533e76bc5a2169b584bf95c437efe1040fbf5823
[u/mrichter/AliRoot.git] / TPC / AliTPC.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 1.16  1999/11/05 09:29:23  fca
19 Accept only signals > 0
20
21 Revision 1.15  1999/10/08 06:26:53  fca
22 Removed ClustersIndex - not used anymore
23
24 Revision 1.14  1999/09/29 09:24:33  fca
25 Introduction of the Copyright and cvs Log
26
27 */
28
29 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
30 //                                                                           //
31 //  Time Projection Chamber                                                  //
32 //  This class contains the basic functions for the Time Projection Chamber  //
33 //  detector. Functions specific to one particular geometry are              //
34 //  contained in the derived classes                                         //
35 //                                                                           //
36 //Begin_Html
37 /*
38 <img src="picts/AliTPCClass.gif">
39 */
40 //End_Html
41 //                                                                           //
42 //                                                                          //
43 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
44
45 #include <TMath.h>
46 #include <TRandom.h>
47 #include <TVector.h>
48 #include <TMatrix.h>
49 #include <TGeometry.h>
50 #include <TNode.h>
51 #include <TTUBS.h>
52 #include <TObjectTable.h>
53 #include "TParticle.h"
54 #include "AliTPC.h"
55 #include "AliRun.h"
56 #include <iostream.h>
57 #include <fstream.h>
58 #include "AliMC.h"
59
60 //MI change
61 #include "AliTPCParam.h"
62 #include "AliTPCD.h"
63 #include "AliTPCPRF2D.h"
64 #include "AliTPCRF1D.h"
65
66
67
68 ClassImp(AliTPC) 
69
70 //_____________________________________________________________________________
71 AliTPC::AliTPC()
72 {
73   //
74   // Default constructor
75   //
76   fIshunt   = 0;
77   fClusters = 0;
78   fHits     = 0;
79   fDigits   = 0;
80   fTracks   = 0;
81   fNsectors = 0;
82   fNtracks  = 0;
83   fNclusters= 0;
84
85   fDigParam= new AliTPCD();
86   fDigits = fDigParam->GetArray();
87 }
88  
89 //_____________________________________________________________________________
90 AliTPC::AliTPC(const char *name, const char *title)
91       : AliDetector(name,title)
92 {
93   //
94   // Standard constructor
95   //
96
97   //
98   // Initialise arrays of hits and digits 
99   fHits     = new TClonesArray("AliTPChit",  176);
100   gAlice->AddHitList(fHits);
101   //  fDigits   = new TClonesArray("AliTPCdigit",10000);
102   //MI change
103   fDigParam= new AliTPCD;
104   fDigits = fDigParam->GetArray();
105
106   AliTPCParam  *fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
107
108   //
109   // Initialise counters
110   //
111   fClusters = 0;
112   fTracks   = 0;
113   fNsectors = fTPCParam->GetNSector();
114   fNtracks  = 0;
115   fNclusters= 0;
116   fDigitsIndex = new Int_t[fNsectors+1];
117   //
118   fIshunt     =  0;
119   //
120   // Initialise color attributes
121   SetMarkerColor(kYellow);
122 }
123
124 //_____________________________________________________________________________
125 AliTPC::~AliTPC()
126 {
127   //
128   // TPC destructor
129   //
130   fIshunt   = 0;
131   delete fHits;
132   delete fDigits;
133   delete fClusters;
134   delete fTracks;
135   delete fDigParam;
136   if (fDigitsIndex)   delete [] fDigitsIndex;
137 }
138
139 //_____________________________________________________________________________
140 void AliTPC::AddCluster(Float_t *hits, Int_t *tracks)
141 {
142   //
143   // Add a simulated cluster to the list
144   //
145   if(!fClusters) fClusters=new TClonesArray("AliTPCcluster",10000);
146   TClonesArray &lclusters = *fClusters;
147   new(lclusters[fNclusters++]) AliTPCcluster(hits,tracks);
148 }
149  
150 //_____________________________________________________________________________
151 void AliTPC::AddCluster(const AliTPCcluster &c)
152 {
153   //
154   // Add a simulated cluster copy to the list
155   //
156   if(!fClusters) fClusters=new TClonesArray("AliTPCcluster",10000);
157   TClonesArray &lclusters = *fClusters;
158   new(lclusters[fNclusters++]) AliTPCcluster(c);
159 }
160  
161 //_____________________________________________________________________________
162 void AliTPC::AddDigit(Int_t *tracks, Int_t *digits)
163 {
164   //
165   // Add a TPC digit to the list
166   //
167   //  TClonesArray &ldigits = *fDigits;
168   //MI change 
169   TClonesArray &ldigits = *fDigParam->GetArray();
170   new(ldigits[fNdigits++]) AliTPCdigit(tracks,digits);
171 }
172  
173 //_____________________________________________________________________________
174 void AliTPC::AddHit(Int_t track, Int_t *vol, Float_t *hits)
175 {
176   //
177   // Add a hit to the list
178   //
179   TClonesArray &lhits = *fHits;
180   new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,track,vol,hits);
181 }
182  
183 //_____________________________________________________________________________
184 void AliTPC::AddTrack(Float_t *hits)
185 {
186   //
187   // Add a track to the list of tracks
188   //
189   TClonesArray &ltracks = *fTracks;
190   new(ltracks[fNtracks++]) AliTPCtrack(hits);
191 }
192
193 //_____________________________________________________________________________
194 void AliTPC::AddTrack(const AliTPCtrack& t)
195 {
196   //
197   // Add a track copy to the list of tracks
198   //
199   if(!fTracks) fTracks=new TClonesArray("AliTPCtrack",10000);
200   TClonesArray &ltracks = *fTracks;
201   new(ltracks[fNtracks++]) AliTPCtrack(t);
202 }
203
204 //_____________________________________________________________________________
205 void AliTPC::BuildGeometry()
206 {
207   //
208   // Build TPC ROOT TNode geometry for the event display
209   //
210   TNode *Node, *Top;
211   TTUBS *tubs;
212   Int_t i;
213   const int kColorTPC=19;
214   char name[5], title[25];
215   const Double_t kDegrad=TMath::Pi()/180;
216   const Double_t kRaddeg=180./TMath::Pi();
217
218   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
219
220   Float_t InnerOpenAngle = fTPCParam->GetInnerAngle();
221   Float_t OuterOpenAngle = fTPCParam->GetOuterAngle();
222
223   Float_t InnerAngleShift = fTPCParam->GetInnerAngleShift();
224   Float_t OuterAngleShift = fTPCParam->GetOuterAngleShift();
225
226   Int_t nLo = fTPCParam->GetNInnerSector()/2;
227   Int_t nHi = fTPCParam->GetNOuterSector()/2;  
228
229   const Double_t loAng = (Double_t)TMath::Nint(InnerOpenAngle*kRaddeg);
230   const Double_t hiAng = (Double_t)TMath::Nint(OuterOpenAngle*kRaddeg);
231   const Double_t loAngSh = (Double_t)TMath::Nint(InnerAngleShift*kRaddeg);
232   const Double_t hiAngSh = (Double_t)TMath::Nint(OuterAngleShift*kRaddeg);  
233
234
235   const Double_t loCorr = 1/TMath::Cos(0.5*loAng*kDegrad);
236   const Double_t hiCorr = 1/TMath::Cos(0.5*hiAng*kDegrad);
237
238   Double_t rl,ru;
239   
240
241   //
242   // Get ALICE top node
243   //
244
245   Top=gAlice->GetGeometry()->GetNode("alice");
246
247   //  inner sectors
248
249   rl = fTPCParam->GetInSecLowEdge();
250   ru = fTPCParam->GetInSecUpEdge();
251  
252
253   for(i=0;i<nLo;i++) {
254     sprintf(name,"LS%2.2d",i);
255     name[4]='\0';
256     sprintf(title,"TPC low sector %3d",i);
257     title[24]='\0';
258     
259     tubs = new TTUBS(name,title,"void",rl*loCorr,ru*loCorr,250.,
260                      loAng*(i-0.5)+loAngSh,loAng*(i+0.5)+loAngSh);
261     tubs->SetNumberOfDivisions(1);
262     Top->cd();
263     Node = new TNode(name,title,name,0,0,0,"");
264     Node->SetLineColor(kColorTPC);
265     fNodes->Add(Node);
266   }
267
268   // Outer sectors
269
270   rl = fTPCParam->GetOuSecLowEdge();
271   ru = fTPCParam->GetOuSecUpEdge();
272
273   for(i=0;i<nHi;i++) {
274     sprintf(name,"US%2.2d",i);
275     name[4]='\0';
276     sprintf(title,"TPC upper sector %d",i);
277     title[24]='\0';
278     tubs = new TTUBS(name,title,"void",rl*hiCorr,ru*hiCorr,250,
279                      hiAng*(i-0.5)+hiAngSh,hiAng*(i+0.5)+hiAngSh);
280     tubs->SetNumberOfDivisions(1);
281     Top->cd();
282     Node = new TNode(name,title,name,0,0,0,"");
283     Node->SetLineColor(kColorTPC);
284     fNodes->Add(Node);
285   }
286 }  
287   
288   
289
290 //_____________________________________________________________________________
291 Int_t AliTPC::DistancetoPrimitive(Int_t , Int_t )
292 {
293   //
294   // Calculate distance from TPC to mouse on the display
295   // Dummy procedure
296   //
297   return 9999;
298 }
299
300 //_____________________________________________________________________________
301 static Double_t SigmaY2(Double_t r, Double_t tgl, Double_t pt)
302 {
303   //
304   // Parametrised error of the cluster reconstruction (pad direction)   
305   //
306   pt=TMath::Abs(pt)*1000.;
307   Double_t x=r/pt;
308   tgl=TMath::Abs(tgl);
309   Double_t s=a_rphi - b_rphi*r*tgl + c_rphi*x*x + d_rphi*x;
310   if (s<0.4e-3) s=0.4e-3;
311   s*=1.3; //Iouri Belikov
312   return s;
313 }
314
315 //_____________________________________________________________________________
316 static Double_t SigmaZ2(Double_t r, Double_t tgl) 
317 {
318   //
319   // Parametrised error of the cluster reconstruction (drift direction)
320   //
321   tgl=TMath::Abs(tgl);
322   Double_t s=a_z - b_z*r*tgl + c_z*tgl*tgl;
323   if (s<0.4e-3) s=0.4e-3;
324   s*=1.3; //Iouri Belikov
325   return s;
326 }
327
328 //_____________________________________________________________________________
329 inline Double_t f1(Double_t x1,Double_t y1,
330                    Double_t x2,Double_t y2,
331                    Double_t x3,Double_t y3) 
332 {
333   //-----------------------------------------------------------------
334   // Initial approximation of the track curvature
335   //
336   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
337   //-----------------------------------------------------------------
338   Double_t d=(x2-x1)*(y3-y2)-(x3-x2)*(y2-y1);
339   Double_t a=0.5*((y3-y2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1)-
340                   (y2-y1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2));
341   Double_t b=0.5*((x2-x1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2)-
342                   (x3-x2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1));
343
344   Double_t xr=TMath::Abs(d/(d*x1-a)), yr=d/(d*y1-b);
345
346   return -xr*yr/sqrt(xr*xr+yr*yr); 
347 }
348
349
350 //_____________________________________________________________________________
351 inline Double_t f2(Double_t x1,Double_t y1,
352                    Double_t x2,Double_t y2,
353                    Double_t x3,Double_t y3) 
354 {
355   //-----------------------------------------------------------------
356   // Initial approximation of the track curvature times center of curvature
357   //
358   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
359   //-----------------------------------------------------------------
360   Double_t d=(x2-x1)*(y3-y2)-(x3-x2)*(y2-y1);
361   Double_t a=0.5*((y3-y2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1)-
362                   (y2-y1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2));
363   Double_t b=0.5*((x2-x1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2)-
364                   (x3-x2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1));
365
366   Double_t xr=TMath::Abs(d/(d*x1-a)), yr=d/(d*y1-b);
367   
368   return -a/(d*y1-b)*xr/sqrt(xr*xr+yr*yr);
369 }
370
371 //_____________________________________________________________________________
372 inline Double_t f3(Double_t x1,Double_t y1, 
373                    Double_t x2,Double_t y2,
374                    Double_t z1,Double_t z2) 
375 {
376   //-----------------------------------------------------------------
377   // Initial approximation of the tangent of the track dip angle
378   //
379   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
380   //-----------------------------------------------------------------
381   return (z1 - z2)/sqrt((x1-x2)*(x1-x2)+(y1-y2)*(y1-y2));
382 }
383
384 //_____________________________________________________________________________
385 static int FindProlongation(AliTPCtrack& t, const AliTPCSector *sec,
386                             int s, int rf=0) 
387 {
388   //-----------------------------------------------------------------
389   // This function tries to find a track prolongation.
390   //
391   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
392   //-----------------------------------------------------------------
393   const int ROWS_TO_SKIP=int(0.5*sec->GetNRows());
394   const Float_t MAX_CHI2=12.;
395   int try_again=ROWS_TO_SKIP;
396   Double_t alpha=sec->GetAlpha();
397   int ns=int(2*TMath::Pi()/alpha+0.5);
398
399   for (int nr=sec->GetRowNumber(t.GetX())-1; nr>=rf; nr--) {
400     Double_t x=sec->GetX(nr), ymax=sec->GetMaxY(nr);
401     if (!t.PropagateTo(x)) return 0;
402
403     AliTPCcluster *cl=0;
404     Double_t max_chi2=MAX_CHI2;
405     const AliTPCRow& row=sec[s][nr];
406     Double_t sy2=SigmaY2(t.GetX(),t.GetTgl(),t.GetPt());
407     Double_t sz2=SigmaZ2(t.GetX(),t.GetTgl());
408     Double_t road=5.*sqrt(t.GetSigmaY2() + sy2), y=t.GetY(), z=t.GetZ();
409
410     if (road>30) {
411       if (t>4) cerr<<t<<" FindProlongation warning: Too broad road !\n"; 
412       return 0;
413     }
414
415     if (row) {
416       for (int i=row.Find(y-road); i<row; i++) {
417         AliTPCcluster* c=(AliTPCcluster*)(row[i]);
418         if (c->fY > y+road) break;
419         if (c->IsUsed()) continue;
420         if ((c->fZ - z)*(c->fZ - z) > 25.*(t.GetSigmaZ2() + sz2)) continue;
421         Double_t chi2=t.GetPredictedChi2(c);
422         if (chi2 > max_chi2) continue;
423         max_chi2=chi2;
424         cl=c;       
425       }
426     }
427     if (cl) {
428       t.Update(cl,max_chi2);
429       Double_t ll=TMath::Sqrt((1+t.GetTgl()*t.GetTgl())/
430                (1-(t.GetC()*x-t.GetEta())*(t.GetC()*x-t.GetEta())));
431       cl->fdEdX = cl->fQ/ll;
432       try_again=ROWS_TO_SKIP;
433     } else {
434       if (try_again==0) break;
435       if (y > ymax) {
436          s = (s+1) % ns;
437          if (!t.Rotate(alpha)) return 0;
438       } else if (y <-ymax) {
439          s = (s-1+ns) % ns;
440          if (!t.Rotate(-alpha)) return 0;
441       }
442       try_again--;
443     }
444   }
445
446   return 1;
447 }
448
449
450 //_____________________________________________________________________________
451 static void MakeSeeds(TObjArray& seeds,const AliTPCSector *sec, int max_sec,
452 int i1, int i2)
453 {
454   //-----------------------------------------------------------------
455   // This function creates track seeds.
