cd1c2134fa223febaadeaf162d1cc6479a609ada
[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 pyevnw pyevnw_
33 # define type_of_call
34 #else
35 # define pyclus PYCLUS
36 # define pycell PYCELL
37 # define pyrobo PYROBO
38 # define pyquen PYQUEN
39 # define pyevnw PYEVNW
40 # define type_of_call _stdcall
41 #endif
42
43 extern "C" void type_of_call pyclus(Int_t & );
44 extern "C" void type_of_call pycell(Int_t & );
45 extern "C" void type_of_call pyshow(Int_t &, Int_t &, Double_t &);
46 extern "C" void type_of_call pyrobo(Int_t &, Int_t &, Double_t &, Double_t &, Double_t &, Double_t &, Double_t &);
47 extern "C" void type_of_call pyquen(Double_t &, Int_t &, Double_t &);
48 extern "C" void type_of_call pyevnw(){;}
49
50 //_____________________________________________________________________________
51
52 AliPythia* AliPythia::fgAliPythia=NULL;
53
54 AliPythia::AliPythia()
55 {
56 // Default Constructor
57 //
58 //  Set random number
59     if (!AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()) 
60       AliPythiaRndm::SetPythiaRandom(GetRandom());
61     fGlauber          = 0;
62     fQuenchingWeights = 0;
63 }
64
65 void AliPythia::ProcInit(Process_t process, Float_t energy, StrucFunc_t strucfunc)
66 {
67 // Initialise the process to generate 
68     if (!AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()) 
69       AliPythiaRndm::SetPythiaRandom(GetRandom());
70     
71     fProcess = process;
72     fEcms = energy;
73     fStrucFunc = strucfunc;
74 //...Switch off decay of pi0, K0S, Lambda, Sigma+-, Xi0-, Omega-.
75     SetMDCY(Pycomp(111) ,1,0);
76     SetMDCY(Pycomp(310) ,1,0);
77     SetMDCY(Pycomp(3122),1,0);
78     SetMDCY(Pycomp(3112),1,0);
79     SetMDCY(Pycomp(3212),1,0);
80     SetMDCY(Pycomp(3222),1,0);
81     SetMDCY(Pycomp(3312),1,0);
82     SetMDCY(Pycomp(3322),1,0);
83     SetMDCY(Pycomp(3334),1,0);
84     //  select structure function 
85     SetMSTP(52,2);
86     SetMSTP(51,strucfunc);
87 //
88 // Pythia initialisation for selected processes//
89 //
90 // Make MSEL clean
91 //
92     for (Int_t i=1; i<= 200; i++) {
93         SetMSUB(i,0);
94     }
95 //  select charm production
96     switch (process) 
97     {
98     case kPyOldUEQ2ordered:  //Old underlying events with Q2 ordered QCD processes
99 //        Multiple interactions on.
100         SetMSTP(81,1);
101 // Double Gaussian matter distribution.
102         SetMSTP(82,4);
103         SetPARP(83,0.5);
104         SetPARP(84,0.4);
105 //  pT0.
106         SetPARP(82,2.0);
107 //  Reference energy for pT0 and energy rescaling pace.
108         SetPARP(89,1800);
109         SetPARP(90,0.25);
110 //  String drawing almost completely minimizes string length.
111         SetPARP(85,0.9);
112         SetPARP(86,0.95);
113 // ISR and FSR activity.
114         SetPARP(67,4);
115         SetPARP(71,4);
116 // Lambda_FSR scale.
117         SetPARJ(81,0.29);
118         break;
119     case kPyOldUEQ2ordered2:   
120 // Old underlying events with Q2 ordered QCD processes
121 // Multiple interactions on.
122         SetMSTP(81,1);
123 // Double Gaussian matter distribution.
124         SetMSTP(82,4);
125         SetPARP(83,0.5);
126         SetPARP(84,0.4);
127 // pT0.
128         SetPARP(82,2.0);
129 // Reference energy for pT0 and energy rescaling pace.
130         SetPARP(89,1800);
131         SetPARP(90,0.16);  // here is the difference with  kPyOldUEQ2ordered
132 // String drawing almost completely minimizes string length.
133         SetPARP(85,0.9);
134         SetPARP(86,0.95);
135 // ISR and FSR activity.
136         SetPARP(67,4);
137         SetPARP(71,4);
138 // Lambda_FSR scale.
