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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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.10  2000/02/23 16:25:22  fca
  19 AliVMC and AliGeant3 classes introduced
  20 ReadEuclid moved from AliRun to AliModule
  21
  22 Revision 1.9  1999/12/03 10:54:01  fca
  23 Fix lego summary
  24
  25 Revision 1.8  1999/10/01 09:54:33  fca
  26 Correct logics for Lego StepManager
  27
  28 Revision 1.7  1999/09/29 09:24:29  fca
  29 Introduction of the Copyright and cvs Log
  30
  31 */
  32
  33 //////////////////////////////////////////////////////////////
  34 //////////////////////////////////////////////////////////////
  35 //
  36 //  Utility class to evaluate the material budget from
  37 //  a given radius to the surface of an arbitrary cylinder
  38 //  along radial directions from the centre:
  39 //
  40 //   - radiation length
  41 //   - Interaction length
  42 //   - g/cm2
  43 //
  44 //  Geantinos are shot in the bins in the fNtheta bins in theta
  45 //  and fNphi bins in phi with specified rectangular limits.
  46 //  The statistics are accumulated per
  47 //    fRadMin < r < fRadMax    and  <0 < z < fZMax
  48 //
  49 //  To activate this option, you can do:
  50 //      Root > gAlice.RunLego();
  51 //  or  Root > .x menu.C  then select menu item "RunLego"
  52 //  Note that when calling gAlice->RunLego, an optional list
  53 //  of arguments may be specified.
  54 //
  55 //Begin_Html
  56 /*
  57 <img src="picts/alilego.gif">
  58 */
  59 //End_Html
  60 //
  61 //////////////////////////////////////////////////////////////
  62
  63 #include "TMath.h"
  64 #include "AliLego.h"
  65 #include "AliRun.h"
  66 #include "AliConst.h"
  67 #include "AliVMC.h"
  68
  69 ClassImp(AliLego)
  70
  71
  72 //___________________________________________
  73 AliLego::AliLego()
  74 {
  75    fHistRadl = 0;
  76    fHistAbso = 0;
  77    fHistGcm2 = 0;
  78    fHistReta = 0;
  79 }
  80
  81 //___________________________________________
  82 AliLego::AliLego(const char *title, Int_t ntheta, Float_t themin, Float_t themax,
  83                  Int_t nphi, Float_t phimin, Float_t phimax,
  84                  Float_t rmin, Float_t rmax, Float_t zmax)
  85   : TNamed("Lego Generator",title)
  86 {
  87 // specify the angular limits and the size of the rectangular box
  88
  89    fGener = new AliLegoGenerator(ntheta, themin, themax,
  90                        nphi, phimin, phimax, rmin, rmax, zmax);
  91
  92    gAlice->ResetGenerator(fGener);
  93
  94    Float_t etamin = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Min((Double_t)themax*kDegrad/2,TMath::Pi()/2-1.e-10)));
  95    Float_t etamax = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Max((Double_t)themin*kDegrad/2,              1.e-10)));
  96
  97    fHistRadl = new TH2F("hradl","Radiation length map",
  98                         nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
  99    fHistAbso = new TH2F("habso","Interaction length map",
 100                         nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 101    fHistGcm2 = new TH2F("hgcm2","g/cm2 length map",
 102                         nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 103    fHistReta = new TH2F("hetar","Radiation length vs. eta",
 104                         nphi,phimin,phimax,ntheta,etamin,etamax);
 105
 106 }
 107
 108 //___________________________________________
 109 AliLego::~AliLego()
 110 {
 111    delete fHistRadl;
 112    delete fHistAbso;
 113    delete fHistGcm2;
 114    delete fHistReta;
 115 }
 116
 117
 118 //___________________________________________
 119 void AliLego::Run()
 120 {
 121    // loop on phi,theta bins
 122    gMC->InitLego();
 123    Float_t thed, phid, eta;
 124    for (Int_t i=0; i<=fGener->Nphi()*fGener->Ntheta(); ++i) {
 125 // --- Set to 0 radiation length, absorption length and g/cm2 ---
 126      fTotRadl = 0;
 127      fTotAbso = 0;
 128      fTotGcm2 = 0;
 129
 130      gVMC->ProcessEvent();
 131
 132      thed = fGener->CurTheta()*kRaddeg;
 133      phid = fGener->CurPhi()*kRaddeg;
 134      eta  = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Max(
 135              TMath::Min((Double_t)(fGener->CurTheta())/2,
 136                         TMath::Pi()/2-1.e-10),1.e-10)));
 137
 138      fHistRadl->Fill(phid,thed,fTotRadl);
 139      fHistAbso->Fill(phid,thed,fTotAbso);
 140      fHistGcm2->Fill(phid,thed,fTotGcm2);
 141      fHistReta->Fill(phid,eta,fTotRadl);
 142      gAlice->FinishEvent();
 143    }
 144    // store histograms in current Root file
 145    fHistRadl->Write();
 146    fHistAbso->Write();
 147    fHistGcm2->Write();
 148    fHistReta->Write();
 149 }
 150
 151 //___________________________________________
 152 void AliLego::StepManager()
 153 {
 154 // called from AliRun::Stepmanager from gustep.
