STEER/STEERBase/AliExternalTrackParam.h

   1 #ifndef ALIEXTERNALTRACKPARAM_H
   2 #define ALIEXTERNALTRACKPARAM_H
   3 /* Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   4  * See cxx source for full Copyright notice                               */
   5
   6 /* $Id$ */
   7
   8 /*****************************************************************************
   9  *              "External" track parametrisation class                       *
  10  *                                                                           *
  11  *      external param0:   local Y-coordinate of a track (cm)                *
  12  *      external param1:   local Z-coordinate of a track (cm)                *
  13  *      external param2:   local sine of the track momentum azimuthal angle  *
  14  *      external param3:   tangent of the track momentum dip angle           *
  15  *      external param4:   1/pt (1/(GeV/c))                                  *
  16  *                                                                           *
  17  * The parameters are estimated at an exact position x in a local coord.     *
  18  * system rotated by angle alpha with respect to the global coord.system.    *
  19  *        Origin: I.Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch                     *
  20  *****************************************************************************/
  21 #include "TMath.h"
  22
  23 #include "AliVTrack.h"
  24
  25 const Double_t kVeryBig=1./kAlmost0;
  26 const Double_t kMostProbablePt=0.35;
  27
  28 class AliVVertex;
  29 class TPolyMarker3D;
  30
  31 const Double_t kC0max=100*100, // SigmaY<=100cm
  32                kC2max=100*100, // SigmaZ<=100cm
  33                kC5max=1*1,     // SigmaSin<=1
  34                kC9max=1*1,     // SigmaTan<=1
  35                kC14max=100*100; // Sigma1/Pt<=100 1/GeV
  36
  37 class AliExternalTrackParam: public AliVTrack {
  38  public:
  39   AliExternalTrackParam();
  40   AliExternalTrackParam(const AliExternalTrackParam &);
  41   AliExternalTrackParam& operator=(const AliExternalTrackParam & trkPar);
  42   AliExternalTrackParam(Double_t x, Double_t alpha,
  43                         const Double_t param[5], const Double_t covar[15]);
  44   AliExternalTrackParam(Double_t xyz[3],Double_t pxpypz[3],
  45                         Double_t cv[21],Short_t sign);
  46   virtual ~AliExternalTrackParam(){}
  47   void CopyFromVTrack(const AliVTrack *vTrack);
  48
  49   template <typename T>
  50   void Set(T x, T alpha, const T param[5], const T covar[15]) {
  51     //  Sets the parameters
  52     if      (alpha < -TMath::Pi()) alpha += 2*TMath::Pi();
  53     else if (alpha >= TMath::Pi()) alpha -= 2*TMath::Pi();
  54     fX=x; fAlpha=alpha;
  55     for (Int_t i = 0; i < 5; i++)  fP[i] = param[i];
  56     for (Int_t i = 0; i < 15; i++) fC[i] = covar[i];
  57
  58     CheckCovariance();
  59
  60   }
  61
  62   void Set(Double_t xyz[3],Double_t pxpypz[3],Double_t cv[21],Short_t sign);
  63
  64   static void SetMostProbablePt(Double_t pt) { fgMostProbablePt=pt; }
  65   static Double_t GetMostProbablePt() { return fgMostProbablePt; }
  66
  67   void Reset();
  68   void ResetCovariance(Double_t s2);
  69   void AddCovariance(const Double_t cov[15]);