139         SetPARJ(81,0.29);       
140         break;
141     case kPyOldPopcorn:  
142 // Old production mechanism: Old Popcorn
143         SetMSEL(1);
144         SetMSTJ(12,3); 
145 // (D=2) Like MSTJ(12)=2 but added prod ofthe 1er rank baryon
146         SetMSTP(88,2); 
147 // (D=1)see can be used to form  baryons (BARYON JUNCTION)
148         SetMSTJ(1,1);  
149         SetMSTP(51,kCTEQ5L);// CTEQ 5L        ! CTEQ5L pdf
150         SetMSTP(81,1);      // Multiple Interactions ON
151         SetMSTP(82,4);      // Double Gaussian Model         
152         SetPARP(82,1.8);    // [GeV]    PT_min at Ref. energy
153         SetPARP(89,1000.);  // [GeV]   Ref. energy
154         SetPARP(90,0.16);   // 2*epsilon (exponent in power law)
155         SetPARP(83,0.5);    // Core density in proton matter dist. (def.value)
156         SetPARP(84,0.5);    // Core radius
157         SetPARP(85,0.33);   // Regulates gluon prod. mechanism
158         SetPARP(86,0.66);   // Regulates gluon prod. mechanism
159         SetPARP(67,1);      // Regulate gluon prod. mechanism
160         break;
161     case kPyCharm:
162         SetMSEL(4);
163 //  heavy quark masses
164
165         SetPMAS(4,1,1.2);
166         SetMSTU(16,2);
167 //
168 //    primordial pT
169         SetMSTP(91,1);
170         SetPARP(91,1.);
171         SetPARP(93,5.);
172 //
173         break;
174     case kPyBeauty:
175         SetMSEL(5);
176         SetPMAS(5,1,4.75);
177         SetMSTU(16,2);
178         break;
179     case kPyJpsi:
180         SetMSEL(0);
181 // gg->J/Psi g
182         SetMSUB(86,1);
183         break;
184     case kPyJpsiChi:
185         SetMSEL(0);
186 // gg->J/Psi g
187         SetMSUB(86,1);
188 // gg-> chi_0c g
189         SetMSUB(87,1);
190 // gg-> chi_1c g
191         SetMSUB(88,1);
192 // gg-> chi_2c g
193         SetMSUB(89,1);  
194         break;
195     case kPyCharmUnforced:
196         SetMSEL(0);
197 // gq->qg   
198         SetMSUB(28,1);
199 // gg->qq
200         SetMSUB(53,1);
201 // gg->gg
202         SetMSUB(68,1);
203         break;
204     case kPyBeautyUnforced:
205         SetMSEL(0);
206 // gq->qg   
207         SetMSUB(28,1);
208 // gg->qq
209         SetMSUB(53,1);
210 // gg->gg
211         SetMSUB(68,1);
212         break;
213     case kPyMb:
214 // Minimum Bias pp-Collisions
215 //
216 //   
217 //      select Pythia min. bias model
218         SetMSEL(0);
219         SetMSUB(92,1);             // single diffraction AB-->XB
220         SetMSUB(93,1);             // single diffraction AB-->AX
221         SetMSUB(94,1);             // double diffraction
222         SetMSUB(95,1);             // low pt production
223
224 //
225 // ATLAS Tuning
226 //
227         
228         SetMSTP(51, kCTEQ5L);      // CTEQ5L pdf
229         SetMSTP(81,1);             // Multiple Interactions ON
230         SetMSTP(82,4);             // Double Gaussian Model
231
232         SetPARP(82,1.8);           // [GeV]    PT_min at Ref. energy
233         SetPARP(89,1000.);         // [GeV]   Ref. energy
234         SetPARP(90,0.16);          // 2*epsilon (exponent in power law)
235         SetPARP(83,0.5);           // Core density in proton matter distribution (def.value)
236         SetPARP(84,0.5);           // Core radius
237         SetPARP(85,0.33);          // Regulates gluon prod. mechanism
238         SetPARP(86,0.66);          // Regulates gluon prod. mechanism
239         SetPARP(67,1);             // Regulates Initial State Radiation
240         break;
241     case kPyMbNonDiffr:
242 // Minimum Bias pp-Collisions
243 //
244 //   
245 //      select Pythia min. bias model
246         SetMSEL(0);
247         SetMSUB(95,1);             // low pt production
248
249 //
250 // ATLAS Tuning
251 //
252         
253         SetMSTP(51,kCTEQ5L);       // CTEQ5L pdf
254         SetMSTP(81,1);             // Multiple Interactions ON
255         SetMSTP(82,4);             // Double Gaussian Model
256
257         SetPARP(82,1.8);           // [GeV]    PT_min at Ref. energy
258         SetPARP(89,1000.);         // [GeV]   Ref. energy
259         SetPARP(90,0.16);          // 2*epsilon (exponent in power law)
260         SetPARP(83,0.5);           // Core density in proton matter distribution (def.value)
261         SetPARP(84,0.5);           // Core radius
262         SetPARP(85,0.33);          // Regulates gluon prod. mechanism
263         SetPARP(86,0.66);          // Regulates gluon prod. mechanism
264         SetPARP(67,1);             // Regulates Initial State Radiation
265         break;
266     case kPyJets:
267 //
268 //  QCD Jets
269 //
270         SetMSEL(1);
271  // Pythia Tune A (CDF)
272  //
273        SetPARP(67,4.);            // Regulates Initial State Radiation
274        SetMSTP(82,4);             // Double Gaussian Model
275        SetPARP(82,2.0);           // [GeV]    PT_min at Ref. energy
276        SetPARP(84,0.4);           // Core radius
277        SetPARP(85,0.90) ;         // Regulates gluon prod. mechanism
278        SetPARP(86,0.95);          // Regulates gluon prod. mechanism
279        SetPARP(89,1800.);         // [GeV]   Ref. energy
280        SetPARP(90,0.25);          // 2*epsilon (exponent in power law)
281        break;
282     case kPyDirectGamma:
283         SetMSEL(10);
284         break;
285     case kPyCharmPbPbMNR:
286     case kPyD0PbPbMNR:
287     case kPyDPlusPbPbMNR:
288       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
289       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
290       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
291       // This parameter settings are meant to work with Pb-Pb collisions
292       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
293       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
294       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
295         ConfigHeavyFlavor();
296       // Intrinsic <kT>
297       SetMSTP(91,1);
298       SetPARP(91,1.304);
299       SetPARP(93,6.52);
300       // Set c-quark mass
301       SetPMAS(4,1,1.2);
302       break;
303     case kPyCharmpPbMNR:
304     case kPyD0pPbMNR:
305     case kPyDPluspPbMNR:
306       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
307       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
308       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
309       // This parameter settings are meant to work with p-Pb collisions
310       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
311       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
312       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
313         ConfigHeavyFlavor();
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       break;
322     case kPyCharmppMNR:
323     case kPyD0ppMNR:
324     case kPyDPlusppMNR:
325       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
326       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
327       // c-cbar single inclusive and double differential distributions.