 155 // Accumulate the 3 parameters step by step
 156
 157    static Float_t t;
 158    Float_t a,z,dens,radl,absl;
 159    Int_t i;
 160
 161    Float_t step  = gMC->TrackStep();
 162
 163    Float_t vect[3], dir[3];
 164    TLorentzVector pos, mom;
 165
 166    gMC->TrackPosition(pos);
 167    gMC->TrackMomentum(mom);
 168    gMC->CurrentMaterial(a,z,dens,radl,absl);
 169
 170    if (z < 1) return;
 171
 172 // --- See if we have to stop now
 173    if (TMath::Abs(pos[2]) > fGener->ZMax()  ||
 174        pos[0]*pos[0] +pos[1]*pos[1] > fGener->RadMax()*fGener->RadMax()) {
 175      if (gMC->TrackLength()) {
 176        // Not the first step, add past contribution
 177        fTotAbso += t/absl;
 178        fTotRadl += t/radl;
 179        fTotGcm2 += t*dens;
 180      }
 181      gMC->StopTrack();
 182      return;
 183    }
 184
 185 // --- See how long we have to go
 186    for(i=0;i<3;++i) {
 187      vect[i]=pos[i];
 188      dir[i]=mom[i];
 189    }
 190
 191    t  = fGener->PropagateCylinder(vect,dir,fGener->RadMax(),fGener->ZMax());
 192
 193    if(step) {
 194      fTotAbso += step/absl;
 195      fTotRadl += step/radl;
 196      fTotGcm2 += step*dens;
 197    }
 198 }
 199
 200 ClassImp(AliLegoGenerator)
 201
 202 //___________________________________________
 203 AliLegoGenerator::AliLegoGenerator(Int_t ntheta, Float_t themin,
 204                                    Float_t themax, Int_t nphi,
 205                                    Float_t phimin, Float_t phimax,
 206                                    Float_t rmin, Float_t rmax, Float_t zmax) :
 207   AliGenerator(0), fRadMin(rmin), fRadMax(rmax), fZMax(zmax), fNtheta(ntheta),
 208   fNphi(nphi), fThetaBin(ntheta), fPhiBin(-1), fCurTheta(0), fCurPhi(0)
 209
 210 {
 211   SetPhiRange(phimin,phimax);
 212   SetThetaRange(themin,themax);
 213   SetName("Lego");
 214 }
 215
 216
 217 //___________________________________________
 218 void AliLegoGenerator::Generate()
 219 {
 220 // Create a geantino with kinematics corresponding to the current
 221 // bins in theta and phi.