  70
  71   const Double_t *GetParameter() const {return fP;}
  72   const Double_t *GetCovariance() const {return fC;}
  73   virtual  Bool_t IsStartedTimeIntegral() const {return kFALSE;}
  74   virtual  void   AddTimeStep(Double_t ) {} // dummy method, real stuff is done in AliKalmanTrack
  75   Double_t GetAlpha() const {return fAlpha;}
  76   Double_t GetX() const {return fX;}
  77   Double_t GetY()    const {return fP[0];}
  78   Double_t GetZ()    const {return fP[1];}
  79   Double_t GetSnp()  const {return fP[2];}
  80   Double_t GetTgl()  const {return fP[3];}
  81   Double_t GetSigned1Pt()  const {return fP[4];}
  82
  83   Double_t GetSigmaY2() const {return fC[0];}
  84   Double_t GetSigmaZY() const {return fC[1];}
  85   Double_t GetSigmaZ2() const {return fC[2];}
  86   Double_t GetSigmaSnpY() const {return fC[3];}
  87   Double_t GetSigmaSnpZ() const {return fC[4];}
  88   Double_t GetSigmaSnp2() const {return fC[5];}
  89   Double_t GetSigmaTglY() const {return fC[6];}
  90   Double_t GetSigmaTglZ() const {return fC[7];}
  91   Double_t GetSigmaTglSnp() const {return fC[8];}
  92   Double_t GetSigmaTgl2() const {return fC[9];}
  93   Double_t GetSigma1PtY() const {return fC[10];}
  94   Double_t GetSigma1PtZ() const {return fC[11];}
  95   Double_t GetSigma1PtSnp() const {return fC[12];}
  96   Double_t GetSigma1PtTgl() const {return fC[13];}
  97   Double_t GetSigma1Pt2() const {return fC[14];}
  98
  99   // additional functions for AliVParticle
 100   Double_t Px() const;
 101   Double_t Py() const;
 102   Double_t Pz() const { return Pt()*GetTgl(); }
 103   Double_t Pt() const { return TMath::Abs(GetSignedPt()); }
 104   Double_t P() const { return GetP(); }
 105   Bool_t   PxPyPz(Double_t p[3]) const { return GetPxPyPz(p); }
 106
 107   Double_t Xv() const;
 108   Double_t Yv() const;
 109   Double_t Zv() const {return GetZ();}
 110   Bool_t   XvYvZv(Double_t x[3]) const { return GetXYZ(x); }
 111
 112   Double_t OneOverPt() const { return 1./Pt(); }
 113   Double_t Phi() const;
 114   Double_t Theta() const;
 115   virtual Double_t E() const;
 116   virtual Double_t M() const;
 117   Double_t Eta() const;
 118   virtual Double_t Y() const;
 119   virtual Short_t  Charge() const { return (Short_t)GetSign(); }
 120   virtual const Double_t *PID() const { return 0x0; }
 121
 122   // additional functions from AliVTrack
 123   virtual Int_t    GetID() const { return -999; }
 124   virtual UChar_t  GetITSClusterMap() const {return 0; }
 125   virtual ULong_t  GetStatus() const { return 0; }
 126
 127   Double_t GetSign() const {return (fP[4]>0) ? 1 : -1;}
 128   Double_t GetP() const;
 129   Double_t GetSignedPt() const {
 130     return (TMath::Abs(fP[4])>kAlmost0) ? 1./fP[4]:TMath::Sign(kVeryBig,fP[4]);
 131   }
 132   Double_t Get1P() const;
 133   virtual Double_t GetC(Double_t b) const {return fP[4]*b*kB2C;}
 134   void GetDZ(Double_t x,Double_t y,Double_t z,Double_t b,Float_t dz[2]) const;
 135   Double_t GetD(Double_t xv, Double_t yv, Double_t b) const;
 136   Double_t GetLinearD(Double_t xv, Double_t yv) const;
 137
 138   Bool_t CorrectForMeanMaterial(Double_t xOverX0, Double_t xTimesRho,
 139         Double_t mass,  Bool_t anglecorr=kFALSE,
