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[u/mrichter/AliRoot.git] / T0 / AliT0v2.cxx
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14  **************************************************************************/
15
16 /* $Id$ */
17
18 /////////////////////////////////////////////////////////////////////
19 //                                                                 //
20 // T0 ( T-zero) detector  version 0                        //
21 //
22 //Begin Html       
23 /*
24 <img src="gif/AliT0v2Class.gif">
25 */
26 //End Html
27 //                                                                  //
28 //                                                                  //
29 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
30
31 #define RIGHT_ARRAY             1
32 #define LEFT_ARRAY              2
33
34 #include <Riostream.h>
35 #include <stdlib.h>
36
37 #include <TLorentzVector.h>
38 #include <TMath.h>
39 #include <TVirtualMC.h>
40
41 #include "AliMagF.h"
42 #include "AliRun.h"
43 #include "AliT0hit.h"
44 #include "AliT0v2.h"
45 #include "AliMC.h"
46
47 ClassImp(AliT0v2)
48
49
50 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
51 // Standart constructor for T0 Detector version 2
52 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
53 AliT0v2::AliT0v2(const char *name, const char *title):
54  AliT0(name,title)
55 {
56   fIdSens1 = 0;
57 //  setBufferSize(128000);
58 }
59
60
61 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
62 // Create the geometry of T0 Detector version 2
63 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
64 void AliT0v2::CreateGeometry()
65 {
66   /*
67      <img src="gif/AliT0v2.gif">
68   */
69
70   Int_t         *idtmed;
71   Int_t         idrotm[999];
72   Int_t         i, j;
73   Float_t       x, y, z;
74   Float_t       zRight;
75   Float_t       zLeft;
76   Float_t       phi[3];
77   Float_t       theta;
78   Double_t      angel;
79   
80   Float_t       pstart[3]       = {4.5,  10.7,   5.3};
81   Float_t       pinstart[3]     = {0.,    1.31,  5.25};
82   Float_t       ppmt[3]         = {0.,    1.31,  3.5};
83   Float_t       ptop[3]         = {0.,    1.3,   1.5};
84 //  Float_t     preg[3]         = {0.,    1.3,   0.005};
85   Float_t       preg[3]         = {0.,    0.875, 0.005};
86   Float_t       pdes[3]         = {0.875, 1.3,   0.005};
87
88
89   zRight = 75.;
90   zLeft  = 350.;
91   theta  = (180 / TMath::Pi()) * TMath::ATan(6.5 / zRight);
92   angel  = 2 * TMath::Pi() / 12;
93   idtmed = fIdtmed->GetArray();
94     
95
96   AliMatrix (idrotm[901], 90., 0., 90., 90., 180., 0.);
97     
98   gMC->Gsvolu ("0RST", "TUBE", idtmed[3], pstart, 3);
99   gMC->Gsvolu ("0LST", "TUBE", idtmed[3], pstart, 3);
100   gMC->Gspos ("0RST", 1, "ALIC", 0., 0., -zRight, 0, "ONLY");
101   gMC->Gspos ("0LST", 1, "ALIC", 0., 0., zLeft, idrotm[901], "ONLY");
102
103 //  12 unit: PMT + divider
104   gMC->Gsvolu("0INS", "TUBE", idtmed[3], pinstart, 3);   
105   z = 0;
106   for (i = 0; i < 12; i++)
107   {
108      x = 6.5 * TMath::Sin(i * angel);
109      y = 6.5 * TMath::Cos(i * angel);
110         
111      phi[0] = -30 * i;
112      phi[1] = 90 - i * 30;
113      phi[2] = 90 - i * 30;
114      for (j = 0; j < 3; j++)
115         if (phi[j] < 0)  phi[j] += 360;
116         
117      AliMatrix (idrotm[902 + i], 90.,         phi[0],
118                                  90. + theta, phi[1],
119                                  theta,       phi[2]);  
120
121      gMC->Gspos ("0INS", i + 1, "0RST", x, y, z, idrotm[902 + i], "ONLY");
122      gMC->Gspos ("0INS", i + 13, "0LST", x, y, z, 0, "ONLY");
123   }
124
125   gMC->Gsvolu ("0PMT", "TUBE", idtmed[1], ppmt, 3);     
126   x = y = 0;      
127   z = -pinstart[2] + ppmt[2];
128   gMC->Gspos ("0PMT", 1, "0INS", x, y, z, 0, "ONLY");
129     
130 // PMT
131   // Entry window (glass)
132   gMC->Gsvolu ("0TOP", "TUBE", idtmed[6], ptop, 3);
133   z = -ppmt[2] + ptop[2];
134   gMC->Gspos ("0TOP", 1, "0PMT", 0, 0, z, 0, "ONLY");
135
136   gMC->Gsvolu ("0REG", "TUBE", idtmed[6], preg, 3);
137   z = -ppmt[2] + 2 * ptop[2] + preg[2];
138   gMC->Gspos ("0REG", 1, "0PMT", 0, 0, z, 0, "ONLY");
