Introducing Riostream.h
[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 1.3  2001/09/28 16:27:03  hristov
19 A pointer is initialised to zero
20
21 Revision 1.2  2001/03/28 07:32:51  hristov
22 Loop variables declared only once, old style include (HP,Sun)
23
24 Revision 1.1  2001/03/25 10:15:23  morsch
25 Root interface to MevSim code as TGenerator realisation (Sylwester Radomski et al.)
26
27 */
28
29 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
30 // 
31 // TMevSim
32 //
33 // TMevSim is an interface class between the event generator MEVSIM and 
34 // the ROOT system. The current implementation is based on the 6.11.2000
35 // version provided by Lanny Ray on /afs/cern.ch/user/y/yiota/ray/mult_gen.
36 // 
37 // Authors of MEVSIM:
38 // For The STAR Collaboration
39 //
40 //  Lanny Ray      
41 //     Dept. of Physics
42 //     The University of Texas at Austin
43 //     Austin, Texas 78712
44 //     (512) 471-6107
45 //     ray@physics.utexas.edu
46 //
47 //  Ron Longacre   email:
48 //
49 //
50 ////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
51 //
52 // I.    OVERVIEW
53 //
54 //    This code is intended to provide a quick means of producing
55 //    uncorrelated simulated events for event-by-event studies,
56 //    detector acceptance and efficiency studies, etc.  The
57 //    user selects the number of events, the one-particle distribution
58 //    model, the Geant particles to include, the ranges in transverse
59 //    momentum, pseudorapidity and azimuthal angle, the mean
60 //    multiplicity for each particle type for the event run, the
61 //    mean temperature, Rapidity width, etc., and the standard deviations
62 //    for the event-to-event variation in the model parameters.
63 //    Note that these events are produced in the c.m. frame only.
64 //    
65 //    Anisotropic flow may also be simulated by introducing explicit
66 //    phi-dependence (azimuthal angle) in the particle distributions.  
67 //    The assumed model is taken from Poskanzer and Voloshin, Phys. Rev.
68 //    C58, 1671 (1998), Eq.(1), where we use,
69 //
70 //         E d^3N/dp^3 = (1/2*pi*pt)*[d^2N/dpt*dy]
71 //            * [1 + SUM(n=1,nflowterms){2*Vn*cos[n(phi-PSIr)]}]
72 //
73 //    with up to 'nflowterms' (currently set to 6, see file
74 //    Parameter_values.inc) Fourier components allowed.  Vn are
75 //    coefficients and PSIr is the reaction plane angle.
76 //    The algebraic signs of the Vn terms for n=odd are reversed
77 //    from their input values for particles with rapidity (y) < 0
78 //    as suggested in Poskanzer and Voloshin.
79 //    The flow parameters can depend on pt and rapidity (y) according
80 //    to the model suggested by Art Poskanzer (Feb. 2000) and as
81 //    defined in the Function Vn_pt_y.
82 //
83 //    The user may select either to have the same multiplicity per
84 //    particle type for each event or to let the multiplicity vary
85 //    randomly according to a Poisson distribution. In addition, an
86 //    overall multiplicative scale factor can be applied to each
87 //    particle ID's multiplicity (same factor applied to each PID).
88 //    This scaling can vary randomly according to a Gaussian from
89 //    event-to-event.  This is to simulate trigger acceptance
90 //    fluctuations.  Similarly the
91 //    parameters of the one-particle distribution models may either
92 //    be fixed to the same value for each event or allowed to randomly
93 //    vary about a specified mean with a specified standard deviation
94 //    and assuming a Gaussian distribution.
95 //
96 //    With respect to the reaction plane and anisotropic flow simulation,
97 //    the user may select among four options:
98 //       (1) ignore reaction plane and anisotropic flow effects; all
99 //           distributions will be azimuthally invariant, on average.
100 //       (2) assume a fixed reaction plane angle, PSIr, for all events
101 //           in the run.
102 //       (3) assume a Gaussian distribution with specified mean and
103 //           standard deviation for the reaction plane angles for the
104 //           events in the run.  PSIr is randomly determined for each
105 //           event.
106 //       (4) assume uniformly distributed, random values for the reaction  
107 //           plane angles from 0 to 360 deg., for each event in the run.
108 //
109 //    The user may also select the anisotropic flow parameters, Vn,
110 //    to either be fixed for each event, or to randomly vary from event
111 //    to event according to a Gaussian distribution where the user must
112 //    specify the mean and std. dev.  For both cases the input file must
113 //    list the 'nflowterms' (e.g. 6) values of the mean and Std.dev. for
114 //    the Vn parameters for all particle ID types included in the run.
115 //
116 //    The available list of particles has been increased to permit a
117 //    number of meson and baryon resonances.  For those with broad widths
118 //    the code samples the mass distribution for the resonance and outputs
119 //    the resonance mass for each instance in a special kinematic file
120 //    (see file unit=9, filename = 'mult_gen.kin').  The resonance shapes
121 //    are approximately Breit-Wigner and are specific for each resonance 
122 //    case.  The additional particle/resonances include: rho(+,-,0),
123 //    omega(0), eta', phi, J/Psi, Delta(-,0,+,++) and K*(+,-,0).  Masses
124 //    are sampled for the rho, omega, phi, Deltas and D*s. 
