9bf4afe7ab541c09561ef8bae394b68531677292
[u/mrichter/AliRoot.git] / TOF / AliTOFv2.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
6  *                                                                        *
7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15
16 /*
17 $Log$
18 */
19
20 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
21 //                                                                           //
22 //  Time Of Flight: design of P.Fonte                                        //
23 //  This class contains the functions for version 2 of the Time Of Flight    //
24 //  detector.                                                                //
25 //                                                                           //
26 //Begin_Html
27 /*
28 <img src="picts/AliTOFv2Class.gif">
29 */
30 //End_Html
31 //                                                                           //
32 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
33
34 #include "AliTOFv2.h"
35 #include "AliRun.h"
36 #include "AliConst.h"
37  
38 ClassImp(AliTOFv2)
39  
40 //_____________________________________________________________________________
41 AliTOFv2::AliTOFv2()
42 {
43   //
44   // Default constructor
45   //
46 }
47  
48 //_____________________________________________________________________________
49 AliTOFv2::AliTOFv2(const char *name, const char *title)
50        : AliTOF(name,title)
51 {
52   //
53   // Standard constructor
54   //
55 }
56  
57 //_____________________________________________________________________________
58 void AliTOFv2::CreateGeometry()
59 {
60   //
61   // Create geometry for Time Of Flight version 0
62   //
63   //Begin_Html
64   /*
65     <img src="picts/AliTOFv2.gif">
66   */
67   //End_Html
68   //
69   //
70   // Create common geometry
71   //
72   AliTOF::CreateGeometry();
73 }
74  
75 //_____________________________________________________________________________
76 void AliTOFv2::TOFpc(Float_t xm, Float_t ym, Float_t zm0,
77                      Float_t zm1, Float_t zm2)
78 {
79   //
80   // Definition of the Time Of Fligh Resistive Plate Chambers
81   // xm, ym, zm - sizes of TOF modules (large)
82   
83   Int_t inum;
84   Float_t xcor, ycor, zcor, ycoor;
85   Float_t zazor, dx, dy, dz, xp, yp, zp, ywidth;
86   Int_t ink;
87   Float_t par[10];
88   Int_t inz, nxp, npx, npz;
89   Float_t xsz, ysz, zsz;
90   Int_t nzp0, nzp1, nzp2;
91   
92   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray()-499;
93   
94   // X size of small RPC plate G10 
95   xsz = 60.;
96   // Y size (thickness) of large && small RPC plate G10 
97   ysz = .26;
98   // Z size of small RPC plate G10
99   zsz = 50.;
100   // Width of CO2 box with RPC
101   ywidth = 4.;
102   // Frame width along X,Y and Z axis of RPC chambers 
103   dx = 0.;
104   dy = .3; //this is 1mm(ceramic) + 1mm(Al) + 1mm(polyethelene) 
105   dz = 0.;
106   // gap in RPC chamber 
107   zazor = .03;
108   // Sizes of RPC chamber 
109   xp = 3.06; //small pixel
110 //xp = 3.9; //large pixel 
111   yp = zazor + dy * 2; //=0.83cm total thickness of RPC
112   zp = 3.06; //small pixel
113 //zp = 4.1; //large pixel
114   // Large not sensitive volumes with CO2 
115   par[0] = xm / 2.;
116   par[1] = ywidth / 2.;
117   par[2] = zm0 / 2.;
118   gMC->Gsvolu("FBT1", "BOX ", idtmed[506], par, 3); // CO2
119   gMC->Gspos("FBT1", 0, "FTO1", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
120   par[2] = zm1 / 2.;
121   gMC->Gsvolu("FBT2", "BOX ", idtmed[506], par, 3); // CO2
122   gMC->Gspos("FBT2", 1, "FTO2", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
123   par[2] = zm2 / 2.;
124   gMC->Gsvolu("FBT3", "BOX ", idtmed[506], par, 3); // CO2
125   gMC->Gspos("FBT3", 2, "FTO3", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
