THerwig/AliGenHerwig.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  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18
  19 // Generator using Herwig as an external generator
  20 // The main Herwig options are accessable for the user through this interface.
  21 // Uses the THerwig implementation of TGenerator.
  22
  23
  24 #include <Riostream.h>
  25 #include <TClonesArray.h>
  26 #include <TParticle.h>
  27
  28 #include <THerwig6.h>
  29
  30 #include "AliGenHerwig.h"
  31 #include "AliGenHerwigEventHeader.h"
  32 #include "AliHerwigRndm.h"
  33 #include "AliMC.h"
  34 #include "AliRun.h"
  35 #include "driver.h"
  36
  37 ClassImp(AliGenHerwig)
  38
  39
  40   AliGenHerwig::AliGenHerwig() :
  41     AliGenMC(),
  42     fAutPDF("LHAPDF"),
  43     fModPDF(19070),
  44     fStrucFunc(kCTEQ5L),
  45     fKeep(0),
  46     fDecaysOff(1),
  47     fTrigger(0),
  48     fSelectAll(0),
  49     fFlavor(0),
  50     fMomentum1(7000),
  51     fMomentum2(7000),
  52     fKineBias(1),
  53     fTrials(0),
  54     fXsection(0),
  55     fHerwig(0x0),
  56     fProcess(0),
  57     fPtHardMin(0.),
  58     fPtHardMax(9999.),
  59     fPtRMS(0.),
  60     fMaxPr(10),
  61     fMaxErrors(1000),
  62     fEnSoft(1),
  63     fEv1Pr(0),
  64     fEv2Pr(0),
  65     fFileName(0),
  66     fEtaMinParton(-20.),
  67     fEtaMaxParton(20.),
  68     fPhiMinParton(0.),
  69     fPhiMaxParton(2.* TMath::Pi()),
  70     fEtaMinGamma(-20.),
  71     fEtaMaxGamma(20.),
  72     fPhiMinGamma(0.),
  73     fPhiMaxGamma(2. * TMath::Pi()),
  74     fHeader(0)
  75 {
  76 // Constructor
  77   fEnergyCMS = 14000;
  78 }
  79
  80 AliGenHerwig::AliGenHerwig(Int_t npart)
  81     :AliGenMC(npart),
  82     fAutPDF("LHAPDF"),
  83     fModPDF(19070),
  84     fStrucFunc(kCTEQ5L),
  85     fKeep(0),
  86     fDecaysOff(1),
  87     fTrigger(0),
  88     fSelectAll(0),
  89     fFlavor(0),
  90     fMomentum1(7000),
  91     fMomentum2(7000),
  92     fKineBias(1),
  93     fTrials(0),
  94     fXsection(0),
  95     fHerwig(0x0),
  96     fProcess(0),
  97     fPtHardMin(0.),
  98     fPtHardMax(9999.),
  99     fPtRMS(0.),
 100     fMaxPr(10),
 101     fMaxErrors(1000),
 102     fEnSoft(1),
 103     fEv1Pr(0),
 104     fEv2Pr(0),
 105     fFileName(0),
 106     fEtaMinParton(-20.),
 107     fEtaMaxParton(20.),
 108     fPhiMinParton(0.),
 109     fPhiMaxParton(2.* TMath::Pi()),
 110     fEtaMinGamma(-20.),
 111     fEtaMaxGamma(20.),
 112     fPhiMinGamma(0.),
 113     fPhiMaxGamma(2. * TMath::Pi()),
 114     fHeader(0)
 115 {
 116 // Constructor
 117     fEnergyCMS = 14000;
 118     SetTarget();
 119     SetProjectile();
 120     // Set random number generator
 121     AliHerwigRndm::SetHerwigRandom(GetRandom());
 122 }
 123
 124 AliGenHerwig::~AliGenHerwig()
 125 {
 126 // Destructor
 127 }
 128
 129 void AliGenHerwig::SetEventListRange(Int_t eventFirst, Int_t eventLast)
 130 {
 131   fEv1Pr = eventFirst;
 132   fEv2Pr = eventLast;
 133   if ( fEv2Pr == -1 ) fEv2Pr = fEv1Pr;
 134 }
 135
 136 void AliGenHerwig::Init()
 137 {
 138 // Initialisation
 139   fTarget.Resize(8);
