START/AliSTARTv2.cxx

   1 /**************************************************************************
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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
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   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /////////////////////////////////////////////////////////////////////
  17 //                                                                 //
  18 // START ( T-zero) detector  version 0                        //
  19 //
  20 //Begin Html
  21 /*
  22 <img src="gif/AliSTARTv2Class.gif">
  23 */
  24 //End Html
  25 //                                                                  //
  26 //                                                                  //
  27 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  28
  29 #define RIGHT_ARRAY             1
  30 #define LEFT_ARRAY              2
  31
  32 #include <TMath.h>
  33 #include <TGeometry.h>
  34 #include <TTUBE.h>
  35 #include <TNode.h>
  36 #include <TLorentzVector.h>
  37
  38 #include "AliSTARTv2.h"
  39 #include "AliRun.h"
  40 #include "AliMC.h"
  41 #include "AliMagF.h"
  42 #include "AliSTARThit.h"
  43 //#include "AliSTARThitPhoton.h"
  44
  45 #include <iostream.h>
  46 #include <fstream.h>
  47
  48 //#include "TGeant3.h"
  49 #include <stdlib.h>
  50
  51 ClassImp(AliSTARTv2)
  52
  53
  54 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  55 // Standart constructor for START Detector version 2
  56 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  57 AliSTARTv2::AliSTARTv2(const char *name, const char *title):
  58  AliSTART(name,title)
  59 {
  60   fIdSens1 = 0;
  61 //  setBufferSize(128000);
  62 }
  63
  64
  65 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  66 // Create the geometry of START Detector version 2
  67 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
  68 void AliSTARTv2::CreateGeometry()
  69 {
  70   /*
  71      <img src="gif/AliSTARTv2.gif">
  72   */
  73
  74   Int_t         *idtmed;
  75   Int_t         idrotm[999];
  76   Int_t         i, j;
  77   Float_t       x, y, z;
  78   Float_t       zRight;
  79   Float_t       zLeft;
  80   Float_t       phi[3];
  81   Float_t       theta;
  82   Double_t      angel;
  83
  84   Float_t       pstart[3]       = {4.5,  10.7,   5.3};
  85   Float_t       pinstart[3]     = {0.,    1.31,  5.25};
  86   Float_t       ppmt[3]         = {0.,    1.31,  3.5};
  87   Float_t       ptop[3]         = {0.,    1.3,   1.5};
  88 //  Float_t     preg[3]         = {0.,    1.3,   0.005};
  89   Float_t       preg[3]         = {0.,    0.875, 0.005};
  90   Float_t       pdes[3]         = {0.875, 1.3,   0.005};
  91
  92
  93   zRight = 75.;
  94   zLeft  = 350.;
  95   theta  = (180 / TMath::Pi()) * TMath::ATan(6.5 / zRight);
  96   angel  = 2 * TMath::Pi() / 12;
  97   idtmed = fIdtmed->GetArray();
  98
  99
 100   AliMatrix (idrotm[901], 90., 0., 90., 90., 180., 0.);
 101
 102   gMC->Gsvolu ("0RST", "TUBE", idtmed[3], pstart, 3);
 103   gMC->Gsvolu ("0LST", "TUBE", idtmed[3], pstart, 3);
 104   gMC->Gspos ("0RST", 1, "ALIC", 0., 0., zRight, 0, "ONLY");
 105   gMC->Gspos ("0LST", 1, "ALIC", 0., 0., -zLeft, idrotm[901], "ONLY");
 106
 107 //  12 unit: PMT + divider
 108   gMC->Gsvolu("0INS", "TUBE", idtmed[3], pinstart, 3);
 109   z = 0;
 110   for (i = 0; i < 12; i++)
 111   {
 112      x = 6.5 * TMath::Sin(i * angel);
 113      y = 6.5 * TMath::Cos(i * angel);
 114
 115      phi[0] = -30 * i;
 116      phi[1] = 90 - i * 30;
 117      phi[2] = 90 - i * 30;
 118      for (j = 0; j < 3; j++)
 119         if (phi[j] < 0)  phi[j] += 360;
 120
 121      AliMatrix (idrotm[902 + i], 90.,         phi[0],
 122                                  90. + theta, phi[1],
 123                                  theta,       phi[2]);
 124
 125      gMC->Gspos ("0INS", i + 1, "0RST", x, y, z, idrotm[902 + i], "ONLY");
 126      gMC->Gspos ("0INS", i + 13, "0LST", x, y, z, 0, "ONLY");
 127   }
 128
 129   gMC->Gsvolu ("0PMT", "TUBE", idtmed[1], ppmt, 3);
 130   x = y = 0;
 131   z = -pinstart[2] + ppmt[2];
 132   gMC->Gspos ("0PMT", 1, "0INS", x, y, z, 0, "ONLY");
 133
 134 // PMT
