RICH/AliRICHResponseV0.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 <TMath.h>
  19 #include <TParticle.h>
  20 #include <TRandom.h>
  21 #include <TVirtualMC.h>
  22
  23 #include "AliRICHResponseV0.h"
  24 #include "AliRun.h"
  25 #include "AliSegmentation.h"
  26
  27 //___________________________________________
  28 ClassImp(AliRICHResponseV0)
  29
  30 AliRICHResponseV0::AliRICHResponseV0()
  31 {
  32    SetSigmaIntegration(5.);
  33    SetChargeSlope(27.);
  34    SetChargeSpread(0.18, 0.18);
  35    SetMaxAdc(4096);
  36    SetAlphaFeedback(0.036);
  37    SetEIonisation(26.e-9);
  38    SetSqrtKx3(0.77459667);
  39    SetKx2(0.962);
  40    SetKx4(0.379);
  41    SetSqrtKy3(0.77459667);
  42    SetKy2(0.962);
  43    SetKy4(0.379);
  44    SetPitch(0.25);
  45    SetWireSag(1);                     // 1->On, 0->Off
  46    SetVoltage(2150);                  // Should only be 2000, 2050, 2100 or 2150
  47 }//AliRICHResponseV0::ctor()
  48 Float_t AliRICHResponseV0::IntPH(Float_t eloss, Float_t yhit)
  49 {
  50     // Get number of electrons and return charge
  51
  52     Int_t nel;
  53     nel= Int_t(eloss/fEIonisation);
  54
  55     Float_t charge=0;
  56     Double_t gain_var=1;
  57
  58     if (nel == 0) nel=1;
  59
  60     if (fWireSag)
  61       {
  62         //printf("Voltage:%d, Yhit:%f\n",fVoltage, yhit);
  63
  64         if (fVoltage==2150)
  65           {
  66             gain_var = 9e-6*TMath::Power(yhit,4) + 2e-7*TMath::Power(yhit,3) - 0.0316*TMath::Power(yhit,2) - 3e-4*yhit + 25.367;
  67             //gain_var = 9e-5*TMath::Power(yhit,4) + 2e-6*TMath::Power(yhit,3) - 0.316*TMath::Power(yhit,2) - 3e-3*yhit + 253.67;
  68           }
  69         if (fVoltage==2100)
  70             gain_var = 8e-6*TMath::Power(yhit,4) + 2e-7*TMath::Power(yhit,3) - 0.0283*TMath::Power(yhit,2) - 2e-4*yhit + 23.015;
  71         if (fVoltage==2050)
  72             gain_var = 7e-6*TMath::Power(yhit,4) + 1e-7*TMath::Power(yhit,3) - 0.0254*TMath::Power(yhit,2) - 2e-4*yhit + 20.888;
  73         if (fVoltage==2000)
  74             gain_var = 6e-6*TMath::Power(yhit,4) + 8e-8*TMath::Power(yhit,3) - 0.0227*TMath::Power(yhit,2) - 1e-4*yhit + 18.961;
  75
  76         gain_var = gain_var/100;
  77         //printf("Yhit:%f, Gain variation:%f\n",yhit,gain_var);
  78
  79         Float_t gain = (fChargeSlope + fChargeSlope*gain_var)*.9;
  80         //printf(" Yhit:%f, Gain variation:%f\n",yhit, gain);
  81
  82         for (Int_t i=1;i<=nel;i++) {
  83           charge -= gain*TMath::Log(gRandom->Rndm());
  84         }
  85       }
  86     else
  87       {
  88         for (Int_t i=1;i<=nel;i++) {
  89           charge -= fChargeSlope*TMath::Log(gRandom->Rndm());
  90         }
  91       }
  92
  93     return charge;
  94 }
  95
  96 Float_t AliRICHResponseV0::IntPH(Float_t yhit)
  97 {
  98
  99 //  Get number of electrons and return charge, for a single photon
 100
 101   Float_t charge=0;
 102   Double_t gain_var=1;
 103
 104    if (fWireSag)
 105       {
 106         if (fVoltage==2150)
 107           {
 108             gain_var = 9e-6*TMath::Power(yhit,4) + 2e-7*TMath::Power(yhit,3) - 0.0316*TMath::Power(yhit,2) - 3e-4*yhit + 25.367;