 140   fProjectile.Resize(8);
 141   SetMC(new THerwig6());
 142   fHerwig=(THerwig6*) fMCEvGen;
 143   // initialize common blocks
 144   fHerwig->Initialize(fProjectile.Data(), fTarget.Data(), fMomentum1, fMomentum2, fProcess); //
 145   // reset parameters according to user needs
 146   InitPDF();
 147   fHerwig->SetPTMIN(fPtHardMin);
 148   fHerwig->SetPTMAX(fPtHardMax);
 149   fHerwig->SetPTRMS(fPtRMS);
 150   fHerwig->SetMAXPR(fMaxPr);
 151   fHerwig->SetMAXER(fMaxErrors);
 152   fHerwig->SetENSOF(fEnSoft);
 153 // C---D,U,S,C,B,T QUARK AND GLUON MASSES (IN THAT ORDER)
 154 //       RMASS(1)=0.32
 155 //       RMASS(2)=0.32
 156 //       RMASS(3)=0.5
 157 //       RMASS(4)=1.55
 158 //       RMASS(5)=4.75
 159 //       RMASS(6)=174.3
 160 //       RMASS(13)=0.75
 161
 162   fHerwig->SetRMASS(4,1.2);
 163   fHerwig->SetRMASS(5,4.75);
 164
 165   if ( fProcess < 0 ) strncpy(VVJIN.QQIN,fFileName.Data(), 49);
 166
 167   //fHerwig->Hwusta("PI0     ");
 168
 169   // compute parameter dependent constants
 170   fHerwig->PrepareRun();
 171 }
 172
 173 void AliGenHerwig::InitJimmy()
 174 {
 175 // Initialisation
 176   fTarget.Resize(8);
 177   fProjectile.Resize(8);
 178   SetMC(new THerwig6());
 179   fHerwig=(THerwig6*) fMCEvGen;
 180   // initialize common blocks
 181   fHerwig->InitializeJimmy(fProjectile, fTarget, fMomentum1, fMomentum2, fProcess);
 182   // reset parameters according to user needs
 183   InitPDF();
 184   fHerwig->SetPTMIN(fPtHardMin);
 185   fHerwig->SetPTRMS(fPtRMS);
 186   fHerwig->SetMAXPR(fMaxPr);
 187   fHerwig->SetMAXER(fMaxErrors);
 188   fHerwig->SetENSOF(fEnSoft);
 189
 190 // C---D,U,S,C,B,T QUARK AND GLUON MASSES (IN THAT ORDER)
 191 //       RMASS(1)=0.32
 192 //       RMASS(2)=0.32
 193 //       RMASS(3)=0.5
 194 //       RMASS(4)=1.55
 195 //       RMASS(5)=4.75
 196 //       RMASS(6)=174.3
 197 //       RMASS(13)=0.75
 198
 199   fHerwig->SetRMASS(4,1.2);
 200   fHerwig->SetRMASS(5,4.75);
 201
 202   if ( fProcess < 0 ) strncpy(VVJIN.QQIN,fFileName.Data(), 49);
 203
 204   //  fHerwig->Hwusta("PI0     ");
 205
 206   // compute parameter dependent constants
 207   fHerwig->PrepareRunJimmy();
 208 }
 209
 210 void AliGenHerwig::InitPDF()
 211 {
 212 // Initialize PDF
 213   switch(fStrucFunc)
 214     {
 215 // ONLY USES LHAPDF STRUCTURE FUNCTIONS
 216     case kGRVLO98:
 217       fModPDF=80060;
 218       fAutPDF="HWLHAPDF";
 219       break;
 220     case kCTEQ6:
 221       fModPDF=10040;
 222       fAutPDF="HWLHAPDF";
 223       break;
 224     case kCTEQ61:
 225       fModPDF=10100;
 226       fAutPDF="HWLHAPDF";
 227       break;
 228     case kCTEQ6m:
 229       fModPDF=10050;
 230       fAutPDF="HWLHAPDF";
 231       break;
 232     case kCTEQ6l:
 233       fModPDF=10041;
 234       fAutPDF="HWLHAPDF";
 235       break;
 236     case kCTEQ6ll:
 237       fModPDF=10042;
 238       fAutPDF="HWLHAPDF";
 239       break;
 240     case kCTEQ5M:
 241       fModPDF=19050;
 242       fAutPDF="HWLHAPDF";
 243       break;
 244     case kCTEQ5L:
 245       fModPDF=19070;
 246       fAutPDF="HWLHAPDF";
 247       break;
 248     case kCTEQ4M:
