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 // Author:
  22 // Andreas Morsch    (andreas.morsch@cern.ch)
  23 //
  24
  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     AliGenMC(hijing)
  90 {
  91 // copy constructor
  92 }
  93
  94
  95 AliGenHijing::~AliGenHijing()
  96 {
  97 // Destructor
  98     if ( fDsigmaDb) delete  fDsigmaDb;
  99     if ( fDnDb)     delete  fDnDb;
 100     delete fParticles;
 101 }
 102
 103 void AliGenHijing::Init()
 104 {
 105 // Initialisation
 106     fFrame.Resize(8);
 107     fTarget.Resize(8);
 108     fProjectile.Resize(8);
 109
 110     SetMC(new THijing(fEnergyCMS, fFrame, fProjectile, fTarget,
 111                       fAProjectile, fZProjectile, fATarget, fZTarget,
 112                       fMinImpactParam, fMaxImpactParam));
 113
 114     fHijing=(THijing*) fMCEvGen;
 115     fHijing->SetIHPR2(2,  fRadiation);
 116     fHijing->SetIHPR2(3,  fTrigger);
 117     fHijing->SetIHPR2(6,  fShadowing);
 118     fHijing->SetIHPR2(12, fDecaysOff);
 119     fHijing->SetIHPR2(21, fKeep);
 120     fHijing->SetHIPR1(10, fPtMinJet);
 121     fHijing->SetHIPR1(50, fSimpleJet);
 122 //
 123 //  Quenching
 124 //
 125 //
 126 //  fQuench = 0:  no quenching
 127 //  fQuench = 1:  hijing default
 128 //  fQuench = 2:  new LHC  parameters for HIPR1(11) and HIPR1(14)
 129 //  fQuench = 3:  new RHIC parameters for HIPR1(11) and HIPR1(14)
 130 //  fQuench = 4:  new LHC  parameters with log(e) dependence
 131 //  fQuench = 5:  new RHIC parameters with log(e) dependence
 132     fHijing->SetIHPR2(50, 0);
 133     if (fQuench > 0)
 134         fHijing->SetIHPR2(4,  1);
 135     else
 136         fHijing->SetIHPR2(4,  0);
 137 // New LHC parameters from Xin-Nian Wang
 138     if (fQuench == 2) {
 139         fHijing->SetHIPR1(14, 1.1);
 140         fHijing->SetHIPR1(11, 3.7);
 141     } else if (fQuench == 3) {
 142         fHijing->SetHIPR1(14, 0.20);
 143         fHijing->SetHIPR1(11, 2.5);
 144     } else if (fQuench == 4) {
 145         fHijing->SetIHPR2(50, 1);
 146         fHijing->SetHIPR1(14, 4.*0.34);
 147         fHijing->SetHIPR1(11, 3.7);
 148     } else if (fQuench == 5) {
 149         fHijing->SetIHPR2(50, 1);
 150         fHijing->SetHIPR1(14, 0.34);
 151         fHijing->SetHIPR1(11, 2.5);
 152     }
 153
 154
 155     AliGenMC::Init();
 156
 157 //
 158 //  Initialize Hijing
 159 //
 160     fHijing->Initialize();
 161 //
 162     if (fEvaluate) EvaluateCrossSections();
 163 //
 164 }
 165
 166 void AliGenHijing::Generate()
 167 {
 168 // Generate one event
 169
 170   Float_t polar[3]    =   {0,0,0};
 171   Float_t origin[3]   =   {0,0,0};
 172   Float_t origin0[3]  =   {0,0,0};
 173   Float_t p[3];
 174   Float_t tof;
 175
 176 //  converts from mm/c to s
 177   const Float_t kconv = 0.001/2.999792458e8;
 178 //
 179   Int_t nt  = 0;
 180   Int_t jev = 0;
 181   Int_t j, kf, ks, imo;
 182   kf = 0;
 183
 184
 185
 186   fTrials = 0;
 187   for (j = 0;j < 3; j++) origin0[j] = fOrigin[j];
 188   if(fVertexSmear == kPerEvent) {
 189       Vertex();
 190       for (j=0; j < 3; j++) origin0[j] = fVertex[j];
 191   }
 192
 193
 194   Float_t sign = (fRandomPz && (Rndm() < 0.5))? -1. : 1.;
 195   while(1)
 196   {
 197 //    Generate one event
 198 // --------------------------------------------------------------------------
 199       fProjectileSpecn    = 0;
 200       fProjectileSpecp    = 0;
 201       fTargetSpecn        = 0;
 202       fTargetSpecp        = 0;
 203 // --------------------------------------------------------------------------
 204       fHijing->GenerateEvent();
 205       fTrials++;
 206       fHijing->ImportParticles(fParticles,"All");
 207       if (fTrigger != kNoTrigger) {