456   //
457   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
458   //-----------------------------------------------------------------
459   TMatrix C(5,5); TVector x(5);
460   double alpha=sec->GetAlpha(), shift=sec->GetAlphaShift();
461   double cs=cos(alpha), sn=sin(alpha);
462   for (int ns=0; ns<max_sec; ns++) {
463     int nl=sec[(ns-1+max_sec)%max_sec][i2];
464     int nm=sec[ns][i2];
465     int nu=sec[(ns+1)%max_sec][i2];
466     const AliTPCRow& r1=sec[ns][i1];
467     for (int is=0; is < r1; is++) {
468       double x1=sec->GetX(i1), y1=r1[is]->fY, z1=r1[is]->fZ;
469       for (int js=0; js < nl+nm+nu; js++) {
470         const AliTPCcluster *cl;
471         int ks;
472         double x2=sec->GetX(i2), y2, z2, tmp;
473
474         if (js<nl) {
475           ks=(ns-1+max_sec)%max_sec;
476           const AliTPCRow& r2=sec[(ns-1+max_sec)%max_sec][i2];
477           cl=r2[js];
478           y2=cl->fY; z2=cl->fZ;
479           tmp= x2*cs+y2*sn;
480           y2 =-x2*sn+y2*cs; x2=tmp;
481         } else 
482           if (js<nl+nm) {
483             ks=ns;
484             const AliTPCRow& r2=sec[ns][i2];
485             cl=r2[js-nl];
486             y2=cl->fY; z2=cl->fZ;
487           } else {
488             ks=(ns+1)%max_sec;
489             const AliTPCRow& r2=sec[(ns+1)%max_sec][i2];
490             cl=r2[js-nl-nm];
491             y2=cl->fY; z2=cl->fZ;
492             tmp=x2*cs-y2*sn;
493             y2 =x2*sn+y2*cs; x2=tmp;
494           }
495
496         double d=(x2-x1)*(0.-y2)-(0.-x2)*(y2-y1);
497         if (d==0.) {cerr<<"MakeSeeds warning: Straight seed !\n"; continue;}
498
499         x(0)=y1;
500         x(1)=z1;
501         x(2)=f1(x1,y1,x2,y2,0.,0.);
502         x(3)=f2(x1,y1,x2,y2,0.,0.);
503         x(4)=f3(x1,y1,x2,y2,z1,z2);
504         
505         if (TMath::Abs(x(2)*x1-x(3)) >= 0.999) continue;
506         
507         if (TMath::Abs(x(4)) > 1.2) continue;
508
509         Double_t a=asin(x(3));
510         Double_t zv=z1 - x(4)/x(2)*(a+asin(x(2)*x1-x(3)));
511         if (TMath::Abs(zv)>33.) continue; 
512
513         TMatrix X(6,6); X=0.; 
514         X(0,0)=r1[is]->fSigmaY2; X(1,1)=r1[is]->fSigmaZ2;
515         X(2,2)=cl->fSigmaY2;     X(3,3)=cl->fSigmaZ2;
516         X(4,4)=3./12.; X(5,5)=3./12.;
517         TMatrix F(5,6); F.UnitMatrix();
518         Double_t sy=sqrt(X(0,0)), sz=sqrt(X(1,1));
519         F(2,0)=(f1(x1,y1+sy,x2,y2,0.,0.)-x(2))/sy;
520         F(2,2)=(f1(x1,y1,x2,y2+sy,0.,0.)-x(2))/sy;
521         F(2,4)=(f1(x1,y1,x2,y2,0.,0.+sy)-x(2))/sy;
522         F(3,0)=(f2(x1,y1+sy,x2,y2,0.,0.)-x(3))/sy;
523         F(3,2)=(f2(x1,y1,x2,y2+sy,0.,0.)-x(3))/sy;
524         F(3,4)=(f2(x1,y1,x2,y2,0.,0.+sy)-x(3))/sy;
525         F(4,0)=(f3(x1,y1+sy,x2,y2,z1,z2)-x(4))/sy;
526         F(4,1)=(f3(x1,y1,x2,y2,z1+sz,z2)-x(4))/sz;
527         F(4,2)=(f3(x1,y1,x2,y2+sy,z1,z2)-x(4))/sy;
528         F(4,3)=(f3(x1,y1,x2,y2,z1,z2+sz)-x(4))/sz;
529         F(4,4)=0;
530         F(3,3)=0;
531         
532         TMatrix t(F,TMatrix::kMult,X);
533         C.Mult(t,TMatrix(TMatrix::kTransposed,F));
534
535         AliTPCtrack *track=new AliTPCtrack(r1[is], x, C, x1, ns*alpha+shift);
536         int rc=FindProlongation(*track,sec,ns,i2);
537         if (rc<0 || *track<(i1-i2)/2) delete track;
538         else seeds.AddLast(track); 
539       }
540     }
541   }
542 }
543
544 //_____________________________________________________________________________
545 AliTPCParam *AliTPCSector::param;
546 void AliTPC::Clusters2Tracks()
547 {
548   //-----------------------------------------------------------------
549   // This is a track finder.
550   //
551   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
552   //-----------------------------------------------------------------
553   if (!fClusters) return;
554
555   AliTPCParam *p=&fDigParam->GetParam();
556   AliTPCSector::SetParam(p);
557
558   const int nis=p->GetNInnerSector()/2;
559   AliTPCSSector *ssec=new AliTPCSSector[nis];         
560   int nrow_low=ssec->GetNRows();     
561
562   const int nos=p->GetNOuterSector()/2;
563   AliTPCLSector *lsec=new AliTPCLSector[nos];
564   int nrow_up=lsec->GetNRows();
565
566   int ncl=fClusters->GetEntriesFast();
567   while (ncl--) {
568     AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)fClusters->UncheckedAt(ncl);
569     Int_t sec=c->fSector, row=c->fPadRow;
570     if (sec<nis*2) {
571       ssec[sec%nis][row].InsertCluster(c);
572     } else {
573       sec -= nis*2;
574       lsec[sec%nos][row].InsertCluster(c);
575     }
576   }
577   
578   TObjArray seeds(20000);
579
580   int nrows=nrow_low+nrow_up;
581   int gap=int(0.125*nrows), shift=int(0.5*gap);
582   MakeSeeds(seeds, lsec, nos, nrow_up-1, nrow_up-1-gap);
583   MakeSeeds(seeds, lsec, nos, nrow_up-1-shift, nrow_up-1-shift-gap);
584     
585   seeds.Sort();
586   
587   int found=0;
588   int nseed=seeds.GetEntriesFast();
589   
590   for (int s=0; s<nseed; s++) {
591     AliTPCtrack& t=*((AliTPCtrack*)seeds.UncheckedAt(s));
592     double alpha=t.GetAlpha();
593     if (alpha > 2.*TMath::Pi()) alpha -= 2.*TMath::Pi();  
594     if (alpha < 0.            ) alpha += 2.*TMath::Pi();  
595     int ns=int(alpha/lsec->GetAlpha())%nos;
596
597     if (!FindProlongation(t,lsec,ns)) continue;
598
599     alpha=t.GetAlpha() + 0.5*ssec->GetAlpha() - ssec->GetAlphaShift();
600     if (alpha > 2.*TMath::Pi()) alpha -= 2.*TMath::Pi();
601     if (alpha < 0.            ) alpha += 2.*TMath::Pi();
602     ns=int(alpha/ssec->GetAlpha())%nis; //index of the inner sector needed
603
604     alpha=ns*ssec->GetAlpha() - t.GetAlpha();
605     if (!t.Rotate(alpha)) continue;
606
607     if (!FindProlongation(t,ssec,ns)) continue;
608     
609     if (t < int(0.4*nrows)) continue;
610     
611     AddTrack(t);
612     t.UseClusters();
613     cerr<<found++<<'\r';
614   }  
615
616   delete[] ssec;
617   delete[] lsec;
618 }
619
620 //_____________________________________________________________________________
621 void AliTPC::CreateMaterials()
622 {
623   //-----------------------------------------------
624   // Create Materials for for TPC
625   //-----------------------------------------------
626
627   //-----------------------------------------------------------------
628   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
629   //-----------------------------------------------------------------
630
631   Int_t ISXFLD=gAlice->Field()->Integ();
632   Float_t SXMGMX=gAlice->Field()->Max();
633
634   Float_t amat[5]; // atomic numbers
635   Float_t zmat[5]; // z
636   Float_t wmat[5]; // proportions
637
638   Float_t density;
639
640   //  ********************* Gases *******************
641
642   //--------------------------------------------------------------
643   // pure gases
644   //--------------------------------------------------------------
645
646   // Ne
647
648
649   Float_t a_ne = 20.18;
650   Float_t z_ne = 10.;
651   
652   density = 0.0009;
653
654   AliMaterial(20,"Ne",a_ne,z_ne,density,999.,999.);
655
656   // Ar
657
658   Float_t a_ar = 39.948;
659   Float_t z_ar = 18.;
660
661   density = 0.001782;
662  
663   AliMaterial(21,"Ar",a_ar,z_ar,density,999.,999.);
664
665   Float_t a_pure[2];
666   
667   a_pure[0] = a_ne;
668   a_pure[1] = a_ar;
669   
670
671   //--------------------------------------------------------------
672   // gases - compounds
673   //--------------------------------------------------------------
674
675   Float_t amol[3];
676
677   //  CO2
678
679   amat[0]=12.011;
680   amat[1]=15.9994;
681
682   zmat[0]=6.;
683   zmat[1]=8.;
684
685   wmat[0]=1.;
686   wmat[1]=2.;
687
688   density=0.001977;
689
690   amol[0] = amat[0]*wmat[0]+amat[1]*wmat[1];
691
692   AliMixture(10,"CO2",amat,zmat,density,-2,wmat);
693
694   // CF4
695
696   amat[0]=12.011;
697   amat[1]=18.998;
698
699   zmat[0]=6.;
700   zmat[1]=9.;
701  
702   wmat[0]=1.;
703   wmat[1]=4.;
704  
705   density=0.003034;
706
707   amol[1] = amat[0]*wmat[0]+amat[1]*wmat[1];
708
709   AliMixture(11,"CF4",amat,zmat,density,-2,wmat); 
710
711   // CH4
712
713   amat[0]=12.011;
714   amat[1]=1.;
715
716   zmat[0]=6.;
717   zmat[1]=1.;
718
719   wmat[0]=1.;
720   wmat[1]=4.;
721
722   density=0.000717;
723
724   amol[2] = amat[0]*wmat[0]+amat[1]*wmat[1];
725
726   AliMixture(12,"CH4",amat,zmat,density,-2,wmat);
727
728   //----------------------------------------------------------------
729   // gases - mixtures, ID >= 20 pure gases, <= 10 ID < 20 -compounds
730   //----------------------------------------------------------------
731  
732   char namate[21];
733  
734   density = 0.;
735   Float_t am=0;
736   Int_t nc;
737
738   Float_t a,z,rho,absl,X0,buf[1];
739   Int_t nbuf;
740
741   for(nc = 0;nc<fNoComp;nc++)
742     {
743     
744       // retrive material constants
745       
746       gMC->Gfmate((*fIdmate)[fMixtComp[nc]],namate,a,z,rho,X0,absl,buf,nbuf);
747
748       amat[nc] = a;
749       zmat[nc] = z;
750
751       Int_t nnc = (fMixtComp[nc]>=20) ? fMixtComp[nc]%20 : fMixtComp[nc]%10;
752  
753       am += fMixtProp[nc]*((fMixtComp[nc]>=20) ? a_pure[nnc] : amol[nnc]); 
754       density += fMixtProp[nc]*rho;  // density of the mixture
755       
756     }
757
758   // mixture proportions by weight!