328       // This parameter settings are meant to work with pp collisions
329       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
330       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
331       // has to be set to 2.1GeV. Example in ConfigCharmPPR.C.
332         ConfigHeavyFlavor();
333       // Intrinsic <kT^2>
334         SetMSTP(91,1);
335         SetPARP(91,1.);
336         SetPARP(93,5.);
337         
338       // Set c-quark mass
339         SetPMAS(4,1,1.2);
340       break;
341     case kPyBeautyPbPbMNR:
342       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
343       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
344       // b-bbar single inclusive and double differential distributions.
345       // This parameter settings are meant to work with Pb-Pb collisions
346       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
347       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
348       // has to be set to 2.75GeV. Example in ConfigBeautyPPR.C.
349         ConfigHeavyFlavor();
350       // QCD scales
351         SetPARP(67,1.0);
352         SetPARP(71,1.0);
353       // Intrinsic <kT>
354         SetMSTP(91,1);
355         SetPARP(91,2.035);
356         SetPARP(93,10.17);
357       // Set b-quark mass
358         SetPMAS(5,1,4.75);
359       break;
360     case kPyBeautypPbMNR:
361       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
362       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
363       // b-bbar single inclusive and double differential distributions.
364       // This parameter settings are meant to work with p-Pb collisions
365       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
366       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
367       // has to be set to 2.75GeV. Example in ConfigBeautyPPR.C.
368         ConfigHeavyFlavor();
369       // QCD scales
370         SetPARP(67,1.0);
371         SetPARP(71,1.0);
372       // Intrinsic <kT>
373         SetMSTP(91,1);
374         SetPARP(91,1.60);
375         SetPARP(93,8.00);
376       // Set b-quark mass
377         SetPMAS(5,1,4.75);
378       break;
379     case kPyBeautyppMNR:
380       // Tuning of Pythia parameters aimed to get a resonable agreement
381       // between with the NLO calculation by Mangano, Nason, Ridolfi for the
382       // b-bbar single inclusive and double differential distributions.
383       // This parameter settings are meant to work with pp collisions
384       // (AliGenPythia::SetNuclei) and with kCTEQ4L PDFs.
385       // To get a good agreement the minimum ptHard (AliGenPythia::SetPtHard)
386       // has to be set to 2.75GeV. Example in ConfigBeautyPPR.C.
387         ConfigHeavyFlavor();
388       // QCD scales
389         SetPARP(67,1.0);
390         SetPARP(71,1.0);
391         
392         // Intrinsic <kT>
393         SetMSTP(91,1);
394         SetPARP(91,1.);
395         SetPARP(93,5.);
396         
397         // Set b-quark mass
398         SetPMAS(5,1,4.75);
399       break;
400  
401     case kPyW:
402
403       //Inclusive production of W+/-
404       SetMSEL(0);
405       //f fbar -> W+ 
406       SetMSUB(2,1);
407       //        //f fbar -> g W+
408       //        SetMSUB(16,1);
409       //        //f fbar -> gamma W+
410       //        SetMSUB(20,1);
411       //        //f g -> f W+  
412       //        SetMSUB(31,1);
413       //        //f gamma -> f W+
414       //        SetMSUB(36,1);
415       
416       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
417       // With parton showers on we are generating "W inclusive process"
418       SetMSTP(61,1); //Initial QCD & QED showers on
419       SetMSTP(71,1); //Final QCD & QED showers on
420       
421       break;  
422
423     case kPyZ:
424
425       //Inclusive production of Z
426       SetMSEL(0);
427       //f fbar -> Z/gamma
428       SetMSUB(1,1);
429       
430       //       // f fbar -> g Z/gamma
431       //       SetMSUB(15,1);
432       //       // f fbar -> gamma Z/gamma
433       //       SetMSUB(19,1);
434       //       // f g -> f Z/gamma
435       //       SetMSUB(30,1);
436       //       // f gamma -> f Z/gamma
437       //       SetMSUB(35,1);
438       
439       //only Z included, not gamma
440       SetMSTP(43,2);
441       
442       // Initial/final parton shower on (Pythia default)
443       // With parton showers on we are generating "Z inclusive process"
444       SetMSTP(61,1); //Initial QCD & QED showers on
445       SetMSTP(71,1); //Final QCD & QED showers on
446       
447       break;  
448
449     }
450 //
451 //  Initialize PYTHIA
452     SetMSTP(41,1);   // all resonance decays switched on
453
454     Initialize("CMS","p","p",fEcms);
455
456 }
457
458 Int_t AliPythia::CheckedLuComp(Int_t kf)
459 {
460 // Check Lund particle code (for debugging)
461     Int_t kc=Pycomp(kf);
462     printf("\n Lucomp kf,kc %d %d",kf,kc);
463     return kc;
464 }
465
466 void AliPythia::SetNuclei(Int_t a1, Int_t a2)
467 {
468 // Treat protons as inside nuclei with mass numbers a1 and a2  
469 //    The MSTP array in the PYPARS common block is used to enable and 
470 //    select the nuclear structure functions. 