 249       fModPDF=19150;
 250       fAutPDF="HWLHAPDF";
 251       break;
 252     case kCTEQ4L:
 253       fModPDF=19170;
 254       fAutPDF="HWLHAPDF";
 255       break;
 256 //    case kMRST2004nlo:
 257 //      fModPDF=20400;
 258 //      fAutPDF="HWLHAPDF";
 259 //      break;
 260     default:
 261       cerr << "This structure function is not inplemented " << fStrucFunc << endl;
 262       break;
 263     }
 264   fAutPDF.Resize(20);
 265   fHerwig->SetMODPDF(1,fModPDF);
 266   fHerwig->SetMODPDF(2,fModPDF);
 267   fHerwig->SetAUTPDF(1,fAutPDF);
 268   fHerwig->SetAUTPDF(2,fAutPDF);
 269 }
 270
 271 void AliGenHerwig::Generate()
 272 {
 273   // Generate one event
 274
 275   Float_t polar[3]  =   {0,0,0};
 276   Float_t origin[3] =   {0,0,0};
 277   Float_t p[4];
 278
 279   static TClonesArray *particles;
 280   //  converts from mm/c to s
 281   const Float_t kconv=0.001/2.999792458e8;
 282   //
 283   Int_t nt=0;
 284   Int_t jev=0;
 285   Int_t kf, ks, imo;
 286   kf=0;
 287
 288   if(!particles) particles=new TClonesArray("TParticle",10000);
 289
 290   fTrials=0;
 291
 292   //  Set collision vertex position
 293   if (fVertexSmear == kPerEvent) Vertex();
 294
 295   while(1)
 296     {
 297         fHerwig->GenerateEvent();
 298         fTrials++;
 299         fHerwig->ImportParticles(particles,"All");
 300         Int_t np = particles->GetEntriesFast()-1;
 301         if (np == 0 ) continue;
 302
 303         //Check hard partons or direct gamma in kine range
 304
 305         if (fProcess == kHeJets || fProcess == kHeDirectGamma) {
 306             TParticle* parton1 = (TParticle *) particles->At(6);
 307             TParticle* parton2 = (TParticle *) particles->At(7);
 308             if (!CheckParton(parton1, parton2))  continue ;
 309         }
 310
 311         //
 312         if (gAlice) {
 313             if (gAlice->GetEvNumber()>=fEv1Pr &&
 314                 gAlice->GetEvNumber()<=fEv2Pr) fHerwig->PrintEvt();
 315
 316         }
 317
 318
 319         Int_t nc = 0;
 320         fNprimaries = 0;
 321
 322         Int_t * newPos = new Int_t[np];
 323         for (Int_t i = 0; i<np; i++) *(newPos+i)=-1;
 324
 325         for (Int_t i = 0; i<np; i++) {
 326             TParticle *  iparticle       = (TParticle *) particles->At(i);
 327             imo = iparticle->GetFirstMother();
 328             kf        = iparticle->GetPdgCode();
 329             ks        = iparticle->GetStatusCode();
 330             if (ks != 3 &&
 331                 KinematicSelection(iparticle,0))
 332             {
 333                 nc++;
 334                 p[0]=iparticle->Px();
 335                 p[1]=iparticle->Py();
 336                 p[2]=iparticle->Pz();
 337                 p[3]=iparticle->Energy();
 338
 339                 origin[0] = fVertex[0] + iparticle->Vx()/10; // [cm]
 340                 origin[1] = fVertex[1] + iparticle->Vy()/10; // [cm]
 341                 origin[2] = fVertex[2] + iparticle->Vz()/10; // [cm]
 342
 343                 Float_t tof = fTime + kconv*iparticle->T();
 344                 Int_t   iparent = (imo > -1) ? newPos[imo] : -1;
