TOF/AliTOFT0maker.cxx

   1 /**************************************************************************
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   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 /* $Id: AliTOFT0maker.cxx,v 1.8 2010/01/19 16:32:20 noferini Exp $ */
  16
  17 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  18 //                                                                         //
  19 //  This class contains the basic functions for the time zero              //
  20 //  evaluation with TOF detector informations.                             //
  21 // Use case in an analysis task:                                           //
  22 //                                                                         //
  23 // Create the object in the task constructor (fTOFmaker is a private var)  //
  24 // AliESDpid *extPID=new AliESDpid();                                      //
  25 // fTOFmaker = new AliTOFT0maker(extPID);                                  //
  26 // fTOFmaker->SetTimeResolution(100.0); // if you want set the TOF res     //
  27 // 115 ps is the TOF default resolution value                              //
  28 //                                                                         //
  29 // Use the RemakePID method in the task::Exec                              //
  30 // Double_t* calcolot0;                                                    //
  31 // calcolot0=fTOFmaker->RemakePID(fESD);                                   //
  32 // //calcolot0[0] = calculated event time                                  //
  33 // //calcolot0[1] = event time time resolution                             //
  34 // //calcolot0[2] = average event time for the current fill                //
  35 // //calcolot0[3] = tracks at TOF                                          //
  36 // //calcolot0[4] = calculated event time (only TOF)                       //
  37 // //calcolot0[5] = event time time resolution (only TOF)                  //
  38 // //calcolot0[6] = sigma t0 fill                                          //
  39 // //calcolot0[7] = tracks at TOF really used in tht algorithm             //
  40 //                                                                         //
  41 // Let consider that:                                                      //
  42 // - the PIF is automatically recalculated with the event time subtrction  //
  43 //                                                                         //
  44 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  45
  46 #include "AliTOFT0v1.h"
  47 #include "AliTOFT0maker.h"
  48 #include "AliPID.h"
  49 #include "AliLog.h"
  50 #include "AliESDpid.h"
  51 #include "AliESDEvent.h"
  52 #include "TFile.h"
  53 #include "TH1F.h"
  54 #include "AliTOFcalib.h"
  55 #include "AliTOFRunParams.h"
  56 #include "TRandom.h"
  57 #include "AliTOFHeader.h"
  58
  59 ClassImp(AliTOFT0maker)
  60
  61 //____________________________________________________________________________
  62 AliTOFT0maker::AliTOFT0maker():
  63   TObject(),
  64   fT0TOF(NULL),
  65   fPIDesd(NULL),
  66   fExternalPIDFlag(kFALSE),
  67   fTOFcalib(NULL),
  68   fNoTOFT0(0),
  69   fNmomBins(0),
  70   fTimeResolution(100),
  71   fT0sigma(1000),
  72   fHmapChannel(0),
  73   fKmask(0),
  74   fT0width(150.),
  75   fT0spreadExt(-1.),
  76   fT0fillExt(0)
  77 {
  78   // ctr
  79   fCalculated[0] = 0;
  80   fCalculated[1] = 0;
  81   fCalculated[2] = 0;
  82   fCalculated[3] = 0;