471 //    MSTP(52)  : (D=1) choice of proton and nuclear structure-function library
472 //            =1: internal PYTHIA acording to MSTP(51) 
473 //            =2: PDFLIB proton  s.f., with MSTP(51)  = 1000xNGROUP+NSET
474 //    If the following mass number both not equal zero, nuclear corrections of the stf are used.
475 //    MSTP(192) : Mass number of nucleus side 1
476 //    MSTP(193) : Mass number of nucleus side 2
477     SetMSTP(52,2);
478     SetMSTP(192, a1);
479     SetMSTP(193, a2);  
480 }
481         
482
483 AliPythia* AliPythia::Instance()
484
485 // Set random number generator 
486     if (fgAliPythia) {
487         return fgAliPythia;
488     } else {
489         fgAliPythia = new AliPythia();
490         return fgAliPythia;
491     }
492 }
493
494 void AliPythia::PrintParticles()
495
496 // Print list of particl properties
497     Int_t np = 0;
498     char*   name = new char[16];    
499     for (Int_t kf=0; kf<1000000; kf++) {
500         for (Int_t c = 1;  c > -2; c-=2) {
501             Int_t kc = Pycomp(c*kf);
502             if (kc) {
503                 Float_t mass  = GetPMAS(kc,1);
504                 Float_t width = GetPMAS(kc,2);  
505                 Float_t tau   = GetPMAS(kc,4);
506
507                 Pyname(kf,name);
508         
509                 np++;
510                 
511                 printf("\n mass, width, tau: %6d %s %10.3f %10.3e %10.3e", 
512                        c*kf, name, mass, width, tau);
513             }
514         }
515     }
516     printf("\n Number of particles %d \n \n", np);
517 }
518
519 void  AliPythia::ResetDecayTable()
520 {
521 //  Set default values for pythia decay switches
522     Int_t i;
523     for (i = 1; i <  501; i++) SetMDCY(i,1,fDefMDCY[i]);
524     for (i = 1; i < 2001; i++) SetMDME(i,1,fDefMDME[i]);
525 }
526
527 void  AliPythia::SetDecayTable()
528 {
529 //  Set default values for pythia decay switches
530 //
531     Int_t i;
532     for (i = 1; i <  501; i++) fDefMDCY[i] = GetMDCY(i,1);
533     for (i = 1; i < 2001; i++) fDefMDME[i] = GetMDME(i,1);
534 }
535
536 void  AliPythia::Pyclus(Int_t& njet)
537 {
538 //  Call Pythia clustering algorithm
539 //
540     pyclus(njet);
541 }
542
543 void  AliPythia::Pycell(Int_t& njet)
544 {
545 //  Call Pythia jet reconstruction algorithm
546 //
547     pycell(njet);
548 }
549
550 void  AliPythia::Pyshow(Int_t ip1, Int_t ip2, Double_t qmax)
551 {
552 //  Call Pythia jet reconstruction algorithm
553 //
554     pyshow(ip1, ip2, qmax);
555 }
556
557 void AliPythia::Pyrobo(Int_t imi, Int_t ima, Double_t the, Double_t phi, Double_t bex, Double_t bey, Double_t bez)
558 {
559     pyrobo(imi, ima, the, phi, bex, bey, bez);
560 }
561
562
563
564 void AliPythia::InitQuenching(Float_t cMin, Float_t cMax, Float_t k, Int_t iECMethod)
565 {
566 // Initializes 
567 // (1) The quenching model using quenching weights according to C. Salgado and U. Wiedemann
568 // (2) The nuclear geometry using the Glauber Model
569 //     
570
571
572     fGlauber = new AliFastGlauber();
573     fGlauber->Init(2);
574     fGlauber->SetCentralityClass(cMin, cMax); 
575
576     fQuenchingWeights = new AliQuenchingWeights();
577     fQuenchingWeights->InitMult();
578     fQuenchingWeights->SetK(k);
579     fQuenchingWeights->SetECMethod(AliQuenchingWeights::kECMethod(iECMethod));
580 }
581
582
583 void  AliPythia::Quench()
584 {
585 //
586 //
587 //  Simple Jet Quenching routine:
588 //  =============================
589 //  The jet formed by all final state partons radiated by the parton created 
590 //  in the hard collisions is quenched by a factor (1-z) using light cone variables in 
591 //  the initial parton reference frame:
592 //  (E + p_z)new = (1-z) (E + p_z)old
593 //
594 //
595 //
596 //
597 //   The lost momentum is first balanced by one gluon with virtuality > 0.   
598 //   Subsequently the gluon splits to yield two gluons with E = p.
599 //
600 //
601 // 
602     static Float_t eMean = 0.;
603     static Int_t   icall = 0;
604     
605     Double_t p0[4][5];
606     Double_t p1[4][5];
607     Double_t p2[4][5];
608     Int_t   klast[4] = {-1, -1, -1, -1};
609
610     Int_t numpart   = fPyjets->N;
611     Double_t px = 0., py = 0., pz = 0., e = 0., m = 0., p = 0., pt = 0., theta = 0., phi = 0.;
612     Double_t pxq[4], pyq[4], pzq[4], eq[4], yq[4], mq[4], pq[4], phiq[4], thetaq[4], ptq[4];
613     Bool_t  quenched[4];
614     Double_t wjtKick[4];
615     Int_t nGluon[4];
616     Int_t qPdg[4];
617     Int_t   imo, kst, pdg;
618     
619 //
620 //  Sore information about Primary partons
621 //
622 //  j =
623 //  0, 1 partons from hard scattering
624 //  2, 3 partons from initial state radiation
625 // 
626     for (Int_t i = 2; i <= 7; i++) {
627         Int_t j = 0;
628         // Skip gluons that participate in hard scattering
629         if (i == 4 || i == 5) continue;
630         // Gluons from hard Scattering
631         if (i == 6 || i == 7) {
632             j = i - 6;
633             pxq[j]    = fPyjets->P[0][i];
634             pyq[j]    = fPyjets->P[1][i];
635             pzq[j]    = fPyjets->P[2][i];
636             eq[j]     = fPyjets->P[3][i];
637             mq[j]     = fPyjets->P[4][i];
638         } else {
639             // Gluons from initial state radiation
640             //
641             // Obtain 4-momentum vector from difference between original parton and parton after gluon 
642             // radiation. Energy is calculated independently because initial state radition does not 
643             // conserve strictly momentum and energy for each partonic system independently.