 109             //gain_var = 9e-5*TMath::Power(yhit,4) + 2e-6*TMath::Power(yhit,3) - 0.316*TMath::Power(yhit,2) - 3e-3*yhit + 253.67;
 110           }
 111         if (fVoltage==2100)
 112             gain_var = 8e-6*TMath::Power(yhit,4) + 2e-7*TMath::Power(yhit,3) - 0.0283*TMath::Power(yhit,2) - 2e-4*yhit + 23.015;
 113         if (fVoltage==2050)
 114             gain_var = 7e-6*TMath::Power(yhit,4) + 1e-7*TMath::Power(yhit,3) - 0.0254*TMath::Power(yhit,2) - 2e-4*yhit + 20.888;
 115         if (fVoltage==2000)
 116             gain_var = 6e-6*TMath::Power(yhit,4) + 8e-8*TMath::Power(yhit,3) - 0.0227*TMath::Power(yhit,2) - 1e-4*yhit + 18.961;
 117
 118         gain_var = gain_var/100;
 119         //printf(" Yhit:%f, Gain variation:%f\n",yhit, gain_var);
 120
 121         Float_t gain = (fChargeSlope + fChargeSlope*gain_var)*.9;
 122
 123         charge -= gain*TMath::Log(gRandom->Rndm());
 124         //printf(" Yhit:%f, Gain variation:%f\n",yhit, gain);
 125       }
 126    else
 127      {
 128        charge -= fChargeSlope*TMath::Log(gRandom->Rndm());
 129      }
 130     return charge;
 131 }
 132
 133
 134
 135 // -------------------------------------------
 136 Float_t AliRICHResponseV0::IntXY(AliSegmentation * segmentation)
 137 {
 138
 139     const Float_t kInversePitch = 1/fPitch;
 140     Float_t response;
 141 //
 142 //  Integration limits defined by segmentation model
 143 //
 144
 145     Float_t xi1, xi2, yi1, yi2;
 146     segmentation->IntegrationLimits(xi1,xi2,yi1,yi2);
 147
 148     xi1=xi1*kInversePitch;
 149     xi2=xi2*kInversePitch;
 150     yi1=yi1*kInversePitch;
 151     yi2=yi2*kInversePitch;
 152
 153     //printf("Integration Limits: %f-%f, %f-%f\n",xi1,xi2,yi1,yi2);
 154
 155     //printf("KInversePitch:%f\n",kInversePitch);
 156
 157     //
 158 // The Mathieson function
 159     Double_t ux1=fSqrtKx3*TMath::TanH(fKx2*xi1);
 160     Double_t ux2=fSqrtKx3*TMath::TanH(fKx2*xi2);
 161
 162     Double_t uy1=fSqrtKy3*TMath::TanH(fKy2*yi1);
 163     Double_t uy2=fSqrtKy3*TMath::TanH(fKy2*yi2);
 164
 165     //printf("Integration Data: %f-%f, %f-%f\n",ux1,ux2,uy1,uy2);
 166
 167     //printf("%f %f %f %f\n",fSqrtKx3,fKx2,fKy4,fKx4);
 168
 169     response=4.*fKx4*(TMath::ATan(ux2)-TMath::ATan(ux1))*fKy4*(TMath::ATan(uy2)-TMath::ATan(uy1));
 170
 171     //printf("Response:%f\n",response);
 172
 173     return response;
 174
 175 }
 176
 177 Int_t AliRICHResponseV0::FeedBackPhotons(Float_t *source, Float_t qtot)
 178 {
 179   //
 180   // Generate FeedBack photons
 181   //
 182   Int_t j, ipart, nt;
 183
 184   Int_t sNfeed=0;
 185
 186
 187   // Local variables
 188   Double_t ranf[2];
 189   Float_t cthf, phif, enfp = 0, sthf;
 190   Int_t i, ifeed;
 191   Float_t e1[3], e2[3], e3[3];
 192   Float_t vmod, uswop;
 193   Float_t fp;
 194   Double_t random;
 195   Float_t dir[3], phi;
 196   Int_t nfp;
 197   Float_t pol[3], mom[4];
 198   TLorentzVector position;
 199   //
 200   // Determine number of feedback photons
 201
 202   //  Get weight of current particle
 203   TParticle *current = (TParticle*)
 204     (*gAlice->Particles())[gAlice->GetCurrentTrackNumber()];
