THijing/AliGenHijing.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 // Generator using HIJING as an external generator
  19 // The main HIJING options are accessable for the user through this interface.
  20 // Uses the THijing implementation of TGenerator.
  21 //
  22 // andreas.morsch@cern.ch
  23
  24 #include <TArrayI.h>
  25 #include <TGraph.h>
  26 #include <THijing.h>
  27 #include <TLorentzVector.h>
  28 #include <TPDGCode.h>
  29 #include <TParticle.h>
  30
  31 #include "AliGenHijing.h"
  32 #include "AliGenHijingEventHeader.h"
  33 #include "AliRun.h"
  34 #include "AliHijingRndm.h"
  35
  36 ClassImp(AliGenHijing)
  37
  38 AliGenHijing::AliGenHijing()
  39                  :AliGenMC()
  40 {
  41 // Constructor
  42     fParticles = 0;
  43     fHijing    = 0;
  44     fDsigmaDb  = 0;
  45     fDnDb      = 0;
  46     AliHijingRndm::SetHijingRandom(GetRandom());
  47 }
  48
  49 AliGenHijing::AliGenHijing(Int_t npart)
  50     :AliGenMC(npart)
  51 {
  52 // Default PbPb collisions at 5. 5 TeV
  53 //
  54     fName = "Hijing";
  55     fTitle= "Particle Generator using HIJING";
  56
  57     SetEnergyCMS();
  58     SetImpactParameterRange();
  59     SetBoostLHC();
  60     SetJetEtaRange();
  61     SetJetPhiRange();
  62
  63     fKeep       =  0;
  64     fQuench     =  1;
  65     fShadowing  =  1;
  66     fTrigger    =  0;
  67     fDecaysOff  =  1;
  68     fEvaluate   =  0;
  69     fSelectAll  =  0;
  70     fFlavor     =  0;
  71     fSpectators =  1;
  72     fDsigmaDb   =  0;
  73     fDnDb       =  0;
  74     fPtMinJet   = -2.5;
  75     fRadiation  =  3;
  76     //
  77     SetSimpleJets();
  78     SetNoGammas();
  79 //
  80     fParticles = new TClonesArray("TParticle",10000);
  81 //
  82 // Set random number generator
  83     AliHijingRndm::SetHijingRandom(GetRandom());
  84     fHijing = 0;
  85
  86 }
  87
  88 AliGenHijing::AliGenHijing(const AliGenHijing & Hijing)
  89 {
  90 // copy constructor
  91 }
  92
  93
  94 AliGenHijing::~AliGenHijing()
  95 {
  96 // Destructor
  97     if ( fDsigmaDb) delete  fDsigmaDb;
  98     if ( fDnDb)     delete  fDnDb;
  99     delete fParticles;
 100 }
 101
 102 void AliGenHijing::Init()
 103 {
 104 // Initialisation
 105     fFrame.Resize(8);
 106     fTarget.Resize(8);
 107     fProjectile.Resize(8);
 108
 109     SetMC(new THijing(fEnergyCMS, fFrame, fProjectile, fTarget,
 110                       fAProjectile, fZProjectile, fATarget, fZTarget,
 111                       fMinImpactParam, fMaxImpactParam));
 112
 113     fHijing=(THijing*) fgMCEvGen;
 114     fHijing->SetIHPR2(2,  fRadiation);
 115     fHijing->SetIHPR2(3,  fTrigger);
 116     fHijing->SetIHPR2(6,  fShadowing);
 117     fHijing->SetIHPR2(12, fDecaysOff);
 118     fHijing->SetIHPR2(21, fKeep);
 119     fHijing->SetHIPR1(10, fPtMinJet);
 120     fHijing->SetHIPR1(50, fSimpleJet);
 121 //
 122 //  Quenching
 123 //
 124 //
 125 //  fQuench = 0:  no quenching
 126 //  fQuench = 1:  hijing default
 127 //  fQuench = 2:  new LHC  parameters for HIPR1(11) and HIPR1(14)
 128 //  fQuench = 3:  new RHIC parameters for HIPR1(11) and HIPR1(14)
 129 //  fQuench = 4:  new LHC  parameters with log(e) dependence
 130 //  fQuench = 5:  new RHIC parameters with log(e) dependence
 131     fHijing->SetIHPR2(50, 0);
 132     if (fQuench > 0)
 133         fHijing->SetIHPR2(4,  1);
 134     else
 135         fHijing->SetIHPR2(4,  0);
 136 // New LHC parameters from Xin-Nian Wang
 137     if (fQuench == 2) {
 138         fHijing->SetHIPR1(14, 1.1);
 139         fHijing->SetHIPR1(11, 3.7);
 140     } else if (fQuench == 3) {
 141         fHijing->SetHIPR1(14, 0.20);