 208           if (!CheckTrigger()) continue;
 209       }
 210       if (fLHC) Boost();
 211
 212
 213       Int_t np = fParticles->GetEntriesFast();
 214       printf("\n **************************************************%d\n",np);
 215       Int_t nc = 0;
 216       if (np == 0 ) continue;
 217       Int_t i;
 218       Int_t* newPos     = new Int_t[np];
 219       Int_t* pSelected  = new Int_t[np];
 220
 221       for (i = 0; i < np; i++) {
 222           newPos[i]    = i;
 223           pSelected[i] = 0;
 224       }
 225
 226 //      Get event vertex
 227 //
 228       TParticle *  iparticle = (TParticle *) fParticles->At(0);
 229       fVertex[0] = origin0[0];
 230       fVertex[1] = origin0[1];
 231       fVertex[2] = origin0[2];
 232
 233 //
 234 //      First select parent particles
 235 //
 236
 237       for (i = 0; i < np; i++) {
 238           iparticle = (TParticle *) fParticles->At(i);
 239
 240 // Is this a parent particle ?
 241           if (Stable(iparticle)) continue;
 242 //
 243           Bool_t  selected             =  kTRUE;
 244           Bool_t  hasSelectedDaughters =  kFALSE;
 245
 246
 247           kf        = iparticle->GetPdgCode();
 248           ks        = iparticle->GetStatusCode();
 249           if (kf == 92) continue;
 250
 251           if (!fSelectAll) selected = KinematicSelection(iparticle, 0) &&
 252                                SelectFlavor(kf);
 253           hasSelectedDaughters = DaughtersSelection(iparticle);
 254 //
 255 // Put particle on the stack if it is either selected or
 256 // it is the mother of at least one seleted particle
 257 //
 258           if (selected || hasSelectedDaughters) {
 259               nc++;
 260               pSelected[i] = 1;
 261           } // selected
 262       } // particle loop parents
 263 //
 264 // Now select the final state particles
 265 //
 266
 267       for (i = 0; i<np; i++) {
 268           TParticle *  iparticle = (TParticle *) fParticles->At(i);
 269 // Is this a final state particle ?
 270           if (!Stable(iparticle)) continue;
 271
 272           Bool_t  selected             =  kTRUE;
 273           kf        = iparticle->GetPdgCode();
 274           ks        = iparticle->GetStatusCode();
 275
 276 // --------------------------------------------------------------------------
 277 // Count spectator neutrons and protons
 278           if(ks == 0 || ks == 1){
 279               if(kf == kNeutron) fProjectileSpecn += 1;
 280               if(kf == kProton)  fProjectileSpecp += 1;
 281           }
 282           else if(ks == 10 || ks == 11){
 283               if(kf == kNeutron) fTargetSpecn += 1;
 284               if(kf == kProton)  fTargetSpecp += 1;
 285           }
 286 // --------------------------------------------------------------------------
 287 //
 288           if (!fSelectAll) {
 289               selected = KinematicSelection(iparticle,0)&&SelectFlavor(kf);
 290               if (!fSpectators && selected) selected = (ks != 0 && ks != 1 && ks != 10
 291                                                         && ks != 11);
 292           }
 293 //
 294 // Put particle on the stack if selected
 295 //
 296           if (selected) {
 297               nc++;
 298               pSelected[i] = 1;
 299           } // selected
 300       } // particle loop final state
 301 //
 302 // Write particles to stack
 303 //
 304       for (i = 0; i<np; i++) {
 305           TParticle *  iparticle = (TParticle *) fParticles->At(i);
 306           Bool_t  hasMother   = (iparticle->GetFirstMother()     >=0);
 307           Bool_t  hasDaughter = (iparticle->GetFirstDaughter()   >=0);
 308
 309           if (pSelected[i]) {
