Moving the new function for calculating the mean crossed material from AliKalmanTrack...
[u/mrichter/AliRoot.git] / STEER / AliKalmanTrack.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 /* $Id$ */
17
18 //-------------------------------------------------------------------------
19 //                Implementation of the AliKalmanTrack class
20 //   that is the base for AliTPCtrack, AliITStrackV2 and AliTRDtrack
21 //        Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
22 //-------------------------------------------------------------------------
23 #include <TGeoManager.h>
24
25 #include "AliKalmanTrack.h"
26
27 ClassImp(AliKalmanTrack)
28
29 //_______________________________________________________________________
30   AliKalmanTrack::AliKalmanTrack():AliExternalTrackParam(),
31   fLab(-3141593),
32   fFakeRatio(0),
33   fChi2(0),
34   fMass(AliPID::ParticleMass(AliPID::kPion)),
35   fN(0),
36   fStartTimeIntegral(kFALSE),
37   fIntegratedLength(0)
38 {
39   //
40   // Default constructor
41   //
42
43   for(Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIES; i++) fIntegratedTime[i] = 0;
44 }
45
46 //_______________________________________________________________________
47 AliKalmanTrack::AliKalmanTrack(const AliKalmanTrack &t):
48   AliExternalTrackParam(t),
49   fLab(t.fLab),
50   fFakeRatio(t.fFakeRatio),
51   fChi2(t.fChi2),
52   fMass(t.fMass),
53   fN(t.fN),
54   fStartTimeIntegral(t.fStartTimeIntegral),
55   fIntegratedLength(t.fIntegratedLength)
56 {
57   //
58   // Copy constructor
59   //
60   
61   for (Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIES; i++)
62       fIntegratedTime[i] = t.fIntegratedTime[i];
63 }
64
65 //_______________________________________________________________________
66 void AliKalmanTrack::StartTimeIntegral() 
67 {
68   // Sylwester Radomski, GSI
69   // S.Radomski@gsi.de
70   //
71   // Start time integration
72   // To be called at Vertex by ITS tracker
73   //
74   
75   //if (fStartTimeIntegral) 
76   //  AliWarning("Reseting Recorded Time.");
77
78   fStartTimeIntegral = kTRUE;
79   for(Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIES; i++) fIntegratedTime[i] = 0;  
80   fIntegratedLength = 0;
81 }
82
83 //_______________________________________________________________________
84 void AliKalmanTrack:: AddTimeStep(Double_t length) 
85 {
86   // 
87   // Add step to integrated time
88   // this method should be called by a sublasses at the end
89   // of the PropagateTo function or by a tracker
90   // each time step is made.
91   //
92   // If integration not started function does nothing
93   //
94   // Formula
95   // dt = dl * sqrt(p^2 + m^2) / p
96   // p = pT * (1 + tg^2 (lambda) )
97   //
98   // pt = 1/external parameter [4]
99   // tg lambda = external parameter [3]
100   //
101   //
102   // Sylwester Radomski, GSI
103   // S.Radomski@gsi.de
104   // 
105   
106   static const Double_t kcc = 2.99792458e-2;
107
108   if (!fStartTimeIntegral) return;
109   
110   fIntegratedLength += length;
111
112   Double_t xr, param[5];
113   Double_t pt, tgl;
114   
115   GetExternalParameters(xr, param);
116   pt =  1/param[4] ;
117   tgl = param[3];
118
119   Double_t p = TMath::Abs(pt * TMath::Sqrt(1+tgl*tgl));
120
121   if (length > 100) return;
122
123   for (Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIES; i++) {
124     
125     Double_t mass = AliPID::ParticleMass(i);
126     Double_t correction = TMath::Sqrt( pt*pt * (1 + tgl*tgl) + mass * mass ) / p;
127     Double_t time = length * correction / kcc;
128
129     fIntegratedTime[i] += time;
130   }
131 }
132
133 //_______________________________________________________________________
134 Double_t AliKalmanTrack::GetIntegratedTime(Int_t pdg) const 
135 {
136   // Sylwester Radomski, GSI
137   // S.Radomski@gsi.de
138   //
139   // Return integrated time hypothesis for a given particle
140   // type assumption.