125 //    Refer to SUBR: Particle_prop and Particle_mass for the explicit
126 //    parameters, resonance shape models, and sampling ranges.
127 //
128 //    The input is from a file, named 'mult_gen.in'.  The output is
129 //    loaded into a file named 'mult_gen.out' which includes run
130 //    header information, event header information and the EVENT: and
131 //    TRACK: formats as in the new STAR TEXT Format for event generator
132 //    input to GSTAR.  A log file, 'mult_gen.log' is also written which
133 //    may contain error messages.  Normally this file should be empty
134 //    after a successful run.  These filenames can easily be changed
135 //    to more suitable names by the script that runs the program or
136 //    by hand.
137 //
138 //
139 // II.   ALGORITHM
140 //
141 //
142 //
143 //    The method for generating random multiplicities and model parameter
144 //    values involves the following steps:
145 //       (1) The Poisson or Gaussian distributions are computed and
146 //           loaded into function f().
147 //       (2) The distribution f(x') is integrated from xmin to x
148 //           and saved from x = xmin to x = xmax.  The range and mesh
149 //           spaces are specified by the user.
150 //       (3) The integral of f is normalized to unity where 
151 //           integral[f(x')](at x = xmin) = 0.0
152 //           integral[f(x')](at x = xmax) = 1.0
153 //       (4) A random number generator is called which delivers values
154 //           between 0.0 and 1.0.  
155 //       (5) We consider the coordinate x (from xmin to xmax) to be
156 //           dependent on the integral[f].  Using the random number
157 //           for the selected value of integral[f] the value of x
158 //           is obtained by interpolation.
159 //
160 //    An interpolation subroutine from Rubin Landau, Oregon State Univ.,
161 //    is used to do this interpolation; it involves uneven mesh point 
162 //    spacing.
163 //
164 //    The method for generating the particle momenta uses the
165 //    standard random elimination method and involves the following
166 //    steps:
167 //
168 //    For model_type = 1,2,3,4 which are functions of pt,y (see following):
169 //       (1) The y range is computed using the pseudorapidity (eta)
170 //           range and includes ample cushioning around the sides
171 //           along the eta acceptance edges.
172 //       (2) The transverse momentum (pt) and rapidity (y) are
173 //           randomly chosen within the specified ranges.
174 //       (3) The pseudorapidity is computed for this (pt,y) value
175 //           (and the mass for each pid) and checked against the
176 //           pseudorapidity acceptance range.
177 //       (4) If the pseudorapidity is within range then the one-particle
178 //           model distribution is calculated at this point and its ratio
179 //           to the maximum value throughout (pt,eta) acceptance region
180 //           is calculated.
181 //       (5) Another random number is called and if less than the ratio
182 //           from step#4 the particle momentum is used; if not, then 
183 //           another trial value of (pt,y) is obtained.
184 //       (6) This continues until the required multiplicity for the
185 //           specific event and particle type has been satisfied.
186 //       (7) This process is repeated for the requested number of particle
187 //           types and events.
188 //
189 //    For model_type = 5,6 (see following) which are input bin-by-bin
190 //    in pt,eta:
191 //       (1) The transverse momentum (pt) and pseudorapidity (eta) are 
192 //           randomly chosen within the specified ranges.
193 //       (2) The one-particle model distribution is calculated at this
194 //           point and its ratio to the maximum value throughout the
195 //           (pt,eta) region is calculated.
196 //       (3) Another random number is called and if less than the ratio
197 //           from step(2) the particle momentum is used; if not then
198 //           another trial value of (pt,eta) is obtained.
199 //       (4) This continues until the required multiplicity for the 
200 //           specific event and particle type has been satisfied.
201 //       (5) This process is repeated for the requested number of particle
202 //           types and events. 
203 //
204 //    Problematic parameter values are tested, bad input values are checked
205 //    and in some cases may be changed so that the program will not crash.
206 //    In some cases the code execution is stopped.
207 //    Some distributions and/or unusual model parameter values may cause the
208 //    code to hang up due to the poor performance of the "elimination"
209 //    method for very strongly peaked distributions.  These are tested for
210 //    certain problematic values and if necessary these events are aborted.
211 //    A message, "*** Event No.    2903 ABORTED:" for example is printed
212 //    in the 'mult_gen.out' file.  Temperatures .le. 0.01 GeV and rapidity
213 //    width parameters .le. 0.01 will cause the event to abort.
214 //
215 //
216 //
217 // III.  DESCRIPTION OF THE INPUT:
218 //
219 //
220 //    The input is described below in the 'read' statements and also in
221 //    the sample input file.  Some additional comments are as follows:
222 //
223 //    (1) n_events - Selected number of events in run. Can be anything
224 //                   .ge. 1.
225 //    (2) n_pid_type - Number of particle ID types to include in the
226 //                     particle list. e.g. pi(+) and pi(-) are counted
227 //                     separately.  The limit is set by parameter npid
228 //                     in the accompanying include file 'Parameter_values.inc'
229 //                     and is presently set at 20.
230 //    (3) model_type - equals 1,2,3,4,5 or 6 so far.  See comments in
231 //                     Function dNdpty to see what is calculated.
232 //                     The models included are:
233 //                   = 1, Factorized mt exponential, Gaussian rapidity model
234 //                   = 2, Pratt non-expanding, spherical thermal source model
235 //                   = 3, Bertsch non-expanding spherical thermal source model
236 //                   = 4, Pratt spherically expanding, thermally equilibrated
237 //                        source model.