759
760   for(nc = 0;nc<fNoComp;nc++)
761     {
762
763       Int_t nnc = (fMixtComp[nc]>=20) ? fMixtComp[nc]%20 : fMixtComp[nc]%10;
764
765       wmat[nc] = fMixtProp[nc]*((fMixtComp[nc]>=20) ? a_pure[nnc] : amol[nnc])/am;
766
767     }  
768   
769   AliMixture(31,"Drift gas 1",amat,zmat,density,fNoComp,wmat);
770   AliMixture(32,"Drift gas 2",amat,zmat,density,fNoComp,wmat);
771   AliMixture(33,"Drift gas 3",amat,zmat,density,fNoComp,wmat); 
772
773   AliMedium(2, "Drift gas 1", 31, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., 999.,.1, .001, .001);
774   AliMedium(3, "Drift gas 2", 32, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., 999.,.1, .001, .001);
775   AliMedium(4, "Drift gas 3", 33, 1, ISXFLD, SXMGMX, 10., 999.,.1, .001, .001);
776
777   // Air 
778
779   AliMaterial(24, "Air", 14.61, 7.3, .001205, 30420., 67500.);
780
781   AliMedium(24, "Air", 24, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .1, .1);
782
783   //----------------------------------------------------------------------
784   //               solid materials
785   //----------------------------------------------------------------------
786
787   // Al
788
789   AliMaterial(30, "Al", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 37.2);
790
791   AliMedium(0, "Al",30, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .1,   .1);
792
793   // Si
794
795   AliMaterial(31, "Si", 28.086, 14.,2.33, 9.36, 999.);
796
797   AliMedium(7, "Al",31, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .1,   .1);
798   
799
800   // Mylar C5H4O2
801
802   amat[0]=12.011;
803   amat[1]=1.;
804   amat[2]=15.9994;
805
806   zmat[0]=6.;
807   zmat[1]=1.;
808   zmat[2]=8.;
809
810   wmat[0]=5.;
811   wmat[1]=4.;
812   wmat[2]=2.; 
813
814   density = 1.39;
815   
816   AliMixture(32, "Mylar",amat,zmat,density,-3,wmat);
817
818   AliMedium(5, "Mylar",32, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
819
820
821
822
823   // Carbon (normal)
824
825   AliMaterial(33,"C normal",12.011,6.,2.265,18.8,999.);
826
827   AliMedium(6,"C normal",33,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
828
829   // G10 for inner and outr field cage
830   // G10 is 60% SiO2 + 40% epoxy, right now I use A and Z for SiO2
831
832   Float_t rhoFactor;
833
834   amat[0]=28.086;
835   amat[1]=15.9994;
836
837   zmat[0]=14.;
838   zmat[1]=8.;
839
840   wmat[0]=1.;
841   wmat[1]=2.;
842
843   density = 1.7;
844   
845
846   AliMixture(34,"G10 aux.",amat,zmat,density,-2,wmat);
847
848
849   gMC->Gfmate((*fIdmate)[34],namate,a,z,rho,X0,absl,buf,nbuf);
850
851   Float_t thickX0 = 0.0052; // field cage in X0 units
852   
853   Float_t thick = 2.; // in cm
854
855   X0=19.4; // G10 
856
857   rhoFactor = X0*thickX0/thick;
858   density = rho*rhoFactor;
859
860   AliMaterial(35,"G10-fc",a,z,density,999.,999.);
861
862   AliMedium(8,"G10-fc",35,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
863
864   thickX0 = 0.0027; // inner vessel (eta <0.9)
865   thick=0.5;
866   rhoFactor = X0*thickX0/thick;
867   density = rho*rhoFactor;
868
869   AliMaterial(36,"G10-iv",a,z,density,999.,999.);  
870
871   AliMedium(9,"G10-iv",36,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
872
873   //  Carbon fibre  
874   
875   gMC->Gfmate((*fIdmate)[33],namate,a,z,rho,X0,absl,buf,nbuf);
876
877   thickX0 = 0.0133; // outer vessel
878   thick=3.0;
879   rhoFactor = X0*thickX0/thick;
880   density = rho*rhoFactor;
881
882
883   AliMaterial(37,"C-ov",a,z,density,999.,999.);
884
885   AliMedium(10,"C-ov",37,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);  
886
887   thickX0=0.015; // inner vessel (cone, eta > 0.9)
888   thick=1.5;
889   rhoFactor = X0*thickX0/thick;
890   density = rho*rhoFactor;
891
892   AliMaterial(38,"C-ivc",a,z,density,999.,999.);
893
894   AliMedium(11,"C-ivc",38,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
895
896   //
897
898   AliMedium(12,"CO2",10,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., 999.,.1, .001, .001);
899     
900
901
902 }
903
904 //_____________________________________________________________________________
905 struct Bin {
906    const AliTPCdigit *dig;
907    int idx;
908    Bin() {dig=0; idx=-1;}
909 };
910
911 struct PreCluster : public AliTPCcluster {
912   const AliTPCdigit* summit; //pointer to the maximum digit of this precluster
913   int idx;                   //index in AliTPC::fClusters
914   int npeaks;                //number of peaks in this precluster
915   int ndigits;               //number of digits in this precluster
916   PreCluster();
917 };
918 PreCluster::PreCluster() : AliTPCcluster() {npeaks=ndigits=0;}
919
920 //_____________________________________________________________________________
921 static void FindPreCluster(int i,int j,int maxj,Bin *bins,PreCluster &c) 
922 {
923   //-----------------------------------------------------------------
924   // This function looks for "preclusters".
925   //
926   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
927   //-----------------------------------------------------------------
928   Bin& b=bins[i*maxj+j];
929   double q=(double)TMath::Abs(b.dig->fSignal);
930
931   if (b.idx >= 0 && b.idx != c.idx) {
932     c.idx=b.idx;
933     c.npeaks++;
934   }
935   
936   if (q > TMath::Abs(c.summit->fSignal)) c.summit=b.dig;
937   
938   c.fY += i*q;
939   c.fZ += j*q;
940   c.fSigmaY2 += i*i*q;
941   c.fSigmaZ2 += j*j*q;
942   c.fQ += q;
943   c.ndigits++;
944
945   b.dig = 0;  b.idx = c.idx;
946   
947   if (bins[(i-1)*maxj+j].dig) FindPreCluster(i-1,j,maxj,bins,c);
948   if (bins[i*maxj+(j-1)].dig) FindPreCluster(i,j-1,maxj,bins,c);
949   if (bins[(i+1)*maxj+j].dig) FindPreCluster(i+1,j,maxj,bins,c);
950   if (bins[i*maxj+(j+1)].dig) FindPreCluster(i,j+1,maxj,bins,c);
951   
952 }
953
954 //_____________________________________________________________________________
955 void AliTPC::Digits2Clusters()
956 {
957   //-----------------------------------------------------------------
958   // This is a simple cluster finder.
959   //
960   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
961   //-----------------------------------------------------------------
962   AliTPCParam *par = &(fDigParam->GetParam());
963   
964   int inp=par->GetNPads(0,                  par->GetNRowLow()-1);
965   int onp=par->GetNPads(par->GetNSector()-1,par->GetNRowUp() -1);
966   const int MAXY=(inp>onp) ? inp+2 : onp+2;
967   const int MAXTBKT=int((z_end+6*par->GetZSigma())/par->GetZWidth())+1;
968   const int MAXZ=MAXTBKT+2;
969   const int THRESHOLD=20;
970   
971   TTree *t=(TTree*)gDirectory->Get("TreeD0_Param1");
972   t->GetBranch("Digits")->SetAddress(&fDigits);
973   Int_t sectors_by_rows=(Int_t)t->GetEntries();
974   
975   int ncls=0;
976   
977   for (Int_t n=0; n<sectors_by_rows; n++) {
978     if (!t->GetEvent(n)) continue;
979     Bin *bins=new Bin[MAXY*MAXZ];
980     AliTPCdigit *dig=(AliTPCdigit*)fDigits->UncheckedAt(0);
981     int sec=dig->fSector, row=dig->fPadRow;
982     int ndigits=fDigits->GetEntriesFast();
983     
984     int npads, sign;
985     {
986        int nis=par->GetNInnerSector(), nos=par->GetNOuterSector();
987        if (sec < nis) {
988           npads = par->GetNPadsLow(row);
989           sign = (sec < nis/2) ? 1 : -1;
990        } else {
991           npads = par->GetNPadsUp(row);
992           sign = ((sec-nis) < nos/2) ? 1 : -1;
993        }
994     }
995
996     int ndig;
997     for (ndig=0; ndig<ndigits; ndig++) {
998       dig=(AliTPCdigit*)fDigits->UncheckedAt(ndig);
999       int i=dig->fPad+1, j=dig->fTime+1;
1000       if (i > npads) {
1001          cerr<<"AliTPC::Digits2Clusters error: pad number is out of range ! ";
1002          cerr<<i<<' '<<npads<<endl; 
1003          continue;
1004       }
1005       if (j > MAXTBKT) {
1006          cerr<<"AliTPC::Digits2Clusters error: time bucket is out of range ! ";
1007          cerr<<j<<' '<<MAXTBKT<<endl; 
1008          continue;
1009       }
1010       if (dig->fSignal >= THRESHOLD) bins[i*MAXZ+j].dig=dig;
1011       if (i==1 || i==npads || j==1 || j==MAXTBKT) dig->fSignal*=-1;
1012     }
1013
1014     int ncl=0;
1015     int i,j;
1016     
1017     for (i=1; i<MAXY-1; i++) {
1018       for (j=1; j<MAXZ-1; j++) {
1019         if (bins[i*MAXZ+j].dig == 0) continue;
1020         PreCluster c; c.summit=bins[i*MAXZ+j].dig; c.idx=ncls;
1021         FindPreCluster(i, j, MAXZ, bins, c);
1022         c.fY /= c.fQ;
1023         c.fZ /= c.fQ;
1024
1025         double s2 = c.fSigmaY2/c.fQ - c.fY*c.fY;
1026         c.fSigmaY2 = s2 + 1./12.;
1027         c.fSigmaY2 *= par->GetPadPitchWidth()*par->GetPadPitchWidth();
1028         if (s2 != 0.) c.fSigmaY2 *= 0.17;
1029
1030         s2 = c.fSigmaZ2/c.fQ - c.fZ*c.fZ;
1031         c.fSigmaZ2 = s2 + 1./12.;
1032         c.fSigmaZ2 *= par->GetZWidth()*par->GetZWidth();
1033         if (s2 != 0.) c.fSigmaZ2 *= 0.41;
1034
1035         c.fY = (c.fY - 0.5 - 0.5*npads)*par->GetPadPitchWidth();
1036         c.fZ = par->GetZWidth()*c.fZ; 
1037         c.fZ -= 3.*par->GetZSigma(); // PASA delay 
1038         c.fZ = sign*(z_end - c.fZ);
1039
1040         c.fSector=sec;
1041         c.fPadRow=row;
1042         c.fTracks[0]=c.summit->fTracks[0];
1043         c.fTracks[1]=c.summit->fTracks[1];
1044         c.fTracks[2]=c.summit->fTracks[2];
1045
1046         if (c.summit->fSignal<0) {
1047           c.fSigmaY2 *= 25.;
1048           c.fSigmaZ2 *= 4.;
1049         }
1050         
1051         AddCluster(c); ncls++; ncl++;
1052       }
1053     }
1054         
1055     for (ndig=0; ndig<ndigits; ndig++) {
1056       dig=(AliTPCdigit*)fDigits->UncheckedAt(ndig);
1057       int i=dig->fPad+1, j=dig->fTime+1;
1058       if (i > npads) {
1059          cerr<<"AliTPC::Digits2Clusters error: pad number is out of range ! ";
1060          cerr<<i<<' '<<npads<<endl; 
1061          continue;
1062       }
1063       if (j > MAXTBKT) {
1064          cerr<<"AliTPC::Digits2Clusters error: time bucket is out of range ! ";
1065          cerr<<j<<' '<<MAXTBKT<<endl; 
1066          continue;
1067       }
1068       if (TMath::Abs(dig->fSignal)>=par->GetZeroSup()) bins[i*MAXZ+j].dig=dig;
1069     }
1070     
1071     for (i=1; i<MAXY-1; i++) {
1072       for (j=1; j<MAXZ-1; j++) {
1073         if (bins[i*MAXZ+j].dig == 0) continue;
1074         PreCluster c; c.summit=bins[i*MAXZ+j].dig; c.idx=ncls;
1075         FindPreCluster(i, j, MAXZ, bins, c);
1076         if (c.ndigits < 2) continue; //noise cluster
1077         if (c.npeaks>1) continue;    //overlapped cluster
1078         c.fY /= c.fQ;
1079         c.fZ /= c.fQ;
1080
1081         double s2 = c.fSigmaY2/c.fQ - c.fY*c.fY;
1082         c.fSigmaY2 = s2 + 1./12.;
1083         c.fSigmaY2 *= par->GetPadPitchWidth()*par->GetPadPitchWidth();
1084         if (s2 != 0.) c.fSigmaY2 *= 0.04;
1085
1086         s2 = c.fSigmaZ2/c.fQ - c.fZ*c.fZ;
1087         c.fSigmaZ2 = s2 + 1./12.;
1088         c.fSigmaZ2 *= par->GetZWidth()*par->GetZWidth();
1089         if (s2 != 0.) c.fSigmaZ2 *= 0.10;
1090
1091         c.fY = (c.fY - 0.5 - 0.5*npads)*par->GetPadPitchWidth();
1092         c.fZ = par->GetZWidth()*c.fZ; 
1093         c.fZ -= 3.*par->GetZSigma(); // PASA delay 
1094         c.fZ = sign*(z_end - c.fZ);
1095         
1096         c.fSector=sec;
1097         c.fPadRow=row;
1098         c.fTracks[0]=c.summit->fTracks[0];
1099         c.fTracks[1]=c.summit->fTracks[1];
1100         c.fTracks[2]=c.summit->fTracks[2];
1101         
1102         if (c.summit->fSignal<0) {
1103           c.fSigmaY2 *= 25.;
1104           c.fSigmaZ2 *= 4.;
1105         }
1106
1107         if (c.npeaks==0) {AddCluster(c); ncls++; ncl++;}
1108         else {
1109           new ((*fClusters)[c.idx]) AliTPCcluster(c);
1110         }
1111       }
1112     }
1113     
1114     cerr<<"sector, row, digits, clusters: "
1115         <<sec<<' '<<row<<' '<<ndigits<<' '<<ncl<<"                  \r";
1116     
1117     fDigits->Clear();
1118   
1119     delete[] bins;  
1120   }
1121 }
1122
1123 //_____________________________________________________________________________
1124 void AliTPC::ElDiff(Float_t *xyz)
1125 {
1126   //--------------------------------------------------
1127   // calculates the diffusion of a single electron
1128   //--------------------------------------------------
1129
1130   //-----------------------------------------------------------------
1131   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1132   //-----------------------------------------------------------------
1133   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1134   Float_t driftl;
1135   
1136   Float_t z0=xyz[2];
1137
1138   driftl=z_end-TMath::Abs(xyz[2]);
1139
1140   if(driftl<0.01) driftl=0.01;
1141
1142   // check the attachment
1143
1144   driftl=TMath::Sqrt(driftl);
1145
1146   //  Float_t sig_t = driftl*diff_t;
1147   //Float_t sig_l = driftl*diff_l;
1148   Float_t sig_t = driftl*fTPCParam->GetDiffT();
1149   Float_t sig_l = driftl*fTPCParam->GetDiffL();
1150   xyz[0]=gRandom->Gaus(xyz[0],sig_t);
1151   xyz[1]=gRandom->Gaus(xyz[1],sig_t);
1152   xyz[2]=gRandom->Gaus(xyz[2],sig_l);
1153   
1154   if (TMath::Abs(xyz[2])>z_end){
1155     xyz[2]=TMath::Sign(z_end,z0);
1156   }
1157   if(xyz[2]*z0 < 0.){
1158     Float_t eps = 0.0001;
1159     xyz[2]=TMath::Sign(eps,z0);
1160   } 
1161 }
1162
1163 //_____________________________________________________________________________
1164 void AliTPC::Hits2Clusters()
1165 {
1166   //--------------------------------------------------------
1167   // TPC simple cluster generator from hits
1168   // obtained from the TPC Fast Simulator
1169   // The point errors are taken from the parametrization
1170   //--------------------------------------------------------
1171
1172   //-----------------------------------------------------------------
1173   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1174   //-----------------------------------------------------------------
1175
1176   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1177   Float_t sigma_rphi,sigma_z,cl_rphi,cl_z;
1178   //
1179   TParticle *particle; // pointer to a given particle
1180   AliTPChit *tpcHit; // pointer to a sigle TPC hit
1181   TClonesArray *Particles; //pointer to the particle list
1182   Int_t sector,nhits;
1183   Int_t ipart;
1184   Float_t xyz[5];
1185   Float_t pl,pt,tanth,rpad,ratio;
1186   Float_t cph,sph;
1187   
1188   //---------------------------------------------------------------
1189   //  Get the access to the tracks 
1190   //---------------------------------------------------------------
1191   
1192   TTree *TH = gAlice->TreeH();
1193   Stat_t ntracks = TH->GetEntries();
1194   Particles=gAlice->Particles();
1195   
1196   //------------------------------------------------------------
1197   // Loop over all sectors (72 sectors)
1198   // Sectors 0-35 are lower sectors, 0-17 z>0, 18-35 z<0
1199   // Sectors 36-71 are upper sectors, 36-53 z>0, 54-71 z<0
1200   //
1201   // First cluster for sector 0 starts at "0"
1202   //------------------------------------------------------------
1203   
1204   
1205   //
1206   int Nsectors=fDigParam->GetParam().GetNSector();
1207   for(Int_t isec=0; isec<Nsectors; isec++){
1208     //MI change
1209     fTPCParam->AdjustAngles(isec,cph,sph);
1210     
1211     //------------------------------------------------------------
1212     // Loop over tracks
1213     //------------------------------------------------------------
1214     
1215     for(Int_t track=0;track<ntracks;track++){
1216       ResetHits();
1217       TH->GetEvent(track);
1218       //
1219       //  Get number of the TPC hits and a pointer
1220       //  to the particles
1221       //
1222       nhits=fHits->GetEntriesFast();
1223       //
1224       // Loop over hits
1225       //
1226       for(Int_t hit=0;hit<nhits;hit++){
1227         tpcHit=(AliTPChit*)fHits->UncheckedAt(hit);
1228         sector=tpcHit->fSector; // sector number
1229         if(sector != isec) continue; //terminate iteration
1230         ipart=tpcHit->fTrack;
1231         particle=(TParticle*)Particles->UncheckedAt(ipart);
1232         pl=particle->Pz();
1233         pt=particle->Pt();
1234         if(pt < 1.e-9) pt=1.e-9;
1235         tanth=pl/pt;
1236         tanth = TMath::Abs(tanth);
1237         rpad=TMath::Sqrt(tpcHit->fX*tpcHit->fX + tpcHit->fY*tpcHit->fY);
1238         ratio=0.001*rpad/pt; // pt must be in MeV/c - historical reason
1239         
1240         //   space-point resolutions
1241         
1242         sigma_rphi=SigmaY2(rpad,tanth,pt);
1243         sigma_z   =SigmaZ2(rpad,tanth   );
1244         
1245         //   cluster widths
1246         
1247         cl_rphi=ac_rphi-bc_rphi*rpad*tanth+cc_rphi*ratio*ratio;
1248         cl_z=ac_z-bc_z*rpad*tanth+cc_z*tanth*tanth;
1249         
1250         // temporary protection
1251         
1252         if(sigma_rphi < 0.) sigma_rphi=0.4e-3;
1253         if(sigma_z < 0.) sigma_z=0.4e-3;
1254         if(cl_rphi < 0.) cl_rphi=2.5e-3;
1255         if(cl_z < 0.) cl_z=2.5e-5;
1256         
1257         //
1258         // smearing --> rotate sectors firstly,
1259         // then the inaccuracy in a X-Y plane is only along Y (pad row)!
