       SetMSTP(71,1);
303
304       // 2nd order alpha_s
305       SetMSTP(2,2);
306
307       // QCD scales
308       SetMSTP(32,2);
309       SetPARP(34,1.0);
310
311       // Intrinsic <kT>
312       SetMSTP(91,1);
313       SetPARP(91,1.16);
314       SetPARP(93,5.8);
315
316       // Set c-quark mass
317       SetPMAS(4,1,1.2);
318
319       break;
320     case kPyDPluspPbMNR:
321       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
322       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
323       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
324       // This parameter settings are meant to work with p-Pb collisions
325       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
326       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
327       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
328
329       // All QCD processes
330       SetMSEL(1);
331
332       // No multiple interactions
333       SetMSTP(81,0);
334       SetPARP(81,0.0);
335       SetPARP(82,0.0);
336
337       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
338       SetMSTP(61,1);
339       SetMSTP(71,1);
340
341       // 2nd order alpha_s
342       SetMSTP(2,2);
343
344       // QCD scales
345       SetMSTP(32,2);
346       SetPARP(34,1.0);
347
348       // Intrinsic <kT>
349       SetMSTP(91,1);
350       SetPARP(91,1.16);
351       SetPARP(93,5.8);
352
353       // Set c-quark mass
354       SetPMAS(4,1,1.2);
355
356       break;
357     case kPyCharmppMNR:
358     case kPyD0ppMNR:
359       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
360       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
361       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
362       // This parameter settings are meant to work with pp collisions
363       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
364       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
365       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
366
367       // All QCD processes
368       SetMSEL(1);
369
370       // No multiple interactions
371       SetMSTP(81,0);
372       SetPARP(81,0.0);
373       SetPARP(82,0.0);
374
375       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
376       SetMSTP(61,1);
377       SetMSTP(71,1);
378
379       // 2nd order alpha_s
380       SetMSTP(2,2);
381
382       // QCD scales
383       SetMSTP(32,2);
384       SetPARP(34,1.0);
385
386       // Intrinsic <kT^2>
387       SetMSTP(91,1);
388       SetPARP(91,1.);
389       SetPARP(93,5.);
390
391       // Set c-quark mass
392       SetPMAS(4,1,1.2);
393
394       break;
395     case kPyDPlusppMNR:
396       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
397       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
398       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
399       // This parameter settings are meant to work with pp collisions
400       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
401       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
402       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
403
404       // All QCD processes
405       SetMSEL(1);
406
407       // No multiple interactions
408       SetMSTP(81,0);
409       SetPARP(81,0.0);
410       SetPARP(82,0.0);
411
412       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
413       SetMSTP(61,1);
414       SetMSTP(71,1);
415
416       // 2nd order alpha_s
417       SetMSTP(2,2);
418
419       // QCD scales
420       SetMSTP(32,2);
421       SetPARP(34,1.0);
422
423       // Intrinsic <kT^2>
424       SetMSTP(91,1);
425       SetPARP(91,1.);
426       SetPARP(93,5.);
427
428       // Set c-quark mass
429       SetPMAS(4,1,1.2);
430
431       break;
432     case kPyBeautyPbPbMNR:
433       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
434       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
435       // b-bbar single inclusive and double differential distributions.
436       // This parameter settings are meant to work with Pb-Pb collisions
437       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
438       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
439       // has to be set to 2.75GeV. Example in ConfigBeautyPPR.C.
440
441       // All QCD processes
442       SetMSEL(1);
443
444       // No multiple interactions
445       SetMSTP(81,0);
446       SetPARP(81,0.0);
447       SetPARP(82,0.0);
448
449       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
450       SetMSTP(61,1);
451       SetMSTP(71,1);
452
453       // 2nd order alpha_s
454       SetMSTP(2,2);
455
456       // QCD scales
457       SetMSTP(32,2);
458       SetPARP(34,1.0);
459       SetPARP(67,1.0);
460       SetPARP(71,1.0);
461
462       // Intrinsic <kT>
463       SetMSTP(91,1);
464       SetPARP(91,2.035);
465       SetPARP(93,10.17);
466
467       // Set b-quark mass
468       SetPMAS(5,1,4.75);
469
470       break;
471     case kPyBeautypPbMNR:
472       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
473       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
474       // b-bbar single inclusive and double differential distributions.