139
140   gMC->Gsvolu ("0DES", "TUBE", idtmed[6], pdes, 3);
141   z = -ppmt[2] + 2 * ptop[2] + preg[2];
142   gMC->Gspos ("0DES", 1, "0PMT", 0, 0, z, 0, "ONLY");
143 }   
144  
145
146 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
147 // Definition of avaible T0 materials
148 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
149 void AliT0v2::CreateMaterials()
150 {
151    Int_t isxfld   = ((AliMagF*)TGeoGlobalMagField::Instance()->GetField())->Integ();
152    Float_t sxmgmx = ((AliMagF*)TGeoGlobalMagField::Instance()->GetField())->Max();
153    
154    Float_t a, z, d, radl, absl, buf[1];
155    Int_t nbuf;
156
157 // Scintillator CH
158    Float_t      ascin[2] = {1.01, 12.01};
159    Float_t      zscin[2] = {1.,    6.};
160    Float_t      wscin[2] = {1.,    1.};
161    Float_t      denscin  = 1.03;
162    
163 // PMT glass SiO2
164    Float_t      aglass[2] = {28.0855, 15.9994};
165    Float_t      zglass[2] = {14.,      8.};
166    Float_t      wglass[2] = { 1.,      2.};
167    Float_t      dglass    = 2.65;
168    
169 // Ceramic   97.2% Al2O3 , 2.8% SiO2
170    Float_t      acer[2], zcer[2];
171    Float_t      wcer[2]    = { 0.972,     0.028};
172    Float_t      aal2o3[2]  = {26.981539, 15.9994 };
173    Float_t      zal2o3[2]  = {13.,        8.};
174    Float_t      wal2o3[2]  = { 2.,        3.};
175    Float_t      denscer    = 3.6;
176
177 // Brass 80% Cu, 20% Zn
178    Float_t abrass[2] = {63.546, 65.39};
179    Float_t zbrass[2] = {29.,    30.};
180    Float_t wbrass[2] = { 0.8,    0.2};
181    Float_t denbrass  = 8.96;
182
183 //Ribber C6H12S
184    Float_t aribber[3] = {12.,  1., 32.};
185    Float_t zribber[3] = { 6.,  1., 16.};
186    Float_t wribber[3] = { 6., 12.,  1.};
187    Float_t denribber  = 0.8;
188    
189     
190    AliMaterial (0, "T0 Steel$", 55.850, 26., 7.87, 1.76, 999);
191    AliMaterial (1, "T0 Vacuum$", 1.e-16, 1.e-16, 1.e-16, 1.e16, 999);
192    AliMaterial (2, "T0 Air$", 14.61, 7.3, .001205, 30423., 999); 
193    
194    AliMixture (3, "Al2O3   $", aal2o3, zal2o3, denscer, -2, wal2o3);
195    AliMixture (4, "PMT glass   $", aglass, zglass, dglass, -2, wglass);
196    char namate[21]="";
197    gMC->Gfmate ((*fIdmate)[3], namate, a, z, d, radl, absl, buf, nbuf);
198    acer[0] = a;
199    zcer[0] = z;
200    gMC->Gfmate ((*fIdmate)[4], namate, a, z, d, radl, absl, buf, nbuf);
201    acer[1] = a;
202    zcer[1] = z;
203    
204    AliMixture (5, "Scintillator$",ascin,zscin,denscin,-2,wscin);
205    AliMixture (6, "Brass    $", abrass, zbrass, denbrass, 2, wbrass);
206    AliMixture (7, "Ribber $",aribber,zribber,denribber,-3,wribber);
207    AliMixture (9, "Ceramic    $", acer, zcer, denscer, 2, wcer);
208    
209    AliMedium (1, "T0 Air$", 2, 0, isxfld, sxmgmx, 10., .1, 1., .003, .003);
210    AliMedium (2, "Scintillator$", 5, 1, isxfld, sxmgmx, 10., .01, 1., .003, .003);
211    AliMedium (3, "Vacuum$", 1, 0, isxfld, sxmgmx, 10., .01, .1, .003, .003);
212    AliMedium (4, "Ceramic$", 9, 0, isxfld, sxmgmx, 10., .01, .1, .003, .003);
213    AliMedium (6, "Glass$", 4, 0, isxfld, sxmgmx, 10., .01, .1, .003, .003);
214    AliMedium (8, "Steel$", 0, 0, isxfld, sxmgmx, 1., .001, 1., .001, .001);
215    AliMedium (9, "Ribber  $", 7, 0, isxfld, sxmgmx, 10., .01, .1, .003, .003);
216    AliMedium(11, "Brass  $", 6, 0, isxfld, sxmgmx, 10., .01, .1, .003, .003);
217 }
218
219
220 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
221 // Draw a shaded view of the Forward multiplicity detector version 2
222 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
223 void AliT0v2::DrawModule() const
224 {  
225   //Set ALIC mother transparent
226   gMC->Gsatt ("ALIC", "SEEN", 0);
227
228   //Set volumes visible
229   gMC->Gsatt ("0STA", "SEEN", 0);
230   gMC->Gsatt ("0PMT", "SEEN", 1);
231   gMC->Gsatt ("0DIV", "SEEN", 1);
232
233   gMC->Gdopt ("hide", "on");
234   gMC->Gdopt ("shad", "on");
235   gMC->SetClipBox (".");
236   gMC->SetClipBox ("*", 0, 1000, -1000, 1000, -1000, 1000);
237   gMC->DefaultRange();
238   gMC->Gdraw ("alic", 40, 30, 0, 12, 9.5, 0.7, 0.7);
239   gMC->Gdhead (1111, "T-Zero detector");
