Ordered version (C.Loizides)
[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
593     Int_t numpart   = fPyjets->N;
594     Double_t px = 0., py = 0., pz = 0., e = 0., m = 0., p = 0., pt = 0., theta = 0.;
595     Double_t pxq[2], pyq[2], pzq[2], eq[2], yq[2], mq[2], pq[2], phiq[2], thetaq[2], ptq[2];
596     Bool_t  quenched[2];
597     Double_t phi;
598     Double_t zInitial[2], wjtKick[2];
599     Int_t nGluon[2];
600     
601     Int_t   imo, kst, pdg;
602 //
603 //  Primary partons
604 //
605
606     
607     
608     for (Int_t i = 6; i <= 7; i++) {
609         Int_t j = i - 6;
610         
611         pxq[j]    = fPyjets->P[0][i];
612         pyq[j]    = fPyjets->P[1][i];
613         pzq[j]    = fPyjets->P[2][i];
614         eq[j]     = fPyjets->P[3][i];
615         mq[j]     = fPyjets->P[4][i];
616         yq[j]     = 0.5 * TMath::Log((eq[j] + pzq[j] + 1.e-14) / (eq[j] - pzq[j] + 1.e-14));
617         pq[j]     = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j] + pzq[j] * pzq[j]);
618         phiq[j]   = TMath::Pi()+TMath::ATan2(-pyq[j], -pxq[j]);
619         ptq[j]    = TMath::Sqrt(pxq[j] * pxq[j] + pyq[j] * pyq[j]);
620         thetaq[j] = TMath::ATan2(ptq[j], pzq[j]);
621         phi       = phiq[j];
622         
623         // Quench only central jets
624         if (TMath::Abs(yq[j]) > 2.5) {
625             zInitial[j] = 0.;
626         } else {
627             pdg =  fPyjets->K[1][i];
628             
629             // Get length in nucleus
630             Double_t l;
631             fGlauber->GetLengthsForPythia(1, &phi, &l, -1.);
632             //
633             // Energy loss for given length and parton typr 
634             Int_t itype = (pdg == 21) ? 2 : 1;
635         
636             Double_t eloss   = fQuenchingWeights->GetELossRandom(itype, l, eq[j]);
637             if (eq[j] > 80. && TMath::Abs(yq[j]) < 0.5) {
638                 icall ++;
639                 eMean += eloss;
640             }
641             
642             //
643             // Extra pt
644             
645             wjtKick[j] = TMath::Sqrt(l *  fQuenchingWeights->GetQTransport());
646             //
647             // Fractional energy loss
648             zInitial[j] = eloss / eq[j];
649             //
650             // Avoid complete loss
651             //
652             if (zInitial[j] == 1.) zInitial[j] = 0.95;
653             //
654             // Some debug printing
655             printf("Initial parton # %3d, Type %3d Energy %10.3f Phi %10.3f Length %10.3f Loss %10.3f Kick %10.3f Mean: %10.3f %10.3f\n", 
656                    j, itype, eq[j], phi, l, eloss, wjtKick[j], eMean / Float_t(icall+1), yq[j]);
657             
658             zInitial[j] = 1.;
659             while (zInitial[j] >= 0.95)  zInitial[j] = gRandom->Exp(0.2);
660         }
661         
662         quenched[j] = (zInitial[j] > 0.01);
663     } // primary partons
664   
665     Double_t pNew[1000][4];
666     Int_t    kNew[1000];
667     Int_t icount = 0;
668 //
669 //  System Loop    
670     for (Int_t isys = 0; isys < 2; isys++) {
671 //      Skip to next system if not quenched.
