STEER/AliLego.cxx

   1 /**************************************************************************
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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     *
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  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.11  2000/03/22 13:42:26  fca
  19 SetGenerator does not replace an existing generator, ResetGenerator does
  20
  21 Revision 1.10  2000/02/23 16:25:22  fca
  22 AliVMC and AliGeant3 classes introduced
  23 ReadEuclid moved from AliRun to AliModule
  24
  25 Revision 1.9  1999/12/03 10:54:01  fca
  26 Fix lego summary
  27
  28 Revision 1.8  1999/10/01 09:54:33  fca
  29 Correct logics for Lego StepManager
  30
  31 Revision 1.7  1999/09/29 09:24:29  fca
  32 Introduction of the Copyright and cvs Log
  33
  34 */
  35
  36 //////////////////////////////////////////////////////////////
  37 //////////////////////////////////////////////////////////////
  38 //
  39 //  Utility class to evaluate the material budget from
  40 //  a given radius to the surface of an arbitrary cylinder
  41 //  along radial directions from the centre:
  42 //
  43 //   - radiation length
  44 //   - Interaction length
  45 //   - g/cm2
  46 //
  47 //  Geantinos are shot in the bins in the fNtheta bins in theta
  48 //  and fNphi bins in phi with specified rectangular limits.
  49 //  The statistics are accumulated per
  50 //    fRadMin < r < fRadMax    and  <0 < z < fZMax
  51 //
  52 //  To activate this option, you can do:
  53 //      Root > gAlice.RunLego();
  54 //  or  Root > .x menu.C  then select menu item "RunLego"
  55 //  Note that when calling gAlice->RunLego, an optional list
  56 //  of arguments may be specified.
  57 //
  58 //Begin_Html
  59 /*
  60 <img src="picts/alilego.gif">
  61 */
  62 //End_Html
  63 //
  64 //////////////////////////////////////////////////////////////
  65
  66 #include "TMath.h"
  67 #include "AliLego.h"
  68 #include "AliRun.h"
  69 #include "AliConst.h"
  70 #include "AliMC.h"
  71
  72 ClassImp(AliLego)
  73
  74
  75 //___________________________________________
  76 AliLego::AliLego()
  77 {
  78    fHistRadl = 0;
  79    fHistAbso = 0;
  80    fHistGcm2 = 0;
  81    fHistReta = 0;
  82 }
  83
  84 //___________________________________________
  85 AliLego::AliLego(const char *title, Int_t ntheta, Float_t themin, Float_t themax,
  86                  Int_t nphi, Float_t phimin, Float_t phimax,
  87                  Float_t rmin, Float_t rmax, Float_t zmax)
  88   : TNamed("Lego Generator",title)
  89 {
  90 // specify the angular limits and the size of the rectangular box
  91
  92    fGener = new AliLegoGenerator(ntheta, themin, themax,
  93                        nphi, phimin, phimax, rmin, rmax, zmax);
  94
  95    gAlice->ResetGenerator(fGener);
  96
  97    Float_t etamin = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Min((Double_t)themax*kDegrad/2,TMath::Pi()/2-1.e-10)));
  98    Float_t etamax = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Max((Double_t)themin*kDegrad/2,              1.e-10)));
  99
 100    fHistRadl = new TH2F("hradl","Radiation length map",
 101                         nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 102    fHistAbso = new TH2F("habso","Interaction length map",
 103                         nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 104    fHistGcm2 = new TH2F("hgcm2","g/cm2 length map",
 105                         nphi,phimin,phimax,ntheta,themin,themax);
 106    fHistReta = new TH2F("hetar","Radiation length vs. eta",