141   //
142   // Input parameter:
143   // pdg - Pdg code of a particle type
144   //
145
146
147   if (!fStartTimeIntegral) {
148     AliWarning("Time integration not started");
149     return 0.;
150   }
151
152   for (Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIES; i++)
153     if (AliPID::ParticleCode(i) == TMath::Abs(pdg)) return fIntegratedTime[i];
154
155   AliWarning(Form("Particle type [%d] not found", pdg));
156   return 0;
157 }
158
159 void AliKalmanTrack::GetIntegratedTimes(Double_t *times) const {
160   for (Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIES; i++) times[i]=fIntegratedTime[i];
161 }
162
163 void AliKalmanTrack::SetIntegratedTimes(const Double_t *times) {
164   for (Int_t i=0; i<AliPID::kSPECIES; i++) fIntegratedTime[i]=times[i];
165 }
166
167
168 Double_t AliKalmanTrack::MeanMaterialBudget(Double_t *start, Double_t *end, Double_t *mparam)
169 {
170   // 
171   // calculate mean material budget and material properties beween point start and end
172   // mparam - returns parameters used for dEdx and multiple scatering
173   //
174   // mparam[0] - density mean
175   // mparam[1] - rad length
176   // mparam[2] - A mean
177   // mparam[3] - Z mean
178   // mparam[4] - length
179   // mparam[5] - Z/A mean
180   // mparam[6] - number of boundary crosses
181   //
182     mparam[0]=0; mparam[1]=1; mparam[2] =0; mparam[3] =0, mparam[4]=0, mparam[5]=0; mparam[6]=0;
183   //
184   Double_t bparam[6], lparam[6];          // bparam - total param - lparam - local parameters
185   for (Int_t i=0;i<6;i++) bparam[i]=0;    //
186
187   if (!gGeoManager) {
188     printf("ERROR: no TGeo\n");
189     return 0.;
190   }
191   //
192   Double_t length;
193   Double_t dir[3];
194   length = TMath::Sqrt((end[0]-start[0])*(end[0]-start[0])+
195                        (end[1]-start[1])*(end[1]-start[1])+
196                        (end[2]-start[2])*(end[2]-start[2]));
197   mparam[4]=length;
198   if (length<TGeoShape::Tolerance()) return 0.0;
199   Double_t invlen = 1./length;
200   dir[0] = (end[0]-start[0])*invlen;
201   dir[1] = (end[1]-start[1])*invlen;
202   dir[2] = (end[2]-start[2])*invlen;
203   // Initialize start point and direction
204   TGeoNode *currentnode = 0;
205   TGeoNode *startnode = gGeoManager->InitTrack(start, dir);
206   //  printf("%s length=%f\n",gGeoManager->GetPath(),length);
207   if (!startnode) {
208     printf("ERROR: start point out of geometry\n");
209     return 0.0;
210   }
211   TGeoMaterial *material = startnode->GetVolume()->GetMedium()->GetMaterial();
212   lparam[0] = material->GetDensity();
213   lparam[1]   = material->GetRadLen();
214   lparam[2]   = material->GetA();
215   lparam[3]   = material->GetZ();
216   lparam[4]   = length;
217   lparam[5]   = lparam[3]/lparam[2];
218   if (material->IsMixture()) {
219     lparam[1]*=lparam[0];  // different normalization in the modeler for mixture
220     TGeoMixture * mixture = (TGeoMixture*)material;
221     lparam[5] =0;
222     Double_t sum =0;
223     for (Int_t iel=0;iel<mixture->GetNelements();iel++){
224       sum  += mixture->GetWmixt()[iel];
225       lparam[5]+= mixture->GetZmixt()[iel]*mixture->GetWmixt()[iel]/mixture->GetAmixt()[iel];
226     }
227     lparam[5]/=sum;
228   }
229   gGeoManager->FindNextBoundary(length);
230   Double_t snext = gGeoManager->GetStep();
231   Double_t step = 0.0;
232   // If no boundary within proposed length, return current density
233   if (snext>=length) {
234     for (Int_t ip=0;ip<5;ip++) mparam[ip] = lparam[ip];
235     return lparam[0];
236   }
237   // Try to cross the boundary and see what is next
238   while (length>TGeoShape::Tolerance()) {
239     mparam[6]+=1.;
240     currentnode = gGeoManager->Step();
241     step += snext+1.E-6;
242     bparam[1]    += snext*lparam[1];
243     bparam[2]    += snext*lparam[2];
244     bparam[3]    += snext*lparam[3];
245     bparam[5]    += snext*lparam[5];
246     bparam[0]    += snext*lparam[0];
247
248     if (snext>=length) break;
249     if (!currentnode) break;
250     //    printf("%s snext=%f  density=%f bparam[0]=%f\n", gGeoManager->GetPath(),snext,density,bparam[0]);
251     if (!gGeoManager->IsEntering()) {
252       gGeoManager->SetStep(1.E-3);
253       currentnode = gGeoManager->Step();
254       if (!gGeoManager->IsEntering() || !currentnode) {
255         //      printf("ERROR: cannot cross boundary\n");
256         mparam[0] = bparam[0]/step;
257         mparam[1] = bparam[1]/step;
258         mparam[2] = bparam[2]/step;
259         mparam[3] = bparam[3]/step;
260         mparam[5] = bparam[5]/step;
261         mparam[4] = step;
262         mparam[0] = 0.;             // if crash of navigation take mean density 0
263         mparam[1] = 1000000;        // and infinite rad length
264         return bparam[0]/step;
265       }
266       step += 1.E-3;
267       snext += 1.E-3;
268       bparam[0] += lparam[0]*1.E-3;
269       bparam[1]    += lparam[1]*1.E-3;
270       bparam[2]    += lparam[2]*1.E-3;
271       bparam[3]    += lparam[3]*1.E-3;
272       bparam[5]    += lparam[5]*1.E-3;
273     }
274     length -= snext;
275     material = currentnode->GetVolume()->GetMedium()->GetMaterial();
276     lparam[0] = material->GetDensity();
277     lparam[1]  = material->GetRadLen();
278     lparam[2]  = material->GetA();
279     lparam[3]  = material->GetZ();
280     lparam[5]   = lparam[3]/lparam[2];
281     if (material->IsMixture()) {
282       lparam[1]*=lparam[0];
283       TGeoMixture * mixture = (TGeoMixture*)material;
284       lparam[5]=0;
285       Double_t sum =0;
286       for (Int_t iel=0;iel<mixture->GetNelements();iel++){
287         sum+= mixture->GetWmixt()[iel];
288         lparam[5]+= mixture->GetZmixt()[iel]*mixture->GetWmixt()[iel]/mixture->GetAmixt()[iel];
289       }
290       lparam[5]/=sum;
291     }
292     gGeoManager->FindNextBoundary(length);
293     snext = gGeoManager->GetStep();
294   }
295   mparam[0] = bparam[0]/step;
296   mparam[1] = bparam[1]/step;
297   mparam[2] = bparam[2]/step;
298   mparam[3] = bparam[3]/step;
299   mparam[5] = bparam[5]/step;
300   return bparam[0]/step;
301
302 }
303