STEER/AliExternalTrackParam.h

   1 #ifndef ALIEXTERNALTRACKPARAM_H
   2 #define ALIEXTERNALTRACKPARAM_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 /* $Id$ */
   7
   8 /*****************************************************************************
   9  *              "External" track parametrisation class                       *
  10  *                                                                           *
  11  *      external param0:   local Y-coordinate of a track (cm)                *
  12  *      external param1:   local Z-coordinate of a track (cm)                *
  13  *      external param2:   local sine of the track momentum azimuthal angle  *
  14  *      external param3:   tangent of the track momentum dip angle           *
  15  *      external param4:   1/pt (1/(GeV/c))                                  *
  16  *                                                                           *
  17  * The parameters are estimated at an exact position x in a local coord.     *
  18  * system rotated by angle alpha with respect to the global coord.system.    *
  19  *        Origin: I.Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch                     *
  20  *****************************************************************************/
  21 #include "TMath.h"
  22
  23 #include "AliVTrack.h"
  24
  25 const Double_t kVeryBig=1./kAlmost0;
  26 const Double_t kMostProbablePt=0.35;
  27
  28 class AliVVertex;
  29 class TPolyMarker3D;
  30
  31 class AliExternalTrackParam: public AliVTrack {
  32  public:
  33   AliExternalTrackParam();
  34   AliExternalTrackParam(const AliExternalTrackParam &);
  35   AliExternalTrackParam& operator=(const AliExternalTrackParam & trkPar);
  36   AliExternalTrackParam(Double_t x, Double_t alpha,
  37                         const Double_t param[5], const Double_t covar[15]);
  38   AliExternalTrackParam(const AliVTrack *vTrack);
  39   AliExternalTrackParam(Double_t xyz[3],Double_t pxpypz[3],
  40                         Double_t cv[21],Short_t sign);
  41   virtual ~AliExternalTrackParam(){}
  42
  43   template <typename T>
  44   void Set(T x, T alpha, const T param[5], const T covar[15]) {
  45     //  Sets the parameters
  46     fX=x; fAlpha=alpha;
  47     for (Int_t i = 0; i < 5; i++)  fP[i] = param[i];
  48     for (Int_t i = 0; i < 15; i++) fC[i] = covar[i];
  49   }
  50
  51   void Set(Double_t xyz[3],Double_t pxpypz[3],Double_t cv[21],Short_t sign);
  52
  53   static void SetMostProbablePt(Double_t pt) { fgMostProbablePt=pt; }
  54   static Double_t GetMostProbablePt() { return fgMostProbablePt; }
  55
  56   void Reset();
  57   void ResetCovariance(Double_t s2);
  58   void AddCovariance(const Double_t cov[15]);
  59
  60   const Double_t *GetParameter() const {return fP;}
  61   const Double_t *GetCovariance() const {return fC;}
  62
  63   Double_t GetAlpha() const {return fAlpha;}
  64   Double_t GetX() const {return fX;}
  65   Double_t GetY()    const {return fP[0];}
  66   Double_t GetZ()    const {return fP[1];}
  67   Double_t GetSnp()  const {return fP[2];}
  68   Double_t GetTgl()  const {return fP[3];}
  69   Double_t GetSigned1Pt()  const {return fP[4];}
  70
  71   Double_t GetSigmaY2() const {return fC[0];}
  72   Double_t GetSigmaZY() const {return fC[1];}
  73   Double_t GetSigmaZ2() const {return fC[2];}
  74   Double_t GetSigmaSnpY() const {return fC[3];}
  75   Double_t GetSigmaSnpZ() const {return fC[4];}
  76   Double_t GetSigmaSnp2() const {return fC[5];}
  77   Double_t GetSigmaTglY() const {return fC[6];}