238 //                   = 5, Factorized pt and eta distributions input bin-by-bin.
239 //                   = 6, Fully 2D pt,eta distributions input bin-by-bin.
240 //                        NOTE: model_type = 1-4 are functions of (pt,y)
241 //                              model_type = 5,6 are functions of (pt,eta)
242 //    (4) reac_plane_cntrl - Can be either 1,2,3 or 4 where:
243 //                         = 1 to ignore reaction plane and anisotropic flow,
244 //                             all distributions will be azimuthally symm.
245 //                         = 2 to use a fixed reaction plane angle for all
246 //                             events in the run.
247 //                         = 3 to assume a randomly varying reaction plane
248 //                             angle for each event as determined by a
249 //                             Gaussian distribution.
250 //                         = 4 to assume a randomly varying reaction plane
251 //                             for each event in the run as determined by
252 //                             a uniform distribution from 0 to 360 deg.
253 //    (5) PSIr_mean, PSIr_stdev - Reaction plane angle mean and Gaussian
254 //                                std.dev. (both are in degrees) for cases
255 //                                with reac_plane_cntrl = 2 (use mean value)
256 //                                and 3.  Note: these are read in regardless
257 //                                of the value of reac_plane_cntrl.
258 //    (6) MultFac_mean, MultFac_stdev - Overall multiplicity scaling factor
259 //                                      for all PID types; mean and std.dev.;
260 //                                      for trigger fluctuations event-to-evt.
261 //    (7) pt_cut_min,pt_cut_max - Range of transverse momentum in GeV/c.
262 //    (8) eta_cut_min,eta_cut_max - Pseudorapidity range
263 //    (9) phi_cut_min,phi_cut_max - Azimuthal angular range in degrees.
264 //   (10) n_stdev_mult - Number of standard deviations about the mean value
265 //                       of multiplicity to include in the random event-to-
266 //                       event selection process.  The maximum number of
267 //                       steps that can be covered is determined by
268 //                       parameter n_mult_max_steps in the accompanying
269 //                       include file 'Parameter_values.inc' which is
270 //                       presently set at 1000, but the true upper limit for
271 //                       this is n_mult_max_steps - 1 = 999.
272 //   (11) n_stdev_temp - Same, except for the "Temperature" parameter.
273 //   (12) n_stdev_sigma- Same, except for the rapidity width parameter.
274 //   (13) n_stdev_expvel - Same, except for the expansion velocity parameter.
275 //   (14) n_stdev_PSIr   - Same, except for the reaction plane angle
276 //   (15) n_stdev_Vn     - Same, except for the anisotropy coefficients, Vn.
277 //   (16) n_stdev_MultFac - Same, except for the multiplicity scaling factor.
278 //   (17) n_integ_pts - Number of mesh points to use in the random model
279 //                      parameter selection process.  The upper limit is
280 //                      set by parameter nmax_integ in the accompanying
281 //                      include file 'Parameter_values.inc' which is presently
282 //                      set at 100, but the true upper limit for n_integ_pts
283 //                      is nmax_integ - 1 = 99. 
284 //   (18) n_scan_pts  - Number of mesh points to use to scan the (pt,y)
285 //                      dependence of the model distributions looking for
286 //                      the maximum value.  The 2-D grid has
287 //                      n_scan_pts * n_scan_pts points; no limit to size of
288 //                      n_scan_pts.
289 //   (19) irand       - Starting random number seed.
290 //
291 //**************************************************************************
292 //   FOR MODEL_TYPE = 1,2,3 or 4:
293 //   Input the following 7 lines for each particle type; repeat these
294 //   set of lines n_pid_type times:
295 //
296 //        (a) gpid - Geant Particle ID code number
297 //        (b) mult_mean,mult_variance_control - Mean multiplicity and
298 //                                              variance control where:
299 //            mult_variance_control = 0 for no variance in multiplicity 
300 //            mult_variance_control = 1 to allow Poisson distribution for
301 //                                      particle multiplicities for all events.
302 //            Note that a hard limit exists for the maximum possible
303 //            multiplicity for a given particle type per event.  This is
304 //            determined by parameter factorial_max in accompanying include
305 //            file 'common_facfac.inc' and is presently set at 10000.
306 //        (c) Temp_mean, Temp_stdev - Temperature parameter mean (in GeV)
307 //            and standard deviation (Gaussian distribution assumed).
308 //        (d) sigma_mean, sigma_stdev - Rapidity distribution width (sigma)
309 //            parameter mean and standard deviation (Gaussian distribution
310 //            assumed).
311 //        (e) expvel_mean, expvel_stdev - S. Pratt expansion velocity
312 //            (in units of c) mean and standard deviation (Gaussian 
313 //            distribution assumed).
314 //        (f) Vn_mean(k);  k=1,4  - Anisotropic flow parameters, mean values
315 //                                  for Fourier component n=1.
316 //        (g) Vn_stdev(k); k=1,4  - Anisotropic flow parameters, std.dev.
317 //                                  values for Fourier component n=1.
318 //
319 //            Repeat the last two lines of input for remaining Fourier
320 //            components n=2,3...6.  Include all 6 sets of parameters
321 //            even if these are not used by the model for Vn(pt,y) (set
322 //            unused parameter means and std.dev. to 0.0).  List 4 values
323 //            on every line, even though for n=even the 4th quantity is
324 //            not used.
