A pointer is initialised to zero
[u/mrichter/AliRoot.git] / TMEVSIM / TMevSim.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 /*
17 $Log$
18 Revision 1.2  2001/03/28 07:32:51  hristov
19 Loop variables declared only once, old style include (HP,Sun)
20
21 Revision 1.1  2001/03/25 10:15:23  morsch
22 Root interface to MevSim code as TGenerator realisation (Sylwester Radomski et al.)
23
24 */
25
26 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
27 // 
28 // TMevSim
29 //
30 // TMevSim is an interface class between the event generator MEVSIM and 
31 // the ROOT system. The current implementation is based on the 6.11.2000
32 // version provided by Lanny Ray on /afs/cern.ch/user/y/yiota/ray/mult_gen.
33 // 
34 // Authors of MEVSIM:
35 // For The STAR Collaboration
36 //
37 //  Lanny Ray      
38 //     Dept. of Physics
39 //     The University of Texas at Austin
40 //     Austin, Texas 78712
41 //     (512) 471-6107
42 //     ray@physics.utexas.edu
43 //
44 //  Ron Longacre   email:
45 //
46 //
47 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
48 //
49 // I.    OVERVIEW
50 //
51 //    This code is intended to provide a quick means of producing
52 //    uncorrelated simulated events for event-by-event studies,
53 //    detector acceptance and efficiency studies, etc.  The
54 //    user selects the number of events, the one-particle distribution
55 //    model, the Geant particles to include, the ranges in transverse
56 //    momentum, pseudorapidity and azimuthal angle, the mean
57 //    multiplicity for each particle type for the event run, the
58 //    mean temperature, Rapidity width, etc., and the standard deviations
59 //    for the event-to-event variation in the model parameters.
60 //    Note that these events are produced in the c.m. frame only.
61 //    
62 //    Anisotropic flow may also be simulated by introducing explicit
63 //    phi-dependence (azimuthal angle) in the particle distributions.  
64 //    The assumed model is taken from Poskanzer and Voloshin, Phys. Rev.
65 //    C58, 1671 (1998), Eq.(1), where we use,
66 //
67 //         E d^3N/dp^3 = (1/2*pi*pt)*[d^2N/dpt*dy]
68 //            * [1 + SUM(n=1,nflowterms){2*Vn*cos[n(phi-PSIr)]}]
69 //
70 //    with up to 'nflowterms' (currently set to 6, see file
71 //    Parameter_values.inc) Fourier components allowed.  Vn are
72 //    coefficients and PSIr is the reaction plane angle.
73 //    The algebraic signs of the Vn terms for n=odd are reversed
74 //    from their input values for particles with rapidity (y) < 0
75 //    as suggested in Poskanzer and Voloshin.
76 //    The flow parameters can depend on pt and rapidity (y) according
77 //    to the model suggested by Art Poskanzer (Feb. 2000) and as
78 //    defined in the Function Vn_pt_y.
79 //
80 //    The user may select either to have the same multiplicity per
81 //    particle type for each event or to let the multiplicity vary
82 //    randomly according to a Poisson distribution. In addition, an
83 //    overall multiplicative scale factor can be applied to each
84 //    particle ID's multiplicity (same factor applied to each PID).
85 //    This scaling can vary randomly according to a Gaussian from
86 //    event-to-event.  This is to simulate trigger acceptance
87 //    fluctuations.  Similarly the
88 //    parameters of the one-particle distribution models may either
89 //    be fixed to the same value for each event or allowed to randomly
90 //    vary about a specified mean with a specified standard deviation
91 //    and assuming a Gaussian distribution.
92 //
93 //    With respect to the reaction plane and anisotropic flow simulation,
94 //    the user may select among four options:
95 //       (1) ignore reaction plane and anisotropic flow effects; all
96 //           distributions will be azimuthally invariant, on average.
97 //       (2) assume a fixed reaction plane angle, PSIr, for all events
98 //           in the run.
99 //       (3) assume a Gaussian distribution with specified mean and
100 //           standard deviation for the reaction plane angles for the
101 //           events in the run.  PSIr is randomly determined for each
102 //           event.
103 //       (4) assume uniformly distributed, random values for the reaction  
104 //           plane angles from 0 to 360 deg., for each event in the run.
105 //
106 //    The user may also select the anisotropic flow parameters, Vn,
107 //    to either be fixed for each event, or to randomly vary from event
108 //    to event according to a Gaussian distribution where the user must
109 //    specify the mean and std. dev.  For both cases the input file must
110 //    list the 'nflowterms' (e.g. 6) values of the mean and Std.dev. for
111 //    the Vn parameters for all particle ID types included in the run.
112 //
113 //    The available list of particles has been increased to permit a
114 //    number of meson and baryon resonances.  For those with broad widths
115 //    the code samples the mass distribution for the resonance and outputs
116 //    the resonance mass for each instance in a special kinematic file
117 //    (see file unit=9, filename = 'mult_gen.kin').  The resonance shapes
118 //    are approximately Breit-Wigner and are specific for each resonance 
119 //    case.  The additional particle/resonances include: rho(+,-,0),
120 //    omega(0), eta', phi, J/Psi, Delta(-,0,+,++) and K*(+,-,0).  Masses
121 //    are sampled for the rho, omega, phi, Deltas and D*s. 