672         if (!quenched[isys]) continue;
673         
674         nGluon[isys]   = 1 + Int_t(zInitial[isys] / (1. - zInitial[isys]));
675         if (nGluon[isys] > 6) nGluon[isys] = 6;
676         zInitial[isys] = 1. - TMath::Power(1. - zInitial[isys], 1./Double_t(nGluon[isys]));
677         wjtKick[isys]  = wjtKick[isys] / TMath::Sqrt(Double_t(nGluon[isys]));
678
679
680         
681         Int_t igMin = -1;
682         Int_t igMax = -1;
683         Double_t pg[4] = {0., 0., 0., 0.};
684         
685 //
686 // Loop on radiation events
687
688         for (Int_t iglu = 0; iglu < nGluon[isys]; iglu++) {
689             Double_t zHeavy = zInitial[isys];
690 //
691
692             while (1) {
693                 icount = 0;
694                 for (Int_t k = 0; k < 4; k++)
695                 {
696                     p0[isys][k] = 0.;
697                     p1[isys][k] = 0.;
698                     p2[isys][k] = 0.;
699                 }
700 //      Loop over partons
701                 for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
702                 {
703                     imo =  fPyjets->K[2][i];
704                     kst =  fPyjets->K[0][i];
705                     pdg =  fPyjets->K[1][i];
706                     
707                 
708                 
709 //      Quarks and gluons only
710                     if (pdg != 21 && TMath::Abs(pdg) > 6) continue;
711 //      Particles from hard scattering only
712                     if (imo > 8 && imo < 1000) imo = fPyjets->K[2][imo - 1];
713                     if (imo != (isys + 7) && (imo % 1000)  != (isys + 7)) continue;
714                     
715 //      Skip comment lines
716                     if (kst != 1 && kst != 2) continue;
717 //
718 //      Parton kinematic
719                     px    = fPyjets->P[0][i];
720                     py    = fPyjets->P[1][i];
721                     pz    = fPyjets->P[2][i];
722                     e     = fPyjets->P[3][i];
723                     m     = fPyjets->P[4][i];
724                     pt    = TMath::Sqrt(px * px + py * py);
725                     p     = TMath::Sqrt(px * px + py * py + pz * pz); 
726                     phi   = TMath::Pi() + TMath::ATan2(-py, -px);
727                     theta = TMath::ATan2(pt, pz);
728                 
729 //
730 //      Save 4-momentum sum for balancing       
731                     Int_t index = imo - 7;
732                     if (index >=  1000) index = imo % 1000 - 7;
733                     
734                     p0[index][0] += px;
735                     p0[index][1] += py;
736                     p0[index][2] += pz;
737                     p0[index][3] += e;
738                 
739                     klast[index] = i;
740                     
741 //
742 //      Fractional energy loss
743                     Double_t z = zInitial[index];
744                     
745 //      Don't fully quench radiated gluons
746 //
747                     if (imo > 1000) {
748 //      This small factor makes sure that the gluons are not too close in phase space to avoid recombination
749 //
750
751                         z = 0.05;
752                     }
753
754 //
755
756                     if (m > 0.) z = zHeavy;
757                     
758                     //
759                     //
760                     //      Transform into frame in which initial parton is along z-axis
761                     //
762                     TVector3 v(px, py, pz);
763                     v.RotateZ(-phiq[index]);  v.RotateY(-thetaq[index]);
764                     Double_t pxs = v.X(); Double_t pys = v.Y(); Double_t pl  = v.Z();
765
766                     Double_t jt  = TMath::Sqrt(pxs * pxs + pys * pys);
767                     Double_t mt2 = jt * jt + m * m;
768                     Double_t zmax = 1.;     
769                     //
770                     // Kinematic limit on z
771                     //
772                     if (m > 0.) zmax = 1. - m / TMath::Sqrt(m * m + jt * jt);
773                     //
774                     // Change light-cone kinematics rel. to initial parton
775                     //  
776                     Double_t eppzOld = e + pl;
777                     Double_t empzOld = e - pl;
778                     
779                     Double_t eppzNew = (1. - z) * eppzOld;
780                     Double_t empzNew = empzOld - mt2 * z / eppzOld;
781                     Double_t eNew    = 0.5 * (eppzNew + empzNew);
782                     Double_t plNew   = 0.5 * (eppzNew - empzNew);
783                     
784                     Double_t jtNew;
785                     //
786                     // if mt very small (or sometimes even < 0 for numerical reasons) set it to 0
787                     Double_t mt2New = eppzNew * empzNew;
788                     if (mt2New < 1.e-8) mt2New = 0.;
789                     if (z < zmax) {
790                         if (m * m > mt2New) {
791                             //
792                             // This should not happen 
793                             //
794                             Fatal("Quench()", "This should never happen %e %e %e!", m, eppzNew, empzNew);
795                             jtNew = 0;
796                         } else {
797                             jtNew    = TMath::Sqrt(mt2New - m * m);
798                         }
799                     } else {
800                         // If pT is to small (probably a leading massive particle) we scale only the energy
801                         // This can cause negative masses of the radiated gluon
802                         // Let's hope for the best ...
