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