126   // Large electronic plate (G10) after
127   par[0] = xm / 2.;
128   par[1] = ysz / 2.;
129   par[2] = zm0 / 2.;
130   ycoor = yp + par[1];
131   gMC->Gsvolu("FPE1", "BOX ", idtmed[504], par, 3); // G10
132   gMC->Gspos("FPE1", 0, "FBT1", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
133   par[2] = zm1 / 2.;
134   gMC->Gsvolu("FPE2", "BOX ", idtmed[504], par, 3); // G10
135   gMC->Gspos("FPE2", 0, "FBT2", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
136   par[2] = zm2 / 2.;
137   gMC->Gsvolu("FPE3", "BOX ", idtmed[504], par, 3); // G10
138   gMC->Gspos("FPE3", 0, "FBT3", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
139   // Electronics (5cm thick) after
140   //first - Cu (0.02574cm thick - 1.8% X0)
141   par[0] = xm / 2.;
142   par[1] = 0.02574 / 2.;
143   par[2] = zm0 / 2.;
144   ycoor = yp + ysz + 5/2 - par[1];
145   gMC->Gsvolu("FEC1", "BOX ", idtmed[501], par, 3); // Cu
146   gMC->Gspos("FEC1", 0, "FBT1", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
147   par[2] = zm1 / 2.;
148   gMC->Gsvolu("FEC2", "BOX ", idtmed[501], par, 3); // Cu
149   gMC->Gspos("FEC2", 0, "FBT2", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
150   par[2] = zm2 / 2.;
151   gMC->Gsvolu("FEC3", "BOX ", idtmed[501], par, 3); // Cu
152   gMC->Gspos("FEC3", 0, "FBT3", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
153   //second - G10 (0.2328cm thick - 1.2% X0)
154   par[0] = xm / 2.;
155   par[1] = 0.2328 / 2.;
156   par[2] = zm0 / 2.;
157   ycoor = yp + ysz + 5/2 + par[1];
158   gMC->Gsvolu("FEG1", "BOX ", idtmed[504], par, 3); // G10
159   gMC->Gspos("FEG1", 0, "FBT1", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
160   par[2] = zm1 / 2.;
161   gMC->Gsvolu("FEG2", "BOX ", idtmed[504], par, 3); // G10
162   gMC->Gspos("FEG2", 0, "FBT2", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
163   par[2] = zm2 / 2.;
164   gMC->Gsvolu("FEG3", "BOX ", idtmed[504], par, 3); // G10
165   gMC->Gspos("FEG3", 0, "FBT3", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
166   // Al support (5mm thick) after
167   par[0] = xm / 2.;
168   par[1] = 0.5 / 2.;
169   par[2] = zm0 / 2.;
170   ycoor = yp + ysz + par[1];
171   gMC->Gsvolu("FSP1", "BOX ", idtmed[508], par, 3); // Al
172   gMC->Gspos("FSP1", 0, "FBT1", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
173   par[2] = zm1 / 2.;
174   gMC->Gsvolu("FSP2", "BOX ", idtmed[508], par, 3); // Al
175   gMC->Gspos("FSP2", 0, "FBT2", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
176   par[2] = zm2 / 2.;
177   gMC->Gsvolu("FSP3", "BOX ", idtmed[508], par, 3); // Al
178   gMC->Gspos("FSP3", 0, "FBT3", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
179   // Mylar layer in front 0.5mm thick at 5mm from detector
180   par[0] = xm / 2.;
181   par[1] = 0.05 / 2;
182   par[2] = zm0 / 2.;
183   ycoor = -yp - 0.5 - par[1];
184   gMC->Gsvolu("FMY1", "BOX ", idtmed[511], par, 3); // G10
185   gMC->Gspos("FMY1", 0, "FBT1", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
186   par[2] = zm1 / 2.;
187   gMC->Gsvolu("FMY2", "BOX ", idtmed[511], par, 3); // G10
188   gMC->Gspos("FMY2", 0, "FBT2", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
189   par[2] = zm2 / 2.;
190   gMC->Gsvolu("FMY3", "BOX ", idtmed[511], par, 3); // G10
191   gMC->Gspos("FMY3", 0, "FBT3", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
192   //  insensitive volumes - large box for RPCs 
193   par[1] = yp; // two times thicker than RPC
194   par[2] = zm0 / 2.;
195   gMC->Gsvolu("FLT1", "BOX ", idtmed[512], par, 3); //Freon not senc.
196   gMC->Gspos("FLT1", 0, "FBT1", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
197   par[2] = zm1 / 2.;
198   gMC->Gsvolu("FLT2", "BOX ", idtmed[512], par, 3); //Freon not senc.