1260         //
1261         Float_t xprim= tpcHit->fX*cph + tpcHit->fY*sph;
1262         Float_t yprim=-tpcHit->fX*sph + tpcHit->fY*cph;
1263         xyz[0]=gRandom->Gaus(yprim,TMath::Sqrt(sigma_rphi));   // y
1264         Double_t alpha=(sector < fTPCParam->GetNInnerSector()) ?
1265         fTPCParam->GetInnerAngle() : fTPCParam->GetOuterAngle();
1266         if (TMath::Abs(xyz[0]/xprim) > TMath::Tan(0.5*alpha)) xyz[0]=yprim;
1267         xyz[1]=gRandom->Gaus(tpcHit->fZ,TMath::Sqrt(sigma_z)); // z 
1268         if (TMath::Abs(xyz[1]) > 250) xyz[1]=tpcHit->fZ;
1269         xyz[2]=tpcHit->fQ+1;// q; let it be not equal to zero (Y.Belikov)
1270         xyz[3]=sigma_rphi;                                     // fSigmaY2
1271         xyz[4]=sigma_z;                                        // fSigmaZ2
1272                 
1273         // and finally add the cluster
1274         Int_t tracks[5]={tpcHit->fTrack, -1, -1, sector, tpcHit->fPadRow};
1275         AddCluster(xyz,tracks);
1276         
1277       } // end of loop over hits
1278     }   // end of loop over tracks 
1279     
1280     
1281   } // end of loop over sectors
1282   
1283   
1284 }
1285
1286
1287 void AliTPC::Hits2Digits()  
1288
1289
1290  //----------------------------------------------------
1291   // Loop over all sectors (72 sectors)
1292   // Sectors 0-35 are lower sectors, 0-17 z>0, 18-35 z<0
1293   // Sectors 36-71 are upper sectors, 36-53 z>0, 54-71 z<0
1294   //----
1295   int Nsectors=fDigParam->GetParam().GetNSector();
1296   for(Int_t isec=0;isec<Nsectors;isec++)  Hits2DigitsSector(isec);
1297 }
1298
1299
1300 //_____________________________________________________________________________
1301 void AliTPC::Hits2DigitsSector(Int_t isec)
1302 {
1303   //-------------------------------------------------------------------
1304   // TPC conversion from hits to digits.
1305   //------------------------------------------------------------------- 
1306
1307   //-----------------------------------------------------------------
1308   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1309   //-----------------------------------------------------------------
1310
1311   //-------------------------------------------------------
1312   //  Get the access to the track hits
1313   //-------------------------------------------------------
1314
1315   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1316   TTree *TH = gAlice->TreeH(); // pointer to the hits tree
1317   Stat_t ntracks = TH->GetEntries();
1318
1319   if( ntracks > 0){
1320
1321   //------------------------------------------- 
1322   //  Only if there are any tracks...
1323   //-------------------------------------------
1324
1325     
1326     // TObjArrays for three neighouring pad-rows
1327
1328     TObjArray **rowTriplet = new TObjArray* [3]; 
1329     
1330     // TObjArray-s for each pad-row
1331
1332     TObjArray **row;
1333       
1334     for (Int_t trip=0;trip<3;trip++){  
1335       rowTriplet[trip]=new TObjArray;
1336     }
1337
1338
1339     
1340       printf("*** Processing sector number %d ***\n",isec);
1341
1342       Int_t nrows =fTPCParam->GetNRow(isec);
1343
1344       row= new TObjArray* [nrows];
1345     
1346       MakeSector(isec,nrows,TH,ntracks,row);
1347
1348       //--------------------------------------------------------
1349       //   Digitize this sector, row by row
1350       //   row[i] is the pointer to the TObjArray of TVectors,
1351       //   each one containing electrons accepted on this
1352       //   row, assigned into tracks
1353       //--------------------------------------------------------
1354
1355       Int_t i;
1356
1357       for (i=0;i<nrows;i++){
1358
1359         // Triplets for i = 0 and i=1 are identical!
1360         // The same for i = nrows-1 and nrows!
1361
1362         if(i != 1 && i != nrows-1){
1363            MakeTriplet(i,rowTriplet,row);
1364          }
1365
1366             DigitizeRow(i,isec,rowTriplet);
1367
1368             fDigParam->Fill();
1369
1370             Int_t ndig=fDigParam->GetArray()->GetEntriesFast();
1371
1372             printf("*** Sector, row, digits %d %d %d ***\n",isec,i,ndig);
1373
1374             ResetDigits(); // reset digits for this row after storing them
1375              
1376        } // end of the sector digitization
1377      
1378        // delete the last triplet
1379
1380        for (i=0;i<3;i++) rowTriplet[i]->Delete();
1381           
1382        delete [] row; // delete the array of pointers to TObjArray-s
1383         
1384   } // ntracks >0
1385 } // end of Hits2Digits
1386 //_____________________________________________________________________________
1387 void AliTPC::MakeTriplet(Int_t row,
1388                          TObjArray **rowTriplet, TObjArray **prow)
1389 {
1390   //------------------------------------------------------------------
1391   //  Makes the "triplet" of the neighbouring pad-row for the
1392   //  digitization including the cross-talk between the pad-rows
1393   //------------------------------------------------------------------
1394
1395   //-----------------------------------------------------------------
1396   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1397   //-----------------------------------------------------------------
1398
1399   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1400   Float_t gasgain = fTPCParam->GetGasGain();
1401   Int_t nTracks[3];
1402
1403   Int_t nElements,nElectrons;
1404
1405   TVector *pv;
1406   TVector *tv;
1407
1408   //-------------------------------------------------------------------
1409   // pv is an "old" track, i.e. label + triplets of (x,y,z) 
1410   // for each electron
1411   //
1412   //-------------------------------------------------------------------
1413
1414
1415   Int_t i1,i2;
1416   Int_t nel,nt;
1417
1418   if(row == 0 || row == 1){
1419
1420   // create entire triplet for the first AND the second row
1421
1422     nTracks[0] = prow[0]->GetEntries();
1423     nTracks[1] = prow[1]->GetEntries();
1424     nTracks[2] = prow[2]->GetEntries();
1425
1426     for(i1=0;i1<3;i1++){
1427       nt = nTracks[i1]; // number of tracks for this row
1428
1429       for(i2=0;i2<nt;i2++){
1430         pv = (TVector*)prow[i1]->At(i2);
1431         TVector &v1 = *pv;
1432         nElements = pv->GetNrows(); 
1433         nElectrons = (nElements-1)/3;
1434
1435         tv = new TVector(4*nElectrons+1); // create TVector for a modified track
1436         TVector &v2 = *tv;
1437         v2(0)=v1(0); //track label
1438
1439         for(nel=0;nel<nElectrons;nel++){        
1440           Int_t idx1 = nel*3;
1441           Int_t idx2 = nel*4;
1442           // Avalanche, including fluctuations
1443           Int_t aval = (Int_t) (-gasgain*TMath::Log(gRandom->Rndm()));
1444           v2(idx2+1)= v1(idx1+1);
1445           v2(idx2+2)= v1(idx1+2);
1446           v2(idx2+3)= v1(idx1+3);
1447           v2(idx2+4)= (Float_t)aval; // in number of electrons!        
1448         } // end of loop over electrons
1449         //
1450         //  Add this track to a row 
1451         //
1452
1453         rowTriplet[i1]->Add(tv); 
1454
1455
1456       } // end of loop over tracks for this row
1457
1458       prow[i1]->Delete(); // remove "old" tracks
1459       delete prow[i1]; // delete  TObjArray for this row
1460       prow[i1]=0; // set pointer to NULL
1461
1462     } // end of loop over row triplets
1463
1464
1465   }
1466   else{
1467    
1468     rowTriplet[0]->Delete(); // remove old lower row
1469
1470     nTracks[0]=rowTriplet[1]->GetEntries(); // previous middle row
1471     nTracks[1]=rowTriplet[2]->GetEntries(); // previous upper row
1472     nTracks[2]=prow[row+1]->GetEntries(); // next row
1473     
1474
1475     //------------------------------------------- 
1476     //  shift new tracks downwards
1477     //-------------------------------------------
1478
1479     for(i1=0;i1<nTracks[0];i1++){
1480       pv=(TVector*)rowTriplet[1]->At(i1);
1481       rowTriplet[0]->Add(pv); 
1482     }       
1483
1484     rowTriplet[1]->Clear(); // leave tracks on the heap!!!
1485
1486     for(i1=0;i1<nTracks[1];i1++){
1487       pv=(TVector*)rowTriplet[2]->At(i1);
1488       rowTriplet[1]->Add(pv);
1489     }
1490
1491     rowTriplet[2]->Clear(); // leave tracks on the heap!!!
1492
1493     //---------------------------------------------
1494     //  Create new upper row
1495     //---------------------------------------------
1496
1497     
1498
1499     for(i1=0;i1<nTracks[2];i1++){
1500         pv = (TVector*)prow[row+1]->At(i1);
1501         TVector &v1 = *pv;
1502         nElements = pv->GetNrows();
1503         nElectrons = (nElements-1)/3;
1504
1505         tv = new TVector(4*nElectrons+1); // create TVector for a modified track
1506         TVector &v2 = *tv;
1507         v2(0)=v1(0); //track label
1508
1509         for(nel=0;nel<nElectrons;nel++){
1510         
1511           Int_t idx1 = nel*3;
1512           Int_t idx2 = nel*4;
1513           // Avalanche, including fluctuations
1514           Int_t aval = (Int_t) 
1515             (-gasgain*TMath::Log(gRandom->Rndm()));
1516           
1517           v2(idx2+1)= v1(idx1+1); 
1518           v2(idx2+2)= v1(idx1+2);
1519           v2(idx2+3)= v1(idx1+3);
1520           v2(idx2+4)= (Float_t)aval; // in number of electrons!        