 310               kf   = iparticle->GetPdgCode();
 311               ks   = iparticle->GetStatusCode();
 312               p[0] = iparticle->Px();
 313               p[1] = iparticle->Py();
 314               p[2] = iparticle->Pz() * sign;
 315               origin[0] = origin0[0]+iparticle->Vx()/10;
 316               origin[1] = origin0[1]+iparticle->Vy()/10;
 317               origin[2] = origin0[2]+iparticle->Vz()/10;
 318               tof = kconv*iparticle->T();
 319               imo = -1;
 320               TParticle* mother = 0;
 321               if (hasMother) {
 322                   imo = iparticle->GetFirstMother();
 323                   mother = (TParticle *) fParticles->At(imo);
 324                   imo = (mother->GetPdgCode() != 92) ? imo = newPos[imo] : -1;
 325               } // if has mother
 326               Bool_t tFlag = (fTrackIt && !hasDaughter);
 327               PushTrack(tFlag,imo,kf,p,origin,polar,
 328                        tof,kPNoProcess,nt, 1., ks);
 329               KeepTrack(nt);
 330               newPos[i] = nt;
 331           } // if selected
 332       } // particle loop
 333       delete[] newPos;
 334       delete[] pSelected;
 335
 336       printf("\n I've put %i particles on the stack \n",nc);
 337       if (nc > 0) {
 338           jev += nc;
 339           if (jev >= fNpart || fNpart == -1) {
 340               fKineBias = Float_t(fNpart)/Float_t(fTrials);
 341               printf("\n Trials: %i %i %i\n",fTrials, fNpart, jev);
 342               break;
 343           }
 344       }
 345   } // event loop
 346   MakeHeader();
 347   SetHighWaterMark(nt);
 348 }
 349
 350 void AliGenHijing::KeepFullEvent()
 351 {
 352     fKeep=1;
 353 }
 354
 355 void AliGenHijing::EvaluateCrossSections()
 356 {
 357 //     Glauber Calculation of geometrical x-section
 358 //
 359     Float_t xTot       = 0.;          // barn
 360     Float_t xTotHard   = 0.;          // barn
 361     Float_t xPart      = 0.;          // barn
 362     Float_t xPartHard  = 0.;          // barn
 363     Float_t sigmaHard  = 0.1;         // mbarn
 364     Float_t bMin       = 0.;
 365     Float_t bMax       = fHijing->GetHIPR1(34)+fHijing->GetHIPR1(35);
 366     const Float_t kdib = 0.2;
 367     Int_t   kMax       = Int_t((bMax-bMin)/kdib)+1;
 368
 369
 370     printf("\n Projectile Radius (fm): %f \n",fHijing->GetHIPR1(34));
 371     printf("\n Target     Radius (fm): %f \n",fHijing->GetHIPR1(35));
 372     Int_t i;
 373     Float_t oldvalue= 0.;
 374
 375     Float_t* b   = new Float_t[kMax];
 376     Float_t* si1 = new Float_t[kMax];
 377     Float_t* si2 = new Float_t[kMax];
 378
 379     for (i = 0; i < kMax; i++)
 380     {
 381         Float_t xb  = bMin+i*kdib;
 382         Float_t ov;
 383         ov=fHijing->Profile(xb);
 384         Float_t gb  =  2.*0.01*fHijing->GetHIPR1(40)*kdib*xb*(1.-TMath::Exp(-fHijing->GetHINT1(12)*ov));
 385         Float_t gbh =  2.*0.01*fHijing->GetHIPR1(40)*kdib*xb*sigmaHard*ov;
 386         xTot+=gb;
 387         xTotHard += gbh;
 388         printf("profile %f %f %f\n", xb, ov, fHijing->GetHINT1(12));
 389
 390         if (xb > fMinImpactParam && xb < fMaxImpactParam)
 391         {
 392             xPart += gb;
 393             xPartHard += gbh;
 394         }
 395
 396         if(oldvalue) if ((xTot-oldvalue)/oldvalue<0.0001) break;
 397         oldvalue = xTot;
 398         printf("\n Total cross section (barn): %d %f %f \n",i, xb, xTot);
 399         printf("\n Hard  cross section (barn): %d %f %f \n\n",i, xb, xTotHard);
 400         if (i>0) {
 401             si1[i] = gb/kdib;
 402             si2[i] = gbh/gb;
 403             b[i]  = xb;
 404         }
 405     }