803                         jtNew = jt;
804                         eNew  = TMath::Sqrt(plNew * plNew + mt2);
805                         
806                     }
807                     //
808                     //     Calculate new px, py
809                     //
810                     Double_t pxNew   = jtNew / jt * pxs;
811                     Double_t pyNew   = jtNew / jt * pys;        
812                     
813 //                  Double_t dpx = pxs - pxNew;
814 //                  Double_t dpy = pys - pyNew;
815 //                  Double_t dpz = pl  - plNew;
816 //                  Double_t de  = e   - eNew;
817 //                  Double_t dmass2 = de * de  - dpx * dpx - dpy * dpy - dpz * dpz;
818 //                  printf("New mass (1) %e %e %e %e %e %e %e \n", dmass2, jt, jtNew, pl, plNew, e, eNew);
819 //                  printf("New mass (2) %e %e \n", pxNew, pyNew);
820                     //
821                     //      Rotate back
822                     //  
823                     TVector3 w(pxNew, pyNew, plNew);
824                     w.RotateY(thetaq[index]); w.RotateZ(phiq[index]);
825                     pxNew = w.X(); pyNew = w.Y(); plNew = w.Z();
826                 
827                     p1[index][0] += pxNew;
828                     p1[index][1] += pyNew;
829                     p1[index][2] += plNew;
830                     p1[index][3] += eNew;       
831                     //
832                     // Updated 4-momentum vectors
833                     //
834                     pNew[icount][0]  = pxNew;
835                     pNew[icount][1]  = pyNew;
836                     pNew[icount][2]  = plNew;
837                     pNew[icount][3]  = eNew;
838                     kNew[icount]     = i;
839                     icount++;
840                 } // parton loop
841                 //
842                 // Check if there was phase-space for quenching
843                 //
844
845                 if (icount == 0) quenched[isys] = kFALSE;
846                 if (!quenched[isys]) break;
847                 
848                 for (Int_t j = 0; j < 4; j++) 
849                 {
850                     p2[isys][j] = p0[isys][j] - p1[isys][j];
851                 }
852                 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];
853                 if (p2[isys][4] > 0.) {
854                     p2[isys][4] = TMath::Sqrt(p2[isys][4]);
855                     break;
856                 } else {
857                     printf("Warning negative mass squared in system %d %f ! \n", isys, zInitial[isys]);
858                     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]);
859                     if (p2[isys][4] < -0.01) {
860                         printf("Negative mass squared !\n");
861                         // Here we have to put the gluon back to mass shell
862                         // This will lead to a small energy imbalance
863                         p2[isys][4]  = 0.;
864                         p2[isys][3]  = TMath::Sqrt(p2[isys][0] * p2[isys][0] + p2[isys][1] * p2[isys][1] + p2[isys][2] * p2[isys][2]);
865                         break;
866                     } else {
867                         p2[isys][4] = 0.;
868                         break;
869                     }
870                 }
871                 /*
872                 zHeavy *= 0.98;
873                 printf("zHeavy lowered to %f\n", zHeavy);
874                 if (zHeavy < 0.01) {
875                     printf("No success ! \n");
876                     icount = 0;
877                     quenched[isys] = kFALSE;
878                     break;
879                 }
880                 */