475       // This parameter settings are meant to work with p-Pb collisions
476       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
477       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
478       // has to be set to 2.75GeV. Example in ConfigBeautyPPR.C.
479
480       // All QCD processes
481       SetMSEL(1);
482
483       // No multiple interactions
484       SetMSTP(81,0);
485       SetPARP(81,0.0);
486       SetPARP(82,0.0);
487
488       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
489       SetMSTP(61,1);
490       SetMSTP(71,1);
491
492       // 2nd order alpha_s
493       SetMSTP(2,2);
494
495       // QCD scales
496       SetMSTP(32,2);
497       SetPARP(34,1.0);
498       SetPARP(67,1.0);
499       SetPARP(71,1.0);
500
501       // Intrinsic <kT>
502       SetMSTP(91,1);
503       SetPARP(91,1.60);
504       SetPARP(93,8.00);
505
506       // Set b-quark mass
507       SetPMAS(5,1,4.75);
508
509       break;
510     case kPyBeautyppMNR:
511       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
512       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
513       // b-bbar single inclusive and double differential distributions.
514       // This parameter settings are meant to work with pp collisions
515       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
516       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
517       // has to be set to 2.75GeV. Example in ConfigBeautyPPR.C.
518
519       // All QCD processes
520       SetMSEL(1);
521
522       // No multiple interactions
523       SetMSTP(81,0);
524       SetPARP(81,0.0);
525       SetPARP(82,0.0);
526
527       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
528       SetMSTP(61,1);
529       SetMSTP(71,1);
530
531       // 2nd order alpha_s
532       SetMSTP(2,2);
533
534       // QCD scales
535       SetMSTP(32,2);
536       SetPARP(34,1.0);
537       SetPARP(67,1.0);
538       SetPARP(71,1.0);
539
540       // Intrinsic <kT>
541       SetMSTP(91,1);
542       SetPARP(91,1.);
543       SetPARP(93,5.);
544
545       // Set b-quark mass
546       SetPMAS(5,1,4.75);
547
548       break;
549     }
550 //
551 //  Initialize PYTHIA
552     SetMSTP(41,1);   // all resonance decays switched on
553
554     Initialize("CMS","p","p",fEcms);
555
556 }
557
558 Int_t AliPythia::CheckedLuComp(Int_t kf)
559 {
560 // Check Lund particle code (for debugging)
561     Int_t kc=Pycomp(kf);
562     printf("\n Lucomp kf,kc %d %d",kf,kc);
563     return kc;
564 }
565
566 void AliPythia::SetNuclei(Int_t a1, Int_t a2)
567 {
568 // Treat protons as inside nuclei with mass numbers a1 and a2  
569 //    The MSTP array in the PYPARS common block is used to enable and 
570 //    select the nuclear structure functions. 
571 //    MSTP(52)  : (D=1) choice of proton and nuclear structure-function library
572 //            =1: internal PYTHIA acording to MSTP(51) 
573 //            =2: PDFLIB proton  s.f., with MSTP(51)  = 1000xNGROUP+NSET
574 //    If the following mass number both not equal zero, nuclear corrections of the stf are used.