  83
  84   if(AliPID::ParticleMass(0) == 0) new AliPID();
  85
  86   fPIDesd = new AliESDpid();
  87
  88   fNmomBins = fPIDesd->GetTOFResponse().GetNmomBins();
  89   SetTOFResponse();
  90
  91   fT0TOF = new AliTOFT0v1(fPIDesd);
  92
  93 }
  94 //____________________________________________________________________________
  95 AliTOFT0maker::AliTOFT0maker(AliESDpid *externalPID, AliTOFcalib *tofCalib):
  96     TObject(),
  97     fT0TOF(NULL),
  98     fPIDesd(externalPID),
  99     fExternalPIDFlag(kTRUE),
 100     fTOFcalib(tofCalib),
 101     fNoTOFT0(0),
 102     fNmomBins(0),
 103     fTimeResolution(100),
 104     fT0sigma(1000),
 105     fHmapChannel(0),
 106     fKmask(0),
 107     fT0width(150.),
 108     fT0spreadExt(-1.),
 109     fT0fillExt(0)
 110 {
 111   // ctr
 112   fCalculated[0] = 0;
 113   fCalculated[1] = 0;
 114   fCalculated[2] = 0;
 115   fCalculated[3] = 0;
 116
 117   if(AliPID::ParticleMass(0) == 0) new AliPID();
 118
 119   if(!fPIDesd){
 120     fPIDesd = new AliESDpid();
 121     fExternalPIDFlag = kFALSE;
 122   }
 123
 124   fNmomBins = fPIDesd->GetTOFResponse().GetNmomBins();
 125   SetTOFResponse();
 126
 127   fT0TOF = new AliTOFT0v1(fPIDesd);
 128
 129 }
 130
 131 //____________________________________________________________________________
 132 AliTOFT0maker::~AliTOFT0maker()
 133 {
 134   // dtor
 135
 136   delete fT0TOF;
 137   if (!fExternalPIDFlag) delete fPIDesd;
 138 }
 139 //____________________________________________________________________________
 140 Double_t* AliTOFT0maker::ComputeT0TOF(AliESDEvent *esd,Double_t t0time,Double_t t0sigma){
 141   //
 142   // Remake TOF PID probabilities
 143   //
 144
 145   Double_t t0tof[6];
 146
 147   if(fKmask) ApplyMask(esd);
 148
 149   Double_t t0fill = 0.;
 150
 151   fPIDesd->GetTOFResponse().ResetT0info();
 152
 153   /* get T0 spread from TOFcalib if available otherwise use default value */
 154   if (fTOFcalib && esd) {
 155     AliTOFRunParams *runParams = fTOFcalib->GetRunParams();
 156     if (runParams && runParams->GetTimestamp(0) != 0) {
 157       Float_t t0spread = runParams->EvalT0Spread(esd->GetTimeStamp());
 158       if(fT0spreadExt > 0) SetT0FillWidth(fT0spreadExt);
 159       else{
 160         SetT0FillWidth(t0spread);
 161         t0fill = fT0fillExt;
 162       }
 163     }
 164     else{
 165       if(fT0spreadExt > 0) SetT0FillWidth(fT0spreadExt);
 166       t0fill = fT0fillExt;
 167     }
 168   }
 169
 170   fT0TOF->Init(esd);
 171   AliTOFT0v1* t0maker= fT0TOF;
 172
 173   t0maker->DefineT0("all",1.5,3.0);
 174   t0tof[0] = t0maker->GetResult(0);
 175   t0tof[1] = t0maker->GetResult(1);
 176   t0tof[2] = t0maker->GetResult(2);
 177   t0tof[3] = t0maker->GetResult(3);
 178   t0tof[4] = t0maker->GetResult(4);
 179   t0tof[5] = t0maker->GetResult(5);
 180
 181   Float_t lT0Current=0.;
 182   fT0sigma=1000;
 183
 184 //   Int_t nrun = esd->GetRunNumber();
 185
 186   t0time += t0fill;
 187
 188   Float_t sigmaFill = fT0width;
 189
 190   if(sigmaFill < 20) sigmaFill = 140;
 191
 192   fCalculated[0]=-1000*t0tof[0]; // best t0
 193   fCalculated[1]=1000*t0tof[1]; // sigma best t0
 194   fCalculated[2] = t0fill;    //t0 fill
 195   fCalculated[3] = t0tof[2];  // n TOF tracks
 196   fCalculated[4]=-1000*t0tof[0]; // TOF t0
 197   fCalculated[5]=1000*t0tof[1]; // TOF t0 sigma
 198   fCalculated[6]=sigmaFill; // sigma t0 fill
 199   fCalculated[7] = t0tof[3];  // n TOF tracks used for T0
 200
 201   //statistics