644             //
645             // Not very clean. Should be improved !
646             //
647             //
648             j = i;
649             pxq[j]    = fPyjets->P[0][i] - fPyjets->P[0][i+2];
650             pyq[j]    = fPyjets->P[1][i] - fPyjets->P[1][i+2];
651             pzq[j]    = fPyjets->P[2][i] - fPyjets->P[2][i+2];
652             mq[j]     = fPyjets->P[4][i];
653             eq[j]     = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j] + pzq[j] * pzq[j] + mq[j] * mq[j]);
654         }
655 //
656 //  Calculate some kinematic variables
657 //
658         yq[j]     = 0.5 * TMath::Log((eq[j] + pzq[j] + 1.e-14) / (eq[j] - pzq[j] + 1.e-14));
659         pq[j]     = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j] + pzq[j] * pzq[j]);
660         phiq[j]   = TMath::Pi()+TMath::ATan2(-pyq[j], -pxq[j]);
661         ptq[j]    = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j]);
662         thetaq[j] = TMath::ATan2(ptq[j], pzq[j]);
663         qPdg[j]   =  fPyjets->K[1][i];
664     }
665   
666     Double_t int0[4];
667     Double_t int1[4];
668     
669     fGlauber->GetI0I1ForPythiaAndXY(4, phiq, int0, int1, fXJet, fYJet, 15.);
670
671     for (Int_t j = 0; j < 4; j++) {
672         //
673         // Quench only central jets and with E > 10.
674         //
675
676
677         Int_t itype = (qPdg[j] == 21) ? 2 : 1;
678         Double_t eloss = fQuenchingWeights->GetELossRandomKFast(itype, int0[j], int1[j], eq[j]);
679
680         if (TMath::Abs(yq[j]) > 2.5 || eq[j] < 10.) {
681             fZQuench[j] = 0.;
682         } else {
683             if (eq[j] > 40. && TMath::Abs(yq[j]) < 0.5) {
684                 icall ++;
685                 eMean += eloss;
686             }
687             //
688             // Extra pt
689             Double_t l =   fQuenchingWeights->CalcLk(int0[j], int1[j]);     
690             wjtKick[j] = TMath::Sqrt(l *  fQuenchingWeights->CalcQk(int0[j], int1[j]));
691             //
692             // Fractional energy loss
693             fZQuench[j] = eloss / eq[j];
694             //
695             // Avoid complete loss
696             //
697             if (fZQuench[j] == 1.) fZQuench[j] = 0.95;
698             //
699             // Some debug printing
700
701             
702 //          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", 
703 //                 j, itype, eq[j], phiq[j], l, eloss, wjtKick[j], eMean / Float_t(icall+1), yq[j]);
704             
705 //          fZQuench[j] = 0.8;
706 //          while (fZQuench[j] >= 0.95)  fZQuench[j] = gRandom->Exp(0.2);
707         }
708         
709         quenched[j] = (fZQuench[j] > 0.01);
710     } // primary partons
711     
712     
713
714     Double_t pNew[1000][4];
715     Int_t    kNew[1000];
716     Int_t icount = 0;
717     Double_t zquench[4];
718     
719 //
720 //  System Loop    
721     for (Int_t isys = 0; isys < 4; isys++) {
722 //      Skip to next system if not quenched.
