TOF/AliTOFtrack.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /* $Id$ */
  17
  18 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  19 //                                                                         //
  20 // AliTOFtrack class                                                       //
  21 //                                                                         //
  22 // Authors: Bologna-CERN-ITEP-Salerno Group                                //
  23 //                                                                         //
  24 // Description: class for handling ESD extracted tracks for TOF matching.  //
  25 //                                                                         //
  26 /////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  27
  28 #include "AliESDtrack.h"
  29 #include "AliTracker.h"
  30
  31 #include "AliTOFGeometry.h"
  32 #include "AliTOFtrack.h"
  33
  34 ClassImp(AliTOFtrack)
  35
  36 //_____________________________________________________________________________
  37 AliTOFtrack::AliTOFtrack() :
  38   AliKalmanTrack(),
  39   fSeedInd(-1),
  40   fSeedLab(-1)
  41 {
  42   //
  43   // Default constructor.
  44   //
  45 }
  46
  47 //_____________________________________________________________________________
  48 AliTOFtrack::AliTOFtrack(const AliTOFtrack& t) :
  49   AliKalmanTrack(t),
  50   fSeedInd(t.fSeedInd),
  51   fSeedLab(t.fSeedLab)
  52 {
  53   //
  54   // Copy constructor.
  55   //
  56 }
  57
  58 //_____________________________________________________________________________
  59 AliTOFtrack::AliTOFtrack(const AliESDtrack& t) :
  60   AliKalmanTrack(),
  61   fSeedInd(-1),
  62   fSeedLab(-1)
  63 {
  64   //
  65   // Constructor from AliESDtrack
  66   //
  67   SetLabel(t.GetLabel());
  68   SetChi2(0.);
  69   SetMass(t.GetMass());
  70
  71   Set(t.GetX(),t.GetAlpha(),t.GetParameter(),t.GetCovariance());
  72
  73   if ((t.GetStatus()&AliESDtrack::kTIME) == 0) return;
  74   StartTimeIntegral();
  75   Double_t times[10]; t.GetIntegratedTimes(times); SetIntegratedTimes(times);
  76   SetIntegratedLength(t.GetIntegratedLength());
  77
  78 }
  79
  80 //____________________________________________________________________________
  81 AliTOFtrack& AliTOFtrack::operator=(const AliTOFtrack &/*source*/)
  82 {
  83   // ass. op.
  84
  85   return *this;
  86
  87 }
  88
  89 //_____________________________________________________________________________
  90 Bool_t AliTOFtrack::PropagateTo(Double_t xk,Double_t /*x0*/,Double_t /*rho*/)
  91  {
  92   //
  93   // Propagates a track of particle with mass=pm to a reference plane
  94   // defined by x=xk through media of density=rho and radiationLength=x0
  95   //
  96
  97   if (xk == GetX()) return kTRUE;
  98
  99   Double_t oldX=GetX();//, oldY=GetY(), oldZ=GetZ();
 100   Double_t start[3], end[3], mparam[7];
 101
 102   /* get start position */
 103   GetXYZ(start);
 104
 105   /* propagate the track */
 106   Double_t b[3];GetBxByBz(b);
 107   if (!AliExternalTrackParam::PropagateToBxByBz(xk,b)) return kFALSE;
 108   // OLD used code
 109   //Double_t bz=GetBz();
 110   //if (!AliExternalTrackParam::PropagateTo(xk,bz)) return kFALSE;
 111
 112   /* get end position */
 113   GetXYZ(end);
 114
 115   /* add time step to integral */
 116 #if 0 /*** OLD ***/
 117   Double_t d = TMath::Sqrt((GetX()-oldX)*(GetX()-oldX) +
 118                            (GetY()-oldY)*(GetY()-oldY) +
 119                            (GetZ()-oldZ)*(GetZ()-oldZ));
 120   if (IsStartedTimeIntegral() && GetX()>oldX) AddTimeStep(d);
 121 #endif
 122   Double_t d = TMath::Sqrt((end[0]-start[0])*(end[0]-start[0]) +