575 //    MSTP(192) : Mass number of nucleus side 1
576 //    MSTP(193) : Mass number of nucleus side 2
577     SetMSTP(52,2);
578     SetMSTP(192, a1);
579     SetMSTP(193, a2);  
580 }
581         
582
583 AliPythia* AliPythia::Instance()
584
585 // Set random number generator 
586     if (fgAliPythia) {
587         return fgAliPythia;
588     } else {
589         fgAliPythia = new AliPythia();
590         return fgAliPythia;
591     }
592 }
593
594 void AliPythia::PrintParticles()
595
596 // Print list of particl properties
597     Int_t np = 0;
598     char*   name = new char[16];    
599     for (Int_t kf=0; kf<1000000; kf++) {
600         for (Int_t c = 1;  c > -2; c-=2) {
601             Int_t kc = Pycomp(c*kf);
602             if (kc) {
603                 Float_t mass  = GetPMAS(kc,1);
604                 Float_t width = GetPMAS(kc,2);  
605                 Float_t tau   = GetPMAS(kc,4);
606
607                 Pyname(kf,name);
608         
609                 np++;
610                 
611                 printf("\n mass, width, tau: %6d %s %10.3f %10.3e %10.3e", 
612                        c*kf, name, mass, width, tau);
613             }
614         }
615     }
616     printf("\n Number of particles %d \n \n", np);
617 }
618
619 void  AliPythia::ResetDecayTable()
620 {
621 //  Set default values for pythia decay switches
622     Int_t i;
623     for (i = 1; i <  501; i++) SetMDCY(i,1,fDefMDCY[i]);
624     for (i = 1; i < 2001; i++) SetMDME(i,1,fDefMDME[i]);
625 }
626
627 void  AliPythia::SetDecayTable()
628 {
629 //  Set default values for pythia decay switches
630 //
631     Int_t i;
632     for (i = 1; i <  501; i++) fDefMDCY[i] = GetMDCY(i,1);
633     for (i = 1; i < 2001; i++) fDefMDME[i] = GetMDME(i,1);
634 }
635
636 void  AliPythia::Pyclus(Int_t& njet)
637 {
638 //  Call Pythia clustering algorithm
639 //
640     pyclus(njet);
641 }
642
643 void  AliPythia::Pycell(Int_t& njet)
644 {
645 //  Call Pythia jet reconstruction algorithm
646 //
647     pycell(njet);
648 }
649
650 void  AliPythia::Pyshow(Int_t ip1, Int_t ip2, Double_t qmax)
651 {
652 //  Call Pythia jet reconstruction algorithm
653 //
654     pyshow(ip1, ip2, qmax);
655 }
656
657 void AliPythia::Pyrobo(Int_t imi, Int_t ima, Double_t the, Double_t phi, Double_t bex, Double_t bey, Double_t bez)
658 {
659     pyrobo(imi, ima, the, phi, bex, bey, bez);
660 }
661
662
663
664 void AliPythia::InitQuenching(Float_t cMin, Float_t cMax, Float_t k, Int_t iECMethod)
665 {
666 // Initializes 
667 // (1) The quenching model using quenching weights according to C. Salgado and U. Wiedemann
668 // (2) The nuclear geometry using the Glauber Model
669 //     
670
671
672     fGlauber = new AliFastGlauber();
673     fGlauber->Init(2);
674     fGlauber->SetCentralityClass(cMin, cMax); 
675
676     fQuenchingWeights = new AliQuenchingWeights();
677     fQuenchingWeights->InitMult();
678     fQuenchingWeights->SetK(k);
679     fQuenchingWeights->SetECMethod(AliQuenchingWeights::kECMethod(iECMethod));
680 }
681
682
683 void  AliPythia::Quench()
684 {
685 //
686 //
687 //  Simple Jet Quenching routine:
688 //  =============================
689 //  The jet formed by all final state partons radiated by the parton created 
690 //  in the hard collisions is quenched by a factor (1-z) using light cone variables in 
691 //  the initial parton reference frame:
692 //  (E + p_z)new = (1-z) (E + p_z)old
693 //
694 //
695 //
696 //
697 //   The lost momentum is first balanced by one gluon with virtuality > 0.   
698 //   Subsequently the gluon splits to yield two gluons with E = p.
