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.GetMassForTracking());
  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];
  76   for(Int_t isp=0;isp<AliPID::kSPECIESC;isp++){
  77     times[isp] = t.GetIntegratedTimesOld(isp); // in ps
  78   }
  79
  80   SetIntegratedTimes(times);
  81   SetIntegratedLength(t.GetIntegratedLengthOld());
  82
  83 }
  84
  85 //____________________________________________________________________________
  86 AliTOFtrack& AliTOFtrack::operator=(const AliTOFtrack &/*source*/)
  87 {
  88   // ass. op.
  89
  90   return *this;
  91
  92 }
  93
  94 //_____________________________________________________________________________
  95 Bool_t AliTOFtrack::PropagateTo(Double_t xk,Double_t /*x0*/,Double_t /*rho*/)
  96  {
  97   //
  98   // Propagates a track of particle with mass=pm to a reference plane
  99   // defined by x=xk through media of density=rho and radiationLength=x0
 100   //
 101
 102   if (xk == GetX()) return kTRUE;
 103
 104   Double_t oldX=GetX();//, oldY=GetY(), oldZ=GetZ();
 105   Double_t start[3], end[3], mparam[7];
 106
 107   /* get start position */
 108   GetXYZ(start);
 109
 110   /* propagate the track */
 111   Double_t b[3];GetBxByBz(b);
 112   if (!AliExternalTrackParam::PropagateToBxByBz(xk,b)) return kFALSE;
 113   // OLD used code
 114   //Double_t bz=GetBz();
 115   //if (!AliExternalTrackParam::PropagateTo(xk,bz)) return kFALSE;
 116
 117   /* get end position */
 118   GetXYZ(end);
 119
 120   /* add time step to integral */
 121 #if 0 /*** OLD ***/
 122   Double_t d = TMath::Sqrt((GetX()-oldX)*(GetX()-oldX) +
 123                            (GetY()-oldY)*(GetY()-oldY) +
 124                            (GetZ()-oldZ)*(GetZ()-oldZ));
 125   if (IsStartedTimeIntegral() && GetX()>oldX) AddTimeStep(d);
 126 #endif
 127   Double_t d = TMath::Sqrt((end[0]-start[0])*(end[0]-start[0]) +
 128                            (end[1]-start[1])*(end[1]-start[1]) +
 129                            (end[2]-start[2])*(end[2]-start[2]));
 130   if (IsStartedTimeIntegral() && GetX()>oldX) AddTimeStep(d);
 131
 132   /* get material budget from tracker */
 133   AliTracker::MeanMaterialBudget(start, end, mparam);
 134   Double_t xTimesRho = mparam[4]*mparam[0];
 135   if (oldX < xk) { // CZ
 136     xTimesRho = -xTimesRho; // it should be negative in case of outward
 137                             // propagation (--> energy decreases)
 138   } // CZ
 139   Double_t xOverX0   = mparam[1];
 140
 141   /* correct for mean material */
 142   if (!AliExternalTrackParam::CorrectForMeanMaterial(xOverX0,xTimesRho,GetMass())) return kFALSE;
 143
 144
 145 #if 0 /*** OLD ***/
 146   if (!AliExternalTrackParam::CorrectForMaterial(d*rho/x0,x0,GetMass()))
 147      return kFALSE;
 148 #endif
 149
 150   /*
 151   //Energy losses************************
 152   if((5940*beta2/(1-beta2+1e-10) - beta2) < 0){return 0;}
 153
 154   Double_t dE=0.153e-3/beta2*(log(5940*beta2/(1-beta2+1e-10)) - beta2)*d*rho;
 155   //
 156   // suspicious part - think about it ?