122 //    Refer to SUBR: Particle_prop and Particle_mass for the explicit
123 //    parameters, resonance shape models, and sampling ranges.
124 //
125 //    The input is from a file, named 'mult_gen.in'.  The output is
126 //    loaded into a file named 'mult_gen.out' which includes run
127 //    header information, event header information and the EVENT: and
128 //    TRACK: formats as in the new STAR TEXT Format for event generator
129 //    input to GSTAR.  A log file, 'mult_gen.log' is also written which
130 //    may contain error messages.  Normally this file should be empty
131 //    after a successful run.  These filenames can easily be changed
132 //    to more suitable names by the script that runs the program or
133 //    by hand.
134 //
135 //
136 // II.   ALGORITHM
137 //
138 //
139 //
140 //    The method for generating random multiplicities and model parameter
141 //    values involves the following steps:
142 //       (1) The Poisson or Gaussian distributions are computed and
143 //           loaded into function f().
144 //       (2) The distribution f(x') is integrated from xmin to x
145 //           and saved from x = xmin to x = xmax.  The range and mesh
146 //           spaces are specified by the user.
147 //       (3) The integral of f is normalized to unity where 
148 //           integral[f(x')](at x = xmin) = 0.0
149 //           integral[f(x')](at x = xmax) = 1.0
150 //       (4) A random number generator is called which delivers values
151 //           between 0.0 and 1.0.  
152 //       (5) We consider the coordinate x (from xmin to xmax) to be
153 //           dependent on the integral[f].  Using the random number
154 //           for the selected value of integral[f] the value of x
155 //           is obtained by interpolation.
156 //
157 //    An interpolation subroutine from Rubin Landau, Oregon State Univ.,
158 //    is used to do this interpolation; it involves uneven mesh point 
159 //    spacing.
160 //
161 //    The method for generating the particle momenta uses the
162 //    standard random elimination method and involves the following
163 //    steps:
164 //
165 //    For model_type = 1,2,3,4 which are functions of pt,y (see following):
166 //       (1) The y range is computed using the pseudorapidity (eta)
167 //           range and includes ample cushioning around the sides
168 //           along the eta acceptance edges.
169 //       (2) The transverse momentum (pt) and rapidity (y) are
170 //           randomly chosen within the specified ranges.
171 //       (3) The pseudorapidity is computed for this (pt,y) value
172 //           (and the mass for each pid) and checked against the
173 //           pseudorapidity acceptance range.
174 //       (4) If the pseudorapidity is within range then the one-particle
175 //           model distribution is calculated at this point and its ratio
176 //           to the maximum value throughout (pt,eta) acceptance region
177 //           is calculated.
178 //       (5) Another random number is called and if less than the ratio
179 //           from step#4 the particle momentum is used; if not, then 
180 //           another trial value of (pt,y) is obtained.
181 //       (6) This continues until the required multiplicity for the
182 //           specific event and particle type has been satisfied.
183 //       (7) This process is repeated for the requested number of particle
184 //           types and events.
185 //
186 //    For model_type = 5,6 (see following) which are input bin-by-bin
187 //    in pt,eta:
188 //       (1) The transverse momentum (pt) and pseudorapidity (eta) are 
189 //           randomly chosen within the specified ranges.
190 //       (2) The one-particle model distribution is calculated at this
191 //           point and its ratio to the maximum value throughout the
192 //           (pt,eta) region is calculated.
193 //       (3) Another random number is called and if less than the ratio
194 //           from step(2) the particle momentum is used; if not then
195 //           another trial value of (pt,eta) is obtained.
196 //       (4) This continues until the required multiplicity for the 
197 //           specific event and particle type has been satisfied.
198 //       (5) This process is repeated for the requested number of particle
199 //           types and events. 
200 //
201 //    Problematic parameter values are tested, bad input values are checked
202 //    and in some cases may be changed so that the program will not crash.
203 //    In some cases the code execution is stopped.
204 //    Some distributions and/or unusual model parameter values may cause the
205 //    code to hang up due to the poor performance of the "elimination"
206 //    method for very strongly peaked distributions.  These are tested for
207 //    certain problematic values and if necessary these events are aborted.
208 //    A message, "*** Event No.    2903 ABORTED:" for example is printed
209 //    in the 'mult_gen.out' file.  Temperatures .le. 0.01 GeV and rapidity
210 //    width parameters .le. 0.01 will cause the event to abort.
211 //
212 //
213 //
214 // III.  DESCRIPTION OF THE INPUT:
215 //
216 //
217 //    The input is described below in the 'read' statements and also in
218 //    the sample input file.  Some additional comments are as follows:
219 //
220 //    (1) n_events - Selected number of events in run. Can be anything
221 //                   .ge. 1.
222 //    (2) n_pid_type - Number of particle ID types to include in the
223 //                     particle list. e.g. pi(+) and pi(-) are counted
224 //                     separately.  The limit is set by parameter npid
225 //                     in the accompanying include file 'Parameter_values.inc'
226 //                     and is presently set at 20.
227 //    (3) model_type - equals 1,2,3,4,5 or 6 so far.  See comments in
228 //                     Function dNdpty to see what is calculated.
229 //                     The models included are:
230 //                   = 1, Factorized mt exponential, Gaussian rapidity model
231 //                   = 2, Pratt non-expanding, spherical thermal source model
232 //                   = 3, Bertsch non-expanding spherical thermal source model
233 //                   = 4, Pratt spherically expanding, thermally equilibrated
234 //                        source model.