1521         } // end of loop over electrons
1522
1523           rowTriplet[2]->Add(tv);
1524      
1525     } // end of loop over tracks
1526          
1527     prow[row+1]->Delete(); // delete tracks for this row
1528     delete prow[row+1];  // delete TObjArray for this row
1529     prow[row+1]=0; // set a pointer to NULL
1530
1531   }
1532
1533 }  // end of MakeTriplet
1534 //_____________________________________________________________________________
1535 void AliTPC::ExB(Float_t *xyz)
1536 {
1537   //------------------------------------------------
1538   //  ExB at the wires and wire number calulation
1539   //------------------------------------------------
1540   
1541   //-----------------------------------------------------------------
1542   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1543   //-----------------------------------------------------------------
1544    AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1545
1546    Float_t x1=xyz[0];
1547    fTPCParam->GetWire(x1);        //calculate nearest wire position
1548    Float_t dx=xyz[0]-x1;
1549    xyz[1]+=dx*fTPCParam->GetOmegaTau();
1550
1551 } // end of ExB
1552 //_____________________________________________________________________________
1553 void AliTPC::DigitizeRow(Int_t irow,Int_t isec,TObjArray **rowTriplet)
1554 {
1555   //-----------------------------------------------------------
1556   // Single row digitization, coupling from the neighbouring
1557   // rows taken into account
1558   //-----------------------------------------------------------
1559
1560   //-----------------------------------------------------------------
1561   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1562   //-----------------------------------------------------------------
1563  
1564
1565   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1566   Float_t chipgain= fTPCParam->GetChipGain();
1567   Float_t zerosup = fTPCParam->GetZeroSup();
1568   Int_t nrows =fTPCParam->GetNRow(isec);
1569   const int MAXTBKT=
1570   int((z_end+6*fTPCParam->GetZSigma())/fTPCParam->GetZWidth())+1;
1571   
1572   Int_t nTracks[3];
1573   Int_t n_of_pads[3];
1574   Int_t IndexRange[4];
1575   Int_t i1;
1576   Int_t iFlag; 
1577
1578   //
1579   // iFlag = 0 -> inner row, iFlag = 1 -> the middle one, iFlag = 2 -> the outer one
1580   //
1581
1582   nTracks[0]=rowTriplet[0]->GetEntries(); // lower row
1583   nTracks[1]=rowTriplet[1]->GetEntries(); // middle row
1584   nTracks[2]=rowTriplet[2]->GetEntries(); // upper row
1585
1586     
1587   if(irow == 0){
1588     iFlag=0;
1589     n_of_pads[0]=fTPCParam->GetNPads(isec,0);
1590     n_of_pads[1]=fTPCParam->GetNPads(isec,1);
1591   }
1592   else if(irow == nrows-1){
1593      iFlag=2;
1594      n_of_pads[1]=fTPCParam->GetNPads(isec,irow-1);
1595      n_of_pads[2]=fTPCParam->GetNPads(isec,irow);
1596   }
1597   else {
1598     iFlag=1;
1599     for(i1=0;i1<3;i1++){
1600        n_of_pads[i1]=fTPCParam->GetNPads(isec,irow-1+i1);
1601     }
1602   }
1603  
1604   //
1605   //  Integrated signal for this row
1606   //  and a single track signal
1607   // 
1608    
1609   TMatrix *m1   = new TMatrix(0,n_of_pads[iFlag]-1,0,MAXTBKT-1); // integrated
1610   TMatrix *m2   = new TMatrix(0,n_of_pads[iFlag]-1,0,MAXTBKT-1); // single
1611
1612   //
1613
1614   TMatrix &Total  = *m1;
1615
1616   //  Array of pointers to the label-signal list
1617
1618   Int_t NofDigits = n_of_pads[iFlag]*MAXTBKT; // number of digits for this row
1619
1620   Float_t  **pList = new Float_t* [NofDigits]; 
1621
1622   Int_t lp;
1623
1624   for(lp=0;lp<NofDigits;lp++)pList[lp]=0; // set all pointers to NULL
1625
1626   //
1627   //  Straight signal and cross-talk, cross-talk is integrated over all
1628   //  tracks and added to the signal at the very end
1629   //
1630    
1631
1632   for (i1=0;i1<nTracks[iFlag];i1++){
1633
1634     m2->Zero(); // clear single track signal matrix
1635   
1636     Float_t TrackLabel = 
1637       GetSignal(rowTriplet[iFlag],i1,n_of_pads[iFlag],m2,m1,IndexRange); 
1638
1639     GetList(TrackLabel,n_of_pads[iFlag],m2,IndexRange,pList);
1640
1641   }
1642
1643   // 
1644   //  Cross talk from the neighbouring pad-rows
1645   //
1646
1647   TMatrix *m3 =  new TMatrix(0,n_of_pads[iFlag]-1,0,MAXTBKT-1); // cross-talk
1648
1649   TMatrix &Cross = *m3;
1650
1651   if(iFlag == 0){
1652
1653     // cross-talk from the outer row only (first pad row)
1654
1655     GetCrossTalk(0,rowTriplet[1],nTracks[1],n_of_pads,m3);
1656
1657   }
1658   else if(iFlag == 2){
1659
1660     // cross-talk from the inner row only (last pad row)
1661
1662     GetCrossTalk(2,rowTriplet[1],nTracks[1],n_of_pads,m3);
1663
1664   }
1665   else{
1666
1667     // cross-talk from both inner and outer rows
1668
1669     GetCrossTalk(3,rowTriplet[0],nTracks[0],n_of_pads,m3); // inner
1670     GetCrossTalk(4,rowTriplet[2],nTracks[2],n_of_pads,m3); //outer
1671   }
1672
1673   Total += Cross; // add the cross-talk
1674
1675   //
1676   //  Convert analog signal to ADC counts
1677   //
1678    
1679   Int_t tracks[3];
1680   Int_t digits[5];
1681
1682
1683   for(Int_t ip=0;ip<n_of_pads[iFlag];ip++){
1684     for(Int_t it=0;it<MAXTBKT;it++){
1685
1686       Float_t q = Total(ip,it);
1687
1688       Int_t gi =it*n_of_pads[iFlag]+ip; // global index
1689
1690       q = gRandom->Gaus(q,fTPCParam->GetNoise()); // apply noise
1691       q *= (q_el*1.e15); // convert to fC
1692       q *= chipgain; // convert to mV   
1693       q *= (adc_sat/dyn_range); // convert to ADC counts  
1694
1695       if(q <zerosup) continue; // do not fill zeros
1696       if(q > adc_sat) q = adc_sat;  // saturation
1697
1698       //
1699       //  "real" signal or electronic noise (list = -1)?
1700       //    
1701
1702       for(Int_t j1=0;j1<3;j1++){
1703         tracks[j1] = (pList[gi]) ?(Int_t)(*(pList[gi]+j1)) : -1;
1704       }
1705
1706       digits[0]=isec;
1707       digits[1]=irow;
1708       digits[2]=ip;
1709       digits[3]=it;
1710       digits[4]= (Int_t)q;
1711
1712       //  Add this digit
1713
1714       AddDigit(tracks,digits);
1715     
1716     } // end of loop over time buckets
1717   }  // end of lop over pads 
1718
1719   //
1720   //  This row has been digitized, delete nonused stuff
1721   //
1722
1723   for(lp=0;lp<NofDigits;lp++){
1724     if(pList[lp]) delete [] pList[lp];
1725   }
1726   
1727   delete [] pList;
1728
1729   delete m1;
1730   delete m2;
1731   delete m3;
1732
1733 } // end of DigitizeRow
1734 //_____________________________________________________________________________
1735 Float_t AliTPC::GetSignal(TObjArray *p1, Int_t ntr, Int_t np, TMatrix *m1, TMatrix *m2,
1736                           Int_t *IndexRange)
1737 {
1738
1739   //---------------------------------------------------------------
1740   //  Calculates 2-D signal (pad,time) for a single track,
1741   //  returns a pointer to the signal matrix and the track label 
1742   //  No digitization is performed at this level!!!
1743   //---------------------------------------------------------------
1744
1745   //-----------------------------------------------------------------
1746   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1747   //-----------------------------------------------------------------
1748
1749   TVector *tv;
1750   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1751   AliTPCPRF2D * fPRF2D = &(fDigParam->GetPRF2D());
1752   AliTPCRF1D  * fRF    = &(fDigParam->GetRF()); 
1753   const int MAXTBKT=
1754   int((z_end+6*fTPCParam->GetZSigma())/fTPCParam->GetZWidth())+1;
1755  
1756   //to make the code faster we put parameters  to the stack
1757
1758   Float_t zwidth  = fTPCParam->GetZWidth();
1759   Float_t zwidthm1  =1./zwidth;
1760
1761   tv = (TVector*)p1->At(ntr); // pointer to a track
1762   TVector &v = *tv;
1763   
1764   Float_t label = v(0);
1765
1766   Int_t CentralPad = (np-1)/2;
1767   Int_t PadNumber;
1768   Int_t nElectrons = (tv->GetNrows()-1)/4;
1769   Float_t range=((np-1)/2 + 0.5)*fTPCParam->GetPadPitchWidth(); // pad range
1770
1771   range -= 0.5; // dead zone, 5mm from the edge, according to H.G. Fischer
1772   
1773   Float_t IneffFactor = 0.5; // inefficiency in the gain close to the edge, as above
1774
1775
1776   Float_t PadSignal[7]; // signal from a single electron
1777
1778   TMatrix &signal = *m1;
1779   TMatrix &total = *m2;
1780
1781
1782   IndexRange[0]=9999; // min pad
1783   IndexRange[1]=-1; // max pad
1784   IndexRange[2]=9999; //min time
1785   IndexRange[3]=-1; // max time
1786
1787   //
1788   //  Loop over all electrons
1789   //
1790
1791   for(Int_t nel=0; nel<nElectrons; nel++){
1792    Int_t idx=nel*4;
1793    Float_t xwire = v(idx+1);
1794    Float_t y = v(idx+2);
1795    Float_t z = v(idx+3);
1796
1797
1798    Float_t absy=TMath::Abs(y);
1799    
1800    if(absy < 0.5*fTPCParam->GetPadPitchWidth()){
1801      PadNumber=CentralPad;
1802    }
1803    else if (absy < range){
1804      PadNumber=(Int_t) ((absy-0.5*fTPCParam->GetPadPitchWidth())/fTPCParam->GetPadPitchWidth()+1.);
1805      PadNumber=(Int_t) (TMath::Sign((Float_t)PadNumber, y)+CentralPad);
1806    }
1807    else continue; // electron out of pad-range , lost at the sector edge
1808     
1809    Float_t aval = (absy<range-0.5) ? v(idx+4):v(idx+4)*IneffFactor;
1810    
1811
1812    Float_t dist = y - (Float_t)(PadNumber-CentralPad)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
1813    for (Int_t i=0;i<7;i++){
1814      PadSignal[i]=fPRF2D->GetPRF(-dist+(i-3)*fTPCParam->GetPadPitchWidth(),xwire)*aval;
1815      PadSignal[i] *= fTPCParam->GetPadCoupling();
1816    }
1817
1818    Int_t  LeftPad = TMath::Max(0,PadNumber-3);
1819    Int_t  RightPad = TMath::Min(np-1,PadNumber+3);
1820
1821    Int_t pmin=LeftPad-PadNumber+3; // lower index of the pad_signal vector
1822    Int_t pmax=RightPad-PadNumber+3; // upper index     
1823    
1824    Float_t z_drift = z*zwidthm1;
1825    Float_t z_offset = z_drift-(Int_t)z_drift;
1826
1827    Int_t FirstBucket = (Int_t)z_drift; // numbering starts from "0"
1828
1829
1830    // loop over time bins (4 bins is enough - 3 sigma truncated Gaussian)
1831
1832    for (Int_t i2=0;i2<4;i2++){          
1833      Int_t TrueTime = FirstBucket+i2; // current time bucket
1834      Float_t dz   = (Float_t(i2)+1.-z_offset)*zwidth; 
1835      Float_t ampl = fRF->GetRF(dz); 
1836      if( (TrueTime>MAXTBKT-1) ) break; // beyond the time range
1837      
1838      IndexRange[2]=TMath::Min(IndexRange[2],TrueTime); // min time
1839      IndexRange[3]=TMath::Max(IndexRange[3],TrueTime); // max time
1840
1841      // loop over pads, from pmin to pmax
1842      for(Int_t i3=pmin;i3<=pmax;i3++){
1843        Int_t TruePad = LeftPad+i3-pmin;
1844        IndexRange[0]=TMath::Min(IndexRange[0],TruePad); // min pad
1845        IndexRange[1]=TMath::Max(IndexRange[1],TruePad); // max pad
1846        signal(TruePad,TrueTime)+=(PadSignal[i3]*ampl); // not converted to charge!!!
1847        total(TruePad,TrueTime)+=(PadSignal[i3]*ampl); // not converted to charge!!!
