Fixes for bug #52499: Field polarities inconsistiency
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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   void   Propagate(Double_t len,Double_t x[3],Double_t p[3],Double_t bz) const;
166   Bool_t Intersect(Double_t pnt[3], Double_t norm[3], Double_t bz) const;
167
168   static void g3helx3(Double_t qfield, Double_t step, Double_t vect[7]); 
169   Bool_t PropagateToBxByBz(Double_t x, const Double_t b[3]);
170
171   void GetHelixParameters(Double_t h[6], Double_t b) const;
172   Double_t GetDCA(const AliExternalTrackParam *p, Double_t b,
173     Double_t &xthis,Double_t &xp) const;
174   Double_t PropagateToDCA(AliExternalTrackParam *p, Double_t b);
175   Bool_t PropagateToDCA(const AliVVertex *vtx, Double_t b, Double_t maxd,
176                         Double_t dz[2]=0, Double_t cov[3]=0);
177   
178   void GetDirection(Double_t d[3]) const;
179   Bool_t GetPxPyPz(Double_t *p) const;
180   Bool_t GetXYZ(Double_t *p) const;
181   Bool_t GetCovarianceXYZPxPyPz(Double_t cv[21]) const;
182   Bool_t GetPxPyPzAt(Double_t x, Double_t b, Double_t p[3]) const;
183   Bool_t GetXYZAt(Double_t x, Double_t b, Double_t r[3]) const;
184   Bool_t GetYAt(Double_t x,  Double_t b,  Double_t &y) const;
185   Bool_t GetZAt(Double_t x,  Double_t b,  Double_t &z) const;
186   void Print(Option_t* option = "") const;
187   Double_t GetSnpAt(Double_t x,Double_t b) const;
188
189   //Deprecated
190   Bool_t CorrectForMaterial(Double_t d, Double_t x0, Double_t mass,
191          Double_t (*f)(Double_t)=AliExternalTrackParam::BetheBlochSolid);
192
193   Bool_t GetDistance(AliExternalTrackParam *param2, Double_t x, Double_t dist[3], Double_t b);
194   Int_t GetIndex(Int_t i, Int_t j) const;
195   Int_t GetLabel() const {return -1;} 
196   //
197   // visualization (M. Ivanov)
198   //
199   virtual void FillPolymarker(TPolyMarker3D *pol, Float_t magf, Float_t minR, Float_t maxR, Float_t stepR);
200   virtual void DrawTrack(Float_t magF, Float_t minR, Float_t maxR, Float_t stepR);
201
202   virtual Bool_t Translate(Double_t *vTrasl,Double_t *covV);
203
204  protected:
205   Double_t &Par(Int_t i) {return fP[i];}
206   Double_t &Cov(Int_t i) {return fC[i];}
207   
208  private:
209   Double32_t           fX;     // X coordinate for the point of parametrisation
210   Double32_t           fAlpha; // Local <-->global coor.system rotation angle
211   Double32_t           fP[5];  // The track parameters
212   Double32_t           fC[15]; // The track parameter covariance matrix
213
214   static Double32_t    fgMostProbablePt; // "Most probable" pt
215                                          // (to be used if Bz=0)
216   ClassDef(AliExternalTrackParam, 8)
217 };
218
219 inline void AliExternalTrackParam::ResetCovariance(Double_t s2) {
220   //
221   // Reset the covarince matrix to "something big"
222   //
223     fC[0]*= s2;
224     fC[1] = 0.;  fC[2]*= s2;
225     fC[3] = 0.;  fC[4] = 0.;  fC[5]*= s2;
226     fC[6] = 0.;  fC[7] = 0.;  fC[8] = 0.;  fC[9]*= s2;
227     fC[10]= 0.;  fC[11]= 0.;  fC[12]= 0.;  fC[13]= 0.;  fC[14]*=s2;
228 }
229
230
231
232
233 #endif