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