 123                            (end[1]-start[1])*(end[1]-start[1]) +
 124                            (end[2]-start[2])*(end[2]-start[2]));
 125   if (IsStartedTimeIntegral() && GetX()>oldX) AddTimeStep(d);
 126
 127   /* get material budget from tracker */
 128   AliTracker::MeanMaterialBudget(start, end, mparam);
 129   Double_t xTimesRho = mparam[4]*mparam[0];
 130   if (oldX < xk) { // CZ
 131     xTimesRho = -xTimesRho; // it should be negative in case of outward
 132                             // propagation (--> energy decreases)
 133   } // CZ
 134   Double_t xOverX0   = mparam[1];
 135
 136   /* correct for mean material */
 137   if (!AliExternalTrackParam::CorrectForMeanMaterial(xOverX0,xTimesRho,GetMass())) return kFALSE;
 138
 139
 140 #if 0 /*** OLD ***/
 141   if (!AliExternalTrackParam::CorrectForMaterial(d*rho/x0,x0,GetMass()))
 142      return kFALSE;
 143 #endif
 144
 145   /*
 146   //Energy losses************************
 147   if((5940*beta2/(1-beta2+1e-10) - beta2) < 0){return 0;}
 148
 149   Double_t dE=0.153e-3/beta2*(log(5940*beta2/(1-beta2+1e-10)) - beta2)*d*rho;
 150   //
 151   // suspicious part - think about it ?
 152   Double_t kinE =  TMath::Sqrt(p2);
 153   if (dE>0.8*kinE) dE = 0.8*kinE;  //
 154   if (dE<0)        dE = 0.0;       // not valid region for Bethe bloch
 155   */
 156
 157   return kTRUE;
 158 }
 159
 160 //_____________________________________________________________________________
 161 Bool_t AliTOFtrack::PropagateToInnerTOF()
 162 {
 163   // Propagates a track of particle with mass=pm to a reference plane
 164   // defined by x=xk through media of density=rho and radiationLength=x0
 165
 166   //const Double_t kAlphac  = TMath::Pi()/9.0; // 20 degree
 167   const Double_t kAlphac  = AliTOFGeometry::GetAlpha(); // 20 degree
 168   const Double_t kTalphac = TMath::Tan(kAlphac*0.5);
 169
 170   //const Double_t kStepSize = 0.1; // [cm] Step size
 171   const Double_t kStepSize = 0.5; // [cm] Step size
 172
 173   Double_t x = GetX();
 174   //Double_t bz = GetBz();
 175
 176   //Double_t xyz0[3];
 177   //Double_t xyz1[3];
 178   //Double_t y;
 179   //Double_t z;
 180
 181   Int_t nsteps = (Int_t)((AliTOFGeometry::Rmin()-x)/kStepSize);
 182   for (Int_t istep=0; istep<nsteps; istep++){
 183
 184     // Critical alpha  - cross sector indication
 185
 186     Double_t dir = (GetX() > AliTOFGeometry::Rmin()) ? -1.0 : 1.0;
 187
 188     x = GetX()+dir*kStepSize;
 189     if ( x<GetX() && GetX()<AliTOFGeometry::Rmin()) {
 190       AliDebug(1,Form("Track doesn't reach rho=%f",AliTOFGeometry::Rmin()));
 191       return kFALSE;
 192     }
 193
 194     //GetXYZ(xyz0);
 195     //bz = GetBz();
 196     //GetXYZAt(x,bz,xyz1);
 197     //AliExternalTrackParam::GetYAt(x,bz,y);
 198     //AliExternalTrackParam::GetZAt(x,bz,z);
 199
 200     if (!(PropagateTo(x,0.,0.))) { /* passing 0.,0. as arguments since now
 201                                       this method queries TGeo for material budget
 202                                    */
 203       return kFALSE;
 204     }
 205
 206     if (GetY() >  GetX()*kTalphac) {
 207       if (!(Rotate(kAlphac))) return kFALSE;
 208     } else if (GetY() < -GetX()*kTalphac) {
 209       if (!(Rotate(-kAlphac))) return kFALSE;
 210     }
 211
 212   }
 213
 214   //Bool_t check = PropagateTo(AliTOFGeometry::RinTOF());
 215   Bool_t check = PropagateTo(AliTOFGeometry::RinTOF(),0.,0.); /* passing 0.,0. as arguments since now
 216                                                                  this method queries TGeo for material budget
 217                                                               */
 218
 219   if (!check) return kFALSE;