1848      } // end of pads loop
1849    }  // end of time loop
1850   } // end of loop over electrons
1851
1852   return label; // returns track label when finished
1853 }
1854
1855 //_____________________________________________________________________________
1856 void AliTPC::GetList(Float_t label,Int_t np,TMatrix *m,Int_t *IndexRange,
1857                      Float_t **pList)
1858 {
1859   //----------------------------------------------------------------------
1860   //  Updates the list of tracks contributing to digits for a given row
1861   //----------------------------------------------------------------------
1862
1863   //-----------------------------------------------------------------
1864   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1865   //-----------------------------------------------------------------
1866
1867   TMatrix &signal = *m;
1868
1869   // lop over nonzero digits
1870
1871   for(Int_t it=IndexRange[2];it<IndexRange[3]+1;it++){
1872     for(Int_t ip=IndexRange[0];ip<IndexRange[1]+1;ip++){
1873
1874
1875         // accept only the contribution larger than 500 electrons (1/2 s_noise)
1876
1877         if(signal(ip,it)<500.) continue; 
1878
1879
1880         Int_t GlobalIndex = it*np+ip; // GlobalIndex starts from 0!
1881         
1882         if(!pList[GlobalIndex]){
1883         
1884           // 
1885           // Create new list (6 elements - 3 signals and 3 labels),
1886           //
1887
1888           pList[GlobalIndex] = new Float_t [6];
1889
1890           // set list to -1 
1891
1892           *pList[GlobalIndex] = -1.;
1893           *(pList[GlobalIndex]+1) = -1.;
1894           *(pList[GlobalIndex]+2) = -1.;
1895           *(pList[GlobalIndex]+3) = -1.;
1896           *(pList[GlobalIndex]+4) = -1.;
1897           *(pList[GlobalIndex]+5) = -1.;
1898
1899
1900           *pList[GlobalIndex] = label;
1901           *(pList[GlobalIndex]+3) = signal(ip,it);
1902         }
1903         else{
1904
1905           // check the signal magnitude
1906
1907           Float_t highest = *(pList[GlobalIndex]+3);
1908           Float_t middle = *(pList[GlobalIndex]+4);
1909           Float_t lowest = *(pList[GlobalIndex]+5);
1910
1911           //
1912           //  compare the new signal with already existing list
1913           //
1914
1915           if(signal(ip,it)<lowest) continue; // neglect this track
1916
1917           //
1918
1919           if (signal(ip,it)>highest){
1920             *(pList[GlobalIndex]+5) = middle;
1921             *(pList[GlobalIndex]+4) = highest;
1922             *(pList[GlobalIndex]+3) = signal(ip,it);
1923
1924             *(pList[GlobalIndex]+2) = *(pList[GlobalIndex]+1);
1925             *(pList[GlobalIndex]+1) = *pList[GlobalIndex];
1926             *pList[GlobalIndex] = label;
1927           }
1928           else if (signal(ip,it)>middle){
1929             *(pList[GlobalIndex]+5) = middle;
1930             *(pList[GlobalIndex]+4) = signal(ip,it);
1931
1932             *(pList[GlobalIndex]+2) = *(pList[GlobalIndex]+1);
1933             *(pList[GlobalIndex]+1) = label;
1934           }
1935           else{
1936             *(pList[GlobalIndex]+5) = signal(ip,it);
1937             *(pList[GlobalIndex]+2) = label;
1938           }
1939         }
1940
1941     } // end of loop over pads
1942   } // end of loop over time bins
1943
1944
1945
1946
1947 }//end of GetList
1948 //___________________________________________________________________
1949 void AliTPC::MakeSector(Int_t isec,Int_t nrows,TTree *TH,
1950                         Stat_t ntracks,TObjArray **row)
1951 {
1952
1953   //-----------------------------------------------------------------
1954   // Prepares the sector digitization, creates the vectors of
1955   // tracks for each row of this sector. The track vector
1956   // contains the track label and the position of electrons.
1957   //-----------------------------------------------------------------
1958
1959   //-----------------------------------------------------------------
1960   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1961   //-----------------------------------------------------------------
1962
1963   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1964   Int_t i;
1965   Float_t xyz[3]; 
1966
1967   AliTPChit *tpcHit; // pointer to a sigle TPC hit    
1968  
1969   //----------------------------------------------
1970   // Create TObjArray-s, one for each row,
1971   // each TObjArray will store the TVectors
1972   // of electrons, one TVector per each track.
1973   //---------------------------------------------- 
1974     
1975   for(i=0; i<nrows; i++){
1976     row[i] = new TObjArray;
1977   }
1978   Int_t *n_of_electrons = new Int_t [nrows]; // electron counter for each row
1979   TVector **tr = new TVector* [nrows]; //pointers to the track vectors
1980
1981   //--------------------------------------------------------------------
1982   //  Loop over tracks, the "track" contains the full history
1983   //--------------------------------------------------------------------
1984
1985   Int_t previousTrack,currentTrack;
1986   previousTrack = -1; // nothing to store so far!
1987
1988   for(Int_t track=0;track<ntracks;track++){
1989
1990     ResetHits();
1991
1992     TH->GetEvent(track); // get next track
1993     Int_t nhits = fHits->GetEntriesFast(); // get number of hits for this track
1994
1995     if(nhits == 0) continue; // no hits in the TPC for this track
1996
1997     //--------------------------------------------------------------
1998     //  Loop over hits
1999     //--------------------------------------------------------------
2000
2001     for(Int_t hit=0;hit<nhits;hit++){
2002
2003       tpcHit = (AliTPChit*)fHits->UncheckedAt(hit); // get a pointer to a hit
2004       
2005       Int_t sector=tpcHit->fSector; // sector number
2006       if(sector != isec) continue; //terminate iteration
2007
2008         currentTrack = tpcHit->fTrack; // track number
2009         if(currentTrack != previousTrack){
2010                           
2011            // store already filled fTrack
2012               
2013            for(i=0;i<nrows;i++){
2014              if(previousTrack != -1){
2015                if(n_of_electrons[i]>0){
2016                  TVector &v = *tr[i];
2017                  v(0) = previousTrack;
2018                  tr[i]->ResizeTo(3*n_of_electrons[i]+1); // shrink if necessary
2019                  row[i]->Add(tr[i]);                     
2020                }
2021                else{
2022                  delete tr[i]; // delete empty TVector
2023                  tr[i]=0;
2024                }
2025              }
2026
2027              n_of_electrons[i]=0;
2028              tr[i] = new TVector(361); // TVectors for the next fTrack
2029
2030            } // end of loop over rows
2031                
2032            previousTrack=currentTrack; // update track label 
2033         }
2034            
2035         Int_t QI = (Int_t) (tpcHit->fQ); // energy loss (number of electrons)
2036
2037        //---------------------------------------------------
2038        //  Calculate the electron attachment probability
2039        //---------------------------------------------------
2040
2041         Float_t time = 1.e6*(z_end-TMath::Abs(tpcHit->fZ))/fTPCParam->GetDriftV(); 
2042         // in microseconds!     
2043         Float_t AttProb = fTPCParam->GetAttCoef()*
2044           fTPCParam->GetOxyCont()*time; //  fraction! 
2045    
2046         //-----------------------------------------------
2047         //  Loop over electrons
2048         //-----------------------------------------------
2049
2050         for(Int_t nel=0;nel<QI;nel++){
2051           // skip if electron lost due to the attachment
2052           if((gRandom->Rndm(0)) < AttProb) continue; // electron lost!
2053           xyz[0]=tpcHit->fX;
2054           xyz[1]=tpcHit->fY;
2055           xyz[2]=tpcHit->fZ;
2056           ElDiff(xyz); // Appply the diffusion
2057           Int_t row_number;
2058           fTPCParam->XYZtoCRXYZ(xyz,isec,row_number,3);
2059
2060           //transform position to local coordinates
2061           //option 3 means that we calculate x position relative to 
2062           //nearest pad row 
2063
2064           if ((row_number<0)||row_number>=fTPCParam->GetNRow(isec)) continue;
2065           ExB(xyz); // ExB effect at the sense wires
2066           n_of_electrons[row_number]++;   
2067           //----------------------------------
2068           // Expand vector if necessary
2069           //----------------------------------
2070           if(n_of_electrons[row_number]>120){
2071             Int_t range = tr[row_number]->GetNrows();
2072             if(n_of_electrons[row_number] > (range-1)/3){
2073               tr[row_number]->ResizeTo(range+150); // Add 50 electrons
2074             }
2075           }
2076           
2077           TVector &v = *tr[row_number];
2078           Int_t idx = 3*n_of_electrons[row_number]-2;
2079
2080           v(idx)=  xyz[0];   // X
2081           v(idx+1)=xyz[1];   // Y (along the pad-row)
2082           v(idx+2)=xyz[2];   // Z
2083             
2084         } // end of loop over electrons
2085         
2086       } // end of loop over hits
2087     } // end of loop over tracks
2088
2089     //
2090     //   store remaining track (the last one) if not empty
2091     //
2092
2093      for(i=0;i<nrows;i++){
2094        if(n_of_electrons[i]>0){
2095           TVector &v = *tr[i];
2096           v(0) = previousTrack;
2097           tr[i]->ResizeTo(3*n_of_electrons[i]+1); // shrink if necessary
2098           row[i]->Add(tr[i]);  
2099         }
2100         else{
2101           delete tr[i];
2102           tr[i]=0;
2103         }  
2104       }  
2105
2106           delete [] tr;
2107           delete [] n_of_electrons; 
2108
2109 } // end of MakeSector
2110 //_____________________________________________________________________________
2111 void AliTPC::GetCrossTalk (Int_t iFlag,TObjArray *p,Int_t ntracks,Int_t *npads,
2112                            TMatrix *m)
2113 {
2114
2115   //-------------------------------------------------------------
2116   // Calculates the cross-talk from one row (inner or outer)
2117   //-------------------------------------------------------------
2118
2119   //-----------------------------------------------------------------
2120   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2121   //-----------------------------------------------------------------
2122
2123   //
2124   // iFlag=2 & 3 --> cross-talk from the inner row
2125   // iFlag=0 & 4 --> cross-talk from the outer row
2126   //
2127   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
2128   AliTPCPRF2D * fPRF2D = &(fDigParam->GetPRF2D());
2129   AliTPCRF1D  * fRF    = &(fDigParam->GetRF()); 
2130   const int MAXTBKT=
2131   int((z_end+6*fTPCParam->GetZSigma())/fTPCParam->GetZWidth())+1;
2132  
2133   //to make code faster
2134
2135   Float_t zwidth  = fTPCParam->GetZWidth();
2136   Float_t zwidthm1  =1/fTPCParam->GetZWidth();
2137
2138  Int_t PadNumber;
2139  Float_t xwire;
2140
2141  Int_t nPadsSignal; // for this pads the signal is calculated
2142  Float_t range;     // sense wire range
2143  Int_t nPadsDiff;
2144
2145  Float_t IneffFactor=0.5; // gain inefficiency close to the edges
2146
2147  if(iFlag == 0){   
2148    // 1-->0
2149    nPadsSignal = npads[1];
2150    range = ((npads[1]-1)/2 + 0.5)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();  
2151    nPadsDiff = (npads[1]-npads[0])/2;
2152  }  
2153  else if (iFlag == 2){
2154    // 1-->2
2155    nPadsSignal = npads[2];
2156    range = ((npads[1]-1)/2 + 0.5)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
2157    nPadsDiff = 0;
2158  }
2159  else if (iFlag == 3){
2160    // 0-->1
2161    nPadsSignal = npads[1];
2162    range = ((npads[0]-1)/2 + 0.5)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
2163    nPadsDiff = 0;
2164  }
2165  else{
2166    // 2-->1
2167    nPadsSignal = npads[2];
2168    range = ((npads[2]-1)/2 + 0.5)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
2169    nPadsDiff = (npads[2]-npads[1])/2;
2170  }
2171
2172  range-=0.5; // dead zone close to the edges
2173
2174  TVector *tv; 
2175  TMatrix &signal = *m;
2176
2177  Int_t CentralPad = (nPadsSignal-1)/2;
2178  Float_t PadSignal[7]; // signal from a single electron
2179  // Loop over tracks
2180  for(Int_t nt=0;nt<ntracks;nt++){
2181    tv=(TVector*)p->At(nt); // pointer to a track
2182    TVector &v = *tv;
2183    Int_t nElectrons = (tv->GetNrows()-1)/4;
2184    // Loop over electrons
2185    for(Int_t nel=0; nel<nElectrons; nel++){
2186      Int_t idx=nel*4;
2187      xwire=v(idx+1);
2188  
2189      if (iFlag==0) xwire+=fTPCParam->GetPadPitchLength();
2190      if (iFlag==2)  xwire-=fTPCParam->GetPadPitchLength();
2191      if (iFlag==3)  xwire-=fTPCParam->GetPadPitchLength();
2192      if (iFlag==4)  xwire+=fTPCParam->GetPadPitchLength();  
2193    
2194      //  electron acceptance for the cross-talk (only the closest wire)  
2195
2196      Float_t dxMax = fTPCParam->GetPadPitchLength()*0.5+fTPCParam->GetWWPitch();
2197      if(TMath::Abs(xwire)>dxMax) continue;
2198
2199      Float_t y = v(idx+2);
2200      Float_t z = v(idx+3);
2201      Float_t absy=TMath::Abs(y);
2202
2203      if(absy < 0.5*fTPCParam->GetPadPitchWidth()){
2204        PadNumber=CentralPad;
2205      }
2206      else if (absy < range){
2207        PadNumber=(Int_t) ((absy-0.5*fTPCParam->GetPadPitchWidth())/fTPCParam->GetPadPitchWidth() +1.);
2208        PadNumber=(Int_t) (TMath::Sign((Float_t)PadNumber, y)+CentralPad);
2209      }
2210      else continue; // electron out of sense wire range, lost at the sector edge
2211
2212      Float_t aval = (absy<range-0.5) ? v(idx+4):v(idx+4)*IneffFactor;
2213
2214      Float_t dist = y - (Float_t)(PadNumber-CentralPad)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
2215        
2216      for (Int_t i=0;i<7;i++){
2217        PadSignal[i]=fPRF2D->GetPRF(-dist+(i-3)*fTPCParam->GetPadPitchWidth(),xwire)*aval;
2218
2219        PadSignal[i] *= fTPCParam->GetPadCoupling();
2220      }
2221      // real pad range
2222
2223      Int_t  LeftPad = TMath::Max(0,PadNumber-3);
2224      Int_t  RightPad = TMath::Min(nPadsSignal-1,PadNumber+3);
2225
2226      Int_t pmin=LeftPad-PadNumber+3; // lower index of the pad_signal vector
2227      Int_t pmax=RightPad-PadNumber+3; // upper index  
2228
2229
2230      Float_t z_drift = z*zwidthm1;
2231      Float_t z_offset = z_drift-(Int_t)z_drift;
2232
2233      Int_t FirstBucket = (Int_t)z_drift; // numbering starts from "0"
2234
2235      for (Int_t i2=0;i2<4;i2++){     
2236        Int_t TrueTime = FirstBucket+i2; // current time bucket
2237        Float_t dz   = (Float_t(i2)+1.- z_offset)*zwidth; 
2238        Float_t ampl = fRF->GetRF(dz); 
2239        if((TrueTime>MAXTBKT-1)) break; // beyond the time range
2240
2241
2242        // loop over pads, from pmin to pmax
2243
2244        for(Int_t i3=pmin;i3<pmax+1;i3++){
2245          Int_t TruePad = LeftPad+i3-pmin;
2246
2247          if(TruePad<nPadsDiff || TruePad > nPadsSignal-nPadsDiff-1) continue;
2248
2249          TruePad -= nPadsDiff;
2250          signal(TruePad,TrueTime)+=(PadSignal[i3]*ampl); // not converted to charge!
