STEER/AliLego.cxx

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   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
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   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 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.12  2000/04/07 11:12:33  fca
  19 G4 compatibility changes
  20
  21 Revision 1.11  2000/03/22 13:42:26  fca
  22 SetGenerator does not replace an existing generator, ResetGenerator does
  23
  24 Revision 1.10  2000/02/23 16:25:22  fca
  25 AliVMC and AliGeant3 classes introduced
  26 ReadEuclid moved from AliRun to AliModule
  27
  28 Revision 1.9  1999/12/03 10:54:01  fca
  29 Fix lego summary
  30
  31 Revision 1.8  1999/10/01 09:54:33  fca
  32 Correct logics for Lego StepManager
  33
  34 Revision 1.7  1999/09/29 09:24:29  fca
  35 Introduction of the Copyright and cvs Log
  36
  37 */
  38
  39 //////////////////////////////////////////////////////////////
  40 //////////////////////////////////////////////////////////////
  41 //
  42 //  Utility class to evaluate the material budget from
  43 //  a given radius to the surface of an arbitrary cylinder
  44 //  along radial directions from the centre:
  45 //
  46 //   - radiation length
  47 //   - Interaction length
  48 //   - g/cm2
  49 //
  50 //  Geantinos are shot in the bins in the fNtheta bins in theta
  51 //  and fNphi bins in phi with specified rectangular limits.
  52 //  The statistics are accumulated per
  53 //    fRadMin < r < fRadMax    and  <0 < z < fZMax
  54 //
  55 //  To activate this option, you can do:
  56 //      Root > gAlice.RunLego();
  57 //  or  Root > .x menu.C  then select menu item "RunLego"
  58 //  Note that when calling gAlice->RunLego, an optional list
  59 //  of arguments may be specified.
  60 //
  61 //Begin_Html
  62 /*
  63 <img src="picts/alilego.gif">
  64 */
  65 //End_Html
  66 //
  67 //////////////////////////////////////////////////////////////
  68
  69 #include "TMath.h"
  70 #include "AliLego.h"
  71 #include "AliRun.h"
  72 #include "AliConst.h"
  73 #include "AliMC.h"
  74
  75 ClassImp(AliLego)
  76
  77
  78 //___________________________________________
  79 AliLego::AliLego()
  80 {
  81    fHistRadl = 0;
  82    fHistAbso = 0;
  83    fHistGcm2 = 0;
  84    fHistReta = 0;
  85 }
  86
  87 //___________________________________________
  88 AliLego::AliLego(const char *title, Int_t ntheta, Float_t themin, Float_t themax,
  89                  Int_t nphi, Float_t phimin, Float_t phimax,
  90                  Float_t rmin, Float_t rmax, Float_t zmax)
  91   : TNamed("Lego Generator",title)
  92 {
  93 // specify the angular limits and the size of the rectangular box
  94
  95    fGener = new AliLegoGenerator(ntheta, themin, themax,
  96                        nphi, phimin, phimax, rmin, rmax, zmax);
  97
  98    gAlice->ResetGenerator(fGener);
  99
 100    Float_t etamin = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Min((Double_t)themax*kDegrad/2,TMath::Pi()/2-1.e-10)));
 101    Float_t etamax = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Max((Double_t)themin*kDegrad/2,              1.e-10)));
 102
 103    fHistRadl = new TH2F("hradl","Radiation length map",
 104                         nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 105    fHistAbso = new TH2F("habso","Interaction length map",
 106                         nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 107    fHistGcm2 = new TH2F("hgcm2","g/cm2 length map",
 108                         nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 109    fHistReta = new TH2F("hetar","Radiation length vs. eta",
 110                         nphi,phimin,phimax,ntheta,etamin,etamax);
