STEER/AliITSPIDResponse.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 2005-2007, 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 /* $Id$ */
  17
  18 //-----------------------------------------------------------------
  19 // ITS PID method # 1
  20 //           Implementation of the ITS PID class
  21 // Very naive one... Should be made better by the detector experts...
  22 //      Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
  23 //-----------------------------------------------------------------
  24 #include "TMath.h"
  25 #include "AliITSPIDResponse.h"
  26 #include "AliITSPidParams.h"
  27 #include "AliExternalTrackParam.h"
  28
  29 ClassImp(AliITSPIDResponse)
  30
  31 AliITSPIDResponse::AliITSPIDResponse(Bool_t isMC):
  32   fRes(0.13),
  33   fKp1(15.77),
  34   fKp2(4.95),
  35   fKp3(0.312),
  36   fKp4(2.14),
  37   fKp5(0.82)
  38 {
  39   if(!isMC){
  40     fBBtpcits[0]=0.73;
  41     fBBtpcits[1]=14.68;
  42     fBBtpcits[2]=0.905;
  43     fBBtpcits[3]=1.2;
  44     fBBtpcits[4]=6.6;
  45     fBBsa[0]=5.33458E4;
  46     fBBsa[1]=16.5303;
  47     fBBsa[2]=2.60065E-3;
  48     fBBsa[3]=3.59533E-4;
  49     fBBsa[4]=7.51168E-5;
  50     fResolSA[0]=1.;   // 0 cluster tracks should not be used
  51     fResolSA[1]=0.25;  // rough values for tracks with 1 or 2
  52     fResolSA[2]=0.2;   // clusters (not to be used)
  53     fResolSA[3]=0.116; // value from pp 2010 run (L. Milano, 18-Jan-11)
  54     fResolSA[4]=0.104; // value from pp 2010 run
  55     for(Int_t i=0; i<5;i++) fResolTPCITS[i]=0.13;
  56   }else{
  57     fBBtpcits[0]=1.04;
  58     fBBtpcits[1]=27.14;
  59     fBBtpcits[2]=1.00;
  60     fBBtpcits[3]=0.964;
  61     fBBtpcits[4]=2.59;
  62     fBBsa[0]=-2.48;
  63     fBBsa[1]=23.13;
  64     fBBsa[2]=1.161;
  65     fBBsa[3]=0.93;
  66     fBBsa[4]=-1.2973;
  67     fResolSA[0]=1.;   // 0 cluster tracks should not be used
  68     fResolSA[1]=0.25;  // rough values for tracks with 1 or 2
  69     fResolSA[2]=0.2;   // clusters (not to be used)
  70     fResolSA[3]=0.110; // value from pp 2010 simulations (L. Milano, 18-Jan-11)
  71     fResolSA[4]=0.096; // value from pp 2010 simulations
  72     for(Int_t i=0; i<5;i++) fResolTPCITS[i]=0.13;
  73   }
  74 }
  75
  76 //_________________________________________________________________________
  77 AliITSPIDResponse::AliITSPIDResponse(Double_t *param):
  78   fRes(param[0]),
  79   fKp1(15.77),
  80   fKp2(4.95),
  81   fKp3(0.312),
  82   fKp4(2.14),
  83   fKp5(0.82)
  84 {
  85   //
  86   //  The main constructor
  87   //
  88   for (Int_t i=0; i<5;i++) {
  89       fBBsa[i]=0.;
  90       fBBtpcits[i]=0.;
  91       fResolSA[i]=0.;
  92       fResolTPCITS[i]=0.;
  93   }
  94 }
  95
  96
  97 //_________________________________________________________________________
  98 Double_t AliITSPIDResponse::BetheAleph(Double_t p, Double_t mass) const {
  99   //
 100   // returns AliExternalTrackParam::BetheBloch normalized to
 101   // fgMIP at the minimum
 102   //
 103
 104   Double_t bb=
 105     AliExternalTrackParam::BetheBlochAleph(p/mass,fKp1,fKp2,fKp3,fKp4,fKp5);
 106   return bb;
 107 }
 108
 109 //_________________________________________________________________________
 110 Double_t AliITSPIDResponse::Bethe(Double_t p, Double_t mass, Bool_t isSA) const {
 111   //
 112   // returns AliExternalTrackParam::BetheBloch normalized to
 113   // fgMIP at the minimum
 114   //
 115
 116   Double_t bg=p/mass;
 117   Double_t beta = bg/TMath::Sqrt(1.+ bg*bg);