235 //                   = 5, Factorized pt and eta distributions input bin-by-bin.
236 //                   = 6, Fully 2D pt,eta distributions input bin-by-bin.
237 //                        NOTE: model_type = 1-4 are functions of (pt,y)
238 //                              model_type = 5,6 are functions of (pt,eta)
239 //    (4) reac_plane_cntrl - Can be either 1,2,3 or 4 where:
240 //                         = 1 to ignore reaction plane and anisotropic flow,
241 //                             all distributions will be azimuthally symm.
242 //                         = 2 to use a fixed reaction plane angle for all
243 //                             events in the run.
244 //                         = 3 to assume a randomly varying reaction plane
245 //                             angle for each event as determined by a
246 //                             Gaussian distribution.
247 //                         = 4 to assume a randomly varying reaction plane
248 //                             for each event in the run as determined by
249 //                             a uniform distribution from 0 to 360 deg.
250 //    (5) PSIr_mean, PSIr_stdev - Reaction plane angle mean and Gaussian
251 //                                std.dev. (both are in degrees) for cases
252 //                                with reac_plane_cntrl = 2 (use mean value)
253 //                                and 3.  Note: these are read in regardless
254 //                                of the value of reac_plane_cntrl.
255 //    (6) MultFac_mean, MultFac_stdev - Overall multiplicity scaling factor
256 //                                      for all PID types; mean and std.dev.;
257 //                                      for trigger fluctuations event-to-evt.
258 //    (7) pt_cut_min,pt_cut_max - Range of transverse momentum in GeV/c.
259 //    (8) eta_cut_min,eta_cut_max - Pseudorapidity range
260 //    (9) phi_cut_min,phi_cut_max - Azimuthal angular range in degrees.
261 //   (10) n_stdev_mult - Number of standard deviations about the mean value
262 //                       of multiplicity to include in the random event-to-
263 //                       event selection process.  The maximum number of
264 //                       steps that can be covered is determined by
265 //                       parameter n_mult_max_steps in the accompanying
266 //                       include file 'Parameter_values.inc' which is
267 //                       presently set at 1000, but the true upper limit for
268 //                       this is n_mult_max_steps - 1 = 999.
269 //   (11) n_stdev_temp - Same, except for the "Temperature" parameter.
270 //   (12) n_stdev_sigma- Same, except for the rapidity width parameter.
271 //   (13) n_stdev_expvel - Same, except for the expansion velocity parameter.
272 //   (14) n_stdev_PSIr   - Same, except for the reaction plane angle
273 //   (15) n_stdev_Vn     - Same, except for the anisotropy coefficients, Vn.
274 //   (16) n_stdev_MultFac - Same, except for the multiplicity scaling factor.
275 //   (17) n_integ_pts - Number of mesh points to use in the random model
276 //                      parameter selection process.  The upper limit is
277 //                      set by parameter nmax_integ in the accompanying
278 //                      include file 'Parameter_values.inc' which is presently
279 //                      set at 100, but the true upper limit for n_integ_pts
280 //                      is nmax_integ - 1 = 99. 
281 //   (18) n_scan_pts  - Number of mesh points to use to scan the (pt,y)
282 //                      dependence of the model distributions looking for
283 //                      the maximum value.  The 2-D grid has
284 //                      n_scan_pts * n_scan_pts points; no limit to size of
285 //                      n_scan_pts.
286 //   (19) irand       - Starting random number seed.
287 //
288 //**************************************************************************
289 //   FOR MODEL_TYPE = 1,2,3 or 4:
290 //   Input the following 7 lines for each particle type; repeat these
291 //   set of lines n_pid_type times:
292 //
293 //        (a) gpid - Geant Particle ID code number
294 //        (b) mult_mean,mult_variance_control - Mean multiplicity and
295 //                                              variance control where:
296 //            mult_variance_control = 0 for no variance in multiplicity 
297 //            mult_variance_control = 1 to allow Poisson distribution for
298 //                                      particle multiplicities for all events.
299 //            Note that a hard limit exists for the maximum possible
300 //            multiplicity for a given particle type per event.  This is
301 //            determined by parameter factorial_max in accompanying include
302 //            file 'common_facfac.inc' and is presently set at 10000.
303 //        (c) Temp_mean, Temp_stdev - Temperature parameter mean (in GeV)
304 //            and standard deviation (Gaussian distribution assumed).
305 //        (d) sigma_mean, sigma_stdev - Rapidity distribution width (sigma)
306 //            parameter mean and standard deviation (Gaussian distribution
307 //            assumed).
308 //        (e) expvel_mean, expvel_stdev - S. Pratt expansion velocity
309 //            (in units of c) mean and standard deviation (Gaussian 
310 //            distribution assumed).
311 //        (f) Vn_mean(k);  k=1,4  - Anisotropic flow parameters, mean values
312 //                                  for Fourier component n=1.
313 //        (g) Vn_stdev(k); k=1,4  - Anisotropic flow parameters, std.dev.
314 //                                  values for Fourier component n=1.
315 //
316 //            Repeat the last two lines of input for remaining Fourier
317 //            components n=2,3...6.  Include all 6 sets of parameters
318 //            even if these are not used by the model for Vn(pt,y) (set
319 //            unused parameter means and std.dev. to 0.0).  List 4 values
320 //            on every line, even though for n=even the 4th quantity is
321 //            not used.