325 //
326 //**************************************************************************
327 //   FOR MODEL_TYPE = 5 input the following set of lines for each particle
328 //                      type; repeat these n_pid_type times.
329 //
330 //        (a) gpid - Geant Particle ID code number
331 //        (b) mult_mean,mult_variance_control - Mean multiplicity and
332 //                                              variance control where:
333 //            mult_variance_control = 0 for no variance in multiplicity
334 //            mult_variance_control = 1 to allow Poisson distribution for
335 //                                      particle multiplicities for all events.
336 //        (c) pt_start, eta_start - minimum starting values for pt, eta 
337 //                                  input for the bin-by-bin distributions.
338 //        (d) n_pt_bins, n_eta_bins - # input pt and eta bins.
339 //        (e) delta_pt, pt_bin - pt bin size and function value, repeat for
340 //                               each pt bin.
341 //        (f) delta_eta, eta_bin - eta bin size and function value, repeat
342 //                                 for each eta bin.
343 //        (g) Vn_mean(k);  k=1,4  - Anisotropic flow parameters, mean values
344 //                                  for Fourier component n=1.
345 //        (h) Vn_stdev(k); k=1,4  - Anisotropic flow parameters, std.dev.
346 //                                  values for Fourier component n=1.
347 //
348 //            Repeat the last two lines of input for remaining Fourier
349 //            components n=2,3...6.  Include all 6 sets of parameters
350 //            even if these are not used by the model for Vn(pt,y) (set
351 //            unused parameter means and std.dev. to 0.0).  List 4 values
352 //            on every line, even though for n=even the 4th quantity is
353 //            not used.
354 //
355 //        NOTE: The pt, eta ranges must fully include the requested ranges
356 //              in input #4 and 5 above; else the code execution will stop.
357 //
358 //        Also, variable bin sizes are permitted for the input distributions.
359 //
360 //        Also, this input distribution is used for all events in the run;
361 //        no fluctuations in this "parent" distribution are allowed from 
362 //        event-to-event.
363 //
364 //**************************************************************************
365 //   FOR MODEL_TYPE = 6 input the following set of lines for each particle
366 //                      type; repeat these n_pid_type times.
367 //
368 //        (a) gpid - Geant Particle ID code number
369 //        (b) mult_mean,mult_variance_control - Mean multiplicity and
370 //                                              variance control where:
371 //            mult_variance_control = 0 for no variance in multiplicity
372 //            mult_variance_control = 1 to allow Poisson distribution for
373 //                                      particle multiplicities for all events.
374 //        (c) pt_start, eta_start - minimum starting values for pt, eta
375 //                                  input for the bin-by-bin distributions.
376 //        (d) n_pt_bins, n_eta_bins - # input pt and eta bins.
377 //        (e) delta_pt - pt bin size, repeat for each pt bin. 
378 //        (f) delta_eta - eta bin size, repeat for each eta bin.
379 //        (g) i,j,pt_eta_bin(i,j) - read pt (index = i) and eta (index = j)
380 //                                  bin numbers and bin value for full 2D space
381 //        (h) Vn_mean(k);  k=1,4  - Anisotropic flow parameters, mean values
382 //                                  for Fourier component n=1.
383 //        (i) Vn_stdev(k); k=1,4  - Anisotropic flow parameters, std.dev.
384 //                                  values for Fourier component n=1.
385 //
386 //            Repeat the last two lines of input for remaining Fourier
387 //            components n=2,3...6.  Include all 6 sets of parameters
388 //            even if these are not used by the model for Vn(pt,y) (set
389 //            unused parameter means and std.dev. to 0.0).  List 4 values
390 //            on every line, even though for n=even the 4th quantity is
391 //            not used.
392 //
393 //        NOTE: The pt, eta ranges must fully include the requested ranges
394 //              in input #4 and 5 above; else the code execution will stop.
395 //
396 //        Also, variable bin sizes are permitted for the input distributions.
397 //
398 //        Also, this input distribution is used for all events in the run;
399 //        no fluctuations in this "parent" distribution are allowed from
400 //        event-to-event.
401 //
402 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
403
404
405
406
407 #include <Riostream.h>
408 #include "TMevSim.h"
409
410 #include "MevSimCommon.h"
411 #include "TParticle.h"
412 #include "TFile.h"
413
414 #ifndef WIN32
415 # define multgen multgen_
416 # define type_of_call
417 #else
418 # define multgen MULTGEN
419 # define type_of_call _stdcall
420 #endif
421
422
423 ClassImp(TMevSim)
424
425
426 extern "C" void type_of_call multgen();
427
428 //______________________________________________________________________________
429 TMevSim::TMevSim(Int_t nEvents, Int_t modelType, Int_t reacPlaneCntrl,
430            Float_t psiRMean, Float_t psiRStDev, Float_t multFacMean, Float_t multFacStDev,
431            Float_t ptCutMin, Float_t ptCutMax, Float_t etaCutMin, Float_t etaCutMax, 
432            Float_t phiCutMin, Float_t phiCutMax, Int_t irand) : TGenerator("MevSim", "MevSim")
433 {
434 // TMevSim constructor: initializes all the event-wide variables of MevSim with
435 // user supplied values, or with the default ones (declared in the header file).
