a6779ce75be0150eb1e26bfb15500ef0a0c20194
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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  *                                                                        *
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8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
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10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
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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 "AliHerwigRndm.h"
32 #include "AliMC.h"
33 #include "AliRun.h"
34 #include "driver.h"
35
36 ClassImp(AliGenHerwig)
37
38
39   AliGenHerwig::AliGenHerwig() :
40     AliGenMC(),
41     fAutPDF("LHAPDF"),
42     fModPDF(19070),
43     fStrucFunc(kCTEQ5L),
44     fKeep(0),
45     fDecaysOff(1),
46     fTrigger(0),
47     fSelectAll(0),
48     fFlavor(0),
49     fMomentum1(7000),
50     fMomentum2(7000),
51     fKineBias(1),
52     fTrials(0),
53     fXsection(0),
54     fHerwig(0x0),
55     fProcess(0),
56     fPtHardMin(0.),
57     fPtHardMax(9999.),
58     fPtRMS(0.),
59     fMaxPr(10),
60     fMaxErrors(1000),
61     fEnSoft(1),
62     fEv1Pr(0),
63     fEv2Pr(0),
64     fFileName(0),
65     fEtaMinParton(-20.),     
66     fEtaMaxParton(20.),     
67     fPhiMinParton(0.),     
68     fPhiMaxParton(2.* TMath::Pi()),     
69     fEtaMinGamma(-20.),      
70     fEtaMaxGamma(20.),      
71     fPhiMinGamma(0.),      
72     fPhiMaxGamma(2. * TMath::Pi())  
73 {
74 // Constructor
75   fEnergyCMS = 14000;
76 }
77
78 AliGenHerwig::AliGenHerwig(Int_t npart)
79     :AliGenMC(npart),
80     fAutPDF("LHAPDF"),
81     fModPDF(19070),
82     fStrucFunc(kCTEQ5L),
83     fKeep(0),
84     fDecaysOff(1),
85     fTrigger(0),
86     fSelectAll(0),
87     fFlavor(0),
88     fMomentum1(7000),
89     fMomentum2(7000),
90     fKineBias(1),
91     fTrials(0),
92     fXsection(0),
93     fHerwig(0x0),
94     fProcess(0),
95     fPtHardMin(0.),
96     fPtHardMax(9999.),
97     fPtRMS(0.),
98     fMaxPr(10),
99     fMaxErrors(1000),
100     fEnSoft(1),
101     fEv1Pr(0),
102     fEv2Pr(0),
103     fFileName(0),
104     fEtaMinParton(-20.),     
105     fEtaMaxParton(20.),     
106     fPhiMinParton(0.),     
107     fPhiMaxParton(2.* TMath::Pi()),     
108     fEtaMinGamma(-20.),      
109     fEtaMaxGamma(20.),      
110     fPhiMinGamma(0.),      
111     fPhiMaxGamma(2. * TMath::Pi())  
112 {
113     fEnergyCMS = 14000;
114     SetTarget();
115     SetProjectile();
116     // Set random number generator
117     AliHerwigRndm::SetHerwigRandom(GetRandom());
118 }
119
120 AliGenHerwig::~AliGenHerwig()
121 {
122 // Destructor
123 }
124
125 void AliGenHerwig::SetEventListRange(Int_t eventFirst, Int_t eventLast)
126 {
127   fEv1Pr = ++eventFirst;
128   fEv2Pr = ++eventLast;
129   if ( fEv2Pr == -1 ) fEv2Pr = fEv2Pr;
130 }
131
132 void AliGenHerwig::Init()
133 {
134 // Initialisation
135   fTarget.Resize(8);
136   fProjectile.Resize(8);
137   SetMC(new THerwig6());
138   fHerwig=(THerwig6*) fMCEvGen;
139   // initialize common blocks
140   fHerwig->Initialize(fProjectile, fTarget, fMomentum1, fMomentum2, fProcess);
141   // reset parameters according to user needs
142   InitPDF();
143   fHerwig->SetPTMIN(fPtHardMin);
144   fHerwig->SetPTRMS(fPtRMS);
145   fHerwig->SetMAXPR(fMaxPr);
146   fHerwig->SetMAXER(fMaxErrors);
147   fHerwig->SetENSOF(fEnSoft);
148
149   fHerwig->SetEV1PR(fEv1Pr);
150   fHerwig->SetEV2PR(fEv2Pr);
151
152 // C---D,U,S,C,B,T QUARK AND GLUON MASSES (IN THAT ORDER)
