STEER/AliLego.cxx

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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
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   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
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  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.7  1999/09/29 09:24:29  fca
  19 Introduction of the Copyright and cvs Log
  20
  21 */
  22
  23 //////////////////////////////////////////////////////////////
  24 //////////////////////////////////////////////////////////////
  25 //
  26 //  Utility class to evaluate the material budget from
  27 //  a given radius to the surface of an arbitrary cylinder
  28 //  along radial directions from the centre:
  29 //
  30 //   - radiation length
  31 //   - Interaction length
  32 //   - g/cm2
  33 //
  34 //  Geantinos are shot in the bins in the fNtheta bins in theta
  35 //  and fNphi bins in phi with specified rectangular limits.
  36 //  The statistics are accumulated per
  37 //    fRadMin < r < fRadMax    and  <0 < z < fZMax
  38 //
  39 //  To activate this option, you can do:
  40 //      Root > gAlice.RunLego();
  41 //  or  Root > .x menu.C  then select menu item "RunLego"
  42 //  Note that when calling gAlice->RunLego, an optional list
  43 //  of arguments may be specified.
  44 //
  45 //Begin_Html
  46 /*
  47 <img src="picts/alilego.gif">
  48 */
  49 //End_Html
  50 //
  51 //////////////////////////////////////////////////////////////
  52
  53 #include "TMath.h"
  54 #include "AliLego.h"
  55 #include "AliRun.h"
  56 #include "AliConst.h"
  57
  58 ClassImp(AliLego)
  59
  60
  61 //___________________________________________
  62 AliLego::AliLego()
  63 {
  64    fHistRadl = 0;
  65    fHistAbso = 0;
  66    fHistGcm2 = 0;
  67    fHistReta = 0;
  68 }
  69
  70 //___________________________________________
  71 AliLego::AliLego(const char *name, const char *title)
  72         : TNamed(name,title)
  73 {
  74    fHistRadl = 0;
  75    fHistAbso = 0;
  76    fHistGcm2 = 0;
  77    fHistReta = 0;
  78 }
  79
  80 //___________________________________________
  81 AliLego::~AliLego()
  82 {
  83    delete fHistRadl;
  84    delete fHistAbso;
  85    delete fHistGcm2;
  86    delete fHistReta;
  87 }
  88
  89 //___________________________________________
  90 void AliLego::GenerateKinematics()
  91 {
  92 // Create a geantino with kinematics corresponding to the current
  93 // bins in theta and phi.
  94
  95   //
  96   // Rootinos are 0
  97    const Int_t mpart = 0;
  98    Float_t orig[3], pmom[3];
  99    Float_t t, cost, sint, cosp, sinp;
 100
 101 // --- Set to 0 radiation length, absorption length and g/cm2 ---
 102    fTotRadl = 0;
 103    fTotAbso = 0;
 104    fTotGcm2 = 0;
 105
 106    fCurTheta = (fThetaMin+(fThetaBin-0.5)*(fThetaMax-fThetaMin)/fNtheta)*kDegrad;
 107    fCurPhi   = (fPhiMin+(fPhiBin-0.5)*(fPhiMax-fPhiMin)/fNphi)*kDegrad;
 108    cost      = TMath::Cos(fCurTheta);
 109    sint      = TMath::Sin(fCurTheta);
 110    cosp      = TMath::Cos(fCurPhi);
 111    sinp      = TMath::Sin(fCurPhi);
 112
 113    pmom[0] = cosp*sint;
 114    pmom[1] = sinp*sint;
 115    pmom[2] = cost;
 116
 117 // --- Where to start
 118    orig[0] = orig[1] = orig[2] = 0;
 119    Float_t dalicz = 3000;
 120    if (fRadMin > 0) {
 121       t = PropagateCylinder(orig,pmom,fRadMin,dalicz);
 122       orig[0] = pmom[0]*t;
 123       orig[1] = pmom[1]*t;
 124       orig[2] = pmom[2]*t;
 125       if (TMath::Abs(orig[2]) > fZMax) return;
 126    }
 127
 128 // --- We do start here
 129    Float_t polar[3]={0.,0.,0.};
 130    Int_t ntr;
 131    gAlice->SetTrack(1, 0, mpart, pmom, orig, polar, 0, "LEGO ray", ntr);
 132 }
 133
 134 //___________________________________________
 135 void AliLego::Init(Int_t ntheta,Float_t themin,Float_t themax,
 136           Int_t nphi,Float_t phimin,Float_t phimax,Float_t rmin,Float_t rmax,
 137                   Float_t zmax)
 138 {
 139 // specify the angular limits and the size of the rectangular box
 140    fNtheta   = ntheta;
 141    fThetaMin = themin;
 142    fThetaMax = themax;
 143    fNphi     = nphi;
 144    fPhiMin   = phimin;
 145    fPhiMax   = phimax;
 146    fRadMin   = rmin;
 147    fRadMax   = rmax;
 148    fZMax     = zmax;
 149    Float_t etamin = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Min((Double_t)fThetaMax*kDegrad/2,TMath::Pi()/2-1.e-10)));
 150    Float_t etamax = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Max((Double_t)fThetaMin*kDegrad/2,              1.e-10)));