 157   Double_t kinE =  TMath::Sqrt(p2);
 158   if (dE>0.8*kinE) dE = 0.8*kinE;  //
 159   if (dE<0)        dE = 0.0;       // not valid region for Bethe bloch
 160   */
 161
 162   return kTRUE;
 163 }
 164
 165 //_____________________________________________________________________________
 166 Bool_t AliTOFtrack::PropagateToInnerTOF()
 167 {
 168   // Propagates a track of particle with mass=pm to a reference plane
 169   // defined by x=xk through media of density=rho and radiationLength=x0
 170
 171   //const Double_t kAlphac  = TMath::Pi()/9.0; // 20 degree
 172   const Double_t kAlphac  = AliTOFGeometry::GetAlpha(); // 20 degree
 173   const Double_t kTalphac = TMath::Tan(kAlphac*0.5);
 174
 175   //const Double_t kStepSize = 0.1; // [cm] Step size
 176   const Double_t kStepSize = 0.5; // [cm] Step size
 177
 178   Double_t x = GetX();
 179   //Double_t bz = GetBz();
 180
 181   //Double_t xyz0[3];
 182   //Double_t xyz1[3];
 183   //Double_t y;
 184   //Double_t z;
 185
 186   Int_t nsteps = (Int_t)((AliTOFGeometry::Rmin()-x)/kStepSize);
 187   for (Int_t istep=0; istep<nsteps; istep++){
 188
 189     // Critical alpha  - cross sector indication
 190
 191     Double_t dir = (GetX() > AliTOFGeometry::Rmin()) ? -1.0 : 1.0;
 192
 193     x = GetX()+dir*kStepSize;
 194     if ( x<GetX() && GetX()<AliTOFGeometry::Rmin()) {
 195       AliDebug(1,Form("Track doesn't reach rho=%f",AliTOFGeometry::Rmin()));
 196       return kFALSE;
 197     }
 198
 199     //GetXYZ(xyz0);
 200     //bz = GetBz();
 201     //GetXYZAt(x,bz,xyz1);
 202     //AliExternalTrackParam::GetYAt(x,bz,y);
 203     //AliExternalTrackParam::GetZAt(x,bz,z);
 204
 205     if (!(PropagateTo(x,0.,0.))) { /* passing 0.,0. as arguments since now
 206                                       this method queries TGeo for material budget
 207                                    */
 208       return kFALSE;
 209     }
 210
 211     if (GetY() >  GetX()*kTalphac) {
 212       if (!(Rotate(kAlphac))) return kFALSE;
 213     } else if (GetY() < -GetX()*kTalphac) {
 214       if (!(Rotate(-kAlphac))) return kFALSE;
 215     }
 216
 217   }
 218
 219   //Bool_t check = PropagateTo(AliTOFGeometry::RinTOF());
 220   Bool_t check = PropagateTo(AliTOFGeometry::RinTOF(),0.,0.); /* passing 0.,0. as arguments since now
 221                                                                  this method queries TGeo for material budget
 222                                                               */
 223
 224   if (!check) return kFALSE;
 225
 226   if (GetY() >  GetX()*kTalphac) {
 227     if (!(Rotate(kAlphac))) return kFALSE;
 228   } else if (GetY() < -GetX()*kTalphac) {
 229     if (!(Rotate(-kAlphac))) return kFALSE;
 230   }
 231
 232   return kTRUE;
 233
 234 }
 235
 236 //_____________________________________________________________________________
 237 Bool_t AliTOFtrack::PropagateToInnerTOFold()
 238 {
 239   // Propagates a track of particle with mass=pm to a reference plane
 240   // defined by x=xk through media of density=rho and radiationLength=x0
 241
 242
 243   Double_t ymax=AliTOFGeometry::RinTOF()*TMath::Tan(0.5*AliTOFGeometry::GetAlpha());
 244   Bool_t skip = kFALSE;
 245   Double_t y=GetYat(AliTOFGeometry::RinTOF(),skip);
 246   if (skip) {
 247     return kFALSE;
 248   }
 249   if (y > ymax) {
 250     if (!Rotate(AliTOFGeometry::GetAlpha())) return kFALSE;
 251   } else if (y <-ymax) {
 252     if (!Rotate(-AliTOFGeometry::GetAlpha())) return kFALSE;
 253   }
 254
 255   Double_t x = GetX();
 256   Int_t nsteps=Int_t((AliTOFGeometry::Rmin()-x)/0.5); // 0.5 cm Steps
 257   for (Int_t istep=0;istep<nsteps;istep++){
 258     Float_t xp = x+istep*0.5;
 259     //    GetPropagationParameters(param);
 260     if (!(PropagateTo(xp,0.,0.))) { /* passing 0.,0. as arguments since now
 261                                        this method queries TGeo for material budget
 262                                     */
 263       return kFALSE;
 264     }
 265
 266   }
 267
 268   if (!(PropagateTo(AliTOFGeometry::RinTOF()))) return kFALSE;
 269
 270   return kTRUE;
 271
 272 }
 273
 274 //_________________________________________________________________________
 275 Double_t AliTOFtrack::GetPredictedChi2(const AliCluster3D *c) const {
 276   //
 277   // Estimate the chi2 of the space point "c" with its cov. matrix elements
 278   //
 279
 280   Double_t p[3]={c->GetX(), c->GetY(), c->GetZ()};
