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