* add tuned on data functionality for TOF (non-gaussian tails)
[u/mrichter/AliRoot.git] / STEER / STEERBase / AliTOFPIDResponse.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
6  *                                                                        *
7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
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  **************************************************************************/
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16 //-----------------------------------------------------------------//
17 //                                                                 //
18 //           Implementation of the TOF PID class                   //
19 //      Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch         //
20 //                                                                 //
21 //-----------------------------------------------------------------//
22
23 #include "TMath.h"
24 #include "AliLog.h"
25 #include "TF1.h"
26
27 #include "AliTOFPIDResponse.h"
28
29 ClassImp(AliTOFPIDResponse)
30
31 TF1 *AliTOFPIDResponse::fTOFtailResponse = NULL; // function to generate a TOF tail
32
33 //_________________________________________________________________________
34 AliTOFPIDResponse::AliTOFPIDResponse(): 
35   fSigma(0),
36   fPmax(0),         // zero at 0.5 GeV/c for pp
37   fTime0(0)
38 {
39   fPar[0] = 0.008;
40   fPar[1] = 0.008;
41   fPar[2] = 0.002;
42   fPar[3] = 40.0;
43
44   if(!fTOFtailResponse){
45     fTOFtailResponse = new TF1("fTOFtail","[0]*TMath::Exp(-(x-[1])*(x-[1])/2/[2]/[2])* (x < [1]+[3]*[2]) + (x > [1]+[3]*[2])*[0]*TMath::Exp(-(x-[1]-[3]*[2]*0.5)*[3]/[2] * 0.0111)*0.01818",-1000,1000);
46     fTOFtailResponse->SetParameter(0,1);
47     fTOFtailResponse->SetParameter(1,-25);
48     fTOFtailResponse->SetParameter(2,1);
49     fTOFtailResponse->SetParameter(3,1.1);
50     fTOFtailResponse->SetNpx(10000);
51   }
52     
53
54   // Reset T0 info
55   ResetT0info();
56   SetMomBoundary();
57 }
58 //_________________________________________________________________________
59 AliTOFPIDResponse::AliTOFPIDResponse(Double_t *param):
60   fSigma(param[0]),
61   fPmax(0),          // zero at 0.5 GeV/c for pp
62   fTime0(0)
63 {
64   //
65   //  The main constructor
66   //
67   //
68
69   //fPmax=TMath::Exp(-0.5*3*3)/fSigma; // ~3 sigma at 0.5 GeV/c for PbPb 
70
71   fPar[0] = 0.008;
72   fPar[1] = 0.008;
73   fPar[2] = 0.002;
74   fPar[3] = 40.0;
75
76   // Reset T0 info
77   ResetT0info();
78   SetMomBoundary();
79 }
80 //_________________________________________________________________________
81 Double_t 
82 AliTOFPIDResponse::GetMismatchProbability(Double_t p, Double_t mass) const {
83   //
84   // Returns the probability of mismatching 
85   // assuming 1/(p*beta)^2 scaling
86   //
87   const Double_t km=0.5;                   // "reference" momentum (GeV/c)
88
89   Double_t ref2=km*km*km*km/(km*km + mass*mass);// "reference" (p*beta)^2
90   Double_t p2beta2=p*p*p*p/(p*p + mass*mass);
91
92   return fPmax*ref2/p2beta2;
93 }
94 //_________________________________________________________________________
95 Double_t AliTOFPIDResponse::GetExpectedSigma(Float_t mom, Float_t time, Float_t mass) const {
96   //
97   // Return the expected sigma of the PID signal for the specified
98   // particle mass/Z.
99   // If the operation is not possible, return a negative value.