 140         Double_t (*f)(Double_t)=AliExternalTrackParam::BetheBlochSolid);
 141
 142   Bool_t CorrectForMeanMaterialdEdx(Double_t xOverX0, Double_t xTimesRho,
 143         Double_t mass, Double_t dEdx, Bool_t anglecorr=kFALSE);
 144
 145   Bool_t CorrectForMeanMaterialZA(Double_t xOverX0, Double_t xTimesRho,
 146                                   Double_t mass,
 147                                   Double_t zOverA=0.49848,
 148                                   Double_t density=2.33,
 149                                   Double_t exEnergy=173e-9,
 150                                   Double_t jp1=0.20,
 151                                   Double_t jp2=3.00,
 152                                   Bool_t anglecorr=kFALSE
 153   );
 154
 155   //
 156   // Bethe-Bloch formula parameterizations
 157   //
 158   static Double_t BetheBlochAleph(Double_t bg,
 159                                   Double_t kp1=0.76176e-1,
 160                                   Double_t kp2=10.632,
 161                                   Double_t kp3=0.13279e-4,
 162                                   Double_t kp4=1.8631,
 163                                   Double_t kp5=1.9479
 164                                   );
 165   static Double_t BetheBlochGeant(Double_t bg,
 166                                   Double_t kp0=2.33,
 167                                   Double_t kp1=0.20,
 168                                   Double_t kp2=3.00,
 169                                   Double_t kp3=173e-9,
 170                                   Double_t kp4=0.49848
 171                                   );
 172
 173   static Double_t BetheBlochSolid(Double_t bg);
 174   static Double_t BetheBlochGas(Double_t bg);
 175
 176   Double_t GetPredictedChi2(Double_t p[2],Double_t cov[3]) const;
 177
 178   Double_t
 179     GetPredictedChi2(Double_t p[3],Double_t covyz[3],Double_t covxyz[3]) const;
 180
 181   Double_t GetPredictedChi2(const AliExternalTrackParam *t) const;
 182
 183   Bool_t
 184     PropagateTo(Double_t p[3],Double_t covyz[3],Double_t covxyz[3],Double_t b);
 185
 186   Double_t *GetResiduals(Double_t *p,Double_t *cov,Bool_t updated=kTRUE) const;
 187   Bool_t Update(Double_t p[2],Double_t cov[3]);
 188   Bool_t Rotate(Double_t alpha);
 189   Bool_t Invert();
 190   Bool_t PropagateTo(Double_t x, Double_t b);
 191   Bool_t Propagate(Double_t alpha, Double_t x, Double_t b);
 192   Bool_t PropagateBxByBz(Double_t alpha, Double_t x, Double_t b[3]);
 193   void   Propagate(Double_t len,Double_t x[3],Double_t p[3],Double_t bz) const;
 194   Bool_t Intersect(Double_t pnt[3], Double_t norm[3], Double_t bz) const;
 195
 196   static void g3helx3(Double_t qfield, Double_t step, Double_t vect[7]);
 197   Bool_t PropagateToBxByBz(Double_t x, const Double_t b[3]);
 198
 199   void GetHelixParameters(Double_t h[6], Double_t b) const;
 200   Double_t GetDCA(const AliExternalTrackParam *p, Double_t b,
 201     Double_t &xthis,Double_t &xp) const;
 202   Double_t PropagateToDCA(AliExternalTrackParam *p, Double_t b);
 203   Bool_t PropagateToDCA(const AliVVertex *vtx, Double_t b, Double_t maxd,
 204                         Double_t dz[2]=0, Double_t cov[3]=0);
 205   Bool_t PropagateToDCABxByBz(const AliVVertex *vtx, Double_t b[3],