 135   // Entry window (glass)
 136   gMC->Gsvolu ("0TOP", "TUBE", idtmed[6], ptop, 3);
 137   z = -ppmt[2] + ptop[2];
 138   gMC->Gspos ("0TOP", 1, "0PMT", 0, 0, z, 0, "ONLY");
 139
 140   gMC->Gsvolu ("0REG", "TUBE", idtmed[6], preg, 3);
 141   z = -ppmt[2] + 2 * ptop[2] + preg[2];
 142   gMC->Gspos ("0REG", 1, "0PMT", 0, 0, z, 0, "ONLY");
 143
 144   gMC->Gsvolu ("0DES", "TUBE", idtmed[6], pdes, 3);
 145   z = -ppmt[2] + 2 * ptop[2] + preg[2];
 146   gMC->Gspos ("0DES", 1, "0PMT", 0, 0, z, 0, "ONLY");
 147 }
 148
 149
 150 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
 151 // Definition of avaible START materials
 152 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
 153 void AliSTARTv2::CreateMaterials()
 154 {
 155    Int_t isxfld   = gAlice->Field()->Integ();
 156    Float_t sxmgmx = gAlice->Field()->Max();
 157
 158    Float_t a, z, d, radl, absl, buf[1];
 159    Int_t nbuf;
 160
 161 // Scintillator CH
 162    Float_t      ascin[2] = {1.01, 12.01};
 163    Float_t      zscin[2] = {1.,    6.};
 164    Float_t      wscin[2] = {1.,    1.};
 165    Float_t      denscin  = 1.03;
 166
 167 // PMT glass SiO2
 168    Float_t      aglass[2] = {28.0855, 15.9994};
 169    Float_t      zglass[2] = {14.,      8.};
 170    Float_t      wglass[2] = { 1.,      2.};
 171    Float_t      dglass    = 2.65;
 172
 173 // Ceramic   97.2% Al2O3 , 2.8% SiO2
 174    Float_t      acer[2], zcer[2];
 175    Float_t      wcer[2]    = { 0.972,     0.028};
 176    Float_t      aal2o3[2]  = {26.981539, 15.9994 };
 177    Float_t      zal2o3[2]  = {13.,        8.};
 178    Float_t      wal2o3[2]  = { 2.,        3.};
 179    Float_t      denscer    = 3.6;
 180
 181 // Brass 80% Cu, 20% Zn
 182    Float_t abrass[2] = {63.546, 65.39};
 183    Float_t zbrass[2] = {29.,    30.};
 184    Float_t wbrass[2] = { 0.8,    0.2};
 185    Float_t denbrass  = 8.96;
 186
 187 //Ribber C6H12S
 188    Float_t aribber[3] = {12.,  1., 32.};
 189    Float_t zribber[3] = { 6.,  1., 16.};
 190    Float_t wribber[3] = { 6., 12.,  1.};
 191    Float_t denribber  = 0.8;
 192
 193 // Definition Cherenkov parameters
 194   const Int_t NUMENTRIES = 32;
 195
 196   Float_t ppckov[NUMENTRIES] =
 197             { 2.034E-9, 2.068E-9, 2.103E-9, 2.139E-9,
 198               2.177E-9, 2.216E-9, 2.256E-9, 2.298E-9,
 199               2.341E-9, 2.386E-9, 2.433E-9, 2.481E-9,
 200               2.532E-9, 2.585E-9, 2.640E-9, 2.697E-9,
 201               2.757E-9, 2.820E-9, 2.885E-9, 2.954E-9,
 202               3.026E-9, 3.102E-9, 3.181E-9, 3.265E-9,
 203               3.353E-9, 3.446E-9, 3.545E-9, 3.649E-9,
 204               3.760E-9, 3.877E-9, 4.002E-9, 4.136E-9 };
 205
 206   Float_t rindex_qwarz[NUMENTRIES] =
 207             { 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458,
 208               1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458,
 209               1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458,
 210               1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458,
 211               1.458, 1.458, 1.458, 1.458 };
 212
 213   Float_t rindex_air[NUMENTRIES] =
 214             { 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1.,
 215               1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1.,
 216               1., 1., 1., 1. };
 217
 218   Float_t effic_all[NUMENTRIES] =
 219             { 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1.,
 220               1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1.,
 221               1., 1., 1., 1. };
 222
 223   Float_t absor_qwarz[NUMENTRIES] =
 224             { 2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000.,
 225               2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000.,
 226               2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000.,
 227               2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000.,
 228               2000., 2000., 2000., 2000. };
 229
 230   Float_t absor_air[NUMENTRIES] =
 231             { 200., 200., 200., 200., 200., 200., 200.,
 232               200., 200., 200., 200., 200., 200., 200.,
 233               200., 200., 200., 200., 200., 200., 200.,