322 //
323 //**************************************************************************
324 //   FOR MODEL_TYPE = 5 input the following set of lines for each particle
325 //                      type; repeat these n_pid_type times.
326 //
327 //        (a) gpid - Geant Particle ID code number
328 //        (b) mult_mean,mult_variance_control - Mean multiplicity and
329 //                                              variance control where:
330 //            mult_variance_control = 0 for no variance in multiplicity
331 //            mult_variance_control = 1 to allow Poisson distribution for
332 //                                      particle multiplicities for all events.
333 //        (c) pt_start, eta_start - minimum starting values for pt, eta 
334 //                                  input for the bin-by-bin distributions.
335 //        (d) n_pt_bins, n_eta_bins - # input pt and eta bins.
336 //        (e) delta_pt, pt_bin - pt bin size and function value, repeat for
337 //                               each pt bin.
338 //        (f) delta_eta, eta_bin - eta bin size and function value, repeat
339 //                                 for each eta bin.
340 //        (g) Vn_mean(k);  k=1,4  - Anisotropic flow parameters, mean values
341 //                                  for Fourier component n=1.
342 //        (h) Vn_stdev(k); k=1,4  - Anisotropic flow parameters, std.dev.
343 //                                  values for Fourier component n=1.
344 //
345 //            Repeat the last two lines of input for remaining Fourier
346 //            components n=2,3...6.  Include all 6 sets of parameters
347 //            even if these are not used by the model for Vn(pt,y) (set
348 //            unused parameter means and std.dev. to 0.0).  List 4 values
349 //            on every line, even though for n=even the 4th quantity is
350 //            not used.
351 //
352 //        NOTE: The pt, eta ranges must fully include the requested ranges
353 //              in input #4 and 5 above; else the code execution will stop.
354 //
355 //        Also, variable bin sizes are permitted for the input distributions.
356 //
357 //        Also, this input distribution is used for all events in the run;
358 //        no fluctuations in this "parent" distribution are allowed from 
359 //        event-to-event.
360 //
361 //**************************************************************************
362 //   FOR MODEL_TYPE = 6 input the following set of lines for each particle
363 //                      type; repeat these n_pid_type times.
364 //
365 //        (a) gpid - Geant Particle ID code number
366 //        (b) mult_mean,mult_variance_control - Mean multiplicity and
367 //                                              variance control where:
368 //            mult_variance_control = 0 for no variance in multiplicity
369 //            mult_variance_control = 1 to allow Poisson distribution for
370 //                                      particle multiplicities for all events.
371 //        (c) pt_start, eta_start - minimum starting values for pt, eta
372 //                                  input for the bin-by-bin distributions.
373 //        (d) n_pt_bins, n_eta_bins - # input pt and eta bins.
374 //        (e) delta_pt - pt bin size, repeat for each pt bin. 
375 //        (f) delta_eta - eta bin size, repeat for each eta bin.
376 //        (g) i,j,pt_eta_bin(i,j) - read pt (index = i) and eta (index = j)
377 //                                  bin numbers and bin value for full 2D space
378 //        (h) Vn_mean(k);  k=1,4  - Anisotropic flow parameters, mean values
379 //                                  for Fourier component n=1.
380 //        (i) Vn_stdev(k); k=1,4  - Anisotropic flow parameters, std.dev.
381 //                                  values for Fourier component n=1.
382 //
383 //            Repeat the last two lines of input for remaining Fourier
384 //            components n=2,3...6.  Include all 6 sets of parameters
385 //            even if these are not used by the model for Vn(pt,y) (set
386 //            unused parameter means and std.dev. to 0.0).  List 4 values
387 //            on every line, even though for n=even the 4th quantity is
388 //            not used.
389 //
390 //        NOTE: The pt, eta ranges must fully include the requested ranges
391 //              in input #4 and 5 above; else the code execution will stop.
392 //
393 //        Also, variable bin sizes are permitted for the input distributions.
394 //
395 //        Also, this input distribution is used for all events in the run;
396 //        no fluctuations in this "parent" distribution are allowed from
397 //        event-to-event.
398 //
399 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
400
401
402
403
404 #include <fstream.h>
405 #include <iomanip.h>
406 #include "TMevSim.h"
407
408 #include "MevSimCommon.h"
409 #include "TParticle.h"
410 #include "TFile.h"
411
412 #ifndef WIN32
413 # define multgen multgen_
414 # define type_of_call
415 #else
416 # define multgen MULTGEN
417 # define type_of_call _stdcall
418 #endif
419
420
421 ClassImp(TMevSim)
422
423
424 extern "C" void type_of_call multgen();
425
426 //______________________________________________________________________________
427 TMevSim::TMevSim(Int_t nEvents, Int_t modelType, Int_t reacPlaneCntrl,
428            Float_t psiRMean, Float_t psiRStDev, Float_t multFacMean, Float_t multFacStDev,
429            Float_t ptCutMin, Float_t ptCutMax, Float_t etaCutMin, Float_t etaCutMax, 
430            Float_t phiCutMin, Float_t phiCutMax, Int_t irand) : TGenerator("MevSim", "MevSim")
431 {
432 // TMevSim constructor: initializes all the event-wide variables of MevSim with
433 // user supplied values, or with the default ones (declared in the header file).
