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 /*
  17   $Log$
  18   Revision 1.9.6.1  2002/06/10 15:12:46  hristov
  19   Merged with v3-08-02
  20
  21   Revision 1.9  2001/11/08 20:10:45  dibari
  22   ctor with initialising of parmeters added
  23
  24   Revision 1.8  2001/09/05 09:09:38  hristov
  25   The energy of feedback photons calculated correctly
  26
  27   Revision 1.7  2001/05/10 12:32:27  jbarbosa
  28   Changed call to SetTrack.
  29
  30   Revision 1.6  2001/02/23 17:39:02  jbarbosa
  31   Removed verbose output.
  32
  33   Revision 1.5  2001/02/23 17:25:08  jbarbosa
  34   Re-definition of IntPH() to accomodate for wire sag effect.
  35
  36   Revision 1.4  2000/12/01 17:37:44  morsch
  37   Replace in argument of SetTrack(..) string constant by  kPFeedBackPhoton.
  38
  39   Revision 1.3  2000/10/03 21:44:09  morsch
  40   Use AliSegmentation and AliHit abstract base classes.
  41
  42   Revision 1.2  2000/10/02 21:28:12  fca
  43   Removal of useless dependecies via forward declarations
  44
  45   Revision 1.1  2000/06/12 15:29:37  jbarbosa
  46   Cleaned up version.
  47
  48 */
  49
  50 #include "AliRICHResponseV0.h"
  51 #include "AliSegmentation.h"
  52 #include "AliRun.h"
  53 #include "AliMC.h"
  54
  55 #include <TMath.h>
  56 #include <TRandom.h>
  57 #include <TParticle.h>
  58 //___________________________________________
  59 ClassImp(AliRICHResponseV0)
  60
  61 AliRICHResponseV0::AliRICHResponseV0()
  62 {
  63    SetSigmaIntegration(5.);
  64    SetChargeSlope(27.);
  65    SetChargeSpread(0.18, 0.18);
  66    SetMaxAdc(4096);
  67    SetAlphaFeedback(0.036);
  68    SetEIonisation(26.e-9);
  69    SetSqrtKx3(0.77459667);
  70    SetKx2(0.962);
  71    SetKx4(0.379);
  72    SetSqrtKy3(0.77459667);
  73    SetKy2(0.962);
  74    SetKy4(0.379);
  75    SetPitch(0.25);
  76    SetWireSag(1);                     // 1->On, 0->Off
  77    SetVoltage(2150);                  // Should only be 2000, 2050, 2100 or 2150
  78 }//AliRICHResponseV0::ctor()
  79 Float_t AliRICHResponseV0::IntPH(Float_t eloss, Float_t yhit)
  80 {
  81     // Get number of electrons and return charge
  82
  83     Int_t nel;
  84     nel= Int_t(eloss/fEIonisation);
  85
  86     Float_t charge=0;
  87     Double_t gain_var=1;
  88
  89     if (nel == 0) nel=1;
  90
  91     if (fWireSag)
  92       {
  93         //printf("Voltage:%d, Yhit:%f\n",fVoltage, yhit);
  94
  95         if (fVoltage==2150)
  96           {
  97             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;
  98             //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;
  99           }
 100         if (fVoltage==2100)
 101             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;
 102         if (fVoltage==2050)
 103             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;
 104         if (fVoltage==2000)
 105             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;
 106
 107         gain_var = gain_var/100;
 108         //printf("Yhit:%f, Gain variation:%f\n",yhit,gain_var);
 109
 110         Float_t gain = (fChargeSlope + fChargeSlope*gain_var)*.9;
 111         //printf(" Yhit:%f, Gain variation:%f\n",yhit, gain);
 112
 113         for (Int_t i=1;i<=nel;i++) {
 114           charge -= gain*TMath::Log(gRandom->Rndm());
