TOF/AliTOFv4.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  1999/11/01 20:41:57  fca
  19 Added protections against using the wrong version of FRAME
  20
  21 Revision 1.2  1999/10/16 19:22:18  fca
  22 Corrected Rotation Matrix and CVS log
  23
  24 Revision 1.1  1999/10/15 15:35:20  fca
  25 New version for frame1099 with and without holes
  26
  27 */
  28
  29 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  30 //                                                                           //
  31 //  Time Of Flight: design of C.Williams                FCA                  //
  32 //  This class contains the functions for version 1 of the Time Of Flight    //
  33 //  detector.                                                                //
  34 //
  35 //  VERSION WITH 5 MODULES AND FLAT PLATES
  36 //
  37 //   WITH HOLES FOR PHOS AND HMPID inside the
  38 //   SPACE FRAME WITH HOLES
  39 //
  40 //   Authors:
  41 //
  42 //   Alessio Seganti
  43 //   Domenico Vicinanza
  44 //
  45 //   University of Salerno - Italy
  46 //
  47 //
  48 //Begin_Html
  49 /*
  50 <img src="picts/AliTOFv4Class.gif">
  51 */
  52 //End_Html
  53 //                                                                           //
  54 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  55
  56 #include <iostream.h>
  57 #include <stdlib.h>
  58
  59 #include "AliTOFv4.h"
  60 #include "AliRun.h"
  61 #include "AliConst.h"
  62
  63 ClassImp(AliTOFv4)
  64
  65 //_____________________________________________________________________________
  66 AliTOFv4::AliTOFv4()
  67 {
  68   //
  69   // Default constructor
  70   //
  71 }
  72
  73 //_____________________________________________________________________________
  74 AliTOFv4::AliTOFv4(const char *name, const char *title)
  75        : AliTOF(name,title)
  76 {
  77   //
  78   // Standard constructor
  79   //
  80 }
  81
  82 //_____________________________________________________________________________
  83 void AliTOFv4::CreateGeometry()
  84 {
  85   //
  86   // Create geometry for Time Of Flight version 0
  87   //
  88   //Begin_Html
  89   /*
  90     <img src="picts/AliTOFv4.gif">
  91   */
  92   //End_Html
  93   //
  94   // Creates common geometry
  95   //
  96   AliTOF::CreateGeometry();
  97 }
  98
  99 //_____________________________________________________________________________
 100 void AliTOFv4::TOFpc(Float_t xtof, Float_t ytof, Float_t zlen1,
 101                      Float_t zlen2, Float_t zlen3, Float_t ztof0)
 102 {
 103   //
 104   // Definition of the Time Of Fligh Resistive Plate Chambers
 105   // xFLT, yFLT, zFLT - sizes of TOF modules (large)
 106
 107   Int_t idrotm[100];
 108   Float_t  ycoor, zcoor;
 109   Float_t par[10];
 110   Float_t yFREON, xp, yp, zp;
 111
 112   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray()-499;
 113
 114   par[0] =  xtof / 2.;
 115   par[1] =  ytof / 2.;
 116   par[2] = zlen1 / 2.;
 117   gMC->Gsvolu("FTO1", "BOX ", idtmed[506], par, 3);
 118   par[2] = zlen2 / 2.;
 119   gMC->Gsvolu("FTO2", "BOX ", idtmed[506], par, 3);
 120   par[2] = zlen3 / 2.;
 121   gMC->Gsvolu("FTO3", "BOX ", idtmed[506], par, 3);
 122
 123
 124 // Positioning of modules
 125
 126    Float_t zcor1 = ztof0 - zlen1/2;
 127    Float_t zcor2 = ztof0 - zlen1 - zlen2/2.;