  78   Double_t GetSigmaTglZ() const {return fC[7];}
  79   Double_t GetSigmaTglSnp() const {return fC[8];}
  80   Double_t GetSigmaTgl2() const {return fC[9];}
  81   Double_t GetSigma1PtY() const {return fC[10];}
  82   Double_t GetSigma1PtZ() const {return fC[11];}
  83   Double_t GetSigma1PtSnp() const {return fC[12];}
  84   Double_t GetSigma1PtTgl() const {return fC[13];}
  85   Double_t GetSigma1Pt2() const {return fC[14];}
  86
  87   // additional functions for AliVParticle
  88   Double_t Px() const;
  89   Double_t Py() const;
  90   Double_t Pz() const;
  91   Double_t Pt() const { return TMath::Abs(GetSignedPt()); }
  92   Double_t P() const { return GetP(); }
  93   Bool_t   PxPyPz(Double_t p[3]) const { return GetPxPyPz(p); }
  94
  95   Double_t Xv() const;
  96   Double_t Yv() const;
  97   Double_t Zv() const;
  98   Bool_t   XvYvZv(Double_t x[3]) const { return GetXYZ(x); }
  99
 100   Double_t OneOverPt() const { return 1./Pt(); }
 101   Double_t Phi() const;
 102   Double_t Theta() const;
 103   virtual Double_t E() const;
 104   virtual Double_t M() const;
 105   Double_t Eta() const;
 106   virtual Double_t Y() const;
 107   virtual Short_t  Charge() const { return (Short_t)GetSign(); }
 108   virtual const Double_t *PID() const { return 0x0; }
 109
 110   // additional functions from AliVTrack
 111   virtual Int_t    GetID() const { return -999; }
 112   virtual UChar_t  GetITSClusterMap() const {return 0; }
 113   virtual ULong_t  GetStatus() const { return 0; }
 114
 115   Double_t GetSign() const {return (fP[4]>0) ? 1 : -1;}
 116   Double_t GetP() const;
 117   Double_t GetSignedPt() const {
 118     return (TMath::Abs(fP[4])>kAlmost0) ? 1./fP[4]:TMath::Sign(kVeryBig,fP[4]);
 119   }
 120   Double_t Get1P() const;
 121   virtual Double_t GetC(Double_t b) const {return fP[4]*b*kB2C;}
 122   void GetDZ(Double_t x,Double_t y,Double_t z,Double_t b,Float_t dz[2]) const;
 123   Double_t GetD(Double_t xv, Double_t yv, Double_t b) const;
 124   Double_t GetLinearD(Double_t xv, Double_t yv) const;
 125   Bool_t CorrectForMeanMaterial(Double_t xOverX0, Double_t xTimesRho,
 126         Double_t mass,  Bool_t anglecorr=kFALSE,
 127         Double_t (*f)(Double_t)=AliExternalTrackParam::BetheBlochSolid);
 128
 129   //
 130   // Bethe-Bloch formula parameterizations
 131   //
 132   static Double_t BetheBlochAleph(Double_t bg,
 133                                   Double_t kp1=0.76176e-1,
 134                                   Double_t kp2=10.632,
 135                                   Double_t kp3=0.13279e-4,
 136                                   Double_t kp4=1.8631,
 137                                   Double_t kp5=1.9479
 138                                   );
 139   static Double_t BetheBlochGeant(Double_t bg,
 140                                   Double_t kp0=2.33,
 141                                   Double_t kp1=0.20,
 142                                   Double_t kp2=3.00,
 143                                   Double_t kp3=173e-9,
 144                                   Double_t kp4=0.49848
 145                                   );
 146
 147   static Double_t BetheBlochSolid(Double_t bg);
 148   static Double_t BetheBlochGas(Double_t bg);
 149
 150   Double_t GetPredictedChi2(Double_t p[2],Double_t cov[3]) const;
 151
 152   Double_t
 153     GetPredictedChi2(Double_t p[3],Double_t covyz[3],Double_t covxyz[3]) const;
 154
 155   Double_t GetPredictedChi2(const AliExternalTrackParam *t) const;
 156
 157   Bool_t
 158     PropagateTo(Double_t p[3],Double_t covyz[3],Double_t covxyz[3],Double_t b);