199   gMC->Gspos("FLT2", 0, "FBT2", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
200   par[2] = zm2 / 2.;
201   gMC->Gsvolu("FLT3", "BOX ", idtmed[512], par, 3); //Freon not senc.
202   gMC->Gspos("FLT3", 0, "FBT3", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
203   // RPC box (small plate) number along X axis 
204   nxp = Int_t (xm / xsz);
205   // RPC box (small plate) number along Z axis 
206   nzp0 = Int_t (zm0 / zsz);
207   nzp1 = Int_t (zm1 / zsz);
208   nzp2 = Int_t (zm2 / zsz);
209   // (small) box (plate) for RPC size with insencitive Freon
210   par[0] = xm * .5 / nxp;
211   par[1] = yp; // two times thicker than RPC
212   par[2] = zm0 * .5 / nzp0;
213   gMC->Gsvolu("FLK0", "BOX ", idtmed[512], par, 3); //Freon not sencitive
214   // Position of (small) RPC boxes 
215   inum = 0;
216   for (ink = 1; ink <= nxp; ++ink) {
217     xcor = xm * .5 * ((ink * 2 - 1) / (Float_t) nxp -  1.);
218     for (inz = 1; inz <= nzp0; ++inz) {
219       zcor = zm0 * .5 * ((inz * 2 - 1) / (Float_t) nzp0 - 1.);
220       ++inum;
221       gMC->Gspos("FLK0", inum, "FLT1", xcor, 0., zcor, 0, "ONLY");
222     }
223     for (inz = 1; inz <= nzp1; ++inz) {
224       zcor = zm1 * .5 * ((inz * 2 - 1) / (Float_t) nzp1 - 1.);
225       ++inum;
226       gMC->Gspos("FLK0", inum, "FLT2", xcor, 0., zcor, 0, "ONLY");
227     }
228     for (inz = 1; inz <= nzp2; ++inz) {
229       zcor = zm2 * .5 * ((inz * 2 - 1) / (Float_t) nzp2 - 1.);
230       ++inum;
231       gMC->Gspos("FLK0", inum, "FLT3", xcor, 0., zcor, 0, "ONLY");
232     }
233   }
234   // Polyethilene boxes for RPC cell
235   npx = 19; //number of small pixels along X
236   npz = 16; //number of small pixels along Z
237   //  npx = 15; //large pixel
238   //  npz = 12; //large pixel
239   par[0] = xsz * .5 / npx;
240   par[1] = yp/2; 
241   par[2] = zsz * .5 / npz;
242   gMC->Gsvolu("FPP0", "BOX ", idtmed[503], par, 3); // Polyethilene
243   inum = 0;
244   for (ink = 1; ink <= npx; ++ink) {
245     xcor = xsz * .5 * ((ink * 2 - 1) / (Float_t) npx - 1.);
246     if (ink%2 != 0) ycor=yp/2; else ycor=-yp/2;
247     for (inz = 1; inz <= npz; ++inz) {
248       zcor = zsz * .5 * ((inz * 2 - 1) / (Float_t) npz - 1.);
249       ++inum;
250       gMC->Gspos("FPP0", inum, "FLK0", xcor, ycor, zcor, 0, "ONLY");
251       ycor=-ycor;
252     }
253   }
254   //Al RPC geometry 
255   par[0] = xp / 2.;
256   par[1] = yp / 2. - 0.1; //minus 1mm of poliethelene
257   par[2] = zp / 2.;
258   gMC->Gsvolu("FPA0", "BOX ", idtmed[508], par, 3);// Al
259   gMC->Gspos("FPA0", inum, "FPP0", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
260   //Ceramic RPC geometry 
261   par[0] = xp / 2.;
262   par[1] = par[1] - 0.1; //minus 1mm of Al
263   par[2] = zp / 2.;
264   gMC->Gsvolu("FPC0", "BOX ", idtmed[507], par, 3);// Ceramic
265   gMC->Gspos("FPC0", inum, "FPA0", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
266   // Freon gas sencitive volume
267   par[0] = xp / 2. - dx;
268   par[1] = yp / 2. - dy;
269   par[2] = zp / 2. - dz;
270   gMC->Gsvolu("FPG0", "BOX ", idtmed[513], par, 3);// Freon 
271   gMC->Gspos("FPG0", 0, "FPC0", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
272 }
273
274 //_____________________________________________________________________________
275 void AliTOFv2::DrawModule()
276 {