 115         }
 116       }
 117     else
 118       {
 119         for (Int_t i=1;i<=nel;i++) {
 120           charge -= fChargeSlope*TMath::Log(gRandom->Rndm());
 121         }
 122       }
 123
 124     return charge;
 125 }
 126
 127 Float_t AliRICHResponseV0::IntPH(Float_t yhit)
 128 {
 129
 130 //  Get number of electrons and return charge, for a single photon
 131
 132   Float_t charge=0;
 133   Double_t gain_var=1;
 134
 135    if (fWireSag)
 136       {
 137         if (fVoltage==2150)
 138           {
 139             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;
 140             //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;
 141           }
 142         if (fVoltage==2100)
 143             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;
 144         if (fVoltage==2050)
 145             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;
 146         if (fVoltage==2000)
 147             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;
 148
 149         gain_var = gain_var/100;
 150         //printf(" Yhit:%f, Gain variation:%f\n",yhit, gain_var);
 151
 152         Float_t gain = (fChargeSlope + fChargeSlope*gain_var)*.9;
 153
 154         charge -= gain*TMath::Log(gRandom->Rndm());
 155         //printf(" Yhit:%f, Gain variation:%f\n",yhit, gain);
 156       }
 157    else
 158      {
 159        charge -= fChargeSlope*TMath::Log(gRandom->Rndm());
 160      }
 161     return charge;
 162 }
 163
 164
 165
 166 // -------------------------------------------
 167 Float_t AliRICHResponseV0::IntXY(AliSegmentation * segmentation)
 168 {
 169
 170     const Float_t kInversePitch = 1/fPitch;
 171     Float_t response;
 172 //
 173 //  Integration limits defined by segmentation model
 174 //
 175
 176     Float_t xi1, xi2, yi1, yi2;
 177     segmentation->IntegrationLimits(xi1,xi2,yi1,yi2);
 178
 179     xi1=xi1*kInversePitch;
 180     xi2=xi2*kInversePitch;
 181     yi1=yi1*kInversePitch;
 182     yi2=yi2*kInversePitch;
 183
 184     //printf("Integration Limits: %f-%f, %f-%f\n",xi1,xi2,yi1,yi2);
 185
 186     //printf("KInversePitch:%f\n",kInversePitch);
 187
 188     //
 189 // The Mathieson function
 190     Double_t ux1=fSqrtKx3*TMath::TanH(fKx2*xi1);
 191     Double_t ux2=fSqrtKx3*TMath::TanH(fKx2*xi2);
 192
 193     Double_t uy1=fSqrtKy3*TMath::TanH(fKy2*yi1);
 194     Double_t uy2=fSqrtKy3*TMath::TanH(fKy2*yi2);
 195
 196     //printf("Integration Data: %f-%f, %f-%f\n",ux1,ux2,uy1,uy2);
 197
 198     //printf("%f %f %f %f\n",fSqrtKx3,fKx2,fKy4,fKx4);
 199
 200     response=4.*fKx4*(TMath::ATan(ux2)-TMath::ATan(ux1))*fKy4*(TMath::ATan(uy2)-TMath::ATan(uy1));
 201
 202     //printf("Response:%f\n",response);
 203
 204     return response;
 205
 206 }
 207
 208 Int_t AliRICHResponseV0::FeedBackPhotons(Float_t *source, Float_t qtot)
 209 {
 210   //
 211   // Generate FeedBack photons
 212   //
 213   Int_t j, ipart, nt;
 214
 215   Int_t sNfeed=0;
 216
 217
 218   // Local variables
 219   Double_t ranf[2];
 220   Float_t cthf, phif, enfp = 0, sthf;
 221   Int_t i, ifeed;
 222   Float_t e1[3], e2[3], e3[3];
 223   Float_t vmod, uswop;
 224   Float_t fp;
 225   Double_t random;
 226   Float_t dir[3], phi;
 227   Int_t nfp;
 228   Float_t pol[3], mom[4];
 229   TLorentzVector position;
 230   //
