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