 220
 221   if (GetY() >  GetX()*kTalphac) {
 222     if (!(Rotate(kAlphac))) return kFALSE;
 223   } else if (GetY() < -GetX()*kTalphac) {
 224     if (!(Rotate(-kAlphac))) return kFALSE;
 225   }
 226
 227   return kTRUE;
 228
 229 }
 230
 231 //_____________________________________________________________________________
 232 Bool_t AliTOFtrack::PropagateToInnerTOFold()
 233 {
 234   // Propagates a track of particle with mass=pm to a reference plane
 235   // defined by x=xk through media of density=rho and radiationLength=x0
 236
 237
 238   Double_t ymax=AliTOFGeometry::RinTOF()*TMath::Tan(0.5*AliTOFGeometry::GetAlpha());
 239   Bool_t skip = kFALSE;
 240   Double_t y=GetYat(AliTOFGeometry::RinTOF(),skip);
 241   if (skip) {
 242     return kFALSE;
 243   }
 244   if (y > ymax) {
 245     if (!Rotate(AliTOFGeometry::GetAlpha())) return kFALSE;
 246   } else if (y <-ymax) {
 247     if (!Rotate(-AliTOFGeometry::GetAlpha())) return kFALSE;
 248   }
 249
 250   Double_t x = GetX();
 251   Int_t nsteps=Int_t((AliTOFGeometry::Rmin()-x)/0.5); // 0.5 cm Steps
 252   for (Int_t istep=0;istep<nsteps;istep++){
 253     Float_t xp = x+istep*0.5;
 254     //    GetPropagationParameters(param);
 255     if (!(PropagateTo(xp,0.,0.))) { /* passing 0.,0. as arguments since now
 256                                        this method queries TGeo for material budget
 257                                     */
 258       return kFALSE;
 259     }
 260
 261   }
 262
 263   if (!(PropagateTo(AliTOFGeometry::RinTOF()))) return kFALSE;
 264
 265   return kTRUE;
 266
 267 }
 268
 269 //_________________________________________________________________________
 270 Double_t AliTOFtrack::GetPredictedChi2(const AliCluster3D *c) const {
 271   //
 272   // Estimate the chi2 of the space point "c" with its cov. matrix elements
 273   //
 274
 275   Double_t p[3]={c->GetX(), c->GetY(), c->GetZ()};
 276   Double_t covyz[3]={c->GetSigmaY2(), c->GetSigmaYZ(), c->GetSigmaZ2()};
 277   Double_t covxyz[3]={c->GetSigmaX2(), c->GetSigmaXY(), c->GetSigmaXZ()};
 278   return AliExternalTrackParam::GetPredictedChi2(p, covyz, covxyz);
 279 }
 280 //_________________________________________________________________________
 281 Bool_t AliTOFtrack::PropagateTo(const AliCluster3D *c) {
 282   //
 283   // Propagates a track to the plane containing cluster 'c'
 284   //
 285   Double_t oldX=GetX(), oldY=GetY(), oldZ=GetZ();
 286   Double_t p[3]={c->GetX(), c->GetY(), c->GetZ()};
 287   Double_t covyz[3]={c->GetSigmaY2(), c->GetSigmaYZ(), c->GetSigmaZ2()};
 288   Double_t covxyz[3]={c->GetSigmaX2(), c->GetSigmaXY(), c->GetSigmaXZ()};
 289   Double_t bz=GetBz();
 290   if (!AliExternalTrackParam::PropagateTo(p, covyz, covxyz, bz)) return kFALSE;
 291   if (IsStartedTimeIntegral()) {
 292     Double_t d = TMath::Sqrt((GetX()-oldX)*(GetX()-oldX) +
 293                              (GetY()-oldY)*(GetY()-oldY) +
 294                              (GetZ()-oldZ)*(GetZ()-oldZ));
 295     if (GetX()<oldX) d=-d;
 296     AddTimeStep(d);
 297
 298   }
 299
 300   if (GetY() >  GetX()*TMath::Tan(0.5*AliTOFGeometry::GetAlpha())) {
 301     if (!(Rotate(AliTOFGeometry::GetAlpha()))) return kFALSE;
 302   } else if (GetY() < -GetX()*TMath::Tan(0.5*AliTOFGeometry::GetAlpha())) {
 303     if (!(Rotate(-AliTOFGeometry::GetAlpha()))) return kFALSE;
 304   }
 305
 306   return kTRUE;
 307 }
 308 //_________________________________________________________________________
 309 Double_t AliTOFtrack::GetYat(Double_t xk, Bool_t & skip) const {
 310 //-----------------------------------------------------------------
 311 // This function calculates the Y-coordinate of a track at the plane x=xk.