 345                 Int_t   trackIt = (ks == 1) && fTrackIt;
 346                 PushTrack(trackIt, iparent, kf,
 347                           p[0], p[1], p[2], p[3],
 348                           origin[0], origin[1], origin[2],
 349                           tof,
 350                           polar[0], polar[1], polar[2],
 351                           kPPrimary, nt, fHerwig->GetEVWGT(), ks);
 352                 KeepTrack(nt);
 353                 newPos[i]=nt;
 354                 fNprimaries++;
 355             } // end of if: selection of particle
 356         } // end of for: particle loop
 357         if (newPos) delete[] newPos;
 358         if (nc > 0) {
 359             jev+=nc;
 360             if (jev >= fNpart || fNpart == -1) {
 361                 fKineBias=Float_t(fNpart)/Float_t(fTrials);
 362                 break;
 363             }
 364         }
 365     }
 366 //
 367   MakeHeader();
 368 //
 369   SetHighWaterMark(nt);
 370 //  adjust weight due to kinematic selection
 371   AdjustWeights();
 372 //  get cross-section
 373   fXsection=fHerwig->GetAVWGT();
 374   //printf(">> trials << %d\n",fTrials);
 375 }
 376
 377 Bool_t AliGenHerwig::CheckParton(const TParticle* parton1, const TParticle* parton2)
 378 {
 379 // Check the kinematic trigger condition
 380 //
 381 //Select events with parton max energy
 382     if(fPtHardMax < parton1->Pt()) return kFALSE;
 383
 384 // Select events within angular window
 385     Double_t eta[2];
 386     eta[0] = parton1->Eta();
 387     eta[1] = parton2->Eta();
 388     Double_t phi[2];
 389     phi[0] = parton1->Phi();
 390     phi[1] = parton2->Phi();
 391     Int_t    pdg[2];
 392     pdg[0] = parton1->GetPdgCode();
 393     pdg[1] = parton2->GetPdgCode();
 394     printf("min %f, max %f\n",fPtHardMin, fPtHardMax);
 395     printf("Parton 1: %s, pT= %2.2f, eta = %1.2f, phi = %2.2f\n", parton1->GetName(),parton1->Pt(), eta[0],phi[0]*TMath::RadToDeg());
 396     printf("Parton 2: %s, pT= %2.2f, eta = %1.2f, phi = %2.2f\n", parton2->GetName(),parton2->Pt(), eta[1],phi[1]*TMath::RadToDeg());
 397
 398     if (fProcess == kHeJets) {
 399       //Check if one of the 2 outgoing partons are in the eta-phi window
 400       for(Int_t i = 0; i < 2; i++)
 401         if ((eta[i] < fEtaMaxParton  && eta[i] > fEtaMinParton) &&
 402             (phi[i] < fPhiMaxParton  && phi[i] > fPhiMinParton)) return  kTRUE ;
 403     }
 404
 405     else {
 406       //Check if the gamma and the jet  are in the eta-phi window
 407       Int_t igj = 0;
 408       Int_t ijj = 0;
 409       if(pdg[0] == 22) ijj=1;
 410       else igj=1;
 411       if ((eta[ijj] < fEtaMaxParton   && eta[ijj] > fEtaMinParton) &&
 412           (phi[ijj] < fPhiMaxParton   && phi[ijj] > fPhiMinParton)) {
 413
 414         if ((eta[igj] < fEtaMaxGamma   && eta[igj] > fEtaMinGamma) &&
 415             (phi[igj] < fPhiMaxGamma   && phi[igj] > fPhiMinGamma)) return  kTRUE;
 416
 417       }
 418     }
 419
 420     return kFALSE ;
 421 }
 422
 423 void AliGenHerwig::AdjustWeights()
 424 {
 425 // Adjust the weights after generation of all events