 107                         nphi,phimin,phimax,ntheta,etamin,etamax);
 108
 109 }
 110
 111 //___________________________________________
 112 AliLego::~AliLego()
 113 {
 114    delete fHistRadl;
 115    delete fHistAbso;
 116    delete fHistGcm2;
 117    delete fHistReta;
 118 }
 119
 120
 121 //___________________________________________
 122 void AliLego::Run()
 123 {
 124    // loop on phi,theta bins
 125    gMC->InitLego();
 126    Float_t thed, phid, eta;
 127    for (Int_t i=0; i<=fGener->Nphi()*fGener->Ntheta(); ++i) {
 128 // --- Set to 0 radiation length, absorption length and g/cm2 ---
 129      fTotRadl = 0;
 130      fTotAbso = 0;
 131      fTotGcm2 = 0;
 132
 133      gMC->ProcessEvent();
 134
 135      thed = fGener->CurTheta()*kRaddeg;
 136      phid = fGener->CurPhi()*kRaddeg;
 137      eta  = -TMath::Log(TMath::Tan(TMath::Max(
 138              TMath::Min((Double_t)(fGener->CurTheta())/2,
 139                         TMath::Pi()/2-1.e-10),1.e-10)));
 140
 141      fHistRadl->Fill(phid,thed,fTotRadl);
 142      fHistAbso->Fill(phid,thed,fTotAbso);
 143      fHistGcm2->Fill(phid,thed,fTotGcm2);
 144      fHistReta->Fill(phid,eta,fTotRadl);
 145      gAlice->FinishEvent();
 146    }
 147    // store histograms in current Root file
 148    fHistRadl->Write();
 149    fHistAbso->Write();
 150    fHistGcm2->Write();
 151    fHistReta->Write();
 152 }
 153
 154 //___________________________________________
 155 void AliLego::StepManager()
 156 {
 157 // called from AliRun::Stepmanager from gustep.
 158 // Accumulate the 3 parameters step by step
 159
 160    static Float_t t;
 161    Float_t a,z,dens,radl,absl;
 162    Int_t i;
 163
 164    Float_t step  = gMC->TrackStep();
 165
 166    Float_t vect[3], dir[3];
 167    TLorentzVector pos, mom;
 168
 169    gMC->TrackPosition(pos);
 170    gMC->TrackMomentum(mom);
 171    gMC->CurrentMaterial(a,z,dens,radl,absl);
 172
 173    if (z < 1) return;
 174
 175 // --- See if we have to stop now
 176    if (TMath::Abs(pos[2]) > fGener->ZMax()  ||
 177        pos[0]*pos[0] +pos[1]*pos[1] > fGener->RadMax()*fGener->RadMax()) {
 178      if (gMC->TrackLength()) {
 179        // Not the first step, add past contribution
 180        fTotAbso += t/absl;
 181        fTotRadl += t/radl;
 182        fTotGcm2 += t*dens;
 183      }
 184      gMC->StopTrack();
 185      return;
 186    }
 187
 188 // --- See how long we have to go
 189    for(i=0;i<3;++i) {
 190      vect[i]=pos[i];
 191      dir[i]=mom[i];
 192    }
 193
 194    t  = fGener->PropagateCylinder(vect,dir,fGener->RadMax(),fGener->ZMax());
 195
 196    if(step) {
 197      fTotAbso += step/absl;
 198      fTotRadl += step/radl;
 199      fTotGcm2 += step*dens;
 200    }
 201 }
 202
 203 ClassImp(AliLegoGenerator)
 204
 205 //___________________________________________
 206 AliLegoGenerator::AliLegoGenerator(Int_t ntheta, Float_t themin,
 207                                    Float_t themax, Int_t nphi,
 208                                    Float_t phimin, Float_t phimax,
 209                                    Float_t rmin, Float_t rmax, Float_t zmax) :
 210   AliGenerator(0), fRadMin(rmin), fRadMax(rmax), fZMax(zmax), fNtheta(ntheta),
 211   fNphi(nphi), fThetaBin(ntheta), fPhiBin(-1), fCurTheta(0), fCurPhi(0)
 212
 213 {
 214   SetPhiRange(phimin,phimax);
 215   SetThetaRange(themin,themax);
 216   SetName("Lego");
 217 }
 218
 219
 220 //___________________________________________
 221 void AliLegoGenerator::Generate()
 222 {
 223 // Create a geantino with kinematics corresponding to the current
 224 // bins in theta and phi.