 312 // Needed for matching with the TOF (I.Belikov)
 313 //-----------------------------------------------------------------
 314      Double_t y=0.;
 315      skip=(!GetYAt(xk,GetBz(),y));
 316      return y;
 317 }
 318
 319 //_____________________________________________________________________________
 320 Int_t AliTOFtrack::Compare(const TObject *o) const {
 321   //-----------------------------------------------------------------
 322   // This function compares tracks according to the their curvature
 323   //-----------------------------------------------------------------
 324   AliTOFtrack *t=(AliTOFtrack*)o;
 325   Double_t co=t->GetSigmaY2()*t->GetSigmaZ2();
 326   Double_t c =GetSigmaY2()*GetSigmaZ2();
 327   if (c>co) return 1;
 328   else if (c<co) return -1;
 329   return 0;
 330 }
 331
 332
 333 //_____________________________________________________________________________
 334 void AliTOFtrack::GetPropagationParameters(Double_t *param) {
 335
 336  //Get average medium density, x0 while propagating the track
 337
 338   //For TRD holes description
 339   /*
 340   Double_t thetamin = (90.-31.1) * TMath::Pi()/180.;
 341   Double_t thetamax = (90.+31.1) * TMath::Pi()/180.;
 342
 343   Double_t zmin = -55.;
 344   Double_t zmax =  55.;
 345   */
 346
 347   // Detector inner/outer radii
 348   Double_t rTPC    = 261.53;
 349   Double_t rTPCTRD = 294.5;
 350   Double_t rTRD    = 369.1;
 351
 352   // Medium parameters
 353   Double_t x0TPC = 40.;
 354   Double_t rhoTPC =0.06124;
 355
 356   Double_t x0Air = 36.66;
 357   Double_t rhoAir =1.2931e-3;
 358
 359   Double_t x0TRD = 171.7;
 360   Double_t rhoTRD =0.33;
 361
 362   //  Int_t isec = GetSector();
 363   Double_t r[3]; GetXYZ(r);
 364   //  Float_t thetatr = TMath::ATan2(TMath::Sqrt(r[0]*r[0]+r[1]*r[1]),r[2]);
 365
 366   /*
 367   if(holes){
 368     if (isec == 0 || isec == 1 || isec == 2 ) {
 369       if( thetatr>=thetamin && thetatr<=thetamax){
 370         x0TRD= x0Air;
 371         rhoTRD = rhoAir;
 372       }
 373     }
 374     if (isec == 11 || isec == 12 || isec == 13 || isec == 14 || isec == 15 ) {
 375       if( r[2]>=zmin && r[2]<=zmax){
 376         x0TRD= x0Air;
 377         rhoTRD = rhoAir;
 378       }
 379     }
 380   }
 381   */
 382   if(GetX() <= rTPC)
 383     {param[0]=x0TPC;param[1]=rhoTPC;}
 384   else if(GetX() > rTPC &&  GetX() < rTPCTRD)
 385     {param[0]=x0Air;param[1]=rhoAir;}
 386   else if(GetX() >= rTPCTRD &&  GetX() < rTRD)
 387     {param[0]=x0TRD;param[1]=rhoTRD;}
 388   else if(GetX() >= rTRD )
 389     {param[0]=x0Air;param[1]=rhoAir;}
 390 }