 128    Float_t zcor3 = 0.;
 129
 130    AliMatrix(idrotm[0], 90., 0., 0., 0., 90, -90.);
 131    AliMatrix(idrotm[1], 90., 180., 0., 0., 90, 90.);
 132    gMC->Gspos("FTO1", 1, "BTO1", 0,  zcor1, 0, idrotm[0], "ONLY");
 133    gMC->Gspos("FTO1", 2, "BTO1", 0, -zcor1, 0, idrotm[1], "ONLY");
 134    zcoor = (zlen1/2.);
 135    gMC->Gspos("FTO1", 1, "BTO2", 0,  zcoor, 0, idrotm[0], "ONLY");
 136    zcoor = 0.;
 137    gMC->Gspos("FTO1", 1, "BTO3", 0,  zcoor, 0, idrotm[0], "ONLY");
 138
 139    gMC->Gspos("FTO2", 1, "BTO1", 0,  zcor2, 0, idrotm[0], "ONLY");
 140    gMC->Gspos("FTO2", 2, "BTO1", 0, -zcor2, 0, idrotm[1], "ONLY");
 141    zcoor = -zlen2/2.;
 142    gMC->Gspos("FTO2", 0, "BTO2", 0,  zcoor, 0, idrotm[0], "ONLY");
 143
 144    gMC->Gspos("FTO3", 0, "BTO1", 0, zcor3,  0, idrotm[0], "ONLY");
 145
 146 // Subtraction the distance to TOF module boundaries
 147
 148   Float_t db = 7.;
 149   Float_t xFLT, yFLT, zFLT1, zFLT2, zFLT3;
 150
 151   xFLT = xtof -(.5 +.5)*2;
 152   yFLT = ytof;
 153   zFLT1 = zlen1 - db;
 154   zFLT2 = zlen2 - db;
 155   zFLT3 = zlen3 - db;
 156
 157
 158
 159 // freon gaps in MRPC chamber
 160   yFREON = .11; //cm
 161
 162 // Sizes of MRPC pads
 163
 164   xp = 3.0;
 165   yp = 12.3*0.05; // 5% X0 of glass
 166   zp = 3.0;
 167
 168 //  Subtraction of dead boundaries in X=2 cm and Z=7/2 cm
 169
 170 cout <<"************************* TOF geometry **************************"<<endl;
 171
 172   Int_t nz1, nz2, nz3, nx; //- numbers of pixels
 173   nx = Int_t (xFLT/xp);
 174
 175   printf("Number of pixel along x axis = %i",nx);
 176
 177   par[0] = xFLT/2;
 178   par[1] = yFLT/2;
 179   par[2] = (zFLT1 / 2.);
 180   nz1 = Int_t (par[2]*2/zp);
 181   gMC->Gsvolu("FLT1", "BOX ", idtmed[506], par, 3); // CO2
 182   gMC->Gspos("FLT1", 0, "FTO1", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
 183   printf("Number of pixel along z axis (module 1) = %i",nz1);
 184
 185   par[2] = (zFLT2 / 2.);
 186   nz2 = Int_t (par[2]*2/zp);
 187   gMC->Gsvolu("FLT2", "BOX ", idtmed[506], par, 3); // CO2
 188   gMC->Gspos("FLT2", 0, "FTO2", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
 189   printf("Number of pixel along z axis (module 2) = %i",nz2);
 190
 191   par[2] = (zFLT3 / 2.);
 192   nz3 = Int_t (par[2]*2/zp);
 193   gMC->Gsvolu("FLT3", "BOX ", idtmed[506], par, 3); // CO2
 194   gMC->Gspos("FLT3", 0, "FTO3", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
 195   printf("Number of pixel along z axis (module 3) = %i",nz3);
 196
 197 ////////// Layers before detector ////////////////////
 198
 199 // Alluminium layer in front 1.0 mm thick at the beginning
 200   par[0] = -1;
 201   par[1] = 0.1;
 202   par[2] = -1;
 203   ycoor = -yFLT/2 + par[1];
 204   gMC->Gsvolu("FMY1", "BOX ", idtmed[508], par, 3); // Alluminium
 205   gMC->Gspos("FMY1", 0, "FLT1", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 206   gMC->Gsvolu("FMY2", "BOX ", idtmed[508], par, 3); // Alluminium
 207   gMC->Gspos("FMY2", 0, "FLT2", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 208   gMC->Gsvolu("FMY3", "BOX ", idtmed[508], par, 3); // Alluminium
 209   gMC->Gspos("FMY3", 0, "FLT3", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 210
 211 // Honeycomb layer (1cm of special polyethilene)
 212   ycoor = ycoor + par[1];