 225
 226   //
 227   // Rootinos are 0
 228    const Int_t mpart = 0;
 229    Float_t orig[3], pmom[3];
 230    Float_t t, cost, sint, cosp, sinp;
 231
 232    // Prepare for next step
 233    if(fThetaBin>=fNtheta-1)
 234      if(fPhiBin>=fNphi-1) {
 235        Warning("Generate","End of Lego Generation");
 236        return;
 237      } else {
 238        fPhiBin++;
 239        printf("Generating rays in phi bin:%d\n",fPhiBin);
 240        fThetaBin=0;
 241      } else fThetaBin++;
 242
 243    fCurTheta = (fThetaMin+(fThetaBin+0.5)*(fThetaMax-fThetaMin)/fNtheta);
 244    fCurPhi   = (fPhiMin+(fPhiBin+0.5)*(fPhiMax-fPhiMin)/fNphi);
 245    cost      = TMath::Cos(fCurTheta);
 246    sint      = TMath::Sin(fCurTheta);
 247    cosp      = TMath::Cos(fCurPhi);
 248    sinp      = TMath::Sin(fCurPhi);
 249
 250    pmom[0] = cosp*sint;
 251    pmom[1] = sinp*sint;
 252    pmom[2] = cost;
 253
 254    // --- Where to start
 255    orig[0] = orig[1] = orig[2] = 0;
 256    Float_t dalicz = 3000;
 257    if (fRadMin > 0) {
 258      t = PropagateCylinder(orig,pmom,fRadMin,dalicz);
 259      orig[0] = pmom[0]*t;
 260      orig[1] = pmom[1]*t;
 261      orig[2] = pmom[2]*t;
 262      if (TMath::Abs(orig[2]) > fZMax) return;
 263    }
 264
 265    Float_t polar[3]={0.,0.,0.};
 266    Int_t ntr;
 267    gAlice->SetTrack(1, 0, mpart, pmom, orig, polar, 0, "LEGO ray", ntr);
 268
 269 }
 270
 271 //___________________________________________
 272 Float_t AliLegoGenerator::PropagateCylinder(Float_t *x, Float_t *v, Float_t r, Float_t z)
 273 {
 274 // Propagate to cylinder from inside
 275
 276    Double_t hnorm, sz, t, t1, t2, t3, sr;
 277    Double_t d[3];
 278    const Float_t kSmall  = 1e-8;
 279    const Float_t kSmall2 = kSmall*kSmall;
 280
 281 // ---> Find intesection with Z planes
 282    d[0]  = v[0];
 283    d[1]  = v[1];
 284    d[2]  = v[2];
 285    hnorm = TMath::Sqrt(1/(d[0]*d[0]+d[1]*d[1]+d[2]*d[2]));
 286    d[0] *= hnorm;
 287    d[1] *= hnorm;
 288    d[2] *= hnorm;
 289    if (d[2] > kSmall)       sz = (z-x[2])/d[2];
 290    else if (d[2] < -kSmall) sz = -(z+x[2])/d[2];
 291    else                     sz = 1.e10;  // ---> Direction parallel to X-Y, no intersection
 292
 293 // ---> Intersection with cylinders
 294 //      Intersection point (x,y,z)
 295 //      (x,y,z) is on track :    x=X(1)+t*D(1)
 296 //                               y=X(2)+t*D(2)
 297 //                               z=X(3)+t*D(3)
 298 //      (x,y,z) is on cylinder : x**2 + y**2 = R**2
 299 //
 300 //      (D(1)**2+D(2)**2)*t**2
 301 //      +2.*(X(1)*D(1)+X(2)*D(2))*t
 302 //      +X(1)**2+X(2)**2-R**2=0
 303 // ---> Solve second degree equation
 304    t1 = d[0]*d[0] + d[1]*d[1];
 305    if (t1 <= kSmall2) {
 306       t = sz;  // ---> Track parallel to the z-axis, take distance to planes
 307    } else {
 308       t2 = x[0]*d[0] + x[1]*d[1];
 309       t3 = x[0]*x[0] + x[1]*x[1];
 310       // ---> It should be positive, but there may be numerical problems
 311       sr = (t2 +TMath::Sqrt(TMath::Max(t2*t2-(t3-r*r)*t1,0.)))/t1;
 312       // ---> Find minimum distance between planes and cylinder
 313       t  = TMath::Min(sz,sr);
 314    }
 315    return t;
 316 }
 317