 406
 407     printf("\n Total cross section (barn): %f \n",xTot);
 408     printf("\n Hard  cross section (barn): %f \n \n",xTotHard);
 409     printf("\n Partial       cross section (barn): %f %f \n",xPart, xPart/xTot*100.);
 410     printf("\n Partial  hard cross section (barn): %f %f \n",xPartHard, xPartHard/xTotHard*100.);
 411
 412 //  Store result as a graph
 413     b[0] = 0;
 414     si1[0] = 0;
 415     si2[0]=si2[1];
 416
 417     fDsigmaDb  = new TGraph(i, b, si1);
 418     fDnDb      = new TGraph(i, b, si2);
 419 }
 420
 421 Bool_t AliGenHijing::DaughtersSelection(TParticle* iparticle)
 422 {
 423 //
 424 // Looks recursively if one of the daughters has been selected
 425 //
 426 //    printf("\n Consider daughters %d:",iparticle->GetPdgCode());
 427     Int_t imin = -1;
 428     Int_t imax = -1;
 429     Int_t i;
 430     Bool_t hasDaughters = (iparticle->GetFirstDaughter() >=0);
 431     Bool_t selected = kFALSE;
 432     if (hasDaughters) {
 433         imin = iparticle->GetFirstDaughter();
 434         imax = iparticle->GetLastDaughter();
 435         for (i = imin; i <= imax; i++){
 436             TParticle *  jparticle = (TParticle *) fParticles->At(i);
 437             Int_t ip = jparticle->GetPdgCode();
 438             if (KinematicSelection(jparticle,0)&&SelectFlavor(ip)) {
 439                 selected=kTRUE; break;
 440             }
 441             if (DaughtersSelection(jparticle)) {selected=kTRUE; break; }
 442         }
 443     } else {
 444         return kFALSE;
 445     }
 446     return selected;
 447 }
 448
 449
 450 Bool_t AliGenHijing::SelectFlavor(Int_t pid)
 451 {
 452 // Select flavor of particle
 453 // 0: all
 454 // 4: charm and beauty
 455 // 5: beauty
 456     Bool_t res = 0;
 457
 458     if (fFlavor == 0) {
 459         res = kTRUE;
 460     } else {
 461         Int_t ifl = TMath::Abs(pid/100);
 462         if (ifl > 10) ifl/=10;
 463         res = (fFlavor == ifl);
 464     }
 465 //
 466 //  This part if gamma writing is inhibited
 467     if (fNoGammas)
 468         res = res && (pid != kGamma && pid != kPi0);
 469 //
 470     return res;
 471 }
 472
 473 Bool_t AliGenHijing::Stable(TParticle*  particle) const
 474 {
 475 // Return true for a stable particle
 476 //
 477
 478     if (particle->GetFirstDaughter() < 0 )
 479     {
 480         return kTRUE;
 481     } else {
 482         return kFALSE;
 483     }
 484 }
 485
 486
 487
 488 void AliGenHijing::MakeHeader()
 489 {
 490 // Builds the event header, to be called after each event
 491     AliGenEventHeader* header = new AliGenHijingEventHeader("Hijing");
 492     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetNProduced(fHijing->GetNATT());
 493     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetImpactParameter(fHijing->GetHINT1(19));
 494     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetTotalEnergy(fHijing->GetEATT());
 495     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetHardScatters(fHijing->GetJATT());
 496     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetParticipants(fHijing->GetNP(), fHijing->GetNT());
 497     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetCollisions(fHijing->GetN0(),
 498                                                        fHijing->GetN01(),
 499                                                        fHijing->GetN10(),
 500                                                        fHijing->GetN11());
 501     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetSpectators(fProjectileSpecn, fProjectileSpecp,
 502                                                        fTargetSpecn,fTargetSpecp);
 503
 504 // 4-momentum vectors of the triggered jets.