 234               200., 200., 200., 200., 200., 200., 200.,
 235               200., 200., 200., 200. };
 236
 237   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray();
 238
 239
 240    AliMaterial (0, "START Steel$", 55.850, 26., 7.87, 1.76, 999);
 241    AliMaterial (1, "START Vacuum$", 1.e-16, 1.e-16, 1.e-16, 1.e16, 999);
 242    AliMaterial (2, "START Air$", 14.61, 7.3, .001205, 30423., 999);
 243
 244    AliMixture (3, "Al2O3   $", aal2o3, zal2o3, denscer, -2, wal2o3);
 245    AliMixture (4, "PMT glass   $", aglass, zglass, dglass, -2, wglass);
 246    char namate[21];
 247    gMC->Gfmate ((*fIdmate)[3], namate, a, z, d, radl, absl, buf, nbuf);
 248    acer[0] = a;
 249    zcer[0] = z;
 250    gMC->Gfmate ((*fIdmate)[4], namate, a, z, d, radl, absl, buf, nbuf);
 251    acer[1] = a;
 252    zcer[1] = z;
 253
 254    AliMixture (5, "Scintillator$",ascin,zscin,denscin,-2,wscin);
 255    AliMixture (6, "Brass    $", abrass, zbrass, denbrass, 2, wbrass);
 256    AliMixture (7, "Ribber $",aribber,zribber,denribber,-3,wribber);
 257    AliMixture (9, "Ceramic    $", acer, zcer, denscer, 2, wcer);
 258
 259    AliMedium (1, "START Air$", 2, 0, isxfld, sxmgmx, 10., .1, 1., .003, .003);
 260    AliMedium (2, "Scintillator$", 5, 1, isxfld, sxmgmx, 10., .01, 1., .003, .003);
 261    AliMedium (3, "Vacuum$", 1, 0, isxfld, sxmgmx, 10., .01, .1, .003, .003);
 262    AliMedium (4, "Ceramic$", 9, 0, isxfld, sxmgmx, 10., .01, .1, .003, .003);
 263    AliMedium (6, "Glass$", 4, 0, isxfld, sxmgmx, 10., .01, .1, .003, .003);
 264    AliMedium (8, "Steel$", 0, 0, isxfld, sxmgmx, 1., .001, 1., .001, .001);
 265    AliMedium (9, "Ribber  $", 7, 0, isxfld, sxmgmx, 10., .01, .1, .003, .003);
 266    AliMedium(11, "Brass  $", 6, 0, isxfld, sxmgmx, 10., .01, .1, .003, .003);
 267
 268    gMC->SetCerenkov (idtmed[6], NUMENTRIES, ppckov, absor_qwarz, effic_all, rindex_qwarz);
 269    gMC->SetCerenkov (idtmed[1], NUMENTRIES, ppckov, absor_air, effic_all, rindex_air);
 270 }
 271
 272
 273 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
 274 // Draw a shaded view of the Forward multiplicity detector version 2
 275 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
 276 void AliSTARTv2::DrawModule()
 277 {
 278   //Set ALIC mother transparent
 279   gMC->Gsatt ("ALIC", "SEEN", 0);
 280
 281   //Set volumes visible
 282   gMC->Gsatt ("0STA", "SEEN", 0);
 283   gMC->Gsatt ("0PMT", "SEEN", 1);
 284   gMC->Gsatt ("0DIV", "SEEN", 1);
 285
 286   gMC->Gdopt ("hide", "on");
 287   gMC->Gdopt ("shad", "on");
 288   gMC->SetClipBox (".");
 289   gMC->SetClipBox ("*", 0, 1000, -1000, 1000, -1000, 1000);
 290   gMC->DefaultRange();
 291   gMC->Gdraw ("alic", 40, 30, 0, 12, 9.5, 0.7, 0.7);
 292   gMC->Gdhead (1111, "T-Zero detector");
 293   gMC->Gdopt ("hide", "off");
 294 }
 295
 296
 297 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
 298 // Initialises version 2 of the Forward Multiplicity Detector
 299 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
 300 void AliSTARTv2::Init()
 301 {
 302 //Int_t *idtmed  = gAlice->Idtmed();
 303
 304   AliSTART::Init();
 305   fIdSens1 = gMC->VolId ("0REG");
 306
 307   printf ("*** START version 2 initialized ***\n");
 308 }
 309
 310
 311 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
 312 // Called for every step in the START Detector
 313 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
 314 void AliSTARTv2::StepManager()
 315 {
 316   Int_t                         id;
 317   Int_t                         copy;
 318 //  Int_t                               copy1;
 319   Float_t                       xyz[3];
 320   Float_t                       XYZ[3];
 321   Float_t                       hitPhoton[6];
 322   static Float_t                hits[7];
 323   static Float_t                edep;
 324   static Int_t                  vol[2];
 325   TLorentzVector                pos;
 326   TLorentzVector                mom;
 327
 328
 329   if(!gMC->IsTrackAlive()) return; // particle has disappeared
 330
 331 //  TGeant3  *g3 = (TGeant3*) gMC;
 332 //  g3->Gpcxyz();
 333
 334   TClonesArray  &lhits = *fHits;
 335
 336
 337 ///////////////////////////////////////////////
 338 // If particles is photon then ...