 151
 152    fHistRadl = new TH2F("hradl","Radiation length map",    nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 153    fHistAbso = new TH2F("habso","Interaction length map",  nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 154    fHistGcm2 = new TH2F("hgcm2","g/cm2 length map",        nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 155    fHistReta = new TH2F("hetar","Radiation length vs. eta",nphi,phimin,phimax,ntheta,etamin,etamax);
 156
 157 }
 158
 159 //___________________________________________
 160 Float_t AliLego::PropagateCylinder(Float_t *x, Float_t *v, Float_t r, Float_t z)
 161 {
 162 // Propagate to cylinder from inside
 163
 164    Double_t hnorm, sz, t, t1, t2, t3, sr;
 165    Double_t d[3];
 166    const Float_t kSmall  = 1e-8;
 167    const Float_t kSmall2 = kSmall*kSmall;
 168
 169 // ---> Find intesection with Z planes
 170    d[0]  = v[0];
 171    d[1]  = v[1];
 172    d[2]  = v[2];
 173    hnorm = TMath::Sqrt(1/(d[0]*d[0]+d[1]*d[1]+d[2]*d[2]));
 174    d[0] *= hnorm;
 175    d[1] *= hnorm;
 176    d[2] *= hnorm;
 177    if (d[2] > kSmall)       sz = (z-x[2])/d[2];
 178    else if (d[2] < -kSmall) sz = -(z+x[2])/d[2];
 179    else                     sz = 1.e10;  // ---> Direction parallel to X-Y, no intersection
 180
 181 // ---> Intersection with cylinders
 182 //      Intersection point (x,y,z)
 183 //      (x,y,z) is on track :    x=X(1)+t*D(1)
 184 //                               y=X(2)+t*D(2)
 185 //                               z=X(3)+t*D(3)
 186 //      (x,y,z) is on cylinder : x**2 + y**2 = R**2
 187 //
 188 //      (D(1)**2+D(2)**2)*t**2
 189 //      +2.*(X(1)*D(1)+X(2)*D(2))*t
 190 //      +X(1)**2+X(2)**2-R**2=0
 191 // ---> Solve second degree equation
 192    t1 = d[0]*d[0] + d[1]*d[1];
 193    if (t1 <= kSmall2) {
 194       t = sz;  // ---> Track parallel to the z-axis, take distance to planes
 195    } else {
 196       t2 = x[0]*d[0] + x[1]*d[1];
 197       t3 = x[0]*x[0] + x[1]*x[1];
 198       // ---> It should be positive, but there may be numerical problems
 199       sr = (t2 +TMath::Sqrt(TMath::Max(t2*t2-(t3-r*r)*t1,0.)))/t1;
 200       // ---> Find minimum distance between planes and cylinder
 201       t  = TMath::Min(sz,sr);
 202    }
 203    return t;
 204 }
 205
 206 //___________________________________________
 207 void AliLego::Run()
 208 {
 209    // loop on phi,theta bins
 210    gMC->InitLego();
 211    Float_t thed, phid, eta;
 212    for (fPhiBin=1; fPhiBin<=fNphi; fPhiBin++) {
 213       printf("AliLego Generating rays in phi bin:%d\n",fPhiBin);
 214       for (fThetaBin=1; fThetaBin<=fNtheta; fThetaBin++) {
 215          gMC->Gtrigi();
 216          gMC->Gtrigc();
 217          GenerateKinematics();
 218          gMC->Gtreve_root();
 219
 220          thed = fCurTheta*kRaddeg;
 221          phid = fCurPhi*kRaddeg;
 222          eta  = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Max(
 223                      TMath::Min((Double_t)fCurTheta/2,TMath::Pi()/2-1.e-10),1.e-10)));
 224          fHistRadl->Fill(phid,thed,fTotRadl);
 225          fHistAbso->Fill(phid,thed,fTotAbso);
 226          fHistGcm2->Fill(phid,thed,fTotGcm2);
 227          fHistReta->Fill(phid,eta,fTotRadl);
 228          gAlice->FinishEvent();
 229       }
 230    }
 231    // store histograms in current Root file
 232    fHistRadl->Write();
 233    fHistAbso->Write();
 234    fHistGcm2->Write();
 235    fHistReta->Write();
 236 }
 237
 238 //___________________________________________
 239 void AliLego::StepManager()
 240 {
 241 // called from AliRun::Stepmanager from gustep.
 242 // Accumulate the 3 parameters step by step
 243
 244    Float_t t, tt;
 245    Float_t a,z,dens,radl,absl;
 246    Int_t i;
 247
 248    Float_t step  = gMC->TrackStep();
 249
 250    Float_t vect[3], dir[3];
 251    TLorentzVector pos, mom;
 252
 253    gMC->TrackPosition(pos);
 254    gMC->TrackMomentum(mom);
 255    gMC->CurrentMaterial(a,z,dens,radl,absl);
 256
 257    if (z < 1) return;
 258
 259 // --- See if we have to stop now
 260    if (TMath::Abs(pos[2]) > fZMax  ||
 261        pos[0]*pos[0] +pos[1]*pos[1] > fRadMax*fRadMax) {
 262      gMC->StopEvent();
 263      return;
 264    }
 265
 266 // --- See how long we have to go
 267    for(i=0;i<3;++i) {
 268      vect[i]=pos[i];
 269      dir[i]=mom[i];
 270    }
 271    t  = PropagateCylinder(vect,dir,fRadMax,fZMax);
 272    tt = TMath::Min(step,t);
 273
 274    fTotAbso += tt/absl;
 275    fTotRadl += tt/radl;
 276    fTotGcm2 += tt*dens;
 277 }
 278