 426     TParticle *part;
 427     Int_t ntrack=gAlice->GetMCApp()->GetNtrack();
 428     for (Int_t i=0; i<ntrack; i++) {
 429         part= gAlice->GetMCApp()->Particle(i);
 430         part->SetWeight(part->GetWeight()*fKineBias);
 431     }
 432 }
 433
 434
 435 void AliGenHerwig::KeepFullEvent()
 436 {
 437     fKeep=1;
 438 }
 439
 440 Bool_t AliGenHerwig::DaughtersSelection(const TParticle* iparticle, const TClonesArray* particles)
 441 {
 442 //
 443 // Looks recursively if one of the daughters has been selected
 444 //
 445 //    printf("\n Consider daughters %d:",iparticle->GetPdgCode());
 446     Int_t imin=-1;
 447     Int_t imax=-1;
 448     Int_t i;
 449     Bool_t hasDaughters= (iparticle->GetFirstDaughter() >=0);
 450     Bool_t selected=kFALSE;
 451     if (hasDaughters) {
 452         imin=iparticle->GetFirstDaughter();
 453         imax=iparticle->GetLastDaughter();
 454         for (i=imin; i<= imax; i++){
 455             TParticle *  jparticle       = (TParticle *) particles->At(i);
 456             Int_t ip=jparticle->GetPdgCode();
 457             if (KinematicSelection(jparticle,0)&&SelectFlavor(ip)) {
 458                 selected=kTRUE; break;
 459             }
 460             if (DaughtersSelection(jparticle, particles)) {selected=kTRUE; break; }
 461         }
 462     } else {
 463         return kFALSE;
 464     }
 465
 466     return selected;
 467 }
 468
 469
 470 Bool_t AliGenHerwig::SelectFlavor(Int_t pid) const
 471 {
 472 // Select flavor of particle
 473 // 0: all
 474 // 4: charm and beauty
 475 // 5: beauty
 476     if (fFlavor == 0) return kTRUE;
 477
 478     Int_t ifl=TMath::Abs(pid/100);
 479     if (ifl > 10) ifl/=10;
 480     return (fFlavor == ifl);
 481 }
 482
 483 Bool_t AliGenHerwig::Stable(const TParticle*  particle) const
 484 {
 485 // Return true for a stable particle
 486 //
 487     Int_t kf = TMath::Abs(particle->GetPdgCode());
 488
 489     if ( (particle->GetFirstDaughter() < 0 ) || (kf == 1000*fFlavor+122))
 490
 491     {
 492         return kTRUE;
 493     } else {
 494         return kFALSE;
 495     }
 496 }
 497
 498 void AliGenHerwig::FinishRun()
 499 {
 500   fHerwig->Hwefin();
 501 }
 502
 503 void AliGenHerwig::FinishRunJimmy()
 504 {
 505   fHerwig->Hwefin();
 506   fHerwig->Jmefin();
 507
 508 }
 509
 510
 511 void AliGenHerwig::MakeHeader()
 512 {
 513 //
 514 // Make header for the simulated event
 515 //
 516   if (fHeader) delete fHeader;
 517   fHeader = new AliGenHerwigEventHeader("Herwig");
 518 //
 519 // Event type
 520     ((AliGenHerwigEventHeader*) fHeader)->SetProcessType(fHerwig->GetIHPRO());
 521 //
 522 // Number of trials
 523     ((AliGenHerwigEventHeader*) fHeader)->SetTrials(fTrials);
 524 //
 525 // Event weight (cross section)
 526     ((AliGenHerwigEventHeader*) fHeader)->SetWeight(fHerwig->GetEVWGT());
 527 //
 528 // Event Vertex
 529     fHeader->SetPrimaryVertex(fVertex);
 530     fHeader->SetInteractionTime(fTime);
 531 //
 532 // Number of primaries
 533     fHeader->SetNProduced(fNprimaries);
 534 //  Pass header
 535 //
 536     AddHeader(fHeader);
 537     fHeader = 0x0;
 538 }