240   gMC->Gdopt ("hide", "off");
241 }
242
243 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
244 // Definition of optical properties for the Forward Multiplicity Detector
245 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
246 void AliT0v2::DefineOpticalProperties()
247 {
248 // Optical properties definition.
249 // Definition Cherenkov parameters
250   const Int_t NUMENTRIES = 32;
251
252   Float_t ppckov[NUMENTRIES] =
253             { 2.034E-9, 2.068E-9, 2.103E-9, 2.139E-9,
254               2.177E-9, 2.216E-9, 2.256E-9, 2.298E-9,
255               2.341E-9, 2.386E-9, 2.433E-9, 2.481E-9,
256               2.532E-9, 2.585E-9, 2.640E-9, 2.697E-9,
257               2.757E-9, 2.820E-9, 2.885E-9, 2.954E-9,
258               3.026E-9, 3.102E-9, 3.181E-9, 3.265E-9,
259               3.353E-9, 3.446E-9, 3.545E-9, 3.649E-9,
260               3.760E-9, 3.877E-9, 4.002E-9, 4.136E-9 };
261
262   Float_t rindex_qwarz[NUMENTRIES] =
263             { 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458,
264               1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458,
265               1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458,
266               1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458, 1.458,
267               1.458, 1.458, 1.458, 1.458 };
268
269   Float_t rindex_air[NUMENTRIES] =
270             { 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1.,
271               1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1.,
272               1., 1., 1., 1. };
273
274   Float_t effic_all[NUMENTRIES] =
275             { 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1.,
276               1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1., 1.,
277               1., 1., 1., 1. };
278               
279   Float_t absor_qwarz[NUMENTRIES] =
280             { 2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 
281               2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000.,
282               2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000.,
283               2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000., 2000.,
284               2000., 2000., 2000., 2000. };
285
286   Float_t absor_air[NUMENTRIES] =
287             { 200., 200., 200., 200., 200., 200., 200., 
288               200., 200., 200., 200., 200., 200., 200.,
289               200., 200., 200., 200., 200., 200., 200.,
290               200., 200., 200., 200., 200., 200., 200.,
291               200., 200., 200., 200. };
292    
293   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray();
294
295    gMC->SetCerenkov (idtmed[6], NUMENTRIES, ppckov, absor_qwarz, effic_all, rindex_qwarz);
296    gMC->SetCerenkov (idtmed[1], NUMENTRIES, ppckov, absor_air, effic_all, rindex_air);
297 }
298
299 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
300 // Initialises version 2 of the Forward Multiplicity Detector
301 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
302 void AliT0v2::Init()
303 {
304   AliT0::Init();
305   fIdSens1 = gMC->VolId ("0REG");
306   printf ("*** T0 version 2 initialized ***\n");
307 }
308
309
310 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
311 // Called for every step in the T0 Detector
312 //////////////////////////////////////////////////////////////////////
313 void AliT0v2::StepManager()
314 {
315   Int_t                         id;
316   Int_t                         copy;
317 //  Int_t                               copy1;
318   Float_t                       xyz[3];
319   Float_t                       XYZ[3];
320   Float_t                       hitPhoton[6];
321   static Float_t                hits[7];
322   static Float_t                edep;
323   static Int_t                  vol[2];
324   TLorentzVector                pos;
325   TLorentzVector                mom;
326   
327   
328   if(!gMC->IsTrackAlive()) return; // particle has disappeared
329
330 //  TGeant3  *g3 = (TGeant3*) gMC;
331 //  g3->Gpcxyz();
332
333   TClonesArray  &lhits = *fHits;
334
335
336 ///////////////////////////////////////////////
337 // If particles is photon then ...
