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 }