 505 //
 506 // Before final state gluon radiation.
 507     TLorentzVector* jet1 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(21),
 508                                               fHijing->GetHINT1(22),
 509                                               fHijing->GetHINT1(23),
 510                                               fHijing->GetHINT1(24));
 511
 512     TLorentzVector* jet2 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(31),
 513                                               fHijing->GetHINT1(32),
 514                                               fHijing->GetHINT1(33),
 515                                               fHijing->GetHINT1(34));
 516 // After final state gluon radiation.
 517     TLorentzVector* jet3 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(26),
 518                                               fHijing->GetHINT1(27),
 519                                               fHijing->GetHINT1(28),
 520                                               fHijing->GetHINT1(29));
 521
 522     TLorentzVector* jet4 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(36),
 523                                               fHijing->GetHINT1(37),
 524                                               fHijing->GetHINT1(38),
 525                                               fHijing->GetHINT1(39));
 526     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetJets(jet1, jet2, jet3, jet4);
 527 // Bookkeeping for kinematic bias
 528     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetTrials(fTrials);
 529 // Event Vertex
 530     header->SetPrimaryVertex(fVertex);
 531     if (gAlice) gAlice->SetGenEventHeader(header);
 532     fCollisionGeometry = (AliGenHijingEventHeader*)  header;
 533 }
 534
 535 Bool_t AliGenHijing::CheckTrigger()
 536 {
 537 // Check the kinematic trigger condition
 538 //
 539     Bool_t   triggered = kFALSE;
 540
 541     if (fTrigger == 1) {
 542 //
 543 //  jet-jet Trigger
 544
 545         TLorentzVector* jet1 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(26),
 546                                                   fHijing->GetHINT1(27),
 547                                                   fHijing->GetHINT1(28),
 548                                                   fHijing->GetHINT1(29));
 549
 550         TLorentzVector* jet2 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(36),
 551                                                   fHijing->GetHINT1(37),
 552                                                   fHijing->GetHINT1(38),
 553                                                   fHijing->GetHINT1(39));
 554         Double_t eta1      = jet1->Eta();
 555         Double_t eta2      = jet2->Eta();
 556         Double_t phi1      = jet1->Phi();
 557         Double_t phi2      = jet2->Phi();
 558 //    printf("\n Trigger: %f %f %f %f",
 559 //         fEtaMinJet, fEtaMaxJet, fPhiMinJet, fPhiMaxJet);
 560         if (
 561             (eta1 < fEtaMaxJet && eta1 > fEtaMinJet &&
 562              phi1 < fPhiMaxJet && phi1 > fPhiMinJet)
 563             ||
 564             (eta2 < fEtaMaxJet && eta2 > fEtaMinJet &&
 565              phi2 < fPhiMaxJet && phi2 > fPhiMinJet)
 566             )
 567             triggered = kTRUE;
 568     } else if (fTrigger == 2) {
 569 //  Gamma Jet
 570 //
 571         Int_t np = fParticles->GetEntriesFast();
 572         for (Int_t i = 0; i < np; i++) {
 573             TParticle* part = (TParticle*) fParticles->At(i);
 574             Int_t kf = part->GetPdgCode();
 575             Int_t ks = part->GetStatusCode();
 576             if (kf == 22 && ks == 40) {
 577                 Float_t phi = part->Phi();
 578                 Float_t eta = part->Eta();
 579                 if  (eta < fEtaMaxJet &&
 580                      eta > fEtaMinJet &&
 581                      phi < fPhiMaxJet &&
 582                      phi > fPhiMinJet) {
 583                     triggered = 1;
 584                     break;
 585                 } // check phi,eta within limits
 586             } // direct gamma ?
 587         } // particle loop
 588     } // fTrigger == 2
 589     return triggered;
 590 }
 591
 592
 593 void AliGenHijing::Copy(TObject &) const
 594 {
 595   Fatal("Copy","Not implemented!\n");
 596 }
 597
 598 AliGenHijing& AliGenHijing::operator=(const  AliGenHijing& rhs)
 599 {
 600     rhs.Copy(*this);
 601     return (*this);
 602 }
 603