 159
 160   Double_t *GetResiduals(Double_t *p,Double_t *cov,Bool_t updated=kTRUE) const;
 161   Bool_t Update(Double_t p[2],Double_t cov[3]);
 162   Bool_t Rotate(Double_t alpha);
 163   Bool_t PropagateTo(Double_t x, Double_t b);
 164   Bool_t Propagate(Double_t alpha, Double_t x, Double_t b);
 165   Bool_t PropagateBxByBz(Double_t alpha, Double_t x, Double_t b[3]);
 166   void   Propagate(Double_t len,Double_t x[3],Double_t p[3],Double_t bz) const;
 167   Bool_t Intersect(Double_t pnt[3], Double_t norm[3], Double_t bz) const;
 168
 169   static void g3helx3(Double_t qfield, Double_t step, Double_t vect[7]);
 170   Bool_t PropagateToBxByBz(Double_t x, const Double_t b[3]);
 171
 172   void GetHelixParameters(Double_t h[6], Double_t b) const;
 173   Double_t GetDCA(const AliExternalTrackParam *p, Double_t b,
 174     Double_t &xthis,Double_t &xp) const;
 175   Double_t PropagateToDCA(AliExternalTrackParam *p, Double_t b);
 176   Bool_t PropagateToDCA(const AliVVertex *vtx, Double_t b, Double_t maxd,
 177                         Double_t dz[2]=0, Double_t cov[3]=0);
 178   Bool_t PropagateToDCABxByBz(const AliVVertex *vtx, Double_t b[3],
 179          Double_t maxd, Double_t dz[2]=0, Double_t cov[3]=0);
 180
 181   void GetDirection(Double_t d[3]) const;
 182   Bool_t GetPxPyPz(Double_t *p) const;
 183   Bool_t GetXYZ(Double_t *p) const;
 184   Bool_t GetCovarianceXYZPxPyPz(Double_t cv[21]) const;
 185   Bool_t GetPxPyPzAt(Double_t x, Double_t b, Double_t p[3]) const;
 186   Bool_t GetXYZAt(Double_t x, Double_t b, Double_t r[3]) const;
 187   Bool_t GetYAt(Double_t x,  Double_t b,  Double_t &y) const;
 188   Bool_t GetZAt(Double_t x,  Double_t b,  Double_t &z) const;
 189   void Print(Option_t* option = "") const;
 190   Double_t GetSnpAt(Double_t x,Double_t b) const;
 191
 192   //Deprecated
 193   Bool_t CorrectForMaterial(Double_t d, Double_t x0, Double_t mass,
 194          Double_t (*f)(Double_t)=AliExternalTrackParam::BetheBlochSolid);
 195
 196   Bool_t GetDistance(AliExternalTrackParam *param2, Double_t x, Double_t dist[3], Double_t b);
 197   Int_t GetIndex(Int_t i, Int_t j) const;
 198   Int_t GetLabel() const {return -1;}
 199   //
 200   // visualization (M. Ivanov)
 201   //
 202   virtual void FillPolymarker(TPolyMarker3D *pol, Float_t magf, Float_t minR, Float_t maxR, Float_t stepR);
 203   virtual void DrawTrack(Float_t magF, Float_t minR, Float_t maxR, Float_t stepR);
 204
 205   virtual Bool_t Translate(Double_t *vTrasl,Double_t *covV);
 206
 207  protected:
 208   Double_t &Par(Int_t i) {return fP[i];}
 209   Double_t &Cov(Int_t i) {return fC[i];}
 210
 211  private:
 212   Double32_t           fX;     // X coordinate for the point of parametrisation
 213   Double32_t           fAlpha; // Local <-->global coor.system rotation angle
 214   Double32_t           fP[5];  // The track parameters
 215   Double32_t           fC[15]; // The track parameter covariance matrix
 216
 217   static Double32_t    fgMostProbablePt; // "Most probable" pt
 218                                          // (to be used if Bz=0)
 219   ClassDef(AliExternalTrackParam, 8)
 220 };
 221
 222 inline void AliExternalTrackParam::ResetCovariance(Double_t s2) {
 223   //
 224   // Reset the covarince matrix to "something big"
 225   //
 226     fC[0]*= s2;
 227     fC[1] = 0.;  fC[2]*= s2;
 228     fC[3] = 0.;  fC[4] = 0.;  fC[5]*= s2;
 229     fC[6] = 0.;  fC[7] = 0.;  fC[8] = 0.;  fC[9]*= s2;
 230     fC[10]= 0.;  fC[11]= 0.;  fC[12]= 0.;  fC[13]= 0.;  fC[14]*=s2;
 231 }
 232
 233
 234
 235
 236 #endif