 111
 112 }
 113
 114 //___________________________________________
 115 AliLego::~AliLego()
 116 {
 117    delete fHistRadl;
 118    delete fHistAbso;
 119    delete fHistGcm2;
 120    delete fHistReta;
 121 }
 122
 123 //___________________________________________
 124 void AliLego::BeginEvent()
 125 {
 126 // --- Set to 0 radiation length, absorption length and g/cm2 ---
 127   fTotRadl = 0;
 128   fTotAbso = 0;
 129   fTotGcm2 = 0;
 130 }
 131
 132 //___________________________________________
 133 void AliLego::FinishEvent()
 134 {
 135   Double_t thed, phid, eta;
 136   thed = fGener->CurTheta()*kRaddeg;
 137   phid = fGener->CurPhi()*kRaddeg;
 138   eta  = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Max(
 139              TMath::Min((Double_t)(fGener->CurTheta())/2,
 140                         TMath::Pi()/2-1.e-10),1.e-10)));
 141
 142   fHistRadl->Fill(phid,thed,fTotRadl);
 143   fHistAbso->Fill(phid,thed,fTotAbso);
 144   fHistGcm2->Fill(phid,thed,fTotGcm2);
 145   fHistReta->Fill(phid,eta,fTotRadl);
 146 }
 147
 148 //___________________________________________
 149 void AliLego::FinishRun()
 150 {
 151    // Store histograms in current Root file
 152   fHistRadl->Write();
 153   fHistAbso->Write();
 154   fHistGcm2->Write();
 155   fHistReta->Write();
 156
 157   // Delete histograms from memory
 158   fHistRadl->Delete(); fHistRadl=0;
 159   fHistAbso->Delete(); fHistAbso=0;
 160   fHistGcm2->Delete(); fHistGcm2=0;
 161   fHistReta->Delete(); fHistReta=0;
 162
 163 }
 164
 165
 166 //___________________________________________
 167 void AliLego::StepManager()
 168 {
 169 // called from AliRun::Stepmanager from gustep.
 170 // Accumulate the 3 parameters step by step
 171
 172    static Float_t t;
 173    Float_t a,z,dens,radl,absl;
 174    Int_t i;
 175
 176    Float_t step  = gMC->TrackStep();
 177
 178    Float_t vect[3], dir[3];
 179    TLorentzVector pos, mom;
 180
 181    gMC->TrackPosition(pos);
 182    gMC->TrackMomentum(mom);
 183    gMC->CurrentMaterial(a,z,dens,radl,absl);
 184
 185    if (z < 1) return;
 186
 187 // --- See if we have to stop now
 188    if (TMath::Abs(pos[2]) > fGener->ZMax()  ||
 189        pos[0]*pos[0] +pos[1]*pos[1] > fGener->RadMax()*fGener->RadMax()) {
 190      if (gMC->TrackLength()) {
 191        // Not the first step, add past contribution
 192        fTotAbso += t/absl;
 193        fTotRadl += t/radl;
 194        fTotGcm2 += t*dens;
 195      }
 196      gMC->StopTrack();
 197      return;
 198    }
 199
 200 // --- See how long we have to go
 201    for(i=0;i<3;++i) {
 202      vect[i]=pos[i];
 203      dir[i]=mom[i];
 204    }
 205
 206    t  = fGener->PropagateCylinder(vect,dir,fGener->RadMax(),fGener->ZMax());
 207
 208    if(step) {
 209      fTotAbso += step/absl;
 210      fTotRadl += step/radl;
 211      fTotGcm2 += step*dens;
 212    }
 213 }
 214
 215 ClassImp(AliLegoGenerator)
 216
 217 //___________________________________________
 218 AliLegoGenerator::AliLegoGenerator(Int_t ntheta, Float_t themin,
 219                                    Float_t themax, Int_t nphi,
 220                                    Float_t phimin, Float_t phimax,
 221                                    Float_t rmin, Float_t rmax, Float_t zmax) :
 222   AliGenerator(0), fRadMin(rmin), fRadMax(rmax), fZMax(zmax), fNtheta(ntheta),
 223   fNphi(nphi), fThetaBin(ntheta), fPhiBin(-1), fCurTheta(0), fCurPhi(0)
 224
 225 {
 226   SetPhiRange(phimin,phimax);
 227   SetThetaRange(themin,themax);
 228   SetName("Lego");
 229 }
 230
 231
 232 //___________________________________________
 233 void AliLegoGenerator::Generate()
 234 {
 235 // Create a geantino with kinematics corresponding to the current
 236 // bins in theta and phi.