153 //       RMASS(1)=0.32
154 //       RMASS(2)=0.32
155 //       RMASS(3)=0.5
156 //       RMASS(4)=1.55
157 //       RMASS(5)=4.75
158 //       RMASS(6)=174.3
159 //       RMASS(13)=0.75
160
161   fHerwig->SetRMASS(4,1.2);
162   fHerwig->SetRMASS(5,4.75);
163
164   if ( fProcess < 0 ) strncpy(VVJIN.QQIN,fFileName.Data(),50);
165
166   //fHerwig->Hwusta("PI0     ");
167
168   // compute parameter dependent constants
169   fHerwig->PrepareRun();
170 }
171
172 void AliGenHerwig::InitJimmy()
173 {
174 // Initialisation
175   fTarget.Resize(8);
176   fProjectile.Resize(8);
177   SetMC(new THerwig6());
178   fHerwig=(THerwig6*) fMCEvGen;
179   // initialize common blocks
180   fHerwig->InitializeJimmy(fProjectile, fTarget, fMomentum1, fMomentum2, fProcess);
181   // reset parameters according to user needs
182   InitPDF();
183   fHerwig->SetPTMIN(fPtHardMin);
184   fHerwig->SetPTRMS(fPtRMS);
185   fHerwig->SetMAXPR(fMaxPr);
186   fHerwig->SetMAXER(fMaxErrors);
187   fHerwig->SetENSOF(fEnSoft);
188
189   fHerwig->SetEV1PR(fEv1Pr);
190   fHerwig->SetEV2PR(fEv2Pr);
191
192 // C---D,U,S,C,B,T QUARK AND GLUON MASSES (IN THAT ORDER)
193 //       RMASS(1)=0.32
194 //       RMASS(2)=0.32
195 //       RMASS(3)=0.5
196 //       RMASS(4)=1.55
197 //       RMASS(5)=4.75
198 //       RMASS(6)=174.3
199 //       RMASS(13)=0.75
200
201   fHerwig->SetRMASS(4,1.2);
202   fHerwig->SetRMASS(5,4.75);
203
204   if ( fProcess < 0 ) strncpy(VVJIN.QQIN,fFileName.Data(),50);
205
206   //  fHerwig->Hwusta("PI0     ");
207
208   // compute parameter dependent constants
209   fHerwig->PrepareRunJimmy();
210 }
211
212 void AliGenHerwig::InitPDF()
213 {
214   switch(fStrucFunc)
215     {
216 // ONLY USES LHAPDF STRUCTURE FUNCTIONS
217     case kGRVLO98:
218       fModPDF=80060;
219       fAutPDF="HWLHAPDF";
220       break;
221     case kCTEQ6:
222       fModPDF=10040;
223       fAutPDF="HWLHAPDF";
224       break;
225     case kCTEQ61:
226       fModPDF=10100;
227       fAutPDF="HWLHAPDF";
228       break;
229     case kCTEQ6m:
230       fModPDF=10050;
231       fAutPDF="HWLHAPDF";
232       break;
233     case kCTEQ6l:
234       fModPDF=10041;
235       fAutPDF="HWLHAPDF";
236       break;
237     case kCTEQ6ll:
238       fModPDF=10042;
239       fAutPDF="HWLHAPDF";
240       break;
241     case kCTEQ5M:
242       fModPDF=19050;
243       fAutPDF="HWLHAPDF";
244       break;
245     case kCTEQ5L:
246       fModPDF=19070;
247       fAutPDF="HWLHAPDF";
248       break;
249     case kCTEQ4M:
250       fModPDF=19150;
251       fAutPDF="HWLHAPDF";
252       break;
253     case kCTEQ4L:
254       fModPDF=19170;
255       fAutPDF="HWLHAPDF";
256       break;
257 //    case kMRST2004nlo:
258 //      fModPDF=20400;
259 //      fAutPDF="HWLHAPDF";
260 //      break;
261     default:
262       cerr << "This structure function is not inplemented " << fStrucFunc << endl;
263       break;
264     }
265   fAutPDF.Resize(20);
266   fHerwig->SetMODPDF(1,fModPDF);
267   fHerwig->SetMODPDF(2,fModPDF);
268   fHerwig->SetAUTPDF(1,fAutPDF);
269   fHerwig->SetAUTPDF(2,fAutPDF);
270 }
271
272 void AliGenHerwig::Generate()
273 {
274   // Generate one event
275
276   Float_t polar[3] =   {0,0,0};
277   Float_t origin[3]=   {0,0,0};
278   Float_t origin0[3]=  {0,0,0};
279   Float_t p[4], random[6];
280
281   static TClonesArray *particles;
282   //  converts from mm/c to s
283   const Float_t kconv=0.001/2.999792458e8;
284   //
285   Int_t nt=0;
286   Int_t jev=0;
287   Int_t j, kf, ks, imo;
288   kf=0;
289
290   if(!particles) particles=new TClonesArray("TParticle",10000);