699 //
700 //
701 // 
702     static Float_t eMean = 0.;
703     static Int_t   icall = 0;
704     
705     Double_t p0[4][5];
706     Double_t p1[4][5];
707     Double_t p2[4][5];
708     Int_t   klast[4] = {-1, -1, -1, -1};
709
710     Int_t numpart   = fPyjets->N;
711     Double_t px = 0., py = 0., pz = 0., e = 0., m = 0., p = 0., pt = 0., theta = 0., phi = 0.;
712     Double_t pxq[4], pyq[4], pzq[4], eq[4], yq[4], mq[4], pq[4], phiq[4], thetaq[4], ptq[4];
713     Bool_t  quenched[4];
714     Double_t zInitial[4], wjtKick[4];
715     Int_t nGluon[4];
716     Int_t qPdg[4];
717     Int_t   imo, kst, pdg;
718 //
719 //  Sore information about Primary partons
720 //
721 //  j =
722 //  0, 1 partons from hard scattering
723 //  2, 3 partons from initial state radiation
724 // 
725     for (Int_t i = 2; i <= 7; i++) {
726         Int_t j = 0;
727         // Skip gluons that participate in hard scattering
728         if (i == 4 || i == 5) continue;
729         // Gluons from hard Scattering
730         if (i == 6 || i == 7) {
731             j = i - 6;
732             pxq[j]    = fPyjets->P[0][i];
733             pyq[j]    = fPyjets->P[1][i];
734             pzq[j]    = fPyjets->P[2][i];
735             eq[j]     = fPyjets->P[3][i];
736             mq[j]     = fPyjets->P[4][i];
737         } else {
738             // Gluons from initial state radiation
739             //
740             // Obtain 4-momentum vector from difference between original parton and parton after gluon 
741             // radiation. Energy is calculated independently because initial state radition does not 
742             // conserve strictly momentum and energy for each partonic system independently.
743             //
744             // Not very clean. Should be improved !
745             //
746             //
747             j = i;
748             pxq[j]    = fPyjets->P[0][i] - fPyjets->P[0][i+2];
749             pyq[j]    = fPyjets->P[1][i] - fPyjets->P[1][i+2];
750             pzq[j]    = fPyjets->P[2][i] - fPyjets->P[2][i+2];
751             mq[j]     = fPyjets->P[4][i];
752             eq[j]     = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j] + pzq[j] * pzq[j] + mq[j] * mq[j]);
753         }
754 //
755 //  Calculate some kinematic variables
756 //
757         yq[j]     = 0.5 * TMath::Log((eq[j] + pzq[j] + 1.e-14) / (eq[j] - pzq[j] + 1.e-14));
758         pq[j]     = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j] + pzq[j] * pzq[j]);
759         phiq[j]   = TMath::Pi()+TMath::ATan2(-pyq[j], -pxq[j]);
760         ptq[j]    = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j]);
761         thetaq[j] = TMath::ATan2(ptq[j], pzq[j]);
762         qPdg[j]   =  fPyjets->K[1][i];
763     }
764   
765     Double_t int0[4];
766     Double_t int1[4];
767
768     fGlauber->GetI0I1ForPythia(4, phiq, int0, int1, 15.);
769     
770     for (Int_t j = 0; j < 4; j++) {
771         //
772         // Quench only central jets and with E > 10.
773         //
774
775
776         Int_t itype = (qPdg[j] == 21) ? 2 : 1;
777         Double_t eloss = fQuenchingWeights->GetELossRandomKFast(itype, int0[j], int1[j], eq[j]);
778
779         if (TMath::Abs(yq[j]) > 2.5 || eq[j] < 10.) {
780             zInitial[j] = 0.;
781         } else {
782             if (eq[j] > 40. && TMath::Abs(yq[j]) < 0.5) {
783                 icall ++;
784                 eMean += eloss;
785             }
786             //
787             // Extra pt
788             Double_t l =   fQuenchingWeights->CalcLk(int0[j], int1[j]);     
789             wjtKick[j] = TMath::Sqrt(l *  fQuenchingWeights->CalcQk(int0[j], int1[j]));
790             //
791             // Fractional energy loss
792             zInitial[j] = eloss / eq[j];
793             //
794             // Avoid complete loss
795             //
796             if (zInitial[j] == 1.) zInitial[j] = 0.95;
797             //
798             // Some debug printing
799
800             
801 //          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", 
802 //                 j, itype, eq[j], phiq[j], l, eloss, wjtKick[j], eMean / Float_t(icall+1), yq[j]);
803             
804 //          zInitial[j] = 0.8;
805 //          while (zInitial[j] >= 0.95)  zInitial[j] = gRandom->Exp(0.2);
806         }
807         
808         quenched[j] = (zInitial[j] > 0.01);
809     } // primary partons
810     
811     Double_t pNew[1000][4];
812     Int_t    kNew[1000];
813     Int_t icount = 0;
814 //
815 //  System Loop    
816     for (Int_t isys = 0; isys < 4; isys++) {
817 //      Skip to next system if not quenched.