 213   par[0] = -1;
 214   par[1] = 0.5;
 215   par[2] = -1;
 216   ycoor = ycoor + par[1];
 217   gMC->Gsvolu("FPL1", "BOX ", idtmed[503], par, 3); // Hony
 218   gMC->Gspos("FPL1", 0, "FLT1", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 219   gMC->Gsvolu("FPL2", "BOX ", idtmed[503], par, 3); // Hony
 220   gMC->Gspos("FPL2", 0, "FLT2", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 221   gMC->Gsvolu("FPL3", "BOX ", idtmed[503], par, 3); // Hony
 222   gMC->Gspos("FPL3", 0, "FLT3", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 223
 224 ///////////////// Detector itself //////////////////////
 225
 226   const Float_t SpaceBefore=2.; // Space Beetween detector &  Front Panel
 227
 228   par[0] = -1;
 229   par[1] = yp/2; // 5 %X0 thick of glass
 230   par[2] = -1;
 231   ycoor = -yFLT/2 + SpaceBefore;
 232   gMC->Gsvolu("FLD1", "BOX ", idtmed[514], par, 3); // Glass
 233   gMC->Gspos("FLD1", 0, "FLT1", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 234   gMC->Gsvolu("FLD2", "BOX ", idtmed[514], par, 3); // Glass
 235   gMC->Gspos("FLD2", 0, "FLT2", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 236   gMC->Gsvolu("FLD3", "BOX ", idtmed[514], par, 3); // Glass
 237   gMC->Gspos("FLD3", 0, "FLT3", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 238
 239   gMC->Gsdvn("FLZ1", "FLD1", nz1, 3); //pixel size xp=zp=3
 240   gMC->Gsdvn("FLZ2", "FLD2", nz2, 3);
 241   gMC->Gsdvn("FLZ3", "FLD3", nz3, 3);
 242   gMC->Gsdvn("FLX1", "FLZ1", nx, 1);
 243   gMC->Gsdvn("FLX2", "FLZ2", nx, 1);
 244   gMC->Gsdvn("FLX3", "FLZ3", nx, 1);
 245
 246 // MRPC pixel itself
 247   par[0] = -1;//xp/2;
 248   par[1] = -1;//yp/2; // 5 %X0 thick of glass
 249   par[2] = -1;//zp/2;
 250   gMC->Gsvolu("FPA0", "BOX ", idtmed[514], par, 3);// Glass
 251   gMC->Gspos("FPA0", 1, "FLX1", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
 252   gMC->Gspos("FPA0", 2, "FLX2", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
 253   gMC->Gspos("FPA0", 3, "FLX3", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
 254
 255 // Freon gas sencitive vol.ume
 256   par[0] = -1;
 257   par[1] = yFREON/2;
 258   par[2] = -1;
 259   gMC->Gsvolu("FPAD", "BOX ", idtmed[513], par, 3);// Freon
 260   gMC->Gspos("FPAD", 0, "FPA0", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
 261
 262 ////////// Layers after detector ////////////////////
 263
 264   const Float_t SpaceAfter = 6.; //Space beetween detector & Back Panel
 265
 266 // Honeycomb layer after (3cm)
 267   par[0] = -1;
 268   par[1] = 0.6;
 269   par[2] = -1;
 270   ycoor = -yFLT/2 + SpaceAfter - par[1];
 271   gMC->Gsvolu("FPE1", "BOX ", idtmed[503], par, 3); // Hony
 272   gMC->Gspos("FPE1", 0, "FLT1", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 273   gMC->Gsvolu("FPE2", "BOX ", idtmed[503], par, 3); // Hony
 274   gMC->Gspos("FPE2", 0, "FLT2", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 275   gMC->Gsvolu("FPE3", "BOX ", idtmed[503], par, 3); // Hony
 276   gMC->Gspos("FPE3", 0, "FLT3", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 277
 278 // Electronics (Cu) after
 279   par[0] = -1;
 280   par[1] = 1.43*0.05 / 2.; // 5% of X0
 281   par[2] = -1;
 282   ycoor = -yFLT/2 + SpaceAfter +par[1];
 283   gMC->Gsvolu("FEC1", "BOX ", idtmed[501], par, 3); // Cu