881             } // iteration on z (while)
882             
883 //          Update  event record
884             for (Int_t k = 0; k < icount; k++) {
885 //              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] );
886                 fPyjets->P[0][kNew[k]] = pNew[k][0];
887                 fPyjets->P[1][kNew[k]] = pNew[k][1];
888                 fPyjets->P[2][kNew[k]] = pNew[k][2];
889                 fPyjets->P[3][kNew[k]] = pNew[k][3];
890             }
891             //
892             // Add the gluons
893             //
894             Int_t ish = 0;    
895             Int_t iGlu;
896             if (!quenched[isys]) continue;
897 //
898 //      Last parton from shower i
899             Int_t in = klast[isys];
900 //
901 //      Continue if no parton in shower i selected
902             if (in == -1) continue;
903 //  
904 //      If this is the second initial parton and it is behind the first move pointer by previous ish
905             if (isys == 1 && klast[1] > klast[0]) in += ish;
906 //
907 //      Starting index
908             
909 //          jmin = in - 1;
910 // How many additional gluons will be generated
911             ish  = 1;
912             if (p2[isys][4] > 0.05) ish = 2;
913 //
914 //      Position of gluons
915             iGlu = numpart;
916             if (iglu == 0) igMin = iGlu;
917             igMax = iGlu;
918             numpart += ish;
919             (fPyjets->N) += ish;
920             
921             if (ish == 1) {
922                 fPyjets->P[0][iGlu] = p2[isys][0];
923                 fPyjets->P[1][iGlu] = p2[isys][1];
924                 fPyjets->P[2][iGlu] = p2[isys][2];
925                 fPyjets->P[3][iGlu] = p2[isys][3];
926                 fPyjets->P[4][iGlu] = p2[isys][4];
927                 
928                 fPyjets->K[0][iGlu] = 1;
929                 if (iglu == nGluon[isys] - 1) fPyjets->K[0][iGlu] = 1;
930                 fPyjets->K[1][iGlu] = 21;       
931                 fPyjets->K[2][iGlu] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
932                 fPyjets->K[3][iGlu] = -1;       
933                 fPyjets->K[4][iGlu] = -1;
934                 
935                 pg[0] += p2[isys][0];
936                 pg[1] += p2[isys][1];
937                 pg[2] += p2[isys][2];
938                 pg[3] += p2[isys][3];
939             } else {
940                 //
941                 // Split gluon in rest frame.
942                 //
943                 Double_t bx   =  p2[isys][0] / p2[isys][3];
944                 Double_t by   =  p2[isys][1] / p2[isys][3];
945                 Double_t bz   =  p2[isys][2] / p2[isys][3];
946                 Double_t pst  =  p2[isys][4] / 2.;
947                 //
948                 // Isotropic decay ????
949                 Double_t cost = 2. * gRandom->Rndm() - 1.;
950                 Double_t sint = TMath::Sqrt(1. - cost * cost);
951                 Double_t phi =  2. * TMath::Pi() * gRandom->Rndm();
952                 
953                 Double_t pz1 =   pst * cost;
954                 Double_t pz2 =  -pst * cost;
955                 Double_t pt1 =   pst * sint;
956                 Double_t pt2 =  -pst * sint;
957                 Double_t px1 =   pt1 * TMath::Cos(phi);
958                 Double_t py1 =   pt1 * TMath::Sin(phi);     
959                 Double_t px2 =   pt2 * TMath::Cos(phi);
960                 Double_t py2 =   pt2 * TMath::Sin(phi);     
961                 
962                 fPyjets->P[0][iGlu] = px1;
963                 fPyjets->P[1][iGlu] = py1;
964                 fPyjets->P[2][iGlu] = pz1;
965                 fPyjets->P[3][iGlu] = pst;
966                 fPyjets->P[4][iGlu] = 0.;
967                 
968                 fPyjets->K[0][iGlu] = 1 ;