 202   fCalculated[8] = t0tof[4]; // real time in s
 203   fCalculated[9] = t0tof[5]; // cpu time in s
 204
 205   if(fCalculated[1] < sigmaFill && TMath::Abs(fCalculated[0] - t0fill) < 500 && fCalculated[1] < fTimeResolution*1.2){
 206     fT0sigma=fCalculated[1];
 207     lT0Current=fCalculated[0];
 208   }
 209   else{
 210     fCalculated[4] = t0fill;
 211     fCalculated[5] = sigmaFill;
 212   }
 213
 214   if(fCalculated[1] < 1 || fT0sigma > sigmaFill || fCalculated[1] > fTimeResolution* 1.2){
 215     fT0sigma =1000;
 216     fCalculated[4] = t0fill;
 217     fCalculated[5] = sigmaFill;
 218   }
 219
 220   if(t0sigma < 1000){
 221     if(fT0sigma < 1000){
 222       Double_t w1 = 1./t0sigma/t0sigma;
 223       Double_t w2 = 1./fCalculated[1]/fCalculated[1];
 224
 225       Double_t wtot = w1+w2;
 226
 227       lT0Current = (w1*t0time + w2*fCalculated[0]) / wtot;
 228       fT0sigma = TMath::Sqrt(1./wtot);
 229     }
 230     else{
 231       lT0Current=t0time;
 232       fT0sigma=t0sigma;
 233     }
 234   }
 235
 236   if(fT0sigma < sigmaFill && TMath::Abs(lT0Current - t0fill) < 500){
 237     fCalculated[1]=fT0sigma;
 238     fCalculated[0]=lT0Current;
 239   }
 240
 241   if(fT0sigma >= 1000 || fNoTOFT0){
 242     lT0Current = t0fill;
 243     fT0sigma = sigmaFill;
 244
 245     fCalculated[0] = t0fill;
 246     fCalculated[1] = sigmaFill;
 247   }
 248
 249   // T0 pt bin
 250   if(fCalculated[7] < 100){
 251     for(Int_t i=0;i<fNmomBins;i++){
 252       t0maker->DefineT0("all",fPIDesd->GetTOFResponse().GetMinMom(i),fPIDesd->GetTOFResponse().GetMaxMom(i));
 253       t0tof[0] = t0maker->GetResult(0);
 254       t0tof[1] = t0maker->GetResult(1);
 255       t0tof[2] = t0maker->GetResult(2);
 256       t0tof[3] = t0maker->GetResult(3);
 257
 258
 259       Float_t t0bin =-1000*t0tof[0]; // best t0
 260       Float_t t0binRes =1000*t0tof[1]; // sigma best t0
 261
 262       if(t0binRes < sigmaFill  && t0binRes < fTimeResolution * 1.2 && TMath::Abs(t0bin - t0fill) < 500){
 263         // Ok T0
 264         if(t0sigma < 1000){
 265           Double_t w1 = 1./t0sigma/t0sigma;
 266           Double_t w2 = 1./t0binRes/t0binRes;
 267
 268           Double_t wtot = w1+w2;
 269
 270           t0bin = (w1*t0time + w2*t0bin) / wtot;
 271           t0binRes = TMath::Sqrt(1./wtot);
 272         }
 273       }
 274       else{
 275         t0bin = t0fill;
 276         t0binRes = sigmaFill;
 277         if(t0sigma < 1000){
 278           t0bin = t0time;
 279            t0binRes= t0sigma;
 280         }
 281       }
 282       fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0bin(i,t0bin);
 283       fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0binRes(i,t0binRes);
 284     }
 285   }
 286   else{
 287     for(Int_t i=0;i<fNmomBins;i++){
 288       fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0bin(i,lT0Current);
 289       fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0binRes(i,fT0sigma);
 290     }
 291   }
 292
 293   return fCalculated;
 294 }
 295 //____________________________________________________________________________
 296 Double_t  *AliTOFT0maker::GetT0p(Float_t p){// [0]=to -- [1] = sigma T0
 297   Int_t i=fPIDesd->GetTOFResponse().GetMomBin(p);
 298
 299   fT0cur[0] = fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i);
 300   fT0cur[1] = fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0binRes(i);
 301
 302   return fT0cur;
 303 }
 304 //____________________________________________________________________________