436 // It also allocates space for the array which will store parameters specific to
437 // each particle species.
438 // Caution: Setting nEvents > 1 will have no effect, since only the last generated 
439 // event will be stored in POUT COMMON, and therefore only one event can be 
440 // accessible at a time. 
441  
442    fNEvents = nEvents;
443    fModelType = modelType;
444    fReacPlaneCntrl = reacPlaneCntrl;
445    fPsiRMean = psiRMean;
446    fPsiRStDev = psiRStDev;
447    fMultFacMean = multFacMean;
448    fMultFacStDev = multFacStDev;
449    fPtCutMin = ptCutMin;
450    fPtCutMax = ptCutMax;
451    fEtaCutMin = etaCutMin;
452    fEtaCutMax = etaCutMax;
453    fPhiCutMin = phiCutMin;
454    fPhiCutMax = phiCutMax;
455    fNStDevMult = fNStDevTemp = fNStDevSigma = fNStDevExpVel = fNStdDevPSIr = fNStDevVn = fNStDevMultFac = 3.0;
456    fNIntegPts = 100;
457    fNScanPts = 100;
458    firand = irand;
459    fParticleTypeParameters = new TClonesArray("TMevSimPartTypeParams",10);
460    fNPDGCodes = 0;
461    DefineParticles();
462 }
463 //______________________________________________________________________________
464 TMevSim::~TMevSim()
465 {
466 // TMevSim destructor: destroys the object and all the particle information stored
467 // in the list.
468    
469   if (fParticleTypeParameters) {
470     fParticleTypeParameters->Clear();
471     delete fParticleTypeParameters;
472     fParticleTypeParameters = 0;
473   }
474 }
475 //______________________________________________________________________________
476 TMevSim::TMevSim(TMevSim& mevsim) {
477 // The copy constructor
478    
479    *this = mevsim;
480 }
481 //______________________________________________________________________________
482 TMevSim& TMevSim::operator=(TMevSim& mevsim) {
483 // An assignment operator: initializes all the event-wide variables of MevSim with
484 // the ones from a copied object. It also copies the parameters specific to
485 // each particle species.
486    
487    fNEvents = mevsim.GetNEvents();
488    fModelType = mevsim.GetModelType();
489    fReacPlaneCntrl = mevsim.GetReacPlaneCntrl();
490    fPsiRMean = mevsim.GetPsiRMean();
491    fPsiRStDev = mevsim.GetPsiRStDev();
492    fMultFacMean = mevsim.GetMultFacMean();
493    fMultFacStDev = mevsim.GetMultFacStDev();
494    fPtCutMin = mevsim.GetPtCutMin();
495    fPtCutMax = mevsim.GetPtCutMax();
496    fEtaCutMin = mevsim.GetEtaCutMin();
497    fEtaCutMax = mevsim.GetEtaCutMax();
498    fPhiCutMin = mevsim.GetPhiCutMin();
499    fPhiCutMax = mevsim.GetPhiCutMax();
500    fNStDevMult = mevsim.GetNStDevMult();
501    fNStDevTemp = mevsim.GetNStDevTemp();
502    fNStDevSigma =GetNStDevSigma();
503    fNStDevExpVel = mevsim.GetNStDevExpVel();
504    fNStdDevPSIr = mevsim.GetNStDevPSIr(); 
505    fNStDevVn =  mevsim.GetNStDevVn();
506    fNStDevMultFac =  mevsim.GetNStDevMultFac();
507    fNIntegPts = mevsim.GetNintegPts();
508    fNScanPts = mevsim.GetNScanPts();
509    firand = mevsim.firand;
510    fParticleTypeParameters = new TClonesArray("TMevSimPartTypeParams",mevsim.GetNPidTypes());
511    for (int i=0; i< mevsim.GetNPidTypes(); i++) 
512      {  
513         TMevSimPartTypeParams *temp = 0;
514         mevsim.GetPartTypeParamsByIndex(i,temp);
515         fParticleTypeParameters->AddLast(temp);
516      }
517    DefineParticles();
518    return (*this);
519 }
520 //______________________________________________________________________________
521 void        TMevSim::Initialize() {
522 // TMevSim initialization: creates an input file for the FORTRAN
523 // program MevSim. Converts all the event-wide information and particle
524 // specific information to the format readable by MevSim and writes it
525 // to disk in current directory.
526 // Caution: At least one TMevSimPartTypeParams object must be created and 
527 // added to the collection before event generation can start.