 339
 340   if (gMC->TrackPid() == 50000050)
 341   {
 342      id = gMC->CurrentVolID(copy);
 343
 344      // Check the sensetive volume
 345      if (id == fIdSens1)
 346      {
 347         if (gMC->IsTrackEntering())
 348         {
 349            gMC->CurrentVolOffID(2,copy);
 350            if (copy < 13)
 351              {
 352                vol[0] = RIGHT_ARRAY;
 353                vol[1] = copy;
 354              }
 355            else
 356              {
 357                vol[0] = LEFT_ARRAY;
 358                vol[1] = copy - 12;
 359              }
 360
 361            gMC->TrackPosition(pos);
 362            gMC->TrackMomentum(mom);
 363            XYZ[0] = pos[0];
 364            XYZ[1] = pos[1];
 365            XYZ[2] = pos[2];
 366            gMC->Gmtod (XYZ, xyz, 1);
 367
 368            hitPhoton[0] = sqrt (xyz[0] * xyz[0] + xyz[1] * xyz[1]);
 369            hitPhoton[1] = mom[0];
 370            hitPhoton[2] = mom[1];
 371            hitPhoton[3] = mom[2];
 372            hitPhoton[4] = 1e9 * gMC->TrackTime();
 373            hitPhoton[5] = 1e9 * gMC->Etot();
 374
 375            AddHitPhoton (gAlice->CurrentTrack(), vol, hitPhoton);
 376         }
 377         gMC->StopTrack();
 378      }
 379      else
 380         if (id == gMC->VolId ("0DES"))  gMC->StopTrack();
 381   }
 382
 383 // end photon particalary
 384 ///////////////////////////////////////////////
 385
 386
 387 ///////////////////////////////////////////////
 388 // If particles is charge then ...
 389
 390   // Float_t charge = gMC->TrackCharge();
 391   //  if(TMath::Abs(charge) <= 0.) return;
 392   id = gMC->CurrentVolID(copy);
 393
 394
 395   //  printf("gMC->ckine->ipart %d",gMC->ckine->ipart);
 396   // Check the sensetive volume
 397   if(id==gMC->VolId("0TOP") ) {
 398     if(gMC->IsTrackEntering()) {
 399       gMC->CurrentVolOffID(2,copy);
 400       if (copy < 13)
 401         {
 402           vol[0] = RIGHT_ARRAY;
 403           vol[1] = copy;
 404         }
 405       else
 406         {
 407           vol[0] = LEFT_ARRAY;
 408           vol[1] = copy - 12;
 409         }
 410
 411       gMC->TrackPosition(pos);
 412       hits[0] = pos[0];
 413       hits[1] = pos[1];
 414       hits[2] = pos[2];
 415       Float_t etot = gMC->Etot();
 416       hits[4] = etot;
 417       Int_t part = gMC->TrackPid();
 418       hits[5] = part;
 419       Float_t ttime = gMC->TrackTime();
 420       hits[6] = ttime*1e9;
 421       edep = 0;
 422     }
 423     if(gMC->IsTrackInside())    {
 424       Float_t de = gMC->Edep();
 425       edep = edep + de;
 426       //       printf ("E deposition %f\n",edep);
 427       //    for (i=0; i<=6; i++){
 428       //    printf(" HITS on START inside %f\n",hits[i]); }
 429     }
 430     if(gMC->IsTrackExiting())   {
 431       Float_t de = gMC->Edep();
 432       edep = edep + de;
 433       hits[3] = edep * 1e3;
 434
 435       //       for (i=0; i<=6; i++){
 436       //         printf(" HITS on START Exit %f\n",hits[i]); }
 437       //for (i=0; i<=1; i++) { printf("START vol %d\n",vol[i]);}
 438
 439       new(lhits[fNhits++]) AliSTARThit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
 440     }
 441   }
 442
 443 // end charge particles particalary
 444 ///////////////////////////////////////////////
 445
 446 }