338
339   if (gMC->TrackPid() == 50000050)
340   {
341      id = gMC->CurrentVolID(copy);
342
343      // Check the sensetive volume
344      if (id == fIdSens1) 
345      {
346         if (gMC->IsTrackEntering()) 
347         {
348            gMC->CurrentVolOffID(2,copy);
349            if (copy < 13) 
350              {
351                vol[0] = RIGHT_ARRAY;
352                vol[1] = copy;
353              }
354            else 
355              {
356                vol[0] = LEFT_ARRAY;
357                vol[1] = copy - 12;
358              }
359
360            gMC->TrackPosition(pos);
361            gMC->TrackMomentum(mom);
362            XYZ[0] = pos[0];
363            XYZ[1] = pos[1];
364            XYZ[2] = pos[2];
365            gMC->Gmtod (XYZ, xyz, 1);
366
367            hitPhoton[0] = sqrt (xyz[0] * xyz[0] + xyz[1] * xyz[1]);
368            hitPhoton[1] = mom[0];
369            hitPhoton[2] = mom[1];
370            hitPhoton[3] = mom[2];
371            hitPhoton[4] = 1e9 * gMC->TrackTime();
372            hitPhoton[5] = 1e9 * gMC->Etot();
373            
374            AddHitPhoton (gAlice->GetMCApp()->GetCurrentTrackNumber(), vol, hitPhoton);
375         }
376         gMC->StopTrack();
377      }
378      else  
379         if (id == gMC->VolId ("0DES"))  gMC->StopTrack();
380   }
381
382 // end photon particalary
383 ///////////////////////////////////////////////
384
385
386 ///////////////////////////////////////////////
387 // If particles is charge then ...
388  
389   // Float_t charge = gMC->TrackCharge();
390   //  if(TMath::Abs(charge) <= 0.) return;
391   id = gMC->CurrentVolID(copy);
392
393   
394   //  printf("gMC->ckine->ipart %d",gMC->ckine->ipart);
395   // Check the sensetive volume
396   if(id==gMC->VolId("0TOP") ) {
397     if(gMC->IsTrackEntering()) {
398       gMC->CurrentVolOffID(2,copy);
399       if (copy < 13) 
400         {
401           vol[0] = RIGHT_ARRAY;
402           vol[1] = copy;
403         }
404       else 
405         {
406           vol[0] = LEFT_ARRAY;
407           vol[1] = copy - 12;
408         }
409       
410       gMC->TrackPosition(pos);
411       hits[0] = pos[0];
412       hits[1] = pos[1];
413       hits[2] = pos[2];
414       Float_t etot = gMC->Etot();
415       hits[4] = etot;
416       Int_t part = gMC->TrackPid();
417       hits[5] = part;
418       Float_t ttime = gMC->TrackTime();
419       hits[6] = ttime*1e9;
420       edep = 0;
421     }
422     if(gMC->IsTrackInside())    {
423       Float_t de = gMC->Edep(); 
424       edep = edep + de;
425       //       printf ("E deposition %f\n",edep);
426       //    for (i=0; i<=6; i++){
427       //    printf(" HITS on T0 inside %f\n",hits[i]); } 
428     }
429     if(gMC->IsTrackExiting())   {
430       Float_t de = gMC->Edep(); 
431       edep = edep + de;
432       hits[3] = edep * 1e3;
433
434       //       for (i=0; i<=6; i++){
435       //         printf(" HITS on T0 Exit %f\n",hits[i]); } 
436       //for (i=0; i<=1; i++) { printf("T0 vol %d\n",vol[i]);}
437      
438       new(lhits[fNhits++]) AliT0hit(fIshunt,gAlice->GetMCApp()->GetCurrentTrackNumber(),vol,hits);      
439     }
440   }
441
442 // end charge particles particalary
443 ///////////////////////////////////////////////
444
445 }