528    
529   TMevSimPartTypeParams * params = 0;
530   
531
532    ofstream *file = new ofstream("mult_gen.in",ios::out | ios::trunc);
533    // Write out the parameters to the pramameter file
534    *file << "  " << fNEvents << "  ! Number of Events \n";
535    *file << "  " << GetNPidTypes() << " \n";
536    *file << "  " << fModelType << " \n";
537    *file << "  " << fReacPlaneCntrl << " \n";
538    file->setf(ios::showpoint);
539    *file << "  " << fPsiRMean << "   " << fPsiRStDev << " \n";
540    *file << "  " << fMultFacMean << "   " << fMultFacStDev << " \n";
541    *file << "  " << fPtCutMin << "   " << fPtCutMax << " \n";
542    *file << "  " << fEtaCutMin << "   " << fEtaCutMax << " \n";
543    *file << "  " << fPhiCutMin << "   " << fPhiCutMax << " \n";
544    *file << "  " << fNStDevMult << " \n";
545    *file << "  " << fNStDevTemp << " \n";
546    *file << "  " << fNStDevSigma << " \n";
547    *file << "  " << fNStDevExpVel << " \n";
548    *file << "  " << fNStdDevPSIr << " \n";
549    *file << "  " << fNStDevVn << " \n";
550    *file << "  " << fNStDevMultFac << " \n";
551    *file << "  " << fNIntegPts << " \n";
552    *file << "  " << fNScanPts << " \n";
553    *file << "  " << firand << " \n";
554    // Write out particle specific information
555    for (Int_t i=0; i< (fParticleTypeParameters->GetLast() + 1); i++) {
556
557      params = (TMevSimPartTypeParams *) ((*fParticleTypeParameters)[i]);
558      
559      *file << "  " << params->GetGPid() << "       ! Particle GEANT Pid \n";
560      *file << "  " << params->GetMultMean() << "  " << params->GetMultVarianceControl() << "  \n";
561      *file << "  " << params->GetTempMean() << "  " << params->GetTempStDev() << "  \n";
562      *file << "  " << params->GetSigmaMean() << "  " << params->GetSigmaStDev() << "  \n";
563      *file << "  " << params->GetExpVelMean() << "  " << params->GetExpVelStDev() << "  \n";
564
565      for (Int_t cnt1 = 0; cnt1 < NFLOWTERMS; cnt1++) {
566        *file << "  ";
567        Int_t cnt2;
568        for (cnt2 = 0; cnt2 < 4; cnt2++) *file << params->GetVnMeanComponent(cnt1, cnt2) << "  ";
569        *file << "  \n  ";
570        for (cnt2 = 0; cnt2 < 4; cnt2++) *file << params->GetVnStDevComponent(cnt1, cnt2) << "  ";
571        *file << "  \n";
572      }
573    }
574    file->close();
575
576 }
577 //______________________________________________________________________________
578 void        TMevSim::GenerateEvent() {
579 // Generates one MevSim event. TMevSim::Initialize() must be called prior
580 // to calling this function.
581    
582    cout << "Calling FORTRAN multgen()" << endl;
583    multgen();
584 }
585
586 //______________________________________________________________________________
587 Int_t TMevSim::ImportParticles(TClonesArray *particles, Option_t *option)
588 {
589 // Read in particles created by MevSim into the TClonesArray(). The Initialize()
590 // and GenrateEvent() functions must be called prior to calling this funtion.
591 // The particles are read from the COMMON POUT. Right now the only provided 
592 // information is Geant PID, 3 momentum components and the energy of the particle.
593    
594    if (particles == 0) return 0;
595    TClonesArray &Particles = *particles;
596    Particles.Clear();
597    
598    Int_t totpart = 0;
599    for (Int_t nrpidtype=0; nrpidtype < (fParticleTypeParameters->GetLast() + 1); nrpidtype++) {
600       Int_t nrpart = 0;
601       Int_t pidcode = ((TMevSimPartTypeParams *) (*fParticleTypeParameters)[nrpidtype])->GetGPid();
602       while ((TRACK.pout[(4*nrpart+3)*NPID+nrpidtype] > 0.0) || (TRACK.pout[(4*nrpart)*NPID+nrpidtype] != 0.0)) {
603          int poffset = 4*nrpart*NPID+nrpidtype;
604          Float_t px = TRACK.pout[poffset];
605          poffset += NPID;
606          Float_t py = TRACK.pout[poffset];
607          poffset += NPID;
608          Float_t pz = TRACK.pout[poffset];
609          poffset += NPID;
610          Float_t mass = TRACK.pout[poffset];
611          new(Particles[totpart+nrpart]) TParticle(
612                                           PDGFromId(pidcode),  // Get the PDG ID from GEANT ID
613                                           0,
614                                           0,
615                                           0,
616                                           0,
617                                           0,
618                                           px,
619                                           py,
620                                           pz,
621                                           sqrt(mass*mass+px*px+py*py+pz*pz),                               
622                                           0,
623                                           0,
624                                           0,
625                                           0);
626          nrpart++;
627       }
628       totpart += nrpart;
629    }
630    return totpart;
631 }
632 //______________________________________________________________________________
633 void        TMevSim::SetNEvents(Int_t nEvents ) { 
634 // Sets the number of events to be generated by MevSim.
635 // Caution: Setting nEvents > 1 will have no effect, since only the last generated 
636 // event will be stored in POUT COMMON, and therefore only one event can be 
637 // accessible at a time. 