 231   // Determine number of feedback photons
 232
 233   //  Get weight of current particle
 234   TParticle *current = (TParticle*)
 235     (*gAlice->Particles())[gAlice->CurrentTrack()];
 236
 237   ifeed = Int_t(current->GetWeight()/100+0.5);
 238   ipart = gMC->TrackPid();
 239   fp = fAlphaFeedback * qtot;
 240   nfp = gRandom->Poisson(fp);
 241
 242   // This call to fill the time of flight
 243   gMC->TrackPosition(position);
 244   //printf("Track position: %f %f %f %15.12f\n", position[0],position[1],position[2],position[3]);
 245   //
 246   // Generate photons
 247   for (i = 0; i <nfp; i++) {
 248
 249     // Direction
 250     gMC->GetRandom()->RndmArray(2,ranf);
 251     cthf = ranf[0] * 2 - 1.;
 252     if (cthf < 0)  continue;
 253     sthf = TMath::Sqrt((1 - cthf) * (1 + cthf));
 254     phif = ranf[1] * 2 * TMath::Pi();
 255     //
 256     //gMC->Rndm(&random, 1);
 257     gMC->GetRandom()->RndmArray(1, &random);
 258     if (random <= .57) {
 259       enfp = 7.5e-9;
 260     } else if (random <= .7) {
 261       enfp = 6.4e-9;
 262     } else {
 263       enfp = 7.9e-9;
 264     }
 265
 266     dir[0] = sthf * TMath::Sin(phif);
 267     dir[1] = cthf;
 268     dir[2] = sthf * TMath::Cos(phif);
 269     gMC->Gdtom(dir, mom, 2);
 270     mom[0]*=enfp;
 271     mom[1]*=enfp;
 272     mom[2]*=enfp;
 273     mom[3] = TMath::Sqrt(mom[0]*mom[0]+mom[1]*mom[1]+mom[2]*mom[2]);
 274     //printf("Dir %f %f %f\n",dir[0],dir[1],dir[2]);
 275     //printf("Momentum %15.12f %15.12f %15.12f\n",mom[0],mom[1],mom[2]);
 276     //printf("Energy %e\n", mom[3]);
 277
 278     // Polarisation
 279     e1[0] = 0;
 280     e1[1] = -dir[2];
 281     e1[2] = dir[1];
 282
 283     e2[0] = -dir[1];
 284     e2[1] = dir[0];
 285     e2[2] = 0;
 286
 287     e3[0] = dir[1];
 288     e3[1] = 0;
 289     e3[2] = -dir[0];
 290
 291     vmod=0;
 292     for(j=0;j<3;j++) vmod+=e1[j]*e1[j];
 293     if (!vmod) for(j=0;j<3;j++) {
 294       uswop=e1[j];
 295       e1[j]=e3[j];
 296       e3[j]=uswop;
 297     }
 298     vmod=0;
 299     for(j=0;j<3;j++) vmod+=e2[j]*e2[j];
 300     if (!vmod) for(j=0;j<3;j++) {
 301       uswop=e2[j];
 302       e2[j]=e3[j];
 303       e3[j]=uswop;
 304     }
 305
 306     vmod=0;
 307     for(j=0;j<3;j++) vmod+=e1[j]*e1[j];
 308     vmod=TMath::Sqrt(1/vmod);
 309     for(j=0;j<3;j++) e1[j]*=vmod;
 310
 311     vmod=0;
 312     for(j=0;j<3;j++) vmod+=e2[j]*e2[j];
 313     vmod=TMath::Sqrt(1/vmod);
 314     for(j=0;j<3;j++) e2[j]*=vmod;
 315
 316     //gMC->Rndm(ranf, 1);
 317     gMC->GetRandom()->RndmArray(1,ranf);
 318     phi = ranf[0] * 2 * TMath::Pi();
 319     for(j=0;j<3;j++) pol[j]=e1[j]*TMath::Sin(phi)+e2[j]*TMath::Cos(phi);
 320     gMC->Gdtom(pol, pol, 2);
 321
 322     // Put photon on the stack and label it as feedback (51, 52)
 323     ++sNfeed;
 324
 325     gAlice->SetTrack(Int_t(1), gAlice->CurrentTrack(), Int_t(50000051),
 326                      mom[0],mom[1],mom[2],mom[3],source[0],source[1],source[2],position[3],pol[0],pol[1],pol[2],
 327                      kPFeedBackPhoton, nt, 1.);
 328
 329     //printf("Adding feedback with tof %f and going to %f %f %f\n",position[3],mom[0],mom[1],mom[2]);
 330   }
 331   //if(sNfeed)
 332     //printf("feedbacks produced:%d\n",sNfeed);
 333   return(sNfeed);
 334 }
 335
 336
 337
 338