277   //
278   // Draw a shaded view of the Time Of Flight version 2
279   //
280   // Set everything unseen
281   gMC->Gsatt("*", "seen", -1);
282   // 
283   // Set ALIC mother transparent
284   gMC->Gsatt("ALIC","SEEN",0);
285   //
286   // Set the volumes visible
287   gMC->Gsatt("ALIC","SEEN",0);
288   gMC->Gsatt("FBAR","SEEN",0);
289   gMC->Gsatt("FTO1","SEEN",0);
290   gMC->Gsatt("FTO2","SEEN",0);
291   gMC->Gsatt("FTO3","SEEN",0);
292   gMC->Gsatt("FBT1","SEEN",0);
293   gMC->Gsatt("FBT2","SEEN",0);
294   gMC->Gsatt("FBT3","SEEN",0);
295   gMC->Gsatt("FLT1","SEEN",0);
296   gMC->Gsatt("FLT2","SEEN",0);
297   gMC->Gsatt("FLT3","SEEN",0);
298   gMC->Gsatt("FLK0","SEEN",1);
299   //
300   gMC->Gdopt("hide", "on");
301   gMC->Gdopt("shad", "on");
302   gMC->Gsatt("*", "fill", 7);
303   gMC->SetClipBox(".");
304   gMC->SetClipBox("*", 0, 1000, -1000, 1000, -1000, 1000);
305   gMC->DefaultRange();
306   gMC->Gdraw("alic", 40, 30, 0, 12, 9.5, .02, .02);
307   gMC->Gdhead(1111, "Time Of Flight");
308   gMC->Gdman(18, 4, "MAN");
309   gMC->Gdopt("hide","off");
310 }
311
312 //_____________________________________________________________________________
313 void AliTOFv2::CreateMaterials()
314 {
315   //
316   // Define materials for the Time Of Flight
317   //
318   AliTOF::CreateMaterials();
319 }
320  
321 //_____________________________________________________________________________
322 void AliTOFv2::Init()
323 {
324   //
325   // Initialise the detector after the geometry has been defined
326   //
327   AliTOF::Init();
328   fIdFTO2=gMC->VolId("FTO2");
329   fIdFTO3=gMC->VolId("FTO3");
330   fIdFLT1=gMC->VolId("FLT1");
331   fIdFLT2=gMC->VolId("FLT2");
332   fIdFLT3=gMC->VolId("FLT3");
333 }
334  
335 //_____________________________________________________________________________
336 void AliTOFv2::StepManager()
337 {
338   //
339   // Procedure called at each step in the Time Of Flight
340   //
341   TLorentzVector mom, pos;
342   Float_t hits[8];
343   Int_t vol[3];
344   Int_t copy, id, i;
345   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray()-499;
346   if(gMC->GetMedium()==idtmed[514-1] && 
347      gMC->IsTrackEntering() && gMC->TrackCharge()
348      && gMC->CurrentVolID(copy)==fIdSens) {
349     TClonesArray &lhits = *fHits;
350     //
351     // Record only charged tracks at entrance
352     gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
353     vol[2]=copy;
354     gMC->CurrentVolOffID(3,copy);
355     vol[1]=copy;
356     id=gMC->CurrentVolOffID(6,copy);
357     vol[0]=copy;
358     if(id==fIdFTO3) {
359       vol[0]+=22;
360       id=gMC->CurrentVolOffID(4,copy);
361       if(id==fIdFLT3) vol[1]+=4;
362     } else if (id==fIdFTO2) {
363       vol[0]+=20;
364       id=gMC->CurrentVolOffID(4,copy);
365       if(id==fIdFLT2) vol[1]+=8;
366     } else {
367       id=gMC->CurrentVolOffID(4,copy);
368       if(id==fIdFLT1) vol[1]+=14;
369     }
370     gMC->TrackPosition(pos);
371     gMC->TrackMomentum(mom);
372     //
373     Double_t ptot=mom.Rho();
374     Double_t norm=1/ptot;
375     for(i=0;i<3;++i) {
376       hits[i]=pos[i];
377       hits[i+3]=mom[i]*norm;
378     }
379     hits[6]=ptot;
380     hits[7]=pos[3];
381     new(lhits[fNhits++]) AliTOFhit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
382   }
383 }