 281   Double_t covyz[3]={c->GetSigmaY2(), c->GetSigmaYZ(), c->GetSigmaZ2()};
 282   Double_t covxyz[3]={c->GetSigmaX2(), c->GetSigmaXY(), c->GetSigmaXZ()};
 283   return AliExternalTrackParam::GetPredictedChi2(p, covyz, covxyz);
 284 }
 285 //_________________________________________________________________________
 286 Bool_t AliTOFtrack::PropagateTo(const AliCluster3D *c) {
 287   //
 288   // Propagates a track to the plane containing cluster 'c'
 289   //
 290   Double_t oldX=GetX(), oldY=GetY(), oldZ=GetZ();
 291   Double_t p[3]={c->GetX(), c->GetY(), c->GetZ()};
 292   Double_t covyz[3]={c->GetSigmaY2(), c->GetSigmaYZ(), c->GetSigmaZ2()};
 293   Double_t covxyz[3]={c->GetSigmaX2(), c->GetSigmaXY(), c->GetSigmaXZ()};
 294   Double_t bz=GetBz();
 295   if (!AliExternalTrackParam::PropagateTo(p, covyz, covxyz, bz)) return kFALSE;
 296   if (IsStartedTimeIntegral()) {
 297     Double_t d = TMath::Sqrt((GetX()-oldX)*(GetX()-oldX) +
 298                              (GetY()-oldY)*(GetY()-oldY) +
 299                              (GetZ()-oldZ)*(GetZ()-oldZ));
 300     if (GetX()<oldX) d=-d;
 301     AddTimeStep(d);
 302
 303   }
 304
 305   if (GetY() >  GetX()*TMath::Tan(0.5*AliTOFGeometry::GetAlpha())) {
 306     if (!(Rotate(AliTOFGeometry::GetAlpha()))) return kFALSE;
 307   } else if (GetY() < -GetX()*TMath::Tan(0.5*AliTOFGeometry::GetAlpha())) {
 308     if (!(Rotate(-AliTOFGeometry::GetAlpha()))) return kFALSE;
 309   }
 310
 311   return kTRUE;
 312 }
 313 //_________________________________________________________________________
 314 Double_t AliTOFtrack::GetYat(Double_t xk, Bool_t & skip) const {
 315 //-----------------------------------------------------------------
 316 // This function calculates the Y-coordinate of a track at the plane x=xk.
 317 // Needed for matching with the TOF (I.Belikov)
 318 //-----------------------------------------------------------------
 319      Double_t y=0.;
 320      skip=(!GetYAt(xk,GetBz(),y));
 321      return y;
 322 }
 323
 324 //_____________________________________________________________________________
 325 Int_t AliTOFtrack::Compare(const TObject *o) const {
 326   //-----------------------------------------------------------------
 327   // This function compares tracks according to the their curvature
 328   //-----------------------------------------------------------------
 329   AliTOFtrack *t=(AliTOFtrack*)o;
 330   Double_t co=t->GetSigmaY2()*t->GetSigmaZ2();
 331   Double_t c =GetSigmaY2()*GetSigmaZ2();
 332   if (c>co) return 1;
 333   else if (c<co) return -1;
 334   return 0;
 335 }
 336
 337
 338 //_____________________________________________________________________________
 339 void AliTOFtrack::GetPropagationParameters(Double_t *param) {
 340
 341  //Get average medium density, x0 while propagating the track
 342
 343   //For TRD holes description
 344   /*
 345   Double_t thetamin = (90.-31.1) * TMath::Pi()/180.;
 346   Double_t thetamax = (90.+31.1) * TMath::Pi()/180.;
 347
 348   Double_t zmin = -55.;
 349   Double_t zmax =  55.;
 350   */
 351
 352   // Detector inner/outer radii
 353   Double_t rTPC    = 261.53;
 354   Double_t rTPCTRD = 294.5;
 355   Double_t rTRD    = 369.1;
 356
 357   // Medium parameters
 358   Double_t x0TPC = 40.;
 359   Double_t rhoTPC =0.06124;
 360
 361   Double_t x0Air = 36.66;
 362   Double_t rhoAir =1.2931e-3;
 363
 364   Double_t x0TRD = 171.7;
 365   Double_t rhoTRD =0.33;
 366
 367   //  Int_t isec = GetSector();
 368   Double_t r[3]; GetXYZ(r);
 369   //  Float_t thetatr = TMath::ATan2(TMath::Sqrt(r[0]*r[0]+r[1]*r[1]),r[2]);
 370
 371   /*
 372   if(holes){
 373     if (isec == 0 || isec == 1 || isec == 2 ) {
 374       if( thetatr>=thetamin && thetatr<=thetamax){
 375         x0TRD= x0Air;
 376         rhoTRD = rhoAir;
 377       }
 378     }
 379     if (isec == 11 || isec == 12 || isec == 13 || isec == 14 || isec == 15 ) {
 380       if( r[2]>=zmin && r[2]<=zmax){
 381         x0TRD= x0Air;
 382         rhoTRD = rhoAir;
 383       }
 384     }
 385   }
 386   */
 387   if(GetX() <= rTPC)
 388     {param[0]=x0TPC;param[1]=rhoTPC;}
 389   else if(GetX() > rTPC &&  GetX() < rTPCTRD)
 390     {param[0]=x0Air;param[1]=rhoAir;}
 391   else if(GetX() >= rTPCTRD &&  GetX() < rTRD)
 392     {param[0]=x0TRD;param[1]=rhoTRD;}
 393   else if(GetX() >= rTRD )
 394     {param[0]=x0Air;param[1]=rhoAir;}
 395 }