 222
 223   //
 224   // Rootinos are 0
 225    const Int_t mpart = 0;
 226    Float_t orig[3], pmom[3];
 227    Float_t t, cost, sint, cosp, sinp;
 228
 229    // Prepare for next step
 230    if(fThetaBin>=fNtheta-1)
 231      if(fPhiBin>=fNphi-1) {
 232        Warning("Generate","End of Lego Generation");
 233        return;
 234      } else {
 235        fPhiBin++;
 236        printf("Generating rays in phi bin:%d\n",fPhiBin);
 237        fThetaBin=0;
 238      } else fThetaBin++;
 239
 240    fCurTheta = (fThetaMin+(fThetaBin+0.5)*(fThetaMax-fThetaMin)/fNtheta);
 241    fCurPhi   = (fPhiMin+(fPhiBin+0.5)*(fPhiMax-fPhiMin)/fNphi);
 242    cost      = TMath::Cos(fCurTheta);
 243    sint      = TMath::Sin(fCurTheta);
 244    cosp      = TMath::Cos(fCurPhi);
 245    sinp      = TMath::Sin(fCurPhi);
 246
 247    pmom[0] = cosp*sint;
 248    pmom[1] = sinp*sint;
 249    pmom[2] = cost;
 250
 251    // --- Where to start
 252    orig[0] = orig[1] = orig[2] = 0;
 253    Float_t dalicz = 3000;
 254    if (fRadMin > 0) {
 255      t = PropagateCylinder(orig,pmom,fRadMin,dalicz);
 256      orig[0] = pmom[0]*t;
 257      orig[1] = pmom[1]*t;
 258      orig[2] = pmom[2]*t;
 259      if (TMath::Abs(orig[2]) > fZMax) return;
 260    }
 261
 262    Float_t polar[3]={0.,0.,0.};
 263    Int_t ntr;
 264    gAlice->SetTrack(1, 0, mpart, pmom, orig, polar, 0, "LEGO ray", ntr);
 265
 266 }
 267
 268 //___________________________________________
 269 Float_t AliLegoGenerator::PropagateCylinder(Float_t *x, Float_t *v, Float_t r, Float_t z)
 270 {
 271 // Propagate to cylinder from inside
 272
 273    Double_t hnorm, sz, t, t1, t2, t3, sr;
 274    Double_t d[3];
 275    const Float_t kSmall  = 1e-8;
 276    const Float_t kSmall2 = kSmall*kSmall;
 277
 278 // ---> Find intesection with Z planes
 279    d[0]  = v[0];
 280    d[1]  = v[1];
 281    d[2]  = v[2];
 282    hnorm = TMath::Sqrt(1/(d[0]*d[0]+d[1]*d[1]+d[2]*d[2]));
 283    d[0] *= hnorm;
 284    d[1] *= hnorm;
 285    d[2] *= hnorm;
 286    if (d[2] > kSmall)       sz = (z-x[2])/d[2];
 287    else if (d[2] < -kSmall) sz = -(z+x[2])/d[2];
 288    else                     sz = 1.e10;  // ---> Direction parallel to X-Y, no intersection
 289
 290 // ---> Intersection with cylinders
 291 //      Intersection point (x,y,z)
 292 //      (x,y,z) is on track :    x=X(1)+t*D(1)
 293 //                               y=X(2)+t*D(2)
 294 //                               z=X(3)+t*D(3)
 295 //      (x,y,z) is on cylinder : x**2 + y**2 = R**2
 296 //
 297 //      (D(1)**2+D(2)**2)*t**2
 298 //      +2.*(X(1)*D(1)+X(2)*D(2))*t
 299 //      +X(1)**2+X(2)**2-R**2=0
 300 // ---> Solve second degree equation
 301    t1 = d[0]*d[0] + d[1]*d[1];
 302    if (t1 <= kSmall2) {
 303       t = sz;  // ---> Track parallel to the z-axis, take distance to planes
 304    } else {
 305       t2 = x[0]*d[0] + x[1]*d[1];
 306       t3 = x[0]*x[0] + x[1]*x[1];
 307       // ---> It should be positive, but there may be numerical problems
 308       sr = (t2 +TMath::Sqrt(TMath::Max(t2*t2-(t3-r*r)*t1,0.)))/t1;
 309       // ---> Find minimum distance between planes and cylinder
 310       t  = TMath::Min(sz,sr);
 311    }
 312    return t;
 313 }
 314