723         if (!quenched[isys]) continue;
724         
725         nGluon[isys]   = 1 + Int_t(fZQuench[isys] / (1. - fZQuench[isys]));
726         if (nGluon[isys] > 6) nGluon[isys] = 6;
727         zquench[isys] = 1. - TMath::Power(1. - fZQuench[isys], 1./Double_t(nGluon[isys]));
728         wjtKick[isys]  = wjtKick[isys] / TMath::Sqrt(Double_t(nGluon[isys]));
729
730
731         
732         Int_t igMin = -1;
733         Int_t igMax = -1;
734         Double_t pg[4] = {0., 0., 0., 0.};
735         
736 //
737 // Loop on radiation events
738
739         for (Int_t iglu = 0; iglu < nGluon[isys]; iglu++) {
740             while (1) {
741                 icount = 0;
742                 for (Int_t k = 0; k < 4; k++)
743                 {
744                     p0[isys][k] = 0.;
745                     p1[isys][k] = 0.;
746                     p2[isys][k] = 0.;
747                 }
748 //      Loop over partons
749                 for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
750                 {
751                     imo =  fPyjets->K[2][i];
752                     kst =  fPyjets->K[0][i];
753                     pdg =  fPyjets->K[1][i];
754                     
755                 
756                 
757 //      Quarks and gluons only
758                     if (pdg != 21 && TMath::Abs(pdg) > 6) continue;
759 //      Particles from hard scattering only
760                     
761                     if (imo > 8 && imo < 1000) imo = fPyjets->K[2][imo - 1];
762                     Int_t imom = imo % 1000;
763                     if ((isys == 0 || isys == 1) && ((imom != (isys + 7)))) continue;
764                     if ((isys == 2 || isys == 3) && ((imom != (isys + 1)))) continue;               
765                     
766                     
767 //      Skip comment lines
768                     if (kst != 1 && kst != 2) continue;
769 //
770 //      Parton kinematic
771                     px    = fPyjets->P[0][i];
772                     py    = fPyjets->P[1][i];
773                     pz    = fPyjets->P[2][i];
774                     e     = fPyjets->P[3][i];
775                     m     = fPyjets->P[4][i];
776                     pt    = TMath::Sqrt(px * px + py * py);
777                     p     = TMath::Sqrt(px * px + py * py + pz * pz); 
778                     phi   = TMath::Pi() + TMath::ATan2(-py, -px);
779                     theta = TMath::ATan2(pt, pz);
780                 
781 //
782 //      Save 4-momentum sum for balancing
783                     Int_t index = isys;
784                     
785                     p0[index][0] += px;
786                     p0[index][1] += py;
787                     p0[index][2] += pz;
788                     p0[index][3] += e;
789                 
790                     klast[index] = i;
791                     
792 //
793 //      Fractional energy loss
794                     Double_t z = zquench[index];
795                     
796                     
797 //      Don't fully quench radiated gluons
798 //
799                     if (imo > 1000) {
800 //      This small factor makes sure that the gluons are not too close in phase space to avoid recombination
801 //
802
803                         z = 0.02;
804                     }
805 //                  printf("z: %d %f\n", imo, z);
806                     
807
808 //
809                     
810                     //
811                     //
812                     //      Transform into frame in which initial parton is along z-axis
813                     //
814                     TVector3 v(px, py, pz);
815                     v.RotateZ(-phiq[index]);  v.RotateY(-thetaq[index]);
816                     Double_t pxs = v.X(); Double_t pys = v.Y(); Double_t pl  = v.Z();
817
818                     Double_t jt  = TMath::Sqrt(pxs * pxs + pys * pys);
819                     Double_t mt2 = jt * jt + m * m;
820                     Double_t zmax = 1.;     
821                     //
822                     // Kinematic limit on z
823                     //
824                     if (m > 0.) zmax = 1. - m / TMath::Sqrt(m * m + jt * jt);
825                     //
826                     // Change light-cone kinematics rel. to initial parton
827                     //  
828                     Double_t eppzOld = e + pl;
829                     Double_t empzOld = e - pl;
830                     
831                     Double_t eppzNew = (1. - z) * eppzOld;
832                     Double_t empzNew = empzOld - mt2 * z / eppzOld;
833                     Double_t eNew    = 0.5 * (eppzNew + empzNew);
834                     Double_t plNew   = 0.5 * (eppzNew - empzNew);
835                     
836                     Double_t jtNew;
837                     //
838                     // if mt very small (or sometimes even < 0 for numerical reasons) set it to 0
839                     Double_t mt2New = eppzNew * empzNew;
840                     if (mt2New < 1.e-8) mt2New = 0.;
841                     if (z < zmax) {
842                         if (m * m > mt2New) {
843                             //
844                             // This should not happen 
845                             //
846                             Fatal("Quench()", "This should never happen %e %e %e!", m, eppzNew, empzNew);
847                             jtNew = 0;
848                         } else {
849                             jtNew    = TMath::Sqrt(mt2New - m * m);
850                         }
851                     } else {
852                         // If pT is to small (probably a leading massive particle) we scale only the energy
853                         // This can cause negative masses of the radiated gluon
854                         // Let's hope for the best ...
855                         jtNew = jt;
856                         eNew  = TMath::Sqrt(plNew * plNew + mt2);
857                         
858                     }
859                     //
860                     //     Calculate new px, py
861                     //
862                     Double_t pxNew   = jtNew / jt * pxs;
