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[u/mrichter/AliRoot.git] / TEPEMGEN / AliGenEpEmv1.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-2002, 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  *                                                                        *
15  *                                                                        *
16  * Copyright(c) 1997, 1998, 2002, Adrian Alscher and Kai Hencken          *
17  * See $ALICE_ROOT/EpEmGen/diffcross.f for full Copyright notice          *
18  *                                                                        *
19  *                                                                        *
20  * Copyright(c) 2002 Kai Hencken, Yuri Kharlov, Serguei Sadovsky          *
21  * See $ALICE_ROOT/EpEmGen/epemgen.f for full Copyright notice            *
22  *                                                                        *
23  **************************************************************************/
24
25 /* $Id$ */
26
27 // Event generator of single e+e- pair production in ultraperipheral PbPb collisions
28 // at 5.5 TeV/nucleon.
29 // The generator is based on 5-dimentional differential cross section of the process.
30 //%
31 // References:
32 // [1] "Multiple electromagnetic electron positron pair production in
33 //      relativistic heavy ion collisions".
34 //      Adrian Alscher, Kai Hencken, Dirk Trautmann, and Gerhard Baur,
35 //      Phys. Rev. A55 (1997) 396.
36 // [2] K.Hencken, Yu.Kharlov, S.Sadovsky, Internal ALICE Note 2002-27.
37 //%
38 // Usage:
39 // Initialization:
40 //    AliGenEpEmv1 *gener = new AliGenEpEmv1();
41 //    gener->SetXXXRange(); // Set kinematics range
42 //    gener->Init();
43 // Event generation:
44 //    gener->Generate(); // Produce one e+e- pair with the event weight assigned 
45 //                       // to each track. The sum of event weights, divided by 
46 //                       // the total number of generated events, gives the 
47 //                       // integral cross section of the process of e+e- pair 
48 //                       // production in the above mentioned kinematics range.
49 //                       // Sum of the selected event weights, divided by the total 
50 //                       // number of generated events, gives the integral cross 
51 //                       // section corresponded to the set of selected events
52 //%
53 // The generator consists of several modules:
54 // 1) $ALICE_ROOT/EpEmGen/diffcross.f:
55 //    Exact calculation of the total differential e+ e- -pair production
56 //    in Relativistic Heavy Ion Collisions for a point particle in an
57 //    external field approach. See full comments in the mentioned file.
58 // 2) $ALICE_ROOT/EpEmGen/epemgen.f:
59 //    Generator of e+e- pairs produced in PbPb collisions at LHC
60 //    it generates events according to the parametrization of the
61 //    differential cross section. Produces events have weights calculated
62 //    by the exact differential cross section calculation (diffcross.f).
63 //    See full comments in the mentioned file.
64 // 3) Class TEpEmGen:
65 //    Interface from the fortran event generator to ALIROOT
66 // 4) Class AliGenEpEmv1:
67 //    The event generator to call within ALIROOT
68 //%
69 // Author of this module: Yuri.Kharlov@cern.ch
70 // 9 October 2002
71
72 #include "AliGenEpEmv1.h"
73 #include <TParticle.h>
74 #include <TParticlePDG.h>
75 #include <TDatabasePDG.h>
76 #include <TEpEmGen.h>
77
78 ClassImp(AliGenEpEmv1)
79
80 //------------------------------------------------------------
81
82 AliGenEpEmv1::AliGenEpEmv1():
83   fMass(0),
84   fEpEmGen(0),
85   fDebug(0),
86   fEvent(0)
87 {
88   // Default constructor
89   // Avoid zero pt
90   if (fPtMin == 0) fPtMin = 1.E-04;
91 }
92
93 //____________________________________________________________
94 AliGenEpEmv1::~AliGenEpEmv1()
95 {
96   // Destructor
97 }
98
99 //____________________________________________________________
100 void AliGenEpEmv1::Init()
101 {
102   // Initialisation:
103   // 1) define a generator
104   // 2) initialize the generator of e+e- pair production
105
106   fMass = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(11)->Mass();
107
108   SetMC(new TEpEmGen());
109   fEpEmGen = (TEpEmGen*) fMCEvGen;
110   fEpEmGen ->Initialize(fYMin,fYMax,fPtMin,fPtMax);
111   fEvent = 0;
112 }
113
114 //____________________________________________________________
115 void AliGenEpEmv1::Generate()
116 {
117   //
118   // Generate one e+e- pair
119   // Gaussian smearing on the vertex is done if selected. 