434 // It also allocates space for the array which will store parameters specific to
435 // each particle species.
436 // Caution: Setting nEvents > 1 will have no effect, since only the last generated 
437 // event will be stored in POUT COMMON, and therefore only one event can be 
438 // accessible at a time. 
439  
440    fNEvents = nEvents;
441    fModelType = modelType;
442    fReacPlaneCntrl = reacPlaneCntrl;
443    fPsiRMean = psiRMean;
444    fPsiRStDev = psiRStDev;
445    fMultFacMean = multFacMean;
446    fMultFacStDev = multFacStDev;
447    fPtCutMin = ptCutMin;
448    fPtCutMax = ptCutMax;
449    fEtaCutMin = etaCutMin;
450    fEtaCutMax = etaCutMax;
451    fPhiCutMin = phiCutMin;
452    fPhiCutMax = phiCutMax;
453    fNStDevMult = fNStDevTemp = fNStDevSigma = fNStDevExpVel = fNStdDevPSIr = fNStDevVn = fNStDevMultFac = 3.0;
454    fNIntegPts = 100;
455    fNScanPts = 100;
456    firand = irand;
457    fParticleTypeParameters = new TClonesArray("TMevSimPartTypeParams",10);
458    fNPDGCodes = 0;
459    DefineParticles();
460 }
461 //______________________________________________________________________________
462 TMevSim::~TMevSim()
463 {
464 // TMevSim destructor: destroys the object and all the particle information stored
465 // in the list.
466    
467   if (fParticleTypeParameters) {
468     fParticleTypeParameters->Clear();
469     delete fParticleTypeParameters;
470     fParticleTypeParameters = 0;
471   }
472 }
473 //______________________________________________________________________________
474 TMevSim::TMevSim(TMevSim& mevsim) {
475 // The copy constructor
476    
477    *this = mevsim;
478 }
479 //______________________________________________________________________________
480 TMevSim& TMevSim::operator=(TMevSim& mevsim) {
481 // An assignment operator: initializes all the event-wide variables of MevSim with
482 // the ones from a copied object. It also copies the parameters specific to
483 // each particle species.
484    
485    fNEvents = mevsim.GetNEvents();
486    fModelType = mevsim.GetModelType();
487    fReacPlaneCntrl = mevsim.GetReacPlaneCntrl();
488    fPsiRMean = mevsim.GetPsiRMean();
489    fPsiRStDev = mevsim.GetPsiRStDev();
490    fMultFacMean = mevsim.GetMultFacMean();
491    fMultFacStDev = mevsim.GetMultFacStDev();
492    fPtCutMin = mevsim.GetPtCutMin();
493    fPtCutMax = mevsim.GetPtCutMax();
494    fEtaCutMin = mevsim.GetEtaCutMin();
495    fEtaCutMax = mevsim.GetEtaCutMax();
496    fPhiCutMin = mevsim.GetPhiCutMin();
497    fPhiCutMax = mevsim.GetPhiCutMax();
498    fNStDevMult = mevsim.GetNStDevMult();
499    fNStDevTemp = mevsim.GetNStDevTemp();
500    fNStDevSigma =GetNStDevSigma();
501    fNStDevExpVel = mevsim.GetNStDevExpVel();
502    fNStdDevPSIr = mevsim.GetNStDevPSIr(); 
503    fNStDevVn =  mevsim.GetNStDevVn();
504    fNStDevMultFac =  mevsim.GetNStDevMultFac();
505    fNIntegPts = mevsim.GetNintegPts();
506    fNScanPts = mevsim.GetNScanPts();
507    firand = mevsim.firand;
508    fParticleTypeParameters = new TClonesArray("TMevSimPartTypeParams",mevsim.GetNPidTypes());
509    for (int i=0; i< mevsim.GetNPidTypes(); i++) 
510      {  
511         TMevSimPartTypeParams *temp = 0;
512         mevsim.GetPartTypeParamsByIndex(i,temp);
513         fParticleTypeParameters->AddLast(temp);
514      }
515    DefineParticles();
516    return (*this);
517 }
518 //______________________________________________________________________________
519 void        TMevSim::Initialize() {
520 // TMevSim initialization: creates an input file for the FORTRAN
521 // program MevSim. Converts all the event-wide information and particle
522 // specific information to the format readable by MevSim and writes it
523 // to disk in current directory.
524 // Caution: At least one TMevSimPartTypeParams object must be created and 
525 // added to the collection before event generation can start.