 142         fHijing->SetHIPR1(11, 2.5);
 143     } else if (fQuench == 4) {
 144         fHijing->SetIHPR2(50, 1);
 145         fHijing->SetHIPR1(14, 4.*0.34);
 146         fHijing->SetHIPR1(11, 3.7);
 147     } else if (fQuench == 5) {
 148         fHijing->SetIHPR2(50, 1);
 149         fHijing->SetHIPR1(14, 0.34);
 150         fHijing->SetHIPR1(11, 2.5);
 151     }
 152
 153
 154     AliGenMC::Init();
 155
 156 //
 157 //  Initialize Hijing
 158 //
 159     fHijing->Initialize();
 160 //
 161     if (fEvaluate) EvaluateCrossSections();
 162 //
 163 }
 164
 165 void AliGenHijing::Generate()
 166 {
 167 // Generate one event
 168
 169   Float_t polar[3]    =   {0,0,0};
 170   Float_t origin[3]   =   {0,0,0};
 171   Float_t origin0[3]  =   {0,0,0};
 172   Float_t p[3];
 173   Float_t tof;
 174
 175 //  converts from mm/c to s
 176   const Float_t kconv = 0.001/2.999792458e8;
 177 //
 178   Int_t nt  = 0;
 179   Int_t jev = 0;
 180   Int_t j, kf, ks, imo;
 181   kf = 0;
 182
 183
 184
 185   fTrials = 0;
 186   for (j = 0;j < 3; j++) origin0[j] = fOrigin[j];
 187   if(fVertexSmear == kPerEvent) {
 188       Vertex();
 189       for (j=0; j < 3; j++) origin0[j] = fVertex[j];
 190   }
 191
 192   while(1)
 193   {
 194 //    Generate one event
 195 // --------------------------------------------------------------------------
 196       fSpecn    = 0;
 197       fSpecp    = 0;
 198 // --------------------------------------------------------------------------
 199       fHijing->GenerateEvent();
 200       fTrials++;
 201       fHijing->ImportParticles(fParticles,"All");
 202       if (fTrigger != kNoTrigger) {
 203           if (!CheckTrigger()) continue;
 204       }
 205       if (fLHC) Boost();
 206
 207
 208       Int_t np = fParticles->GetEntriesFast();
 209       printf("\n **************************************************%d\n",np);
 210       Int_t nc = 0;
 211       if (np == 0 ) continue;
 212       Int_t i;
 213       Int_t* newPos     = new Int_t[np];
 214       Int_t* pSelected  = new Int_t[np];
 215
 216       for (i = 0; i < np; i++) {
 217           newPos[i]    = i;
 218           pSelected[i] = 0;
 219       }
 220
 221 //      Get event vertex
 222 //
 223       TParticle *  iparticle = (TParticle *) fParticles->At(0);
 224       fVertex[0] = origin0[0];
 225       fVertex[1] = origin0[1];
 226       fVertex[2] = origin0[2];
 227
 228 //
 229 //      First select parent particles
 230 //
 231
 232       for (i = 0; i < np; i++) {
 233           iparticle = (TParticle *) fParticles->At(i);
 234
 235 // Is this a parent particle ?
 236           if (Stable(iparticle)) continue;
 237 //
 238           Bool_t  selected             =  kTRUE;
 239           Bool_t  hasSelectedDaughters =  kFALSE;
 240
 241
 242           kf        = iparticle->GetPdgCode();
 243           ks        = iparticle->GetStatusCode();
 244           if (kf == 92) continue;
 245
 246           if (!fSelectAll) selected = KinematicSelection(iparticle, 0) &&
 247                                SelectFlavor(kf);
 248           hasSelectedDaughters = DaughtersSelection(iparticle);
 249 //
 250 // Put particle on the stack if it is either selected or
 251 // it is the mother of at least one seleted particle
 252 //
 253           if (selected || hasSelectedDaughters) {
 254               nc++;
 255               pSelected[i] = 1;
 256           } // selected
 257       } // particle loop parents
 258 //
 259 // Now select the final state particles
 260 //
 261
 262       for (i = 0; i<np; i++) {
 263           TParticle *  iparticle = (TParticle *) fParticles->At(i);
 264 // Is this a final state particle ?