818         if (!quenched[isys]) continue;
819         
820         nGluon[isys]   = 1 + Int_t(zInitial[isys] / (1. - zInitial[isys]));
821         if (nGluon[isys] > 6) nGluon[isys] = 6;
822         zInitial[isys] = 1. - TMath::Power(1. - zInitial[isys], 1./Double_t(nGluon[isys]));
823         wjtKick[isys]  = wjtKick[isys] / TMath::Sqrt(Double_t(nGluon[isys]));
824
825
826         
827         Int_t igMin = -1;
828         Int_t igMax = -1;
829         Double_t pg[4] = {0., 0., 0., 0.};
830         
831 //
832 // Loop on radiation events
833
834         for (Int_t iglu = 0; iglu < nGluon[isys]; iglu++) {
835             while (1) {
836                 icount = 0;
837                 for (Int_t k = 0; k < 4; k++)
838                 {
839                     p0[isys][k] = 0.;
840                     p1[isys][k] = 0.;
841                     p2[isys][k] = 0.;
842                 }
843 //      Loop over partons
844                 for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
845                 {
846                     imo =  fPyjets->K[2][i];
847                     kst =  fPyjets->K[0][i];
848                     pdg =  fPyjets->K[1][i];
849                     
850                 
851                 
852 //      Quarks and gluons only
853                     if (pdg != 21 && TMath::Abs(pdg) > 6) continue;
854 //      Particles from hard scattering only
855                     
856                     if (imo > 8 && imo < 1000) imo = fPyjets->K[2][imo - 1];
857                     Int_t imom = imo % 1000;
858                     if ((isys == 0 || isys == 1) && ((imom != (isys + 7)))) continue;
859                     if ((isys == 2 || isys == 3) && ((imom != (isys + 1)))) continue;               
860                     
861                     
862 //      Skip comment lines
863                     if (kst != 1 && kst != 2) continue;
864 //
865 //      Parton kinematic
866                     px    = fPyjets->P[0][i];
867                     py    = fPyjets->P[1][i];
868                     pz    = fPyjets->P[2][i];
869                     e     = fPyjets->P[3][i];
870                     m     = fPyjets->P[4][i];
871                     pt    = TMath::Sqrt(px * px + py * py);
872                     p     = TMath::Sqrt(px * px + py * py + pz * pz); 
873                     phi   = TMath::Pi() + TMath::ATan2(-py, -px);
874                     theta = TMath::ATan2(pt, pz);
875                 
876 //
877 //      Save 4-momentum sum for balancing
878                     Int_t index = isys;
879                     
880                     p0[index][0] += px;
881                     p0[index][1] += py;
882                     p0[index][2] += pz;
883                     p0[index][3] += e;
884                 
885                     klast[index] = i;
886                     
887 //
888 //      Fractional energy loss
889                     Double_t z = zInitial[index];
890                     
891                     
892 //      Don't fully quench radiated gluons
893 //
894                     if (imo > 1000) {
895 //      This small factor makes sure that the gluons are not too close in phase space to avoid recombination
896 //
897
898                         z = 0.02;
899                     }
900 //                  printf("z: %d %f\n", imo, z);
901                     
902
903 //
904                     
905                     //
906                     //
907                     //      Transform into frame in which initial parton is along z-axis
908                     //
909                     TVector3 v(px, py, pz);
910                     v.RotateZ(-phiq[index]);  v.RotateY(-thetaq[index]);
911                     Double_t pxs = v.X(); Double_t pys = v.Y(); Double_t pl  = v.Z();
912
913                     Double_t jt  = TMath::Sqrt(pxs * pxs + pys * pys);
914                     Double_t mt2 = jt * jt + m * m;
915                     Double_t zmax = 1.;     
916                     //
917                     // Kinematic limit on z
918                     //
919                     if (m > 0.) zmax = 1. - m / TMath::Sqrt(m * m + jt * jt);
920                     //
921                     // Change light-cone kinematics rel. to initial parton
922                     //  
923                     Double_t eppzOld = e + pl;
924                     Double_t empzOld = e - pl;
925                     
926                     Double_t eppzNew = (1. - z) * eppzOld;
927                     Double_t empzNew = empzOld - mt2 * z / eppzOld;
928                     Double_t eNew    = 0.5 * (eppzNew + empzNew);
929                     Double_t plNew   = 0.5 * (eppzNew - empzNew);
930                     
931                     Double_t jtNew;
932                     //
933                     // if mt very small (or sometimes even < 0 for numerical reasons) set it to 0
934                     Double_t mt2New = eppzNew * empzNew;
935                     if (mt2New < 1.e-8) mt2New = 0.;
936                     if (z < zmax) {
937                         if (m * m > mt2New) {
938                             //
939                             // This should not happen 
940                             //
941                             Fatal("Quench()", "This should never happen %e %e %e!", m, eppzNew, empzNew);
942                             jtNew = 0;
943                         } else {
944                             jtNew    = TMath::Sqrt(mt2New - m * m);
945                         }
946                     } else {
947                         // If pT is to small (probably a leading massive particle) we scale only the energy
948                         // This can cause negative masses of the radiated gluon
949                         // Let's hope for the best ...