863                     Double_t pyNew   = jtNew / jt * pys;        
864                     
865 //                  Double_t dpx = pxs - pxNew;
866 //                  Double_t dpy = pys - pyNew;
867 //                  Double_t dpz = pl  - plNew;
868 //                  Double_t de  = e   - eNew;
869 //                  Double_t dmass2 = de * de  - dpx * dpx - dpy * dpy - dpz * dpz;
870 //                  printf("New mass (1) %e %e %e %e %e %e %e \n", dmass2, jt, jtNew, pl, plNew, e, eNew);
871 //                  printf("New mass (2) %e %e \n", pxNew, pyNew);
872                     //
873                     //      Rotate back
874                     //  
875                     TVector3 w(pxNew, pyNew, plNew);
876                     w.RotateY(thetaq[index]); w.RotateZ(phiq[index]);
877                     pxNew = w.X(); pyNew = w.Y(); plNew = w.Z();
878                 
879                     p1[index][0] += pxNew;
880                     p1[index][1] += pyNew;
881                     p1[index][2] += plNew;
882                     p1[index][3] += eNew;       
883                     //
884                     // Updated 4-momentum vectors
885                     //
886                     pNew[icount][0]  = pxNew;
887                     pNew[icount][1]  = pyNew;
888                     pNew[icount][2]  = plNew;
889                     pNew[icount][3]  = eNew;
890                     kNew[icount]     = i;
891                     icount++;
892                 } // parton loop
893                 //
894                 // Check if there was phase-space for quenching
895                 //
896
897                 if (icount == 0) quenched[isys] = kFALSE;
898                 if (!quenched[isys]) break;
899                 
900                 for (Int_t j = 0; j < 4; j++) 
901                 {
902                     p2[isys][j] = p0[isys][j] - p1[isys][j];
903                 }
904                 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];
905                 if (p2[isys][4] > 0.) {
906                     p2[isys][4] = TMath::Sqrt(p2[isys][4]);
907                     break;
908                 } else {
909                     printf("Warning negative mass squared in system %d %f ! \n", isys, zquench[isys]);
910                     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]);
911                     if (p2[isys][4] < -0.01) {
912                         printf("Negative mass squared !\n");
913                         // Here we have to put the gluon back to mass shell
914                         // This will lead to a small energy imbalance
915                         p2[isys][4]  = 0.;
916                         p2[isys][3]  = TMath::Sqrt(p2[isys][0] * p2[isys][0] + p2[isys][1] * p2[isys][1] + p2[isys][2] * p2[isys][2]);
917                         break;
918                     } else {
919                         p2[isys][4] = 0.;
920                         break;
921                     }
922                 }
923                 /*
924                 zHeavy *= 0.98;
925                 printf("zHeavy lowered to %f\n", zHeavy);
926                 if (zHeavy < 0.01) {
927                     printf("No success ! \n");
928                     icount = 0;
929                     quenched[isys] = kFALSE;
930                     break;
931                 }
932                 */
933             } // iteration on z (while)
934             
935 //          Update  event record
936             for (Int_t k = 0; k < icount; k++) {
937 //              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] );
938                 fPyjets->P[0][kNew[k]] = pNew[k][0];
939                 fPyjets->P[1][kNew[k]] = pNew[k][1];
940                 fPyjets->P[2][kNew[k]] = pNew[k][2];
941                 fPyjets->P[3][kNew[k]] = pNew[k][3];
942             }
943             //
944             // Add the gluons
945             //
946             Int_t ish = 0;    
947             Int_t iGlu;
948             if (!quenched[isys]) continue;
949 //
950 //      Last parton from shower i
951             Int_t in = klast[isys];
952 //
953 //      Continue if no parton in shower i selected
954             if (in == -1) continue;
955 //  
956 //      If this is the second initial parton and it is behind the first move pointer by previous ish
957             if (isys == 1 && klast[1] > klast[0]) in += ish;
958 //
959 //      Starting index
960             
961 //          jmin = in - 1;
962 // How many additional gluons will be generated
963             ish  = 1;
964             if (p2[isys][4] > 0.05) ish = 2;
965 //
966 //      Position of gluons
967             iGlu = numpart;
968             if (iglu == 0) igMin = iGlu;
969             igMax = iGlu;
970             numpart += ish;
971             (fPyjets->N) += ish;
972             
973             if (ish == 1) {
974                 fPyjets->P[0][iGlu] = p2[isys][0];
975                 fPyjets->P[1][iGlu] = p2[isys][1];
976                 fPyjets->P[2][iGlu] = p2[isys][2];
977                 fPyjets->P[3][iGlu] = p2[isys][3];
978                 fPyjets->P[4][iGlu] = p2[isys][4];
979                 
980                 fPyjets->K[0][iGlu] = 1;
981                 if (iglu == nGluon[isys] - 1) fPyjets->K[0][iGlu] = 1;
982                 fPyjets->K[1][iGlu] = 21;       
983                 fPyjets->K[2][iGlu] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
984                 fPyjets->K[3][iGlu] = -1;       
985                 fPyjets->K[4][iGlu] = -1;
986                 
987                 pg[0] += p2[isys][0];
988                 pg[1] += p2[isys][1];
989                 pg[2] += p2[isys][2];
990                 pg[3] += p2[isys][3];
991             } else {
992                 //
993                 // Split gluon in rest frame.
994                 //
995                 Double_t bx   =  p2[isys][0] / p2[isys][3];
996                 Double_t by   =  p2[isys][1] / p2[isys][3];
997                 Double_t bz   =  p2[isys][2] / p2[isys][3];
998                 Double_t pst  =  p2[isys][4] / 2.;
999                 //
1000                 // Isotropic decay ????