 265           if (!Stable(iparticle)) continue;
 266
 267           Bool_t  selected             =  kTRUE;
 268           kf        = iparticle->GetPdgCode();
 269           ks        = iparticle->GetStatusCode();
 270
 271 // --------------------------------------------------------------------------
 272 // Count spectator neutrons and protons
 273           if(ks == 0 || ks == 1 || ks == 10 || ks == 11){
 274               if(kf == kNeutron) fSpecn += 1;
 275               if(kf == kProton)  fSpecp += 1;
 276           }
 277 // --------------------------------------------------------------------------
 278 //
 279           if (!fSelectAll) {
 280               selected = KinematicSelection(iparticle,0)&&SelectFlavor(kf);
 281               if (!fSpectators && selected) selected = (ks != 0 && ks != 1 && ks != 10
 282                                                         && ks != 11);
 283           }
 284 //
 285 // Put particle on the stack if selected
 286 //
 287           if (selected) {
 288               nc++;
 289               pSelected[i] = 1;
 290           } // selected
 291       } // particle loop final state
 292 //
 293 // Write particles to stack
 294 //
 295       for (i = 0; i<np; i++) {
 296           TParticle *  iparticle = (TParticle *) fParticles->At(i);
 297           Bool_t  hasMother   = (iparticle->GetFirstMother()     >=0);
 298           Bool_t  hasDaughter = (iparticle->GetFirstDaughter()   >=0);
 299
 300           if (pSelected[i]) {
 301               kf   = iparticle->GetPdgCode();
 302               ks   = iparticle->GetStatusCode();
 303               p[0] = iparticle->Px();
 304               p[1] = iparticle->Py();
 305               p[2] = iparticle->Pz();
 306               origin[0] = origin0[0]+iparticle->Vx()/10;
 307               origin[1] = origin0[1]+iparticle->Vy()/10;
 308               origin[2] = origin0[2]+iparticle->Vz()/10;
 309               tof = kconv*iparticle->T();
 310               imo = -1;
 311               TParticle* mother = 0;
 312               if (hasMother) {
 313                   imo = iparticle->GetFirstMother();
 314                   mother = (TParticle *) fParticles->At(imo);
 315                   imo = (mother->GetPdgCode() != 92) ? imo = newPos[imo] : -1;
 316               } // if has mother
 317               Bool_t tFlag = (fTrackIt && !hasDaughter);
 318               SetTrack(tFlag,imo,kf,p,origin,polar,
 319                        tof,kPNoProcess,nt, 1., ks);
 320               KeepTrack(nt);
 321               newPos[i] = nt;
 322           } // if selected
 323       } // particle loop
 324       delete[] newPos;
 325       delete[] pSelected;
 326
 327       printf("\n I've put %i particles on the stack \n",nc);
 328       if (nc > 0) {
 329           jev += nc;
 330           if (jev >= fNpart || fNpart == -1) {
 331               fKineBias = Float_t(fNpart)/Float_t(fTrials);
 332               printf("\n Trials: %i %i %i\n",fTrials, fNpart, jev);
 333               break;
 334           }
 335       }
 336   } // event loop
 337   MakeHeader();
 338   SetHighWaterMark(nt);
 339 }
 340
 341 void AliGenHijing::KeepFullEvent()
 342 {
 343     fKeep=1;
 344 }
 345
 346 void AliGenHijing::EvaluateCrossSections()
 347 {
 348 //     Glauber Calculation of geometrical x-section
 349 //
 350     Float_t xTot       = 0.;          // barn
 351     Float_t xTotHard   = 0.;          // barn
 352     Float_t xPart      = 0.;          // barn
 353     Float_t xPartHard  = 0.;          // barn
 354     Float_t sigmaHard  = 0.1;         // mbarn
 355     Float_t bMin       = 0.;
 356     Float_t bMax       = fHijing->GetHIPR1(34)+fHijing->GetHIPR1(35);
 357     const Float_t kdib = 0.2;
 358     Int_t   kMax       = Int_t((bMax-bMin)/kdib)+1;
 359
 360
 361     printf("\n Projectile Radius (fm): %f \n",fHijing->GetHIPR1(34));
 362     printf("\n Target     Radius (fm): %f \n",fHijing->GetHIPR1(35));
 363     Int_t i;
 364     Float_t oldvalue= 0.;
 365
 366     Float_t* b   = new Float_t[kMax];
 367     Float_t* si1 = new Float_t[kMax];
 368     Float_t* si2 = new Float_t[kMax];
 369
 370     for (i = 0; i < kMax; i++)
 371     {
 372         Float_t xb  = bMin+i*kdib;
 373         Float_t ov;
 374         ov=fHijing->Profile(xb);
 375         Float_t gb  =  2.*0.01*fHijing->GetHIPR1(40)*kdib*xb*(1.-TMath::Exp(-fHijing->GetHINT1(12)*ov));