 237
 238   //
 239   // Rootinos are 0
 240    const Int_t mpart = 0;
 241    Float_t orig[3], pmom[3];
 242    Float_t t, cost, sint, cosp, sinp;
 243
 244    // Prepare for next step
 245    if(fThetaBin>=fNtheta-1)
 246      if(fPhiBin>=fNphi-1) {
 247        Warning("Generate","End of Lego Generation");
 248        return;
 249      } else {
 250        fPhiBin++;
 251        printf("Generating rays in phi bin:%d\n",fPhiBin);
 252        fThetaBin=0;
 253      } else fThetaBin++;
 254
 255    fCurTheta = (fThetaMin+(fThetaBin+0.5)*(fThetaMax-fThetaMin)/fNtheta);
 256    fCurPhi   = (fPhiMin+(fPhiBin+0.5)*(fPhiMax-fPhiMin)/fNphi);
 257    cost      = TMath::Cos(fCurTheta);
 258    sint      = TMath::Sin(fCurTheta);
 259    cosp      = TMath::Cos(fCurPhi);
 260    sinp      = TMath::Sin(fCurPhi);
 261
 262    pmom[0] = cosp*sint;
 263    pmom[1] = sinp*sint;
 264    pmom[2] = cost;
 265
 266    // --- Where to start
 267    orig[0] = orig[1] = orig[2] = 0;
 268    Float_t dalicz = 3000;
 269    if (fRadMin > 0) {
 270      t = PropagateCylinder(orig,pmom,fRadMin,dalicz);
 271      orig[0] = pmom[0]*t;
 272      orig[1] = pmom[1]*t;
 273      orig[2] = pmom[2]*t;
 274      if (TMath::Abs(orig[2]) > fZMax) return;
 275    }
 276
 277    Float_t polar[3]={0.,0.,0.};
 278    Int_t ntr;
 279    gAlice->SetTrack(1, 0, mpart, pmom, orig, polar, 0, "LEGO ray", ntr);
 280
 281 }
 282
 283 //___________________________________________
 284 Float_t AliLegoGenerator::PropagateCylinder(Float_t *x, Float_t *v, Float_t r, Float_t z)
 285 {
 286 // Propagate to cylinder from inside
 287
 288    Double_t hnorm, sz, t, t1, t2, t3, sr;
 289    Double_t d[3];
 290    const Float_t kSmall  = 1e-8;
 291    const Float_t kSmall2 = kSmall*kSmall;
 292
 293 // ---> Find intesection with Z planes
 294    d[0]  = v[0];
 295    d[1]  = v[1];
 296    d[2]  = v[2];
 297    hnorm = TMath::Sqrt(1/(d[0]*d[0]+d[1]*d[1]+d[2]*d[2]));
 298    d[0] *= hnorm;
 299    d[1] *= hnorm;
 300    d[2] *= hnorm;
 301    if (d[2] > kSmall)       sz = (z-x[2])/d[2];
 302    else if (d[2] < -kSmall) sz = -(z+x[2])/d[2];
 303    else                     sz = 1.e10;  // ---> Direction parallel to X-Y, no intersection
 304
 305 // ---> Intersection with cylinders
 306 //      Intersection point (x,y,z)
 307 //      (x,y,z) is on track :    x=X(1)+t*D(1)
 308 //                               y=X(2)+t*D(2)
 309 //                               z=X(3)+t*D(3)
 310 //      (x,y,z) is on cylinder : x**2 + y**2 = R**2
 311 //
 312 //      (D(1)**2+D(2)**2)*t**2
 313 //      +2.*(X(1)*D(1)+X(2)*D(2))*t
 314 //      +X(1)**2+X(2)**2-R**2=0
 315 // ---> Solve second degree equation
 316    t1 = d[0]*d[0] + d[1]*d[1];
 317    if (t1 <= kSmall2) {
 318       t = sz;  // ---> Track parallel to the z-axis, take distance to planes
 319    } else {
 320       t2 = x[0]*d[0] + x[1]*d[1];
 321       t3 = x[0]*x[0] + x[1]*x[1];
 322       // ---> It should be positive, but there may be numerical problems
 323       sr = (t2 +TMath::Sqrt(TMath::Max(t2*t2-(t3-r*r)*t1,0.)))/t1;
 324       // ---> Find minimum distance between planes and cylinder
 325       t  = TMath::Min(sz,sr);
 326    }
 327    return t;
 328 }
 329