526    
527   TMevSimPartTypeParams * params = 0;
528   
529
530    ofstream *file = new ofstream("mult_gen.in",ios::out | ios::trunc);
531    // Write out the parameters to the pramameter file
532    *file << "  " << fNEvents << "  ! Number of Events \n";
533    *file << "  " << GetNPidTypes() << " \n";
534    *file << "  " << fModelType << " \n";
535    *file << "  " << fReacPlaneCntrl << " \n";
536    file->setf(ios::showpoint);
537    *file << "  " << fPsiRMean << "   " << fPsiRStDev << " \n";
538    *file << "  " << fMultFacMean << "   " << fMultFacStDev << " \n";
539    *file << "  " << fPtCutMin << "   " << fPtCutMax << " \n";
540    *file << "  " << fEtaCutMin << "   " << fEtaCutMax << " \n";
541    *file << "  " << fPhiCutMin << "   " << fPhiCutMax << " \n";
542    *file << "  " << fNStDevMult << " \n";
543    *file << "  " << fNStDevTemp << " \n";
544    *file << "  " << fNStDevSigma << " \n";
545    *file << "  " << fNStDevExpVel << " \n";
546    *file << "  " << fNStdDevPSIr << " \n";
547    *file << "  " << fNStDevVn << " \n";
548    *file << "  " << fNStDevMultFac << " \n";
549    *file << "  " << fNIntegPts << " \n";
550    *file << "  " << fNScanPts << " \n";
551    *file << "  " << firand << " \n";
552    // Write out particle specific information
553    for (Int_t i=0; i< (fParticleTypeParameters->GetLast() + 1); i++) {
554
555      params = (TMevSimPartTypeParams *) ((*fParticleTypeParameters)[i]);
556      
557      *file << "  " << params->GetGPid() << "       ! Particle GEANT Pid \n";
558      *file << "  " << params->GetMultMean() << "  " << params->GetMultVarianceControl() << "  \n";
559      *file << "  " << params->GetTempMean() << "  " << params->GetTempStDev() << "  \n";
560      *file << "  " << params->GetSigmaMean() << "  " << params->GetSigmaStDev() << "  \n";
561      *file << "  " << params->GetExpVelMean() << "  " << params->GetExpVelStDev() << "  \n";
562
563      for (Int_t cnt1 = 0; cnt1 < NFLOWTERMS; cnt1++) {
564        *file << "  ";
565        Int_t cnt2;
566        for (cnt2 = 0; cnt2 < 4; cnt2++) *file << params->GetVnMeanComponent(cnt1, cnt2) << "  ";
567        *file << "  \n  ";
568        for (cnt2 = 0; cnt2 < 4; cnt2++) *file << params->GetVnStDevComponent(cnt1, cnt2) << "  ";
569        *file << "  \n";
570      }
571    }
572    file->close();
573
574 }
575 //______________________________________________________________________________
576 void        TMevSim::GenerateEvent() {
577 // Generates one MevSim event. TMevSim::Initialize() must be called prior
578 // to calling this function.
579    
580    cout << "Calling FORTRAN multgen()" << endl;
581    multgen();
582 }
583
584 //______________________________________________________________________________
585 Int_t TMevSim::ImportParticles(TClonesArray *particles, Option_t *option)
586 {
587 // Read in particles created by MevSim into the TClonesArray(). The Initialize()
588 // and GenrateEvent() functions must be called prior to calling this funtion.
589 // The particles are read from the COMMON POUT. Right now the only provided 
590 // information is Geant PID, 3 momentum components and the energy of the particle.
591    
592    if (particles == 0) return 0;
593    TClonesArray &Particles = *particles;
594    Particles.Clear();
595    
596    Int_t totpart = 0;
597    for (Int_t nrpidtype=0; nrpidtype < (fParticleTypeParameters->GetLast() + 1); nrpidtype++) {
598       Int_t nrpart = 0;
599       Int_t pidcode = ((TMevSimPartTypeParams *) (*fParticleTypeParameters)[nrpidtype])->GetGPid();
600       while ((TRACK.pout[(4*nrpart+3)*NPID+nrpidtype] > 0.0) || (TRACK.pout[(4*nrpart)*NPID+nrpidtype] != 0.0)) {
601          int poffset = 4*nrpart*NPID+nrpidtype;
602          Float_t px = TRACK.pout[poffset];
603          poffset += NPID;
604          Float_t py = TRACK.pout[poffset];
605          poffset += NPID;
606          Float_t pz = TRACK.pout[poffset];
607          poffset += NPID;
608          Float_t mass = TRACK.pout[poffset];
609          new(Particles[totpart+nrpart]) TParticle(
610                                           PDGFromId(pidcode),  // Get the PDG ID from GEANT ID
611                                           0,
612                                           0,
613                                           0,
614                                           0,
615                                           0,
616                                           px,
617                                           py,
618                                           pz,
619                                           sqrt(mass*mass+px*px+py*py+pz*pz),                               
620                                           0,
621                                           0,
622                                           0,
623                                           0);
624          nrpart++;
625       }
626       totpart += nrpart;
627    }
628    return totpart;
629 }
630 //______________________________________________________________________________
631 void        TMevSim::SetNEvents(Int_t nEvents ) { 
632 // Sets the number of events to be generated by MevSim.
633 // Caution: Setting nEvents > 1 will have no effect, since only the last generated 
634 // event will be stored in POUT COMMON, and therefore only one event can be 
635 // accessible at a time. 