950                         jtNew = jt;
951                         eNew  = TMath::Sqrt(plNew * plNew + mt2);
952                         
953                     }
954                     //
955                     //     Calculate new px, py
956                     //
957                     Double_t pxNew   = jtNew / jt * pxs;
958                     Double_t pyNew   = jtNew / jt * pys;        
959                     
960 //                  Double_t dpx = pxs - pxNew;
961 //                  Double_t dpy = pys - pyNew;
962 //                  Double_t dpz = pl  - plNew;
963 //                  Double_t de  = e   - eNew;
964 //                  Double_t dmass2 = de * de  - dpx * dpx - dpy * dpy - dpz * dpz;
965 //                  printf("New mass (1) %e %e %e %e %e %e %e \n", dmass2, jt, jtNew, pl, plNew, e, eNew);
966 //                  printf("New mass (2) %e %e \n", pxNew, pyNew);
967                     //
968                     //      Rotate back
969                     //  
970                     TVector3 w(pxNew, pyNew, plNew);
971                     w.RotateY(thetaq[index]); w.RotateZ(phiq[index]);
972                     pxNew = w.X(); pyNew = w.Y(); plNew = w.Z();
973                 
974                     p1[index][0] += pxNew;
975                     p1[index][1] += pyNew;
976                     p1[index][2] += plNew;
977                     p1[index][3] += eNew;       
978                     //
979                     // Updated 4-momentum vectors
980                     //
981                     pNew[icount][0]  = pxNew;
982                     pNew[icount][1]  = pyNew;
983                     pNew[icount][2]  = plNew;
984                     pNew[icount][3]  = eNew;
985                     kNew[icount]     = i;
986                     icount++;
987                 } // parton loop
988                 //
989                 // Check if there was phase-space for quenching
990                 //
991
992                 if (icount == 0) quenched[isys] = kFALSE;
993                 if (!quenched[isys]) break;
994                 
995                 for (Int_t j = 0; j < 4; j++) 
996                 {
997                     p2[isys][j] = p0[isys][j] - p1[isys][j];
998                 }
999                 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];
1000                 if (p2[isys][4] > 0.) {
1001                     p2[isys][4] = TMath::Sqrt(p2[isys][4]);
1002                     break;
1003                 } else {
1004                     printf("Warning negative mass squared in system %d %f ! \n", isys, zInitial[isys]);
1005                     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]);
1006                     if (p2[isys][4] < -0.01) {
1007                         printf("Negative mass squared !\n");
1008                         // Here we have to put the gluon back to mass shell
1009                         // This will lead to a small energy imbalance
1010                         p2[isys][4]  = 0.;
1011                         p2[isys][3]  = TMath::Sqrt(p2[isys][0] * p2[isys][0] + p2[isys][1] * p2[isys][1] + p2[isys][2] * p2[isys][2]);
1012                         break;
1013                     } else {
1014                         p2[isys][4] = 0.;
1015                         break;