291
292   fTrials=0;
293   for (j=0;j<3;j++) origin0[j]=fOrigin[j];
294   if(fVertexSmear==kPerEvent) {
295     Rndm(random,6);
296     for (j=0;j<3;j++) {
297       origin0[j]+=fOsigma[j]*TMath::Cos(2*random[2*j]*TMath::Pi())*
298         TMath::Sqrt(-2*TMath::Log(random[2*j+1]));
299     }
300   }
301
302   while(1)
303     {
304         fHerwig->GenerateEvent();
305         fTrials++;
306         fHerwig->ImportParticles(particles,"All");
307         Int_t np = particles->GetEntriesFast()-1;
308         if (np == 0 ) continue;
309
310         //Check hard partons or direct gamma in kine range
311
312         if (fProcess == kHeJets || fProcess == kHeDirectGamma) {
313           TParticle* parton1 = (TParticle *) particles->At(6);
314           TParticle* parton2 = (TParticle *) particles->At(7);
315           if (!CheckParton(parton1, parton2))  continue ;
316         } 
317
318         Int_t nc=0;
319
320         Int_t * newPos = new Int_t[np];
321         for (Int_t i = 0; i<np; i++) *(newPos+i)=-1;
322
323         for (Int_t i = 0; i<np; i++) {
324             TParticle *  iparticle       = (TParticle *) particles->At(i);
325             imo = iparticle->GetFirstMother();
326             kf        = iparticle->GetPdgCode();
327             ks        = iparticle->GetStatusCode();
328             if (ks != 3 &&
329                 KinematicSelection(iparticle,0))
330             {
331                 nc++;
332                 p[0]=iparticle->Px();
333                 p[1]=iparticle->Py();
334                 p[2]=iparticle->Pz();
335                 p[3]=iparticle->Energy();
336                 origin[0]=origin0[0]+iparticle->Vx()/10;
337                 origin[1]=origin0[1]+iparticle->Vy()/10;
338                 origin[2]=origin0[2]+iparticle->Vz()/10;
339                 Float_t tof = kconv*iparticle->T();
340                 Int_t   iparent = (imo > -1) ? newPos[imo] : -1;
341                 Int_t   trackIt = (ks == 1) && fTrackIt;
342                 PushTrack(trackIt, iparent, kf,
343                           p[0], p[1], p[2], p[3],
344                           origin[0], origin[1], origin[2],
345                           tof,
346                           polar[0], polar[1], polar[2],
347                           kPPrimary, nt, fHerwig->GetEVWGT(), ks);
348                 KeepTrack(nt);
349                 newPos[i]=nt;
350             } // end of if: selection of particle
351         } // end of for: particle loop
352         if (newPos) delete[] newPos;
353         //      MakeHeader();
354         if (nc > 0) {
355             jev+=nc;
356             if (jev >= fNpart || fNpart == -1) {
357                 fKineBias=Float_t(fNpart)/Float_t(fTrials);
358                 break;
359             }
360         }
361     }
362   SetHighWaterMark(nt);
363 //  adjust weight due to kinematic selection
364   AdjustWeights();
365 //  get cross-section
366   fXsection=fHerwig->GetAVWGT();
367   //printf(">> trials << %d\n",fTrials);
368 }
369
370 Bool_t AliGenHerwig::CheckParton(TParticle* parton1, TParticle* parton2)
371 {
372 // Check the kinematic trigger condition
373 //
374 //Select events with parton max energy
375     if(fPtHardMax < parton1->Pt()) return kFALSE;
376
377 // Select events within angular window
378     Double_t eta[2];
379     eta[0] = parton1->Eta();
380     eta[1] = parton2->Eta();
381     Double_t phi[2];
382     phi[0] = parton1->Phi();
383     phi[1] = parton2->Phi();
384     Int_t    pdg[2]; 
385     pdg[0] = parton1->GetPdgCode();
386     pdg[1] = parton2->GetPdgCode();   