 206          Double_t maxd, Double_t dz[2]=0, Double_t cov[3]=0);
 207   Bool_t ConstrainToVertex(const AliVVertex* vtx, Double_t b[3]);
 208
 209   void GetDirection(Double_t d[3]) const;
 210   Bool_t GetPxPyPz(Double_t *p) const;
 211   Bool_t GetXYZ(Double_t *p) const;
 212   Bool_t GetCovarianceXYZPxPyPz(Double_t cv[21]) const;
 213   Bool_t GetPxPyPzAt(Double_t x, Double_t b, Double_t p[3]) const;
 214   Bool_t GetXYZAt(Double_t x, Double_t b, Double_t r[3]) const;
 215   Bool_t GetYAt(Double_t x,  Double_t b,  Double_t &y) const;
 216   Bool_t GetZAt(Double_t x,  Double_t b,  Double_t &z) const;
 217   void Print(Option_t* option = "") const;
 218   Double_t GetSnpAt(Double_t x,Double_t b) const;
 219
 220   //Deprecated
 221   Bool_t CorrectForMaterial(Double_t d, Double_t x0, Double_t mass,
 222          Double_t (*f)(Double_t)=AliExternalTrackParam::BetheBlochSolid);
 223
 224   Bool_t GetDistance(AliExternalTrackParam *param2, Double_t x, Double_t dist[3], Double_t b);
 225   Int_t GetIndex(Int_t i, Int_t j) const;
 226   Int_t GetLabel() const {return -1;}
 227   Int_t PdgCode()  const {return 0;}
 228
 229   //
 230   // visualization (M. Ivanov)
 231   //
 232   virtual void FillPolymarker(TPolyMarker3D *pol, Float_t magf, Float_t minR, Float_t maxR, Float_t stepR);
 233   virtual void DrawTrack(Float_t magF, Float_t minR, Float_t maxR, Float_t stepR);
 234
 235   virtual Bool_t Translate(Double_t *vTrasl,Double_t *covV);
 236
 237   void CheckCovariance();
 238
 239   static Bool_t  GetUseLogTermMS()                {return fgUseLogTermMS;}
 240   static void    SetUseLogTermMS(Bool_t v=kTRUE)  {fgUseLogTermMS = v;}
 241
 242  protected:
 243   AliExternalTrackParam(const AliVTrack *vTrack);
 244
 245 /*  protected: */
 246  private:
 247   Double_t &Par(Int_t i) {return fP[i];}
 248   Double_t &Cov(Int_t i) {return fC[i];}
 249  private:
 250   Double32_t           fX;     // X coordinate for the point of parametrisation
 251   Double32_t           fAlpha; // Local <-->global coor.system rotation angle
 252   Double32_t           fP[5];  // The track parameters
 253   Double32_t           fC[15]; // The track parameter covariance matrix
 254
 255   static Double32_t    fgMostProbablePt; // "Most probable" pt
 256                                          // (to be used if Bz=0)
 257   static Bool_t        fgUseLogTermMS;   // use log term in Mult.Stattering evaluation
 258   ClassDef(AliExternalTrackParam, 8)
 259 };
 260
 261 inline void AliExternalTrackParam::ResetCovariance(Double_t s2) {
 262   //
 263   // Reset the covarince matrix to "something big"
 264   //
 265
 266   s2 = TMath::Abs(s2);
 267   Double_t fC0=fC[0]*s2,
 268            fC2=fC[2]*s2,
 269            fC5=fC[5]*s2,
 270            fC9=fC[9]*s2,
 271            fC14=fC[14]*s2;
 272
 273   if (fC0>kC0max)  fC0 = kC0max;
 274   if (fC2>kC2max)  fC2 = kC2max;
 275   if (fC5>kC5max)  fC5 = kC5max;
 276   if (fC9>kC9max)  fC9 = kC9max;
 277   if (fC14>kC14max)  fC14 = kC14max;
 278
 279
 280     fC[0] = fC0;
 281     fC[1] = 0.;  fC[2] = fC2;
 282     fC[3] = 0.;  fC[4] = 0.;  fC[5] = fC5;
 283     fC[6] = 0.;  fC[7] = 0.;  fC[8] = 0.;  fC[9] = fC9;
 284     fC[10]= 0.;  fC[11]= 0.;  fC[12]= 0.;  fC[13]= 0.;  fC[14] = fC14;
 285 }
 286
 287
 288
 289
 290 #endif