 305 void AliTOFT0maker::SetTOFResponse(){
 306   fPIDesd->GetTOFResponse().SetTimeResolution(fTimeResolution);
 307 }
 308 //____________________________________________________________________________
 309 Float_t AliTOFT0maker::GetExpectedSigma(Float_t mom, Float_t tof, Float_t mass){
 310   Float_t sigma = fPIDesd->GetTOFResponse().GetExpectedSigma(mom,tof,mass);
 311
 312   return sigma;
 313 }
 314 //____________________________________________________________________________
 315 void AliTOFT0maker::ApplyT0TOF(AliESDEvent *esd){
 316   //
 317   // Recalculate TOF PID probabilities
 318   //
 319
 320 // subtruct t0 for each track
 321    Int_t ntracks = esd->GetNumberOfTracks();
 322
 323    while (ntracks--) {
 324        AliESDtrack *t=esd->GetTrack(ntracks);
 325
 326        if ((t->GetStatus()&AliESDtrack::kTOFout)==0) continue;
 327
 328        Double_t time=t->GetTOFsignal();
 329        Float_t p = t->GetP();
 330
 331        Double_t *t0=GetT0p(p);
 332        time -= t0[0];
 333        t->SetTOFsignal(time);
 334    }
 335
 336    for(Int_t i=0;i<fNmomBins;i++){
 337        fPIDesd->GetTOFResponse().SetT0bin(i,0.0);
 338    }
 339
 340   //
 341 }
 342 //____________________________________________________________________________
 343 void  AliTOFT0maker::LoadChannelMap(char *filename){
 344   // Load the histo with the channel off map
 345   TFile *f= new TFile(filename);
 346   if(!f){
 347     printf("Cannot open the channel map file (%s)\n",filename);
 348     return;
 349   }
 350
 351   fHmapChannel = (TH1F *) f->Get("hChEnabled");
 352
 353   if(!fHmapChannel){
 354     printf("Cannot laod the channel map histo (from %s)\n",filename);
 355     return;
 356   }
 357
 358 }
 359 //____________________________________________________________________________
 360 void AliTOFT0maker::ApplyMask(AliESDEvent * const esd){
 361   // Switch off the disable channel
 362   if(!fHmapChannel){
 363     printf("Channel Map is not available\n");
 364     return;
 365   }
 366
 367   Int_t ntracks = esd->GetNumberOfTracks();
 368
 369   while (ntracks--) {
 370     AliESDtrack *t=esd->GetTrack(ntracks);
 371
 372     if ((t->GetStatus()&AliESDtrack::kTOFout)==0) continue;
 373
 374     Int_t chan = t->GetTOFCalChannel();
 375
 376     if(fHmapChannel->GetBinContent(chan) < 0.01){
 377       t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFout);
 378     }
 379   }
 380 }
 381
 382 Float_t
 383 AliTOFT0maker::TuneForMC(AliESDEvent *esd){ // return true T0 event
 384   //
 385   // tune for MC data
 386   //
 387
 388   Float_t TOFtimeResolutionDefault=80;
 389
 390   Float_t t0 = gRandom->Gaus(0.,fT0width);
 391
 392   Float_t extraSmearing = 0;
 393
 394   if(fTimeResolution > TOFtimeResolutionDefault){
 395     extraSmearing = TMath::Sqrt(fTimeResolution*fTimeResolution - TOFtimeResolutionDefault*TOFtimeResolutionDefault);
 396   }
 397
 398   // subtruct t0 for each track
 399   Int_t ntracks = esd->GetNumberOfTracks();
 400
 401   while (ntracks--) {
 402     AliESDtrack *t=esd->GetTrack(ntracks);
 403
 404     if ((t->GetStatus()&AliESDtrack::kTOFout)==0) continue;
 405
 406     /* check if channel is enabled */
 407     if (fTOFcalib && !fTOFcalib->IsChannelEnabled(t->GetTOFCalChannel())) {
 408       /* reset TOF status */
 409       t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFin);
 410       t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFout);
 411       t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFmismatch);