 376         Float_t gbh =  2.*0.01*fHijing->GetHIPR1(40)*kdib*xb*sigmaHard*ov;
 377         xTot+=gb;
 378         xTotHard += gbh;
 379         printf("profile %f %f %f\n", xb, ov, fHijing->GetHINT1(12));
 380
 381         if (xb > fMinImpactParam && xb < fMaxImpactParam)
 382         {
 383             xPart += gb;
 384             xPartHard += gbh;
 385         }
 386
 387         if(oldvalue) if ((xTot-oldvalue)/oldvalue<0.0001) break;
 388         oldvalue = xTot;
 389         printf("\n Total cross section (barn): %d %f %f \n",i, xb, xTot);
 390         printf("\n Hard  cross section (barn): %d %f %f \n\n",i, xb, xTotHard);
 391         if (i>0) {
 392             si1[i] = gb/kdib;
 393             si2[i] = gbh/gb;
 394             b[i]  = xb;
 395         }
 396     }
 397
 398     printf("\n Total cross section (barn): %f \n",xTot);
 399     printf("\n Hard  cross section (barn): %f \n \n",xTotHard);
 400     printf("\n Partial       cross section (barn): %f %f \n",xPart, xPart/xTot*100.);
 401     printf("\n Partial  hard cross section (barn): %f %f \n",xPartHard, xPartHard/xTotHard*100.);
 402
 403 //  Store result as a graph
 404     b[0] = 0;
 405     si1[0] = 0;
 406     si2[0]=si2[1];
 407
 408     fDsigmaDb  = new TGraph(i, b, si1);
 409     fDnDb      = new TGraph(i, b, si2);
 410 }
 411
 412 Bool_t AliGenHijing::DaughtersSelection(TParticle* iparticle)
 413 {
 414 //
 415 // Looks recursively if one of the daughters has been selected
 416 //
 417 //    printf("\n Consider daughters %d:",iparticle->GetPdgCode());
 418     Int_t imin = -1;
 419     Int_t imax = -1;
 420     Int_t i;
 421     Bool_t hasDaughters = (iparticle->GetFirstDaughter() >=0);
 422     Bool_t selected = kFALSE;
 423     if (hasDaughters) {
 424         imin = iparticle->GetFirstDaughter();
 425         imax = iparticle->GetLastDaughter();
 426         for (i = imin; i <= imax; i++){
 427             TParticle *  jparticle = (TParticle *) fParticles->At(i);
 428             Int_t ip = jparticle->GetPdgCode();
 429             if (KinematicSelection(jparticle,0)&&SelectFlavor(ip)) {
 430                 selected=kTRUE; break;
 431             }
 432             if (DaughtersSelection(jparticle)) {selected=kTRUE; break; }
 433         }
 434     } else {
 435         return kFALSE;
 436     }
 437     return selected;
 438 }
 439
 440
 441 Bool_t AliGenHijing::SelectFlavor(Int_t pid)
 442 {
 443 // Select flavor of particle
 444 // 0: all
 445 // 4: charm and beauty
 446 // 5: beauty
 447     Bool_t res = 0;
 448
 449     if (fFlavor == 0) {
 450         res = kTRUE;
 451     } else {
 452         Int_t ifl = TMath::Abs(pid/100);
 453         if (ifl > 10) ifl/=10;
 454         res = (fFlavor == ifl);
 455     }
 456 //
 457 //  This part if gamma writing is inhibited
 458     if (fNoGammas)
 459         res = res && (pid != kGamma && pid != kPi0);
 460 //
 461     return res;
 462 }
 463
 464 Bool_t AliGenHijing::Stable(TParticle*  particle)
 465 {
 466 // Return true for a stable particle
 467 //
 468
 469     if (particle->GetFirstDaughter() < 0 )
 470     {
 471         return kTRUE;
 472     } else {
 473         return kFALSE;
 474     }
 475 }
 476
 477
 478
 479 void AliGenHijing::MakeHeader()
 480 {
 481 // Builds the event header, to be called after each event
 482     AliGenEventHeader* header = new AliGenHijingEventHeader("Hijing");
 483     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetNProduced(fHijing->GetNATT());
 484     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetImpactParameter(fHijing->GetHINT1(19));
 485     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetTotalEnergy(fHijing->GetEATT());
 486     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetHardScatters(fHijing->GetJATT());
 487     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetParticipants(fHijing->GetNP(), fHijing->GetNT());
 488     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetCollisions(fHijing->GetN0(),
 489                                                        fHijing->GetN01(),
 490                                                        fHijing->GetN10(),
 491                                                        fHijing->GetN11());
 492     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetSpectators(fSpecn, fSpecp);
 493
 494 // 4-momentum vectors of the triggered jets.