1016                     }
1017                 }
1018                 /*
1019                 zHeavy *= 0.98;
1020                 printf("zHeavy lowered to %f\n", zHeavy);
1021                 if (zHeavy < 0.01) {
1022                     printf("No success ! \n");
1023                     icount = 0;
1024                     quenched[isys] = kFALSE;
1025                     break;
1026                 }
1027                 */
1028             } // iteration on z (while)
1029             
1030 //          Update  event record
1031             for (Int_t k = 0; k < icount; k++) {
1032 //              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] );
1033                 fPyjets->P[0][kNew[k]] = pNew[k][0];
1034                 fPyjets->P[1][kNew[k]] = pNew[k][1];
1035                 fPyjets->P[2][kNew[k]] = pNew[k][2];
1036                 fPyjets->P[3][kNew[k]] = pNew[k][3];
1037             }
1038             //
1039             // Add the gluons
1040             //
1041             Int_t ish = 0;    
1042             Int_t iGlu;
1043             if (!quenched[isys]) continue;
1044 //
1045 //      Last parton from shower i
1046             Int_t in = klast[isys];
1047 //
1048 //      Continue if no parton in shower i selected
1049             if (in == -1) continue;
1050 //  
1051 //      If this is the second initial parton and it is behind the first move pointer by previous ish
1052             if (isys == 1 && klast[1] > klast[0]) in += ish;
1053 //
1054 //      Starting index
1055             
1056 //          jmin = in - 1;
1057 // How many additional gluons will be generated
1058             ish  = 1;
1059             if (p2[isys][4] > 0.05) ish = 2;
1060 //
1061 //      Position of gluons
1062             iGlu = numpart;
1063             if (iglu == 0) igMin = iGlu;
1064             igMax = iGlu;
1065             numpart += ish;
1066             (fPyjets->N) += ish;
1067             
1068             if (ish == 1) {
1069                 fPyjets->P[0][iGlu] = p2[isys][0];
1070                 fPyjets->P[1][iGlu] = p2[isys][1];
1071                 fPyjets->P[2][iGlu] = p2[isys][2];
1072                 fPyjets->P[3][iGlu] = p2[isys][3];
1073                 fPyjets->P[4][iGlu] = p2[isys][4];
1074                 
1075                 fPyjets->K[0][iGlu] = 1;
1076                 if (iglu == nGluon[isys] - 1) fPyjets->K[0][iGlu] = 1;
1077                 fPyjets->K[1][iGlu] = 21;       
1078                 fPyjets->K[2][iGlu] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
1079                 fPyjets->K[3][iGlu] = -1;       
1080                 fPyjets->K[4][iGlu] = -1;
1081                 
1082                 pg[0] += p2[isys][0];
1083                 pg[1] += p2[isys][1];
1084                 pg[2] += p2[isys][2];
1085                 pg[3] += p2[isys][3];
1086             } else {
1087                 //
1088                 // Split gluon in rest frame.
1089                 //
1090                 Double_t bx   =  p2[isys][0] / p2[isys][3];
1091                 Double_t by   =  p2[isys][1] / p2[isys][3];
1092                 Double_t bz   =  p2[isys][2] / p2[isys][3];
1093                 Double_t pst  =  p2[isys][4] / 2.;
1094                 //
1095                 // Isotropic decay ????