 412       t->ResetStatus(AliESDtrack::kTOFpid);
 413     }
 414
 415     Double_t time=t->GetTOFsignal();
 416
 417     time += t0;
 418
 419     if(extraSmearing>0){
 420       Float_t smearing = gRandom->Gaus(0.,extraSmearing);
 421       time += smearing;
 422     }
 423
 424     t->SetTOFsignal(time);
 425   }
 426   //
 427   return t0;
 428 }
 429 //_________________________________________________________________________
 430 void     AliTOFT0maker::WriteInESD(AliESDEvent *esd){
 431   //
 432   // Write t0Gen, t0ResGen, nt0;
 433   //       t0resESD[0:nt0], it0ESD[0:nt0]
 434   // in the AliESDEvent
 435   //
 436     Int_t nMomBins = fPIDesd->GetTOFResponse().GetNmomBins();
 437
 438     Int_t nt0=0;
 439     Float_t *t0 = new Float_t[nMomBins];
 440     Float_t *t0res = new Float_t[nMomBins];
 441     Int_t *multT0 = new Int_t[nMomBins];
 442
 443     for(Int_t i=0;i<nMomBins;i++){
 444 //      printf("START %i) %f %f\n",i,fT0event[i],fT0resolution[i]);
 445         multT0[i]=0;
 446         Bool_t kNewT0=kTRUE;
 447         for(Int_t j=0;j < nt0;j++){
 448             if(TMath::Abs(fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i) - t0[j])<0.1){
 449                 kNewT0=kFALSE;
 450                 multT0[j]++;
 451                 j=nMomBins*10;
 452             }
 453         }
 454         if(kNewT0){
 455             t0[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i);
 456             t0res[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0binRes(i);
 457             nt0++;
 458         }
 459     }
 460
 461     Int_t iMultT0=0,nmult=0;
 462     for(Int_t j=0;j < nt0;j++){ // find the most frequent
 463         if(multT0[j] > nmult){
 464             iMultT0 = j;
 465             nmult = multT0[j];
 466         }
 467     }
 468
 469     Float_t *t0ESD = new Float_t[nMomBins];
 470     Float_t *t0resESD = new Float_t[nMomBins];
 471     Int_t *it0ESD = new Int_t[nMomBins];
 472
 473     Float_t t0Gen,t0ResGen;
 474     t0Gen = t0[iMultT0];
 475     t0ResGen = t0res[iMultT0];
 476     nt0=0;
 477     //  printf("T0 to ESD\n%f %f\n",t0Gen,t0ResGen);
 478     for(Int_t i=0;i<nMomBins;i++){
 479         if(TMath::Abs(fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i) - t0Gen)>0.1){
 480             t0ESD[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0bin(i);
 481             t0resESD[nt0]=fPIDesd->GetTOFResponse().GetT0binRes(i);
 482             it0ESD[nt0]=i;
 483 //          printf("%i) %f %f %i\n",nt0,t0ESD[nt0],t0resESD[nt0],it0ESD[nt0]);
 484             nt0++;
 485         }
 486     }
 487
 488     // Write  t0Gen,t0ResGen; nt0; t0resESD[0:nt0],it0ESD[0:nt0] in the AliESDEvent
 489
 490    AliTOFHeader *tofHeader =
 491         new AliTOFHeader(t0Gen,t0ResGen,nt0,
 492                          t0ESD,t0resESD,it0ESD,fTimeResolution,fT0width);
 493
 494     esd->SetTOFHeader(tofHeader);
 495
 496     AliDebug(1,Form("resTOF=%f T0spread=%f t0Gen=%f t0resGen=%f",fTimeResolution,fT0width,t0Gen,t0ResGen));
 497     AliDebug(1,Form("%d ",nt0));
 498     for (Int_t ii=0; ii<nt0; ii++)
 499       AliDebug(1,Form("pBin=%d t0val=%f t0res=%f",it0ESD[ii],t0ESD[ii],t0resESD[ii]));
 500
 501     delete[] t0;
 502     t0 = NULL;
 503     delete[] t0res;
 504     t0res = NULL;
 505     delete[] multT0;
 506     multT0 = NULL;
 507     delete[] t0ESD;
 508     t0ESD = NULL;
 509     delete[] t0resESD;
 510     t0resESD = NULL;
 511     delete[] it0ESD;
 512     it0ESD = NULL;
 513
 514 }