 495 //
 496 // Before final state gluon radiation.
 497     TLorentzVector* jet1 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(21),
 498                                               fHijing->GetHINT1(22),
 499                                               fHijing->GetHINT1(23),
 500                                               fHijing->GetHINT1(24));
 501
 502     TLorentzVector* jet2 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(31),
 503                                               fHijing->GetHINT1(32),
 504                                               fHijing->GetHINT1(33),
 505                                               fHijing->GetHINT1(34));
 506 // After final state gluon radiation.
 507     TLorentzVector* jet3 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(26),
 508                                               fHijing->GetHINT1(27),
 509                                               fHijing->GetHINT1(28),
 510                                               fHijing->GetHINT1(29));
 511
 512     TLorentzVector* jet4 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(36),
 513                                               fHijing->GetHINT1(37),
 514                                               fHijing->GetHINT1(38),
 515                                               fHijing->GetHINT1(39));
 516     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetJets(jet1, jet2, jet3, jet4);
 517 // Bookkeeping for kinematic bias
 518     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetTrials(fTrials);
 519 // Event Vertex
 520     header->SetPrimaryVertex(fVertex);
 521     gAlice->SetGenEventHeader(header);
 522     fCollisionGeometry = (AliGenHijingEventHeader*)  header;
 523 }
 524
 525 Bool_t AliGenHijing::CheckTrigger()
 526 {
 527 // Check the kinematic trigger condition
 528 //
 529     Bool_t   triggered = kFALSE;
 530
 531     if (fTrigger == 1) {
 532 //
 533 //  jet-jet Trigger
 534
 535         TLorentzVector* jet1 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(26),
 536                                                   fHijing->GetHINT1(27),
 537                                                   fHijing->GetHINT1(28),
 538                                                   fHijing->GetHINT1(29));
 539
 540         TLorentzVector* jet2 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(36),
 541                                                   fHijing->GetHINT1(37),
 542                                                   fHijing->GetHINT1(38),
 543                                                   fHijing->GetHINT1(39));
 544         Double_t eta1      = jet1->Eta();
 545         Double_t eta2      = jet2->Eta();
 546         Double_t phi1      = jet1->Phi();
 547         Double_t phi2      = jet2->Phi();
 548 //    printf("\n Trigger: %f %f %f %f",
 549 //         fEtaMinJet, fEtaMaxJet, fPhiMinJet, fPhiMaxJet);
 550         if (
 551             (eta1 < fEtaMaxJet && eta1 > fEtaMinJet &&
 552              phi1 < fPhiMaxJet && phi1 > fPhiMinJet)
 553             ||
 554             (eta2 < fEtaMaxJet && eta2 > fEtaMinJet &&
 555              phi2 < fPhiMaxJet && phi2 > fPhiMinJet)
 556             )
 557             triggered = kTRUE;
 558     } else if (fTrigger == 2) {
 559 //  Gamma Jet
 560 //
 561         Int_t np = fParticles->GetEntriesFast();
 562         for (Int_t i = 0; i < np; i++) {
 563             TParticle* part = (TParticle*) fParticles->At(i);
 564             Int_t kf = part->GetPdgCode();
 565             Int_t ks = part->GetStatusCode();
 566             if (kf == 22 && ks == 40) {
 567                 Float_t phi = part->Phi();
 568                 Float_t eta = part->Eta();
 569                 if  (eta < fEtaMaxJet &&
 570                      eta > fEtaMinJet &&
 571                      phi < fPhiMaxJet &&
 572                      phi > fPhiMinJet) {
 573                     triggered = 1;
 574                     break;
 575                 } // check phi,eta within limits
 576             } // direct gamma ?
 577         } // particle loop
 578     } // fTrigger == 2
 579     return triggered;
 580 }
 581
 582
 583
 584
 585 AliGenHijing& AliGenHijing::operator=(const  AliGenHijing& rhs)
 586 {
 587 // Assignment operator
 588     return *this;
 589 }
 590