2251
2252        } // end of loop over pads
2253      } // end of loop over time bins
2254
2255    } // end of loop over electrons 
2256
2257  } // end of loop over tracks
2258
2259 } // end of GetCrossTalk
2260
2261
2262
2263 //_____________________________________________________________________________
2264 void AliTPC::Init()
2265 {
2266   //
2267   // Initialise TPC detector after definition of geometry
2268   //
2269   Int_t i;
2270   //
2271   printf("\n");
2272   for(i=0;i<35;i++) printf("*");
2273   printf(" TPC_INIT ");
2274   for(i=0;i<35;i++) printf("*");
2275   printf("\n");
2276   //
2277   for(i=0;i<80;i++) printf("*");
2278   printf("\n");
2279 }
2280
2281 //_____________________________________________________________________________
2282 void AliTPC::MakeBranch(Option_t* option)
2283 {
2284   //
2285   // Create Tree branches for the TPC.
2286   //
2287   Int_t buffersize = 4000;
2288   char branchname[10];
2289   sprintf(branchname,"%s",GetName());
2290
2291   AliDetector::MakeBranch(option);
2292
2293   char *D = strstr(option,"D");
2294
2295   if (fDigits   && gAlice->TreeD() && D) {
2296     gAlice->TreeD()->Branch(branchname,&fDigits, buffersize);
2297     printf("Making Branch %s for digits\n",branchname);
2298   }     
2299
2300   char *R = strstr(option,"R");
2301
2302   if (fClusters && gAlice->TreeR() && R) {
2303     gAlice->TreeR()->Branch(branchname,&fClusters, buffersize);
2304     printf("Making Branch %s for Clusters\n",branchname);
2305   }     
2306 }
2307  
2308 //_____________________________________________________________________________
2309 void AliTPC::ResetDigits()
2310 {
2311   //
2312   // Reset number of digits and the digits array for this detector
2313   // reset clusters
2314   //
2315   fNdigits   = 0;
2316   //  if (fDigits)   fDigits->Clear();
2317   if (fDigParam->GetArray()!=0)  fDigParam->GetArray()->Clear();
2318   fNclusters = 0;
2319   if (fClusters) fClusters->Clear();
2320 }
2321
2322 //_____________________________________________________________________________
2323 void AliTPC::SetSecAL(Int_t sec)
2324 {
2325   //---------------------------------------------------
2326   // Activate/deactivate selection for lower sectors
2327   //---------------------------------------------------
2328
2329   //-----------------------------------------------------------------
2330   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2331   //-----------------------------------------------------------------
2332
2333   fSecAL = sec;
2334 }
2335
2336 //_____________________________________________________________________________
2337 void AliTPC::SetSecAU(Int_t sec)
2338 {
2339   //----------------------------------------------------
2340   // Activate/deactivate selection for upper sectors
2341   //---------------------------------------------------
2342
2343   //-----------------------------------------------------------------
2344   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2345   //-----------------------------------------------------------------
2346
2347   fSecAU = sec;
2348 }
2349
2350 //_____________________________________________________________________________
2351 void AliTPC::SetSecLows(Int_t s1,Int_t s2,Int_t s3,Int_t s4,Int_t s5, Int_t s6)
2352 {
2353   //----------------------------------------
2354   // Select active lower sectors
2355   //----------------------------------------
2356
2357   //-----------------------------------------------------------------
2358   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2359   //-----------------------------------------------------------------
2360
2361   fSecLows[0] = s1;
2362   fSecLows[1] = s2;
2363   fSecLows[2] = s3;
2364   fSecLows[3] = s4;
2365   fSecLows[4] = s5;
2366   fSecLows[5] = s6;
2367 }
2368
2369 //_____________________________________________________________________________
2370 void AliTPC::SetSecUps(Int_t s1,Int_t s2,Int_t s3,Int_t s4,Int_t s5, Int_t s6,
2371                        Int_t s7, Int_t s8 ,Int_t s9 ,Int_t s10, 
2372                        Int_t s11 , Int_t s12)
2373 {
2374   //--------------------------------
2375   // Select active upper sectors
2376   //--------------------------------
2377
2378   //-----------------------------------------------------------------
2379   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2380   //-----------------------------------------------------------------
2381
2382   fSecUps[0] = s1;
2383   fSecUps[1] = s2;
2384   fSecUps[2] = s3;
2385   fSecUps[3] = s4;
2386   fSecUps[4] = s5;
2387   fSecUps[5] = s6;
2388   fSecUps[6] = s7;
2389   fSecUps[7] = s8;
2390   fSecUps[8] = s9;
2391   fSecUps[9] = s10;
2392   fSecUps[10] = s11;
2393   fSecUps[11] = s12;
2394 }
2395
2396 //_____________________________________________________________________________
2397 void AliTPC::SetSens(Int_t sens)
2398 {
2399
2400   //-------------------------------------------------------------
2401   // Activates/deactivates the sensitive strips at the center of
2402   // the pad row -- this is for the space-point resolution calculations
2403   //-------------------------------------------------------------
2404
2405   //-----------------------------------------------------------------
2406   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2407   //-----------------------------------------------------------------
2408
2409   fSens = sens;
2410 }
2411  
2412 void AliTPC::SetSide(Float_t side)
2413 {
2414   fSide = side;
2415  
2416 }
2417 //____________________________________________________________________________
2418 void AliTPC::SetGasMixt(Int_t nc,Int_t c1,Int_t c2,Int_t c3,Float_t p1,
2419                            Float_t p2,Float_t p3)
2420 {
2421
2422  fNoComp = nc;
2423  
2424  fMixtComp[0]=c1;
2425  fMixtComp[1]=c2;
2426  fMixtComp[2]=c3;
2427
2428  fMixtProp[0]=p1;
2429  fMixtProp[1]=p2;
2430  fMixtProp[2]=p3; 
2431  
2432  
2433 }
2434 //_____________________________________________________________________________
2435 void AliTPC::Streamer(TBuffer &R__b)
2436 {
2437   //
2438   // Stream an object of class AliTPC.
2439   //
2440    if (R__b.IsReading()) {
2441       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(); if (R__v) { }
2442       AliDetector::Streamer(R__b);
2443       if (R__v < 2) return;
2444       R__b >> fNsectors;
2445       R__b >> fNclusters;
2446       R__b >> fNtracks;
2447       fDigitsIndex   = new Int_t[fNsectors+1];
2448    } else {
2449       R__b.WriteVersion(AliTPC::IsA());
2450       AliDetector::Streamer(R__b);
2451       R__b << fNsectors;
2452       R__b << fNclusters;
2453       R__b << fNtracks;
2454    }
2455 }
2456   
2457 ClassImp(AliTPCcluster)
2458  
2459 //_____________________________________________________________________________
2460 AliTPCcluster::AliTPCcluster(Float_t *hits, Int_t *lab)
2461 {
2462   //
2463   // Creates a simulated cluster for the TPC
2464   //
2465   fTracks[0]  = lab[0];
2466   fTracks[1]  = lab[1];
2467   fTracks[2]  = lab[2];
2468   fSector     = lab[3];
2469   fPadRow     = lab[4];
2470   fY          = hits[0];
2471   fZ          = hits[1];
2472   fQ          = hits[2];
2473   fSigmaY2    = hits[3];
2474   fSigmaZ2    = hits[4];
2475 }
2476  
2477 //_____________________________________________________________________________
2478 void AliTPCcluster::GetXYZ(Float_t *x, const AliTPCParam *par) const 
2479 {
2480   //
2481   // Transformation from local to global coordinate system
2482   //
2483   x[0]=par->GetPadRowRadii(fSector,fPadRow);
2484   x[1]=fY;
2485   x[2]=fZ;
2486   par->CRXYZtoXYZ(x,fSector,fPadRow,1);
2487   x[2]=fZ;
2488 }
2489  
2490 //_____________________________________________________________________________
2491 Int_t AliTPCcluster::Compare(TObject * o)
2492 {
2493   //
2494   // compare two clusters according y coordinata
2495   //
2496   AliTPCcluster *cl= (AliTPCcluster *)o;
2497   if (fY<cl->fY) return -1;
2498   if (fY==cl->fY) return 0;
2499   return 1;  
2500 }
2501
2502 Bool_t AliTPCcluster::IsSortable() const
2503 {
2504   //
2505   //make AliTPCcluster sortabale
2506   //
2507   return kTRUE; 
2508 }
2509
2510
2511
2512 ClassImp(AliTPCdigit)
2513  
2514 //_____________________________________________________________________________
2515 AliTPCdigit::AliTPCdigit(Int_t *tracks, Int_t *digits):
2516   AliDigit(tracks)
2517 {
2518   //
2519   // Creates a TPC digit object
2520   //
2521   fSector     = digits[0];
2522   fPadRow     = digits[1];
2523   fPad        = digits[2];
2524   fTime       = digits[3];
2525   fSignal     = digits[4];
2526 }
2527
2528  
2529 ClassImp(AliTPChit)
2530  
2531 //_____________________________________________________________________________
2532 AliTPChit::AliTPChit(Int_t shunt, Int_t track, Int_t *vol, Float_t *hits):
2533 AliHit(shunt,track)
2534 {
2535   //
2536   // Creates a TPC hit object
2537   //
2538   fSector     = vol[0];
2539   fPadRow     = vol[1];
2540   fX          = hits[0];
2541   fY          = hits[1];
2542   fZ          = hits[2];
2543   fQ          = hits[3];
2544 }
2545  
2546  
2547 ClassImp(AliTPCtrack)
2548  
2549 //_____________________________________________________________________________
2550 AliTPCtrack::AliTPCtrack(Float_t *hits)
2551 {
2552   //
2553   // Default creator for a TPC reconstructed track object
2554   //
2555   fX=hits[0]; // This is dummy code !
2556 }
2557
2558 AliTPCtrack::AliTPCtrack(const AliTPCcluster *c,const TVector& xx,
2559                          const TMatrix& CC, Double_t xref, Double_t alpha):
2560   x(xx),C(CC),fClusters(200)
2561 {
2562   //-----------------------------------------------------------------
2563   // This is the main track constructor.
2564   //
2565   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2566   //-----------------------------------------------------------------
2567   fX=xref;
2568   fAlpha=alpha;
2569   fChi2=0.;
2570   fClusters.AddLast((AliTPCcluster*)(c));
2571 }
2572
2573 //_____________________________________________________________________________
2574 AliTPCtrack::AliTPCtrack(const AliTPCtrack& t) : x(t.x), C(t.C),
2575   fClusters(t.fClusters.GetEntriesFast()) 
2576 {
2577   //-----------------------------------------------------------------
2578   // This is a track copy constructor.
2579   //
2580   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2581   //-----------------------------------------------------------------
2582   fX=t.fX;
2583   fChi2=t.fChi2;
2584   fAlpha=t.fAlpha;
2585   int n=t.fClusters.GetEntriesFast();
2586   for (int i=0; i<n; i++) fClusters.AddLast(t.fClusters.UncheckedAt(i));
2587 }
2588
2589 //_____________________________________________________________________________
2590 Int_t AliTPCtrack::Compare(TObject *o) {
2591   //-----------------------------------------------------------------
2592   // This function compares tracks according to their curvature.
2593   //
2594   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2595   //-----------------------------------------------------------------
2596   AliTPCtrack *t=(AliTPCtrack*)o;
2597   Double_t co=t->GetSigmaY2();
2598   Double_t c =GetSigmaY2();
2599   if (c>co) return 1;
2600   else if (c<co) return -1;
2601   return 0;
2602 }
2603
2604 //_____________________________________________________________________________
2605 int AliTPCtrack::PropagateTo(Double_t xk,Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
2606 {
2607   //-----------------------------------------------------------------
2608   // This function propagates a track to a reference plane x=xk.
2609   //
2610   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2611   //-----------------------------------------------------------------
2612   if (TMath::Abs(x(2)*xk - x(3)) >= 0.999) {
2613     if (*this>4) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: Propagation failed !\n";
2614     return 0;
2615   }
2616
2617   Double_t x1=fX, x2=x1+0.5*(xk-x1), dx=x2-x1, y1=x(0), z1=x(1);
2618   Double_t c1=x(2)*x1 - x(3), r1=sqrt(1.- c1*c1);
2619   Double_t c2=x(2)*x2 - x(3), r2=sqrt(1.- c2*c2);
2620   
2621   x(0) += dx*(c1+c2)/(r1+r2);
2622   x(1) += dx*(c1+c2)/(c1*r2 + c2*r1)*x(4);
2623
2624   TMatrix F(5,5); F.UnitMatrix();
2625   Double_t rr=r1+r2, cc=c1+c2, xx=x1+x2;
2626   F(0,2)= dx*(rr*xx + cc*(c1*x1/r1+c2*x2/r2))/(rr*rr);
2627   F(0,3)=-dx*(2*rr + cc*(c1/r1 + c2/r2))/(rr*rr);
2628   Double_t cr=c1*r2+c2*r1;
2629   F(1,2)= dx*x(4)*(cr*xx-cc*(r1*x2-c2*c1*x1/r1+r2*x1-c1*c2*x2/r2))/(cr*cr);
2630   F(1,3)=-dx*x(4)*(2*cr + cc*(c2*c1/r1-r1 + c1*c2/r2-r2))/(cr*cr);
2631   F(1,4)= dx*cc/cr; 
2632   TMatrix tmp(F,TMatrix::kMult,C);
2633   C.Mult(tmp,TMatrix(TMatrix::kTransposed,F));
2634   
2635   fX=x2;
2636   
2637   //Multiple scattering******************
2638   Double_t ey=x(2)*fX - x(3);
2639   Double_t ex=sqrt(1-ey*ey);
2640   Double_t ez=x(4);
2641   TMatrix Q(5,5); Q=0.;
2642   Q(2,2)=ez*ez+ey*ey;   Q(2,3)=-ex*ey;       Q(2,4)=-ex*ez;
2643   Q(3,2)=Q(2,3);        Q(3,3)= ez*ez+ex*ex; Q(3,4)=-ey*ez;
2644   Q(4,2)=Q(2,4);        Q(4,3)= Q(3,4);      Q(4,4)=1.;
2645   
2646   F=0;
2647   F(2,2)=-x(2)*ex;          F(2,3)=-x(2)*ey;
2648   F(3,2)=-ex*(x(2)*fX-ey);  F(3,3)=-(1.+ x(2)*fX*ey - ey*ey);
2649   F(4,2)=-ez*ex;            F(4,3)=-ez*ey;           F(4,4)=1.;
2650   
2651   tmp.Mult(F,Q);
2652   Q.Mult(tmp,TMatrix(TMatrix::kTransposed,F));
2653   
2654   Double_t p2=GetPt()*GetPt()*(1.+x(4)*x(4));
2655   Double_t beta2=p2/(p2 + pm*pm);
2656   Double_t d=sqrt((x1-fX)*(x1-fX)+(y1-x(0))*(y1-x(0))+(z1-x(1))*(z1-x(1)));
2657   d*=2.;
2658   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*d/x0*rho;
2659   Q*=theta2;
2660   C+=Q;
2661   
2662   //Energy losses************************
2663   Double_t dE=0.153e-3/beta2*(log(5940*beta2/(1-beta2)) - beta2)*d*rho;
2664   if (x1 < x2) dE=-dE;
2665   x(2)*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
2666   //x(3)*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
2667   
2668   x1=fX; x2=xk; y1=x(0); z1=x(1);
2669   c1=x(2)*x1 - x(3); r1=sqrt(1.- c1*c1);
2670   c2=x(2)*x2 - x(3); r2=sqrt(1.- c2*c2);
2671   
2672   x(0) += dx*(c1+c2)/(r1+r2);
2673   x(1) += dx*(c1+c2)/(c1*r2 + c2*r1)*x(4);
2674   
2675   F.UnitMatrix();
2676   rr=r1+r2; cc=c1+c2; xx=x1+x2;
2677   F(0,2)= dx*(rr*xx + cc*(c1*x1/r1+c2*x2/r2))/(rr*rr);
2678   F(0,3)=-dx*(2*rr + cc*(c1/r1 + c2/r2))/(rr*rr);
2679   cr=c1*r2+c2*r1;
2680   F(1,2)= dx*x(4)*(cr*xx-cc*(r1*x2-c2*c1*x1/r1+r2*x1-c1*c2*x2/r2))/(cr*cr);
2681   F(1,3)=-dx*x(4)*(2*cr + cc*(c2*c1/r1-r1 + c1*c2/r2-r2))/(cr*cr);
2682   F(1,4)= dx*cc/cr; 
2683   tmp.Mult(F,C);
2684   C.Mult(tmp,TMatrix(TMatrix::kTransposed,F));
2685   
2686   fX=x2;
2687   
2688   return 1;
2689 }
2690
2691 //_____________________________________________________________________________
2692 void AliTPCtrack::PropagateToVertex(Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm) 
2693 {
2694   //-----------------------------------------------------------------
2695   // This function propagates tracks to the "vertex".