1001                 Double_t cost = 2. * gRandom->Rndm() - 1.;
1002                 Double_t sint = TMath::Sqrt(1. - cost * cost);
1003                 Double_t phi =  2. * TMath::Pi() * gRandom->Rndm();
1004                 
1005                 Double_t pz1 =   pst * cost;
1006                 Double_t pz2 =  -pst * cost;
1007                 Double_t pt1 =   pst * sint;
1008                 Double_t pt2 =  -pst * sint;
1009                 Double_t px1 =   pt1 * TMath::Cos(phi);
1010                 Double_t py1 =   pt1 * TMath::Sin(phi);     
1011                 Double_t px2 =   pt2 * TMath::Cos(phi);
1012                 Double_t py2 =   pt2 * TMath::Sin(phi);     
1013                 
1014                 fPyjets->P[0][iGlu] = px1;
1015                 fPyjets->P[1][iGlu] = py1;
1016                 fPyjets->P[2][iGlu] = pz1;
1017                 fPyjets->P[3][iGlu] = pst;
1018                 fPyjets->P[4][iGlu] = 0.;
1019                 
1020                 fPyjets->K[0][iGlu] = 1 ;
1021                 fPyjets->K[1][iGlu] = 21;       
1022                 fPyjets->K[2][iGlu] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
1023                 fPyjets->K[3][iGlu] = -1;       
1024                 fPyjets->K[4][iGlu] = -1;
1025                 
1026                 fPyjets->P[0][iGlu+1] = px2;
1027                 fPyjets->P[1][iGlu+1] = py2;
1028                 fPyjets->P[2][iGlu+1] = pz2;
1029                 fPyjets->P[3][iGlu+1] = pst;
1030                 fPyjets->P[4][iGlu+1] = 0.;
1031                 
1032                 fPyjets->K[0][iGlu+1] = 1;
1033                 if (iglu == nGluon[isys] - 1) fPyjets->K[0][iGlu+1] = 1;
1034                 fPyjets->K[1][iGlu+1] = 21;     
1035                 fPyjets->K[2][iGlu+1] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
1036                 fPyjets->K[3][iGlu+1] = -1;     
1037                 fPyjets->K[4][iGlu+1] = -1;
1038                 SetMSTU(1,0);
1039                 SetMSTU(2,0);
1040                 //
1041                 // Boost back
1042                 //
1043                 Pyrobo(iGlu + 1, iGlu + 2, 0., 0., bx, by, bz);
1044             }
1045 /*    
1046             for (Int_t ig = iGlu; ig < iGlu+ish; ig++) {
1047                 Double_t px, py, pz;
1048                 px = fPyjets->P[0][ig]; 
1049                 py = fPyjets->P[1][ig]; 
1050                 pz = fPyjets->P[2][ig]; 
1051                 TVector3 v(px, py, pz);
1052                 v.RotateZ(-phiq[isys]);
1053                 v.RotateY(-thetaq[isys]);
1054                 Double_t pxs     = v.X(); Double_t pys = v.Y(); Double_t pzs  = v.Z();     
1055                 Double_t r       = AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()->Rndm();
1056                 Double_t jtKick  = 0.3 * TMath::Sqrt(-TMath::Log(r));
1057                 if (ish == 2)   jtKick  = wjtKick[i] * TMath::Sqrt(-TMath::Log(r)) / TMath::Sqrt(2.);
1058                 Double_t phiKick = 2. * TMath::Pi() * AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()->Rndm();
1059                 pxs += jtKick * TMath::Cos(phiKick);
1060                 pys += jtKick * TMath::Sin(phiKick);
1061                 TVector3 w(pxs, pys, pzs);
1062                 w.RotateY(thetaq[isys]);
1063                 w.RotateZ(phiq[isys]);
1064                 fPyjets->P[0][ig] = w.X(); 
1065                 fPyjets->P[1][ig] = w.Y(); 
1066                 fPyjets->P[2][ig] = w.Z(); 
1067                 fPyjets->P[2][ig] = w.Mag();
1068             }
1069 */
1070         } // kGluon         
1071         
1072         
1073     // Check energy conservation
1074         Double_t pxs = 0.;
1075         Double_t pys = 0.;
1076         Double_t pzs = 0.;      
1077         Double_t es  = 14000.;
1078         
1079         for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
1080         {
1081             kst =  fPyjets->K[0][i];
1082             if (kst != 1 && kst != 2) continue;
1083             pxs += fPyjets->P[0][i];
1084             pys += fPyjets->P[1][i];
1085             pzs += fPyjets->P[2][i];        
1086             es  -= fPyjets->P[3][i];        
1087         }
1088         if (TMath::Abs(pxs) > 1.e-2 ||
1089             TMath::Abs(pys) > 1.e-2 ||
1090             TMath::Abs(pzs) > 1.e-1) {
1091             printf("%e %e %e %e\n", pxs, pys, pzs, es);
1092 //              Fatal("Quench()", "4-Momentum non-conservation");
1093         }
1094         
1095     } // end quenching loop (systems)
1096 // Clean-up
1097     for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
1098     {
1099         imo =  fPyjets->K[2][i];
1100         if (imo > 1000) {
1101             fPyjets->K[2][i] = fPyjets->K[2][i] % 1000;
1102         }
1103     }
1104 //      this->Pylist(1);
1105 } // end quench
1106
1107
1108 void AliPythia::Pyquen(Double_t a, Int_t ibf, Double_t b)
1109 {
1110     // Igor Lokthine's quenching routine
1111     pyquen(a, ibf, b);
1112 }
1113
1114 void AliPythia::Pyevnw()
1115 {
1116     // New multiple interaction scenario
1117     pyevnw();
1118 }
1119
1120 void AliPythia::GetQuenchingParameters(Double_t& xp, Double_t& yp, Double_t z[4])
1121 {
1122     // Return event specific quenching parameters
1123     xp = fXJet;
1124     yp = fYJet;
1125     for (Int_t i = 0; i < 4; i++) z[i] = fZQuench[i];
1126
1127 }
1128
1129 void AliPythia::ConfigHeavyFlavor()
1130 {
1131     //
1132     // Default configuration for Heavy Flavor production
1133     //
1134     // All QCD processes
1135     //
1136     SetMSEL(1);
1137     
1138     // No multiple interactions
1139     SetMSTP(81,0);
1140     SetPARP(81,0.0);
1141     SetPARP(82,0.0);
1142     
1143     // Initial/final parton shower on (Pythia default)
1144     SetMSTP(61,1);
1145     SetMSTP(71,1);
1146     
1147     // 2nd order alpha_s
1148     SetMSTP(2,2);
1149     
1150     // QCD scales
1151     SetMSTP(32,2);
1152     SetPARP(34,1.0);
1153 }