1096                 Double_t cost = 2. * gRandom->Rndm() - 1.;
1097                 Double_t sint = TMath::Sqrt(1. - cost * cost);
1098                 Double_t phi =  2. * TMath::Pi() * gRandom->Rndm();
1099                 
1100                 Double_t pz1 =   pst * cost;
1101                 Double_t pz2 =  -pst * cost;
1102                 Double_t pt1 =   pst * sint;
1103                 Double_t pt2 =  -pst * sint;
1104                 Double_t px1 =   pt1 * TMath::Cos(phi);
1105                 Double_t py1 =   pt1 * TMath::Sin(phi);     
1106                 Double_t px2 =   pt2 * TMath::Cos(phi);
1107                 Double_t py2 =   pt2 * TMath::Sin(phi);     
1108                 
1109                 fPyjets->P[0][iGlu] = px1;
1110                 fPyjets->P[1][iGlu] = py1;
1111                 fPyjets->P[2][iGlu] = pz1;
1112                 fPyjets->P[3][iGlu] = pst;
1113                 fPyjets->P[4][iGlu] = 0.;
1114                 
1115                 fPyjets->K[0][iGlu] = 1 ;
1116                 fPyjets->K[1][iGlu] = 21;       
1117                 fPyjets->K[2][iGlu] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
1118                 fPyjets->K[3][iGlu] = -1;       
1119                 fPyjets->K[4][iGlu] = -1;
1120                 
1121                 fPyjets->P[0][iGlu+1] = px2;
1122                 fPyjets->P[1][iGlu+1] = py2;
1123                 fPyjets->P[2][iGlu+1] = pz2;
1124                 fPyjets->P[3][iGlu+1] = pst;
1125                 fPyjets->P[4][iGlu+1] = 0.;
1126                 
1127                 fPyjets->K[0][iGlu+1] = 1;
1128                 if (iglu == nGluon[isys] - 1) fPyjets->K[0][iGlu+1] = 1;
1129                 fPyjets->K[1][iGlu+1] = 21;     
1130                 fPyjets->K[2][iGlu+1] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
1131                 fPyjets->K[3][iGlu+1] = -1;     
1132                 fPyjets->K[4][iGlu+1] = -1;
1133                 SetMSTU(1,0);
1134                 SetMSTU(2,0);
1135                 //
1136                 // Boost back
1137                 //
1138                 Pyrobo(iGlu + 1, iGlu + 2, 0., 0., bx, by, bz);
1139             }
1140 /*    
1141             for (Int_t ig = iGlu; ig < iGlu+ish; ig++) {
1142                 Double_t px, py, pz;
1143                 px = fPyjets->P[0][ig]; 
1144                 py = fPyjets->P[1][ig]; 
1145                 pz = fPyjets->P[2][ig]; 
1146                 TVector3 v(px, py, pz);
1147                 v.RotateZ(-phiq[isys]);
1148                 v.RotateY(-thetaq[isys]);
1149                 Double_t pxs     = v.X(); Double_t pys = v.Y(); Double_t pzs  = v.Z();     
1150                 Double_t r       = AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()->Rndm();
1151                 Double_t jtKick  = 0.3 * TMath::Sqrt(-TMath::Log(r));
1152                 if (ish == 2)   jtKick  = wjtKick[i] * TMath::Sqrt(-TMath::Log(r)) / TMath::Sqrt(2.);
1153                 Double_t phiKick = 2. * TMath::Pi() * AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()->Rndm();
1154                 pxs += jtKick * TMath::Cos(phiKick);
1155                 pys += jtKick * TMath::Sin(phiKick);
1156                 TVector3 w(pxs, pys, pzs);
1157                 w.RotateY(thetaq[isys]);
1158                 w.RotateZ(phiq[isys]);
1159                 fPyjets->P[0][ig] = w.X(); 
1160                 fPyjets->P[1][ig] = w.Y(); 
1161                 fPyjets->P[2][ig] = w.Z(); 
1162                 fPyjets->P[2][ig] = w.Mag();
1163             }
1164 */
1165         } // kGluon         
1166         
1167         
1168     // Check energy conservation
1169         Double_t pxs = 0.;
1170         Double_t pys = 0.;
1171         Double_t pzs = 0.;      
1172         Double_t es  = 14000.;
1173         
1174         for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
1175         {
1176             kst =  fPyjets->K[0][i];
1177             if (kst != 1 && kst != 2) continue;
1178             pxs += fPyjets->P[0][i];
1179             pys += fPyjets->P[1][i];
1180             pzs += fPyjets->P[2][i];        
1181             es  -= fPyjets->P[3][i];        
1182         }
1183         if (TMath::Abs(pxs) > 1.e-2 ||
1184             TMath::Abs(pys) > 1.e-2 ||
1185             TMath::Abs(pzs) > 1.e-1) {
1186             printf("%e %e %e %e\n", pxs, pys, pzs, es);
1187 //              Fatal("Quench()", "4-Momentum non-conservation");
1188         }
1189         
1190     } // end quenching loop (systems)
1191 // Clean-up
1192     for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
1193     {
1194         imo =  fPyjets->K[2][i];
1195         if (imo > 1000) {
1196             fPyjets->K[2][i] = fPyjets->K[2][i] % 1000;
1197         }
1198     }
1199 //      this->Pylist(1);
1200 } // end quench
1201