969                 fPyjets->K[1][iGlu] = 21;       
970                 fPyjets->K[2][iGlu] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
971                 fPyjets->K[3][iGlu] = -1;       
972                 fPyjets->K[4][iGlu] = -1;
973                 
974                 fPyjets->P[0][iGlu+1] = px2;
975                 fPyjets->P[1][iGlu+1] = py2;
976                 fPyjets->P[2][iGlu+1] = pz2;
977                 fPyjets->P[3][iGlu+1] = pst;
978                 fPyjets->P[4][iGlu+1] = 0.;
979                 
980                 fPyjets->K[0][iGlu+1] = 1;
981                 if (iglu == nGluon[isys] - 1) fPyjets->K[0][iGlu+1] = 1;
982                 fPyjets->K[1][iGlu+1] = 21;     
983                 fPyjets->K[2][iGlu+1] = fPyjets->K[2][in] + 1000;
984                 fPyjets->K[3][iGlu+1] = -1;     
985                 fPyjets->K[4][iGlu+1] = -1;
986                 SetMSTU(1,0);
987                 SetMSTU(2,0);
988                 //
989                 // Boost back
990                 //
991                 Pyrobo(iGlu + 1, iGlu + 2, 0., 0., bx, by, bz);
992             }
993 /*    
994             for (Int_t ig = iGlu; ig < iGlu+ish; ig++) {
995                 Double_t px, py, pz;
996                 px = fPyjets->P[0][ig]; 
997                 py = fPyjets->P[1][ig]; 
998                 pz = fPyjets->P[2][ig]; 
999                 TVector3 v(px, py, pz);
1000                 v.RotateZ(-phiq[isys]);
1001                 v.RotateY(-thetaq[isys]);
1002                 Double_t pxs     = v.X(); Double_t pys = v.Y(); Double_t pzs  = v.Z();     
1003                 Double_t r       = AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()->Rndm();
1004                 Double_t jtKick  = 0.3 * TMath::Sqrt(-TMath::Log(r));
1005                 if (ish == 2)   jtKick  = wjtKick[i] * TMath::Sqrt(-TMath::Log(r)) / TMath::Sqrt(2.);
1006                 Double_t phiKick = 2. * TMath::Pi() * AliPythiaRndm::GetPythiaRandom()->Rndm();
1007                 pxs += jtKick * TMath::Cos(phiKick);
1008                 pys += jtKick * TMath::Sin(phiKick);
1009                 TVector3 w(pxs, pys, pzs);
1010                 w.RotateY(thetaq[isys]);
1011                 w.RotateZ(phiq[isys]);
1012                 fPyjets->P[0][ig] = w.X(); 
1013                 fPyjets->P[1][ig] = w.Y(); 
1014                 fPyjets->P[2][ig] = w.Z(); 
1015                 fPyjets->P[2][ig] = w.Mag();
1016             }
1017 */
1018         } // kGluon         
1019         
1020         
1021     // Check energy conservation
1022         Double_t pxs = 0.;
1023         Double_t pys = 0.;
1024         Double_t pzs = 0.;      
1025         Double_t es  = 14000.;
1026         
1027         for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
1028         {
1029             kst =  fPyjets->K[0][i];
1030             if (kst != 1 && kst != 2) continue;
1031             pxs += fPyjets->P[0][i];
1032             pys += fPyjets->P[1][i];
1033             pzs += fPyjets->P[2][i];        
1034             es  -= fPyjets->P[3][i];        
1035         }
1036         if (TMath::Abs(pxs) > 1.e-2 ||
1037             TMath::Abs(pys) > 1.e-2 ||
1038             TMath::Abs(pzs) > 1.e-1) {
1039             printf("%e %e %e %e\n", pxs, pys, pzs, es);
1040 //              Fatal("Quench()", "4-Momentum non-conservation");
1041         }
1042         
1043     } // end quenching loop (systems)
1044 // Clean-up
1045     for (Int_t i = 0; i < numpart; i++)
1046     {
1047         imo =  fPyjets->K[2][i];
1048         if (imo > 1000) {
1049             fPyjets->K[2][i] = fPyjets->K[2][i] % 1000;
1050         }
1051     }
1052 //      this->Pylist(1);
1053 } // end quench