2696   //
2697   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2698   //-----------------------------------------------------------------
2699   Double_t c=x(2)*fX - x(3);
2700   Double_t tgf=-x(3)/(x(2)*x(0) + sqrt(1-c*c));
2701   Double_t snf=tgf/sqrt(1.+ tgf*tgf);
2702   Double_t xv=(x(3)+snf)/x(2);
2703   PropagateTo(xv,x0,rho,pm);
2704 }
2705
2706 //_____________________________________________________________________________
2707 void AliTPCtrack::Update(const AliTPCcluster *c, Double_t chisq)
2708 {
2709   //-----------------------------------------------------------------
2710   // This function associates a clusters with this track.
2711   //
2712   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2713   //-----------------------------------------------------------------
2714   TMatrix H(2,5); H.UnitMatrix();
2715   TMatrix Ht(TMatrix::kTransposed,H);
2716   TVector m(2);   m(0)=c->fY; m(1)=c->fZ; 
2717   TMatrix V(2,2); V(0,0)=c->fSigmaY2; V(0,1)=0.; V(1,0)=0.; V(1,1)=c->fSigmaZ2;
2718
2719   TMatrix tmp(H,TMatrix::kMult,C);
2720   TMatrix R(tmp,TMatrix::kMult,Ht); R+=V;
2721   
2722   Double_t det=(Double_t)R(0,0)*R(1,1) - (Double_t)R(0,1)*R(1,0);
2723   R(0,1)=R(0,0); R(0,0)=R(1,1); R(1,1)=R(0,1); 
2724   R(1,0)*=-1; R(0,1)=R(1,0);
2725   R*=1./det;
2726   
2727   //R.Invert();
2728   
2729   TMatrix K(C,TMatrix::kMult,Ht); K*=R;
2730   
2731   TVector savex=x;
2732   x*=H; x-=m; x*=-1; x*=K; x+=savex;
2733   if (TMath::Abs(x(2)*fX-x(3)) >= 0.999) {
2734     if (*this>4) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: Filtering failed !\n";
2735     x=savex;
2736     return;
2737   }
2738   
2739   TMatrix saveC=C;
2740   C.Mult(K,tmp); C-=saveC; C*=-1;
2741   
2742   fClusters.AddLast((AliTPCcluster*)c);
2743   fChi2 += chisq;
2744 }
2745
2746 //_____________________________________________________________________________
2747 int AliTPCtrack::Rotate(Double_t alpha)
2748 {
2749   //-----------------------------------------------------------------
2750   // This function rotates this track.
2751   //
2752   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2753   //-----------------------------------------------------------------
2754   fAlpha += alpha;
2755   
2756   Double_t x1=fX, y1=x(0);
2757   Double_t ca=cos(alpha), sa=sin(alpha);
2758   Double_t r1=x(2)*fX - x(3);
2759   
2760   fX = x1*ca + y1*sa;
2761   x(0)=-x1*sa + y1*ca;
2762   x(3)=x(3)*ca + (x(2)*y1 + sqrt(1.- r1*r1))*sa;
2763   
2764   Double_t r2=x(2)*fX - x(3);
2765   if (TMath::Abs(r2) >= 0.999) {
2766     if (*this>4) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: Rotation failed !\n";
2767     return 0;
2768   }
2769   
2770   Double_t y0=x(0) + sqrt(1.- r2*r2)/x(2);
2771   if ((x(0)-y0)*x(2) >= 0.) {
2772     if (*this>4) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: Rotation failed !!!\n";
2773     return 0;
2774   }
2775   
2776   TMatrix F(5,5); F.UnitMatrix();
2777   F(0,0)=ca;
2778   F(3,0)=x(2)*sa; 
2779   F(3,2)=(y1 - r1*x1/sqrt(1.- r1*r1))*sa; 
2780   F(3,3)= ca + sa*r1/sqrt(1.- r1*r1);
2781   TMatrix tmp(F,TMatrix::kMult,C); 
2782   // Double_t dy2=C(0,0);
2783   C.Mult(tmp,TMatrix(TMatrix::kTransposed,F));
2784   // C(0,0)+=dy2*sa*sa*r1*r1/(1.- r1*r1);
2785   // C(1,1)+=dy2*sa*sa*x(4)*x(4)/(1.- r1*r1);
2786   
2787   return 1;
2788 }
2789
2790 //_____________________________________________________________________________
2791 void AliTPCtrack::UseClusters() const 
2792 {
2793   //-----------------------------------------------------------------
2794   // This function marks clusters associated with this track.
2795   //
2796   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2797   //-----------------------------------------------------------------
2798   int num_of_clusters=fClusters.GetEntriesFast();
2799   for (int i=0; i<num_of_clusters; i++) {
2800     //if (i<=14) continue;
2801     AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)fClusters.UncheckedAt(i);
2802     c->Use();   
2803   }
2804 }
2805
2806 //_____________________________________________________________________________
2807 Double_t AliTPCtrack::GetPredictedChi2(const AliTPCcluster *c) const 
2808 {
2809   //-----------------------------------------------------------------
2810   // This function calculates a predicted chi2 increment.
2811   //
2812   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2813   //-----------------------------------------------------------------
2814   TMatrix H(2,5); H.UnitMatrix();
2815   TVector m(2);   m(0)=c->fY; m(1)=c->fZ; 
2816   TMatrix V(2,2); V(0,0)=c->fSigmaY2; V(0,1)=0.; V(1,0)=0.; V(1,1)=c->fSigmaZ2;
2817   TVector res=x;  res*=H; res-=m; //res*=-1; 
2818   TMatrix tmp(H,TMatrix::kMult,C);
2819   TMatrix R(tmp,TMatrix::kMult,TMatrix(TMatrix::kTransposed,H)); R+=V;
2820   
2821   Double_t det=(Double_t)R(0,0)*R(1,1) - (Double_t)R(0,1)*R(1,0);
2822   if (TMath::Abs(det) < 1.e-10) {
2823     if (*this>4) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: Singular matrix !\n";
2824     return 1e10;
2825   }
2826   R(0,1)=R(0,0); R(0,0)=R(1,1); R(1,1)=R(0,1); 
2827   R(1,0)*=-1; R(0,1)=R(1,0);
2828   R*=1./det;
2829   
2830   //R.Invert();
2831   
2832   TVector r=res;
2833   res*=R;
2834   return r*res;
2835 }
2836
2837 //_____________________________________________________________________________
2838 struct S { int lab; int max; };
2839 int AliTPCtrack::GetLabel(int nrows) const 
2840 {
2841   //-----------------------------------------------------------------
2842   // This function returns the track label. If label<0, this track is fake.
2843   //
2844   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2845   //-----------------------------------------------------------------
2846   int num_of_clusters=fClusters.GetEntriesFast();
2847   S *s=new S[num_of_clusters];
2848   int i;
2849   for (i=0; i<num_of_clusters; i++) s[i].lab=s[i].max=0;
2850   
2851   int lab=123456789;
2852   for (i=0; i<num_of_clusters; i++) {
2853     AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)fClusters.UncheckedAt(i);
2854     lab=TMath::Abs(c->fTracks[0]);
2855     int j;
2856     for (j=0; j<num_of_clusters; j++)
2857       if (s[j].lab==lab || s[j].max==0) break;
2858     s[j].lab=lab;
2859     s[j].max++;
2860   }
2861   
2862   int max=0;
2863   for (i=0; i<num_of_clusters; i++) 
2864     if (s[i].max>max) {max=s[i].max; lab=s[i].lab;}
2865     
2866   delete[] s;
2867   
2868   for (i=0; i<num_of_clusters; i++) {
2869     AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)fClusters.UncheckedAt(i);
2870     if (TMath::Abs(c->fTracks[1]) == lab ||
2871         TMath::Abs(c->fTracks[2]) == lab ) max++;
2872   }
2873   
2874   if (1.-float(max)/num_of_clusters > 0.10) return -lab;
2875   
2876   int tail=int(0.08*nrows);
2877   if (num_of_clusters < tail) return lab;
2878   
2879   max=0;
2880   for (i=1; i<=tail; i++) {
2881     AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)fClusters.UncheckedAt(num_of_clusters-i);
2882     if (lab == TMath::Abs(c->fTracks[0]) ||
2883         lab == TMath::Abs(c->fTracks[1]) ||
2884         lab == TMath::Abs(c->fTracks[2])) max++;
2885   }
2886   if (max < int(0.5*tail)) return -lab;
2887   
2888   return lab;
2889 }
2890
2891 //_____________________________________________________________________________
2892 void AliTPCtrack::GetPxPyPz(Double_t& px, Double_t& py, Double_t& pz) const 
2893 {
2894   //-----------------------------------------------------------------
2895   // This function returns reconstructed track momentum in the global system.
2896   //
2897   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2898   //-----------------------------------------------------------------
2899   Double_t pt=TMath::Abs(GetPt()); // GeV/c
2900   Double_t r=x(2)*fX-x(3);
2901   Double_t y0=x(0) + sqrt(1.- r*r)/x(2);
2902   px=-pt*(x(0)-y0)*x(2);    //cos(phi);
2903   py=-pt*(x(3)-fX*x(2));   //sin(phi);
2904   pz=pt*x(4);
2905   Double_t tmp=px*TMath::Cos(fAlpha) - py*TMath::Sin(fAlpha);
2906   py=px*TMath::Sin(fAlpha) + py*TMath::Cos(fAlpha);
2907   px=tmp;  
2908 }
2909
2910 //_____________________________________________________________________________
2911 Double_t AliTPCtrack::GetdEdX(Double_t low, Double_t up) const {
2912   //-----------------------------------------------------------------
2913   // This funtion calculates dE/dX within the "low" and "up" cuts.
2914   //
2915   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2916   //-----------------------------------------------------------------
2917   int ncl=fClusters.GetEntriesFast();
2918   int n=0;
2919   Double_t *q=new Double_t[ncl];
2920   int i;
2921   for (i=0; i<ncl; i++) {
2922      AliTPCcluster *cl=(AliTPCcluster*)(fClusters.UncheckedAt(i));
2923      //     if (cl->fdEdX > 3000) continue;
2924      if (cl->fdEdX <= 0) continue;
2925      q[n++]=cl->fdEdX;
2926   }
2927
2928   //stupid sorting
2929   int swap;
2930   do {
2931     swap=0;
2932     for (i=0; i<n-1; i++) {
2933       if (q[i]<=q[i+1]) continue;
2934       Double_t tmp=q[i]; q[i]=q[i+1]; q[i+1]=tmp;
2935       swap++;
2936     }
2937   } while (swap);
2938
2939   int nl=int(low*n), nu=int(up *n);
2940   Double_t dedx=0.;
2941   for (i=nl; i<=nu; i++) dedx += q[i];
2942   dedx /= (nu-nl+1);
2943   return dedx;
2944 }
2945
2946 //_________________________________________________________________________
2947 //
2948 // Classes for internal tracking use
2949 //_________________________________________________________________________
2950 void AliTPCRow::InsertCluster(const AliTPCcluster* c) {
2951   //-----------------------------------------------------------------------
2952   // Insert a cluster into this pad row in accordence with its y-coordinate
2953   //
2954   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2955   //-----------------------------------------------------------------------
2956   if (num_of_clusters==MAX_CLUSTER_PER_ROW) {
2957     cerr<<"AliTPCRow::InsertCluster(): Too many clusters !\n"; return;
2958   }
2959   if (num_of_clusters==0) {clusters[num_of_clusters++]=c; return;}
2960   int i=Find(c->fY);
2961   memmove(clusters+i+1 ,clusters+i,(num_of_clusters-i)*sizeof(AliTPCcluster*));
2962   clusters[i]=c; num_of_clusters++;
2963 }
2964
2965 int AliTPCRow::Find(Double_t y) const {
2966   //-----------------------------------------------------------------------
2967   // Return the index of the nearest cluster 
2968   //
2969   // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
2970   //-----------------------------------------------------------------------
2971   if (y <= clusters[0]->fY) return 0;
2972   if (y > clusters[num_of_clusters-1]->fY) return num_of_clusters;
2973   int b=0, e=num_of_clusters-1, m=(b+e)/2;
2974   for (; b<e; m=(b+e)/2) {
2975     if (y > clusters[m]->fY) b=m+1;
2976     else e=m; 
2977   }
2978   return m;
2979 }
2980