 284   gMC->Gspos("FEC1", 0, "FLT1", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 285   gMC->Gsvolu("FEC2", "BOX ", idtmed[501], par, 3); // Cu
 286   gMC->Gspos("FEC2", 0, "FLT2", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 287   gMC->Gsvolu("FEC3", "BOX ", idtmed[501], par, 3); // Cu
 288   gMC->Gspos("FEC3", 0, "FLT3", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 289
 290 // Cooling water after
 291   ycoor = ycoor+par[1];
 292   par[0] = -1;
 293   par[1] = 36.1*0.02 / 2.; // 2% of X0
 294   par[2] = -1;
 295   ycoor = ycoor+par[1];
 296   gMC->Gsvolu("FWA1", "BOX ", idtmed[515], par, 3); // Water
 297   gMC->Gspos("FWA1", 0, "FLT1", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 298   gMC->Gsvolu("FWA2", "BOX ", idtmed[515], par, 3); // Water
 299   gMC->Gspos("FWA2", 0, "FLT2", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 300   gMC->Gsvolu("FWA3", "BOX ", idtmed[515], par, 3); // Water
 301   gMC->Gspos("FWA3", 0, "FLT3", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 302
 303 //back plate honycomb (2cm)
 304   par[0] = -1;
 305   par[1] = 1.;
 306   par[2] = -1;
 307   ycoor = yFLT/2 - par[1];
 308   gMC->Gsvolu("FEG1", "BOX ", idtmed[503], par, 3); // Hony
 309   gMC->Gspos("FEG1", 0, "FLT1", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 310   gMC->Gsvolu("FEG2", "BOX ", idtmed[503], par, 3); // Hony
 311   gMC->Gspos("FEG2", 0, "FLT2", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 312   gMC->Gsvolu("FEG3", "BOX ", idtmed[503], par, 3); // Hony
 313   gMC->Gspos("FEG3", 0, "FLT3", 0., ycoor, 0., 0, "ONLY");
 314 }
 315
 316 //_____________________________________________________________________________
 317 void AliTOFv4::DrawModule()
 318 {
 319   //
 320   // Draw a shaded view of the Time Of Flight version 1
 321   //
 322   // Set everything unseen
 323   gMC->Gsatt("*", "seen", -1);
 324   //
 325   // Set ALIC mother transparent
 326   gMC->Gsatt("ALIC","SEEN",0);
 327   //
 328   // Set the volumes visible
 329   gMC->Gsatt("ALIC","SEEN",0);
 330   gMC->Gsatt("FBAR","SEEN",1);
 331   gMC->Gsatt("FTO1","SEEN",1);
 332   gMC->Gsatt("FTO2","SEEN",1);
 333   gMC->Gsatt("FTO3","SEEN",1);
 334   gMC->Gsatt("FBT1","SEEN",1);
 335   gMC->Gsatt("FBT2","SEEN",1);
 336   gMC->Gsatt("FBT3","SEEN",1);
 337   gMC->Gsatt("FDT1","SEEN",1);
 338   gMC->Gsatt("FDT2","SEEN",1);
 339   gMC->Gsatt("FDT3","SEEN",1);
 340   gMC->Gsatt("FLT1","SEEN",1);
 341   gMC->Gsatt("FLT2","SEEN",1);
 342   gMC->Gsatt("FLT3","SEEN",1);
 343   gMC->Gsatt("FPL1","SEEN",1);
 344   gMC->Gsatt("FPL2","SEEN",1);
 345   gMC->Gsatt("FPL3","SEEN",1);
 346   gMC->Gsatt("FLD1","SEEN",1);
 347   gMC->Gsatt("FLD2","SEEN",1);
 348   gMC->Gsatt("FLD3","SEEN",1);
 349   gMC->Gsatt("FLZ1","SEEN",1);
 350   gMC->Gsatt("FLZ2","SEEN",1);
 351   gMC->Gsatt("FLZ3","SEEN",1);
 352   gMC->Gsatt("FLX1","SEEN",1);
 353   gMC->Gsatt("FLX2","SEEN",1);
 354   gMC->Gsatt("FLX3","SEEN",1);
 355   gMC->Gsatt("FPA0","SEEN",1);
 356   //
 357   gMC->Gdopt("hide", "on");
 358   gMC->Gdopt("shad", "on");
 359   gMC->Gsatt("*", "fill", 7);
 360   gMC->SetClipBox(".");
 361   gMC->SetClipBox("*", 0, 1000, -1000, 1000, -1000, 1000);
 362   gMC->DefaultRange();
 363   gMC->Gdraw("alic", 40, 30, 0, 12, 9.5, .02, .02);
 364   gMC->Gdhead(1111, "Time Of Flight");