 205
 206   ifeed = Int_t(current->GetWeight()/100+0.5);
 207   ipart = gMC->TrackPid();
 208   fp = fAlphaFeedback * qtot;
 209   nfp = gRandom->Poisson(fp);
 210
 211   // This call to fill the time of flight
 212   gMC->TrackPosition(position);
 213   //printf("Track position: %f %f %f %15.12f\n", position[0],position[1],position[2],position[3]);
 214   //
 215   // Generate photons
 216   for (i = 0; i <nfp; i++) {
 217
 218     // Direction
 219     gMC->GetRandom()->RndmArray(2,ranf);
 220     cthf = ranf[0] * 2 - 1.;
 221     if (cthf < 0)  continue;
 222     sthf = TMath::Sqrt((1 - cthf) * (1 + cthf));
 223     phif = ranf[1] * 2 * TMath::Pi();
 224     //
 225     //gMC->Rndm(&random, 1);
 226     gMC->GetRandom()->RndmArray(1, &random);
 227     if (random <= .57) {
 228       enfp = 7.5e-9;
 229     } else if (random <= .7) {
 230       enfp = 6.4e-9;
 231     } else {
 232       enfp = 7.9e-9;
 233     }
 234
 235     dir[0] = sthf * TMath::Sin(phif);
 236     dir[1] = cthf;
 237     dir[2] = sthf * TMath::Cos(phif);
 238     gMC->Gdtom(dir, mom, 2);
 239     mom[0]*=enfp;
 240     mom[1]*=enfp;
 241     mom[2]*=enfp;
 242     mom[3] = TMath::Sqrt(mom[0]*mom[0]+mom[1]*mom[1]+mom[2]*mom[2]);
 243     //printf("Dir %f %f %f\n",dir[0],dir[1],dir[2]);
 244     //printf("Momentum %15.12f %15.12f %15.12f\n",mom[0],mom[1],mom[2]);
 245     //printf("Energy %e\n", mom[3]);
 246
 247     // Polarisation
 248     e1[0] = 0;
 249     e1[1] = -dir[2];
 250     e1[2] = dir[1];
 251
 252     e2[0] = -dir[1];
 253     e2[1] = dir[0];
 254     e2[2] = 0;
 255
 256     e3[0] = dir[1];
 257     e3[1] = 0;
 258     e3[2] = -dir[0];
 259
 260     vmod=0;
 261     for(j=0;j<3;j++) vmod+=e1[j]*e1[j];
 262     if (!vmod) for(j=0;j<3;j++) {
 263       uswop=e1[j];
 264       e1[j]=e3[j];
 265       e3[j]=uswop;
 266     }
 267     vmod=0;
 268     for(j=0;j<3;j++) vmod+=e2[j]*e2[j];
 269     if (!vmod) for(j=0;j<3;j++) {
 270       uswop=e2[j];
 271       e2[j]=e3[j];
 272       e3[j]=uswop;
 273     }
 274
 275     vmod=0;
 276     for(j=0;j<3;j++) vmod+=e1[j]*e1[j];
 277     vmod=TMath::Sqrt(1/vmod);
 278     for(j=0;j<3;j++) e1[j]*=vmod;
 279
 280     vmod=0;
 281     for(j=0;j<3;j++) vmod+=e2[j]*e2[j];
 282     vmod=TMath::Sqrt(1/vmod);
 283     for(j=0;j<3;j++) e2[j]*=vmod;
 284
 285     //gMC->Rndm(ranf, 1);
 286     gMC->GetRandom()->RndmArray(1,ranf);
 287     phi = ranf[0] * 2 * TMath::Pi();
 288     for(j=0;j<3;j++) pol[j]=e1[j]*TMath::Sin(phi)+e2[j]*TMath::Cos(phi);
 289     gMC->Gdtom(pol, pol, 2);
 290
 291     // Put photon on the stack and label it as feedback (51, 52)
 292     ++sNfeed;
 293
 294     gAlice->PushTrack(Int_t(1), gAlice->GetCurrentTrackNumber(), Int_t(50000051),
 295                      mom[0],mom[1],mom[2],mom[3],source[0],source[1],source[2],position[3],pol[0],pol[1],pol[2],
 296                      kPFeedBackPhoton, nt, 1.);
 297
 298     //printf("Adding feedback with tof %f and going to %f %f %f\n",position[3],mom[0],mom[1],mom[2]);
 299   }
 300   //if(sNfeed)
 301     //printf("feedbacks produced:%d\n",sNfeed);
 302   return(sNfeed);
 303 }
 304
 305
 306
 307