100   //
101
102   Double_t dpp=fPar[0] + fPar[1]*mom + fPar[2]*mass/mom;      //mean relative pt resolution;
103
104  
105   Double_t sigma = dpp*time/(1.+ mom*mom/(mass*mass));
106   
107   Int_t index = GetMomBin(mom);
108
109   Double_t t0res = fT0resolution[index];
110
111   return TMath::Sqrt(sigma*sigma + fPar[3]*fPar[3]/mom/mom + fSigma*fSigma + t0res*t0res);
112
113 }
114 //_________________________________________________________________________
115 Double_t AliTOFPIDResponse::GetExpectedSigma(Float_t mom, Float_t time, AliPID::EParticleType  type) const {
116   //
117   // Return the expected sigma of the PID signal for the specified
118   // particle type.
119   // If the operation is not possible, return a negative value.
120   //
121   
122   Double_t mass = AliPID::ParticleMassZ(type);
123   Double_t dpp=fPar[0] + fPar[1]*mom + fPar[2]*mass/mom;      //mean relative pt resolution;
124
125  
126   Double_t sigma = dpp*time/(1.+ mom*mom/(mass*mass));
127   
128   Int_t index = GetMomBin(mom);
129
130   Double_t t0res = fT0resolution[index];
131
132   return TMath::Sqrt(sigma*sigma + fPar[3]*fPar[3]/mom/mom + fSigma*fSigma + t0res*t0res);
133
134 }
135 //_________________________________________________________________________
136 Double_t AliTOFPIDResponse::GetExpectedSignal(const AliVTrack* track,AliPID::EParticleType type) const {
137   //
138   // Return the expected signal of the PID signal for the particle type
139   // If the operation is not possible, return a negative value.
140   //
141   Double_t expt[5];
142   track->GetIntegratedTimes(expt);
143   if (type<=AliPID::kProton) return expt[type];
144   else {
145     Double_t p = track->P();
146     Double_t massZ = AliPID::ParticleMassZ(type);
147     return expt[0]/p*massZ*TMath::Sqrt(1.+p*p/massZ/massZ);
148   }
149 }
150 //_________________________________________________________________________
151 Int_t AliTOFPIDResponse::GetMomBin(Float_t p) const{
152   //
153   // Returns the momentum bin index
154   //
155
156   Int_t i=0;
157   while(p > fPCutMin[i] && i < fNmomBins) i++;
158   if(i > 0) i--;
159
160   return i;
161 }
162 //_________________________________________________________________________
163 void AliTOFPIDResponse::SetMomBoundary(){
164   //
165   // Set boundaries for momentum bins
166   //
167
168   fPCutMin[0] = 0.3;
169   fPCutMin[1] = 0.5;
170   fPCutMin[2] = 0.6;
171   fPCutMin[3] = 0.7;
172   fPCutMin[4] = 0.8;
173   fPCutMin[5] = 0.9;
174   fPCutMin[6] = 1;
175   fPCutMin[7] = 1.2;
176   fPCutMin[8] = 1.5;
177   fPCutMin[9] = 2;
178   fPCutMin[10] = 3;  
179 }
180 //_________________________________________________________________________
181 Float_t AliTOFPIDResponse::GetStartTime(Float_t mom) const {
182   //
183   // Returns event_time value as estimated by TOF combinatorial algorithm
184   //
185
186   Int_t ibin = GetMomBin(mom);
187   return GetT0bin(ibin);
188
189 }
190 //_________________________________________________________________________
191 Float_t AliTOFPIDResponse::GetStartTimeRes(Float_t mom) const {
192   //
193   // Returns event_time resolution as estimated by TOF combinatorial algorithm
194   //
195
196   Int_t ibin = GetMomBin(mom);
197   return GetT0binRes(ibin);
198
199 }
200 //_________________________________________________________________________
201 Int_t AliTOFPIDResponse::GetStartTimeMask(Float_t mom) const {
202   //
203   // Returns event_time mask
204   //
205
206   Int_t ibin = GetMomBin(mom);
207   return GetT0binMask(ibin);
208
209 }
210 //_________________________________________________________________________
211 Double_t AliTOFPIDResponse::GetTailRandomValue() const // generate a random value to add a tail to TOF time (for MC analyses)
212 {
213   if(fTOFtailResponse)
214     return fTOFtailResponse->GetRandom();
215   else
216     return 0.0;
217 }