387     printf("min %f, max %f\n",fPtHardMin, fPtHardMax);
388     printf("Parton 1: %s, pT= %2.2f, eta = %1.2f, phi = %2.2f\n", parton1->GetName(),parton1->Pt(), eta[0],phi[0]*TMath::RadToDeg());
389     printf("Parton 2: %s, pT= %2.2f, eta = %1.2f, phi = %2.2f\n", parton2->GetName(),parton2->Pt(), eta[1],phi[1]*TMath::RadToDeg());
390     
391     if (fProcess == kHeJets) {
392       //Check if one of the 2 outgoing partons are in the eta-phi window
393       for(Int_t i = 0; i < 2; i++)
394         if ((eta[i] < fEtaMaxParton  && eta[i] > fEtaMinParton) &&
395             (phi[i] < fPhiMaxParton  && phi[i] > fPhiMinParton)) return  kTRUE ;
396     }
397     
398     else {
399       //Check if the gamma and the jet  are in the eta-phi window
400       Int_t igj = 0;
401       Int_t ijj = 0;
402       if(pdg[0] == 22) ijj=1;
403       else igj=1;
404       if ((eta[ijj] < fEtaMaxParton   && eta[ijj] > fEtaMinParton) &&
405           (phi[ijj] < fPhiMaxParton   && phi[ijj] > fPhiMinParton)) {
406         
407         if ((eta[igj] < fEtaMaxGamma   && eta[igj] > fEtaMinGamma) &&
408             (phi[igj] < fPhiMaxGamma   && phi[igj] > fPhiMinGamma)) return  kTRUE;
409         
410       }
411     }
412
413     return kFALSE ;
414 }
415
416 void AliGenHerwig::AdjustWeights()
417 {
418 // Adjust the weights after generation of all events
419     TParticle *part;
420     Int_t ntrack=gAlice->GetMCApp()->GetNtrack();
421     for (Int_t i=0; i<ntrack; i++) {
422         part= gAlice->GetMCApp()->Particle(i);
423         part->SetWeight(part->GetWeight()*fKineBias);
424     }
425 }
426
427
428 void AliGenHerwig::KeepFullEvent()
429 {
430     fKeep=1;
431 }
432
433 Bool_t AliGenHerwig::DaughtersSelection(TParticle* iparticle, TClonesArray* particles)
434 {
435 //
436 // Looks recursively if one of the daughters has been selected
437 //
438 //    printf("\n Consider daughters %d:",iparticle->GetPdgCode());
439     Int_t imin=-1;
440     Int_t imax=-1;
441     Int_t i;
442     Bool_t hasDaughters= (iparticle->GetFirstDaughter() >=0);
443     Bool_t selected=kFALSE;
444     if (hasDaughters) {
445         imin=iparticle->GetFirstDaughter();
446         imax=iparticle->GetLastDaughter();
447         for (i=imin; i<= imax; i++){
448             TParticle *  jparticle       = (TParticle *) particles->At(i);
449             Int_t ip=jparticle->GetPdgCode();
450             if (KinematicSelection(jparticle,0)&&SelectFlavor(ip)) {
451                 selected=kTRUE; break;
452             }
453             if (DaughtersSelection(jparticle, particles)) {selected=kTRUE; break; }
454         }
455     } else {
456         return kFALSE;
457     }
458
459     return selected;
460 }
461
462
463 Bool_t AliGenHerwig::SelectFlavor(Int_t pid)
464 {
465 // Select flavor of particle
466 // 0: all
467 // 4: charm and beauty
468 // 5: beauty
469     if (fFlavor == 0) return kTRUE;
470
471     Int_t ifl=TMath::Abs(pid/100);
472     if (ifl > 10) ifl/=10;
473     return (fFlavor == ifl);
474 }
475
476 Bool_t AliGenHerwig::Stable(TParticle*  particle)
477 {
478 // Return true for a stable particle
479 //
480     Int_t kf = TMath::Abs(particle->GetPdgCode());
481
482     if ( (particle->GetFirstDaughter() < 0 ) || (kf == 1000*fFlavor+122))
483
484     {
485         return kTRUE;
486     } else {
487         return kFALSE;
488     }
489 }
490
491 void AliGenHerwig::FinishRun()
492 {
493   fHerwig->Hwefin();
494 }
495
496 void AliGenHerwig::FinishRunJimmy()
497 {
498   fHerwig->Hwefin();
499   fHerwig->Jmefin();
500
501 }
502