 118   Double_t gamma=bg/beta;
 119   Double_t par[5];
 120   if(isSA){
 121     for(Int_t ip=0; ip<5;ip++) par[ip]=fBBsa[ip];
 122   }else{
 123     for(Int_t ip=0; ip<5;ip++) par[ip]=fBBtpcits[ip];
 124   }
 125   Double_t eff=1.0;
 126   if(bg<par[2])
 127     eff=(bg-par[3])*(bg-par[3])+par[4];
 128   else
 129     eff=(par[2]-par[3])*(par[2]-par[3])+par[4];
 130
 131   Double_t bb=0.;
 132   if(gamma>=0. && beta>0.){
 133     bb=(par[1]+2.0*TMath::Log(gamma)-beta*beta)*(par[0]/(beta*beta))*eff;
 134   }
 135   return bb;
 136 }
 137
 138 //_________________________________________________________________________
 139 Double_t AliITSPIDResponse::GetResolution(Double_t bethe,
 140                                           Int_t nPtsForPid,
 141                                           Bool_t isSA) const {
 142   //
 143   // Calculate expected resolution for truncated mean
 144   //
 145   Float_t r;
 146   if(isSA) r=fResolSA[nPtsForPid];
 147   else r=fResolTPCITS[nPtsForPid];
 148   return r*bethe;
 149 }
 150
 151
 152
 153
 154 //_________________________________________________________________________
 155 void AliITSPIDResponse::GetITSProbabilities(Float_t mom, Double_t qclu[4], Double_t condprobfun[AliPID::kSPECIES]) const {
 156   //
 157   // Method to calculate PID probabilities for a single track
 158   // using the likelihood method
 159   //
 160   const Int_t nLay = 4;
 161   const Int_t nPart = 3;
 162
 163   static AliITSPidParams pars;  // Pid parametrisation parameters
 164
 165   Double_t itsProb[nPart] = {1,1,1}; // p, K, pi
 166
 167   for (Int_t iLay = 0; iLay < nLay; iLay++) {
 168     if (qclu[iLay] <= 0)
 169       continue;
 170
 171     Float_t dedx = qclu[iLay];
 172     Float_t layProb = pars.GetLandauGausNorm(dedx,AliPID::kProton,mom,iLay+3);
 173     itsProb[0] *= layProb;
 174
 175     layProb = pars.GetLandauGausNorm(dedx,AliPID::kKaon,mom,iLay+3);
 176     if (mom < 0.16) layProb=0.00001;
 177     itsProb[1] *= layProb;
 178
 179     layProb = pars.GetLandauGausNorm(dedx,AliPID::kPion,mom,iLay+3);
 180     itsProb[2] *= layProb;
 181   }
 182
 183   // Normalise probabilities
 184   Double_t sumProb = 0;
 185   for (Int_t iPart = 0; iPart < nPart; iPart++) {
 186     sumProb += itsProb[iPart];
 187   }
 188   sumProb += 2*itsProb[2]; // muon and electron cannot be distinguished from pions
 189
 190   for (Int_t iPart = 0; iPart < nPart; iPart++) {
 191     itsProb[iPart]/=sumProb;
 192   }
 193
 194   condprobfun[AliPID::kElectron] = itsProb[2];
 195   condprobfun[AliPID::kMuon] = itsProb[2];
 196   condprobfun[AliPID::kPion] = itsProb[2];
 197   condprobfun[AliPID::kKaon] = itsProb[1];
 198   condprobfun[AliPID::kProton] = itsProb[0];
 199   return;
 200 }
 201
 202 //_________________________________________________________________________
 203 Int_t AliITSPIDResponse::GetParticleIdFromdEdxVsP(Float_t mom, Float_t signal, Bool_t isSA) const{
 204   // method to get particle identity with simple cuts on dE/dx vs. momentum
 205
 206   Double_t massp=AliPID::ParticleMass(AliPID::kProton);
 207   Double_t massk=AliPID::ParticleMass(AliPID::kKaon);
 208   Double_t bethep=Bethe(mom,massp,isSA);
 209   Double_t bethek=Bethe(mom,massk,isSA);
 210   if(signal>(0.5*(bethep+bethek))) return AliPID::kProton;
 211   Double_t masspi=AliPID::ParticleMass(AliPID::kPion);
 212   Double_t bethepi=Bethe(mom,masspi,isSA);
 213   if(signal>(0.5*(bethepi+bethek))) return AliPID::kKaon;
 214   return AliPID::kPion;
 215
 216 }