636
637    fNEvents = nEvents;
638 }
639 //______________________________________________________________________________
640 Int_t       TMevSim::GetNEvents() const {
641    return fNEvents;
642 }
643 //______________________________________________________________________________
644 Int_t       TMevSim::GetNPidTypes() const {
645    return fParticleTypeParameters->GetLast()+1;
646 }
647 //______________________________________________________________________________
648 void        TMevSim::SetModelType(Int_t modelType) {
649    fModelType  = modelType;
650 }
651 //______________________________________________________________________________
652 Int_t       TMevSim::GetModelType() const {
653    return fModelType;
654 }
655 //______________________________________________________________________________
656 void        TMevSim::SetReacPlaneCntrl(Int_t reacPlaneCntrl) {
657    fReacPlaneCntrl = reacPlaneCntrl; 
658 }
659 //______________________________________________________________________________
660 Int_t       TMevSim::GetReacPlaneCntrl() const {
661    return fReacPlaneCntrl;
662 }
663 //______________________________________________________________________________
664 void        TMevSim::SetPsiRParams(Float_t psiRMean,  Float_t psiRStDev) {
665    fPsiRMean = psiRMean;
666    fPsiRStDev = psiRStDev;
667 }
668 //______________________________________________________________________________
669 Float_t     TMevSim::GetPsiRMean() const { 
670    return fPsiRMean;
671 }
672 //______________________________________________________________________________
673 Float_t     TMevSim::GetPsiRStDev() const { 
674    return fPsiRStDev;
675 }
676 //______________________________________________________________________________
677 void        TMevSim::SetMultFacParams(Float_t multFacMean,  Float_t multFacStDev) {
678    fMultFacMean = multFacMean;
679    fMultFacStDev = multFacStDev;
680 }
681 //______________________________________________________________________________
682 Float_t     TMevSim::GetMultFacMean() const { 
683    return fMultFacMean;     
684 }
685 //______________________________________________________________________________
686 Float_t     TMevSim::GetMultFacStDev() const { 
687    return fMultFacStDev;
688 }
689 //______________________________________________________________________________
690 void        TMevSim::SetPtCutRange(Float_t ptCutMin,  Float_t ptCutMax) { 
691    fPtCutMin = ptCutMin;
692    fPtCutMax = ptCutMax;
693 }
694 //______________________________________________________________________________
695 Float_t     TMevSim::GetPtCutMin() const { 
696    return fPtCutMin;
697 }
698 //______________________________________________________________________________
699 Float_t     TMevSim::GetPtCutMax() const { 
700    return fPtCutMax;
701 }
702 //______________________________________________________________________________
703 void        TMevSim::SetEtaCutRange(Float_t etaCutMin,  Float_t etaCutMax) {     fEtaCutMin = etaCutMin;
704    fEtaCutMax = etaCutMax;
705 }
706
707 //______________________________________________________________________________
708    Float_t     TMevSim::GetEtaCutMin() const { 
709      return fEtaCutMin;
710 }
711 //______________________________________________________________________________
712    Float_t     TMevSim::GetEtaCutMax() const {
713      return fEtaCutMax;
714 }
715 //______________________________________________________________________________
716 void        TMevSim::SetPhiCutRange(Float_t phiCutMin,  Float_t phiCutMax) {
717    fPhiCutMin = phiCutMin;
718    fPhiCutMax = phiCutMax;
719 }
720 //______________________________________________________________________________
721 Float_t     TMevSim::GetPhiCutMin() const { 
722    return fPhiCutMin;
723 }
724 //______________________________________________________________________________
725 Float_t     TMevSim::GetPhiCutMax() const { 
726    return fPhiCutMax;
727 }
728 //______________________________________________________________________________
729 void        TMevSim::SetNStDevMult(Float_t nStDevMult) { 
730    fNStDevMult = nStDevMult;
731 }
732 //______________________________________________________________________________
733 Float_t       TMevSim::GetNStDevMult() const { 
734    return  fNStDevMult;
735 }
736 //______________________________________________________________________________
737 void        TMevSim::SetNStDevTemp(Float_t nStDevTemp) { 
738    fNStDevTemp = nStDevTemp;
739 }
740 //______________________________________________________________________________
741 Float_t       TMevSim::GetNStDevTemp() const { 
742    return fNStDevTemp;
743 }
744 //______________________________________________________________________________
745 void        TMevSim::SetNStDevSigma(Float_t nStDevSigma) { 
746    fNStDevSigma = nStDevSigma;
747 }
748 //______________________________________________________________________________
749 Float_t       TMevSim::GetNStDevSigma() const { 
750    return fNStDevSigma;  
751 }
752 //______________________________________________________________________________
753 void        TMevSim::SetNStDevExpVel(Float_t nStDevExpVel) { 
754    fNStDevExpVel = nStDevExpVel;
755 }
756 //______________________________________________________________________________
757 Float_t       TMevSim::GetNStDevExpVel() const { 
758    return fNStDevExpVel;
759 }
760 //______________________________________________________________________________
761 void        TMevSim::SetNStDevPSIr(Float_t nStDevPSIr) { 
762    fNStdDevPSIr = nStDevPSIr;
763 }
764 //______________________________________________________________________________
765 Float_t       TMevSim::GetNStDevPSIr() const { 
766    return fNStdDevPSIr;
767 }
768 //______________________________________________________________________________
769 void        TMevSim::SetNStDevVn(Float_t nStDevVn) { 
770    fNStDevVn = nStDevVn;
771 }
772 //______________________________________________________________________________
773 Float_t       TMevSim::GetNStDevVn() const { 
774    return fNStDevVn; 
775 }
776 //______________________________________________________________________________
777 void        TMevSim::SetNStDevMultFac(Float_t nStDevMultFac) { 
778    fNStDevMultFac = nStDevMultFac;
779 }
780 //______________________________________________________________________________
781 Float_t       TMevSim::GetNStDevMultFac() const { 
782    return fNStDevMultFac;  
783 }
784 //______________________________________________________________________________
785 void        TMevSim::SetNIntegPts(Int_t nIntegPts) { 
786    fNIntegPts = nIntegPts;
787 }
788 //______________________________________________________________________________
789 Int_t       TMevSim::GetNintegPts() const { 
790    return fNIntegPts;
791 }
792 //______________________________________________________________________________
793 void        TMevSim::SetNScanPts(Int_t nScanPts) { 
794    fNScanPts = nScanPts;
795 }
796 //______________________________________________________________________________
797 Int_t       TMevSim::GetNScanPts() const { 
798    return fNScanPts;  
799 }
800 //______________________________________________________________________________
801 void        TMevSim::AddPartTypeParams(TMevSimPartTypeParams *params) {
802 // Add the particle specied parameters and the end of the list.