638
639    fNEvents = nEvents;
640 }
641 //______________________________________________________________________________
642 Int_t       TMevSim::GetNEvents() const {
643    return fNEvents;
644 }
645 //______________________________________________________________________________
646 Int_t       TMevSim::GetNPidTypes() const {
647    return fParticleTypeParameters->GetLast()+1;
648 }
649 //______________________________________________________________________________
650 void        TMevSim::SetModelType(Int_t modelType) {
651    fModelType  = modelType;
652 }
653 //______________________________________________________________________________
654 Int_t       TMevSim::GetModelType() const {
655    return fModelType;
656 }
657 //______________________________________________________________________________
658 void        TMevSim::SetReacPlaneCntrl(Int_t reacPlaneCntrl) {
659    fReacPlaneCntrl = reacPlaneCntrl; 
660 }
661 //______________________________________________________________________________
662 Int_t       TMevSim::GetReacPlaneCntrl() const {
663    return fReacPlaneCntrl;
664 }
665 //______________________________________________________________________________
666 void        TMevSim::SetPsiRParams(Float_t psiRMean,  Float_t psiRStDev) {
667    fPsiRMean = psiRMean;
668    fPsiRStDev = psiRStDev;
669 }
670 //______________________________________________________________________________
671 Float_t     TMevSim::GetPsiRMean() const { 
672    return fPsiRMean;
673 }
674 //______________________________________________________________________________
675 Float_t     TMevSim::GetPsiRStDev() const { 
676    return fPsiRStDev;
677 }
678 //______________________________________________________________________________
679 void        TMevSim::SetMultFacParams(Float_t multFacMean,  Float_t multFacStDev) {
680    fMultFacMean = multFacMean;
681    fMultFacStDev = multFacStDev;
682 }
683 //______________________________________________________________________________
684 Float_t     TMevSim::GetMultFacMean() const { 
685    return fMultFacMean;     
686 }
687 //______________________________________________________________________________
688 Float_t     TMevSim::GetMultFacStDev() const { 
689    return fMultFacStDev;
690 }
691 //______________________________________________________________________________
692 void        TMevSim::SetPtCutRange(Float_t ptCutMin,  Float_t ptCutMax) { 
693    fPtCutMin = ptCutMin;
694    fPtCutMax = ptCutMax;
695 }
696 //______________________________________________________________________________
697 Float_t     TMevSim::GetPtCutMin() const { 
698    return fPtCutMin;
699 }
700 //______________________________________________________________________________
701 Float_t     TMevSim::GetPtCutMax() const { 
702    return fPtCutMax;
703 }
704 //______________________________________________________________________________
705 void        TMevSim::SetEtaCutRange(Float_t etaCutMin,  Float_t etaCutMax) {     fEtaCutMin = etaCutMin;
706    fEtaCutMax = etaCutMax;
707 }
708
709 //______________________________________________________________________________
710    Float_t     TMevSim::GetEtaCutMin() const { 
711      return fEtaCutMin;
712 }
713 //______________________________________________________________________________
714    Float_t     TMevSim::GetEtaCutMax() const {
715      return fEtaCutMax;
716 }
717 //______________________________________________________________________________
718 void        TMevSim::SetPhiCutRange(Float_t phiCutMin,  Float_t phiCutMax) {
719    fPhiCutMin = phiCutMin;
720    fPhiCutMax = phiCutMax;
721 }
722 //______________________________________________________________________________
723 Float_t     TMevSim::GetPhiCutMin() const { 
724    return fPhiCutMin;
725 }
726 //______________________________________________________________________________
727 Float_t     TMevSim::GetPhiCutMax() const { 
728    return fPhiCutMax;
729 }
730 //______________________________________________________________________________
731 void        TMevSim::SetNStDevMult(Float_t nStDevMult) { 
732    fNStDevMult = nStDevMult;
733 }
734 //______________________________________________________________________________
735 Float_t       TMevSim::GetNStDevMult() const { 
736    return  fNStDevMult;
737 }
738 //______________________________________________________________________________
739 void        TMevSim::SetNStDevTemp(Float_t nStDevTemp) { 
740    fNStDevTemp = nStDevTemp;
741 }
742 //______________________________________________________________________________
743 Float_t       TMevSim::GetNStDevTemp() const { 
744    return fNStDevTemp;
745 }
746 //______________________________________________________________________________
747 void        TMevSim::SetNStDevSigma(Float_t nStDevSigma) { 
748    fNStDevSigma = nStDevSigma;
749 }
750 //______________________________________________________________________________
751 Float_t       TMevSim::GetNStDevSigma() const { 
752    return fNStDevSigma;  
753 }
754 //______________________________________________________________________________
755 void        TMevSim::SetNStDevExpVel(Float_t nStDevExpVel) { 
756    fNStDevExpVel = nStDevExpVel;
757 }
758 //______________________________________________________________________________
759 Float_t       TMevSim::GetNStDevExpVel() const { 
760    return fNStDevExpVel;
761 }
762 //______________________________________________________________________________
763 void        TMevSim::SetNStDevPSIr(Float_t nStDevPSIr) { 
764    fNStdDevPSIr = nStDevPSIr;
765 }
766 //______________________________________________________________________________
767 Float_t       TMevSim::GetNStDevPSIr() const { 
768    return fNStdDevPSIr;
769 }
770 //______________________________________________________________________________
771 void        TMevSim::SetNStDevVn(Float_t nStDevVn) { 
772    fNStDevVn = nStDevVn;
773 }
774 //______________________________________________________________________________
775 Float_t       TMevSim::GetNStDevVn() const { 
776    return fNStDevVn; 
777 }
778 //______________________________________________________________________________
779 void        TMevSim::SetNStDevMultFac(Float_t nStDevMultFac) { 
780    fNStDevMultFac = nStDevMultFac;
781 }
782 //______________________________________________________________________________
783 Float_t       TMevSim::GetNStDevMultFac() const { 
784    return fNStDevMultFac;  
785 }
786 //______________________________________________________________________________
787 void        TMevSim::SetNIntegPts(Int_t nIntegPts) { 
788    fNIntegPts = nIntegPts;
789 }
790 //______________________________________________________________________________
791 Int_t       TMevSim::GetNintegPts() const { 
792    return fNIntegPts;
793 }
794 //______________________________________________________________________________
795 void        TMevSim::SetNScanPts(Int_t nScanPts) { 
796    fNScanPts = nScanPts;
797 }
798 //______________________________________________________________________________
799 Int_t       TMevSim::GetNScanPts() const { 
800    return fNScanPts;  
801 }
802 //______________________________________________________________________________
803 void        TMevSim::AddPartTypeParams(TMevSimPartTypeParams *params) {
804 // Add the particle specied parameters and the end of the list.