120   //%
121   // Each produced e+e- pair is defined by the following variables:
122   // rapidities of e-, e+ (yElectron,yPositron)
123   // log10(pt in MeV/c) of e-, e+ (xElectron,xPositron)
124   // azymuth angles between e- and e+ (phi12)
125   //%
126   // On output an event weight is given (weight) which is assigned to each track.
127   // The sum of event weights, divided by the total number of generated events, 
128   // gives the integral cross section of the e+e- pair production in the   
129   // selected kinematics range.   
130   //
131
132   Float_t polar[3]= {0,0,0};
133   Float_t origin[3];
134   Float_t p[3];
135
136   Double_t ptElectron,ptPositron, phiElectron,phiPositron, mt;
137   Double_t phi12=0,xElectron=0,xPositron=0,yElectron=0,yPositron=0,weight=0;
138   Int_t   j, nt, id;
139   Float_t random[6];
140
141   fEpEmGen->GenerateEvent(fYMin,fYMax,fPtMin,fPtMax,
142            yElectron,yPositron,xElectron,xPositron,phi12,weight);
143   if (fDebug == 1)
144     printf("AliGenEpEmv1::Generate(): y=(%f,%f), x=(%f,%f), phi=%f\n",
145            yElectron,yPositron,xElectron,xPositron,phi12);
146
147   for (j=0;j<3;j++) origin[j]=fOrigin[j];
148   if(fVertexSmear==kPerEvent) {
149     Rndm(random,6);
150     for (j=0;j<3;j++) {
151       origin[j]+=fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
152         TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
153     }
154   }
155
156   Rndm(random,1);
157   ptElectron  = TMath::Power(10,xElectron) * 1.e-03;;
158   ptPositron  = TMath::Power(10,xPositron) * 1.e-03;;
159   phiElectron = fPhiMin + random[0] * (fPhiMax-fPhiMin);
160   phiPositron = phiElectron + phi12;
161
162   // Produce electron
163   mt = TMath::Sqrt(ptElectron*ptElectron + fMass*fMass);
164   p[0] = ptElectron*TMath::Cos(phiElectron);
165   p[1] = ptElectron*TMath::Sin(phiElectron);
166   p[2] = mt*TMath::SinH(yElectron);
167   id =  11;
168   if (fDebug == 2)
169     printf("id=%+3d, p = (%+11.4e,%+11.4e,%+11.4e) GeV\n",id,p[0],p[1],p[2]);
170   PushTrack(fTrackIt,-1, id,p,origin,polar,0,kPPrimary,nt,weight);
171
172   // Produce positron
173   mt = TMath::Sqrt(ptPositron*ptPositron + fMass*fMass);
174   p[0] = ptPositron*TMath::Cos(phiPositron);
175   p[1] = ptPositron*TMath::Sin(phiPositron);
176   p[2] = mt*TMath::SinH(yPositron);
177   id = -11;
178   if (fDebug == 2)
179     printf("id=%+3d, p = (%+11.4e,%+11.4e,%+11.4e) GeV\n",id,p[0],p[1],p[2]);
180   PushTrack(fTrackIt,-1, id,p,origin,polar,0,kPPrimary,nt,weight);
181   
182   fEvent++;
183   if (fEvent%1000 == 0) {
184     printf("=====> AliGenEpEmv1::Generate(): \n   Event %d, sigma=%f +- %f kb\n",
185            fEvent,fEpEmGen->GetXsection(),fEpEmGen->GetDsection());
186   }
187 }
188