 365   gMC->Gdman(18, 4, "MAN");
 366   gMC->Gdopt("hide","off");
 367 }
 368
 369 //_____________________________________________________________________________
 370 void AliTOFv4::CreateMaterials()
 371 {
 372   //
 373   // Define materials for the Time Of Flight
 374   //
 375   AliTOF::CreateMaterials();
 376 }
 377
 378 //_____________________________________________________________________________
 379 void AliTOFv4::Init()
 380 {
 381   //
 382   // Initialise the detector after the geometry has been defined
 383   //
 384   printf("**************************************"
 385          "  TOF  "
 386          "**************************************\n");
 387   printf("\n     Version 4 of TOF initialing, "
 388          "with openings for PHOS and RICH\n\n");
 389
 390   AliTOF::Init();
 391
 392   //
 393   // Check that FRAME is there otherwise we have no place where to
 394   // put TOF
 395   AliModule* FRAME=gAlice->GetModule("FRAME");
 396   if(!FRAME) {
 397     Error("Ctor","TOF needs FRAME to be present\n");
 398     exit(1);
 399   } else
 400     if(FRAME->IsVersion()!=0) {
 401       Error("Ctor","FRAME version 0 needed with this version of TOF\n");
 402       exit(1);
 403     }
 404
 405   fIdFTO2=gMC->VolId("FTO2");
 406   fIdFTO3=gMC->VolId("FTO3");
 407   fIdFLT1=gMC->VolId("FLT1");
 408   fIdFLT2=gMC->VolId("FLT2");
 409   fIdFLT3=gMC->VolId("FLT3");
 410   printf("**************************************"
 411          "  TOF  "
 412          "**************************************\n");
 413 }
 414
 415 //_____________________________________________________________________________
 416 void AliTOFv4::StepManager()
 417 {
 418   //
 419   // Procedure called at each step in the Time Of Flight
 420   //
 421   TLorentzVector mom, pos;
 422   Float_t hits[8],rho,z,phi,phid;
 423   Int_t sector, plate, pad_x, pad_z;
 424   Int_t copy, pad_x_id, pad_z_id, i;
 425   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray()-499;
 426   if(gMC->GetMedium()==idtmed[514-1] &&
 427      gMC->IsTrackEntering() && gMC->TrackCharge()
 428      && gMC->CurrentVolID(copy)==fIdSens) {
 429     TClonesArray &lhits = *fHits;
 430
 431
 432     //_________getting information about hit volumes_____________
 433
 434     pad_z_id=gMC->CurrentVolOffID(3,copy);
 435     pad_z=copy;
 436
 437     pad_x_id=gMC->CurrentVolOffID(2,copy);
 438     pad_x=copy;
 439
 440    gMC->TrackPosition(pos);
 441    gMC->TrackMomentum(mom);
 442
 443    rho = sqrt(pos[0]*pos[0]+pos[1]*pos[1]);
 444    phi = TMath::ACos(pos[0]/rho);
 445    Float_t as = TMath::ASin(pos[1]/rho);
 446    if (as<0) phi = 2*3.141592654-phi;
 447
 448    z = pos[2];
 449
 450    if (z<=62. && z>=-62)  plate = 3;
 451    if (z<=216. && z>62.)   plate = 4;
 452    if (z>=-216. && z<-62.) plate = 2;
 453    if (z>216.)  plate = 5;
 454    if (z<-216.) plate = 1;
 455
 456    phid = phi*kRaddeg;
 457    sector = Int_t (phid/20.);
 458    sector++;
 459
 460     Double_t ptot=mom.Rho();
 461     Double_t norm=1/ptot;
 462     for(i=0;i<3;++i) {
 463       hits[i]=pos[i];
 464       hits[i+3]=mom[i]*norm;
 465     }
 466     hits[6]=ptot;
 467     hits[7]=pos[3];
 468     new(lhits[fNhits++]) AliTOFhit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),sector,plate,pad_x,pad_z,hits);
 469   }
 470 }