805    
806   //cout << params << " " <<  fParticleTypeParameters <<  endl;
807
808   //fParticleTypeParameters->Dump(); 
809   params->Dump();
810   
811   Int_t last = fParticleTypeParameters->GetLast();
812   new ((*fParticleTypeParameters)[last+1]) TMevSimPartTypeParams(*params);
813 }
814 //______________________________________________________________________________
815 void        TMevSim::SetPartTypeParams(Int_t index, TMevSimPartTypeParams *params) 
816 {
817 // Create the new copy particle species parameters provided by params, and store
818 // them in the position designated by index. 
819    
820    *((TMevSimPartTypeParams *) ((*fParticleTypeParameters)[index])) = *params;
821 }
822 //______________________________________________________________________________
823 void        TMevSim::GetPartTypeParamsByIndex(Int_t index, TMevSimPartTypeParams *params) 
824 {
825 // Return the particle parameters stored in the list at the postion index.   
826 // Returns NULL if index is out of bounds.
827    
828    if ((index < fParticleTypeParameters->GetLast()) && (index >= 0))
829         params = (TMevSimPartTypeParams *) (*fParticleTypeParameters)[index];
830    else
831      params = NULL;
832 }
833 //______________________________________________________________________________
834 void        TMevSim::GetPartTypeParamsByGPid(Int_t gpid, TMevSimPartTypeParams *params) 
835 {
836 // Return the particle parameters for the particle with Geant PID gpid.
837 // Returns NULL if the parameters for such particle do not exist in the list.   
838    
839    Int_t i = -1;
840    
841    while (++i <= fParticleTypeParameters->GetLast())
842      {
843         if (((TMevSimPartTypeParams *) (*fParticleTypeParameters)[i])->GetGPid() == gpid)
844           {
845              params = (TMevSimPartTypeParams *) (*fParticleTypeParameters)[i];
846              return;
847           }
848      }
849    params = NULL;
850    return;
851 }
852 //_____________________________________________________________________________
853 Int_t TMevSim::PDGFromId(Int_t id) const 
854 {
855   //
856   // Return PDG code and pseudo ENDF code from Geant3 code
857   //
858   if(id>0 && id<fNPDGCodes) return fPDGCode[id];
859   else return -1;
860 }
861 //_____________________________________________________________________________
862 void TMevSim::DefineParticles() 
863 {
864   //
865   // Load standard numbers for GEANT particles and PDG conversion
866   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-99;   //  0 = unused location
867   fPDGCode[fNPDGCodes++]=22;    //  1 = photon
868   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-11;   //  2 = positron
869   fPDGCode[fNPDGCodes++]=11;    //  3 = electron
870   fPDGCode[fNPDGCodes++]=12;    //  4 = neutrino e
871   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-13;   //  5 = muon +
872   fPDGCode[fNPDGCodes++]=13;    //  6 = muon -
873   fPDGCode[fNPDGCodes++]=111;   //  7 = pi0
874   fPDGCode[fNPDGCodes++]=211;   //  8 = pi+
875   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-211;  //  9 = pi-
876   fPDGCode[fNPDGCodes++]=130;   // 10 = Kaon Long
877   fPDGCode[fNPDGCodes++]=321;   // 11 = Kaon +
878   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-321;  // 12 = Kaon -
879   fPDGCode[fNPDGCodes++]=2112;  // 13 = Neutron
880   fPDGCode[fNPDGCodes++]=2212;  // 14 = Proton
881   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-2212; // 15 = Anti Proton
882   fPDGCode[fNPDGCodes++]=310;   // 16 = Kaon Short
883   fPDGCode[fNPDGCodes++]=221;   // 17 = Eta
884   fPDGCode[fNPDGCodes++]=3122;  // 18 = Lambda
885   fPDGCode[fNPDGCodes++]=3222;  // 19 = Sigma +
886   fPDGCode[fNPDGCodes++]=3212;  // 20 = Sigma 0
887   fPDGCode[fNPDGCodes++]=3112;  // 21 = Sigma -
888   fPDGCode[fNPDGCodes++]=3322;  // 22 = Xi0
889   fPDGCode[fNPDGCodes++]=3312;  // 23 = Xi-
890   fPDGCode[fNPDGCodes++]=3334;  // 24 = Omega-
891   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-2112; // 25 = Anti Proton
892   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-3122; // 26 = Anti Proton
893   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-3222; // 27 = Anti Sigma -
894   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-3212; // 28 = Anti Sigma 0
895   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-3112; // 29 = Anti Sigma 0
896   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-3322; // 30 = Anti Xi 0
897   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-3312; // 31 = Anti Xi +
898   fPDGCode[fNPDGCodes++]=-3334; // 32 = Anti Omega +
899 }
900