803    
804   //cout << params << " " <<  fParticleTypeParameters <<  endl;
805
806   //fParticleTypeParameters->Dump(); 
807   params->Dump();
808   
809   Int_t last = fParticleTypeParameters->GetLast();
810   new ((*fParticleTypeParameters)[last+1]) TMevSimPartTypeParams(*params);
811 }
812 //______________________________________________________________________________
813 void        TMevSim::SetPartTypeParams(Int_t index, TMevSimPartTypeParams *params) 
814 {
815 // Create the new copy particle species parameters provided by params, and store
816 // them in the position designated by index. 
817    
818    *((TMevSimPartTypeParams *) ((*fParticleTypeParameters)[index])) = *params;
819 }
820 //______________________________________________________________________________
821 void        TMevSim::GetPartTypeParamsByIndex(Int_t index, TMevSimPartTypeParams *params) 
822 {
823 // Return the particle parameters stored in the list at the postion index.   
824 // Returns NULL if index is out of bounds.
825    
826    if ((index < fParticleTypeParameters->GetLast()) && (index >= 0))
827         params = (TMevSimPartTypeParams *) (*fParticleTypeParameters)[index];
828    else
829      params = NULL;
830 }
831 //______________________________________________________________________________
832 void        TMevSim::GetPartTypeParamsByGPid(Int_t gpid, TMevSimPartTypeParams *params) 
833 {
834 // Return the particle parameters for the particle with Geant PID gpid.
835 // Returns NULL if the parameters for such particle do not exist in the list.   
836    
837    Int_t i = -1;
838    
839    while (++i <= fParticleTypeParameters->GetLast())
840      {
841         if (((TMevSimPartTypeParams *) (*fParticleTypeParameters)[i])->GetGPid() == gpid)
842           {
843              params = (TMevSimPartTypeParams *) (*fParticleTypeParameters)[i];
844              return;
845           }
846      }
847    params = NULL;
848    return;
849 }
850 //_____________________________________________________________________________
851 Int_t TMevSim::PDGFromId(Int_t id) const 
852 {
853   //
854   // Return PDG code and pseudo ENDF code from Geant3 code
855   //
856   if(id>0 && id<fNPDGCodes) return fPDGCode[id];
857   else return -1;
858 }
859 //_____________________________________________________________________________
860 void TMevSim::DefineParticles() 
861 {
862   //
863   // Load standard numbers for GEANT particles and PDG conversion
864   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-99;   //  0 = unused location
865   fPDGCode[fNPDGCodes++]=22;    //  1 = photon
866   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-11;   //  2 = positron
867   fPDGCode[fNPDGCodes++]=11;    //  3 = electron
868   fPDGCode[fNPDGCodes++]=12;    //  4 = neutrino e
869   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-13;   //  5 = muon +
870   fPDGCode[fNPDGCodes++]=13;    //  6 = muon -
871   fPDGCode[fNPDGCodes++]=111;   //  7 = pi0
872   fPDGCode[fNPDGCodes++]=211;   //  8 = pi+
873   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-211;  //  9 = pi-
874   fPDGCode[fNPDGCodes++]=130;   // 10 = Kaon Long
875   fPDGCode[fNPDGCodes++]=321;   // 11 = Kaon +
876   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-321;  // 12 = Kaon -
877   fPDGCode[fNPDGCodes++]=2112;  // 13 = Neutron
878   fPDGCode[fNPDGCodes++]=2212;  // 14 = Proton
879   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-2212; // 15 = Anti Proton
880   fPDGCode[fNPDGCodes++]=310;   // 16 = Kaon Short
881   fPDGCode[fNPDGCodes++]=221;   // 17 = Eta
882   fPDGCode[fNPDGCodes++]=3122;  // 18 = Lambda
883   fPDGCode[fNPDGCodes++]=3222;  // 19 = Sigma +
884   fPDGCode[fNPDGCodes++]=3212;  // 20 = Sigma 0
885   fPDGCode[fNPDGCodes++]=3112;  // 21 = Sigma -
886   fPDGCode[fNPDGCodes++]=3322;  // 22 = Xi0
887   fPDGCode[fNPDGCodes++]=3312;  // 23 = Xi-
888   fPDGCode[fNPDGCodes++]=3334;  // 24 = Omega-
889   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-2112; // 25 = Anti Proton
890   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-3122; // 26 = Anti Proton
891   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-3222; // 27 = Anti Sigma -
892   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-3212; // 28 = Anti Sigma 0
893   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-3112; // 29 = Anti Sigma 0
894   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-3322; // 30 = Anti Xi 0
895   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-3312; // 31 = Anti Xi +
896   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-3334; // 32 = Anti Omega +
897 }
898