The changes w.r.t. the previous version:
[u/mrichter/AliRoot.git] / TPC / AliTPC.cxx
1 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2 //                                                                           //
3 //  Time Projection Chamber                                                  //
4 //  This class contains the basic functions for the Time Projection Chamber  //
5 //  detector. Functions specific to one particular geometry are              //
6 //  contained in the derived classes                                         //
7 //                                                                           //
8 //Begin_Html
9 /*
10 <img src="picts/AliTPCClass.gif">
11 */
12 //End_Html
13 //                                                                           //
14 //                                                                          //
15 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
16
17 #include <TMath.h>
18 #include <TRandom.h>
19 #include <TVector.h>
20 #include <TMatrix.h>
21 #include <TGeometry.h>
22 #include <TNode.h>
23 #include <TTUBS.h>
24 #include <TObjectTable.h>
25 #include "TParticle.h"
26 #include "AliTPC.h"
27 #include "AliRun.h"
28 #include <iostream.h>
29 #include <fstream.h>
30 #include "AliMC.h"
31
32 //MI change
33 #include "AliTPCParam.h"
34 #include "AliTPCD.h"
35 #include "AliTPCPRF2D.h"
36 #include "AliTPCRF1D.h"
37
38
39
40 ClassImp(AliTPC) 
41
42 //_____________________________________________________________________________
43 AliTPC::AliTPC()
44 {
45   //
46   // Default constructor
47   //
48   fIshunt   = 0;
49   fClusters = 0;
50   fHits     = 0;
51   fDigits   = 0;
52   fTracks   = 0;
53   fNsectors = 0;
54   fNtracks  = 0;
55   fNclusters= 0;
56   //MI changes
57   fDigParam= new AliTPCD();
58   fDigits = fDigParam->GetArray();
59 }
60  
61 //_____________________________________________________________________________
62 AliTPC::AliTPC(const char *name, const char *title)
63       : AliDetector(name,title)
64 {
65   //
66   // Standard constructor
67   //
68
69   //
70   // Initialise arrays of hits and digits 
71   fHits     = new TClonesArray("AliTPChit",  176);
72   //  fDigits   = new TClonesArray("AliTPCdigit",10000);
73   //MI change
74   fDigParam= new AliTPCD;
75   fDigits = fDigParam->GetArray();
76   //
77   // Initialise counters
78   fClusters = 0;
79   fTracks   = 0;
80   fNsectors = 72;
81   fNtracks  = 0;
82   fNclusters= 0;
83   fDigitsIndex = new Int_t[fNsectors+1];
84   fClustersIndex = new Int_t[fNsectors+1];
85   //
86   fIshunt     =  0;
87   //
88   // Initialise color attributes
89   SetMarkerColor(kYellow);
90 }
91
92 //_____________________________________________________________________________
93 AliTPC::~AliTPC()
94 {
95   //
96   // TPC destructor
97   //
98   fIshunt   = 0;
99   delete fHits;
100   delete fDigits;
101   delete fClusters;
102   delete fTracks;
103   delete fDigParam;
104   if (fDigitsIndex)   delete [] fDigitsIndex;
105   if (fClustersIndex) delete [] fClustersIndex;
106 }
107
108 //_____________________________________________________________________________
109 void AliTPC::AddCluster(Float_t *hits, Int_t *tracks)
110 {
111   //
112   // Add a simulated cluster to the list
113   //
114   if(!fClusters) fClusters=new TClonesArray("AliTPCcluster",10000);
115   TClonesArray &lclusters = *fClusters;
116   new(lclusters[fNclusters++]) AliTPCcluster(hits,tracks);
117 }
118  
119 //_____________________________________________________________________________
120 void AliTPC::AddCluster(const AliTPCcluster &c)
121 {
122   //
123   // Add a simulated cluster copy to the list
124   //
125   if(!fClusters) fClusters=new TClonesArray("AliTPCcluster",10000);
126   TClonesArray &lclusters = *fClusters;
127   new(lclusters[fNclusters++]) AliTPCcluster(c);
128 }
129  
130 //_____________________________________________________________________________
131 void AliTPC::AddDigit(Int_t *tracks, Int_t *digits)
132 {
133   //
134   // Add a TPC digit to the list
135   //
136   //  TClonesArray &ldigits = *fDigits;
137   //MI change 
138   TClonesArray &ldigits = *fDigParam->GetArray();
139   new(ldigits[fNdigits++]) AliTPCdigit(tracks,digits);
140 }
141  
142 //_____________________________________________________________________________
143 void AliTPC::AddHit(Int_t track, Int_t *vol, Float_t *hits)
144 {
145   //
146   // Add a hit to the list
147   //
148   TClonesArray &lhits = *fHits;
149   new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,track,vol,hits);
150 }
151  
152 //_____________________________________________________________________________
153 void AliTPC::AddTrack(Float_t *hits)
154 {
155   //
156   // Add a track to the list of tracks
157   //
158   TClonesArray &ltracks = *fTracks;
159   new(ltracks[fNtracks++]) AliTPCtrack(hits);
160 }
161
162 //_____________________________________________________________________________
163 void AliTPC::AddTrack(const AliTPCtrack& t)
164 {
165   //
166   // Add a track copy to the list of tracks
167   //
168   if(!fTracks) fTracks=new TClonesArray("AliTPCtrack",10000);
169   TClonesArray &ltracks = *fTracks;
170   new(ltracks[fNtracks++]) AliTPCtrack(t);
171 }
172
173 //_____________________________________________________________________________
174 void AliTPC::BuildGeometry()
175 {
176   //
177   // Build TPC ROOT TNode geometry for the event display
178   //
179   TNode *Node, *Top;
180   TTUBS *tubs;
181   Int_t i;
182   const int kColorTPC=19;
183   char name[5], title[25];
184   const Double_t kDegrad=TMath::Pi()/180;
185   const Double_t kRaddeg=180./TMath::Pi();
186
187   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
188
189   Float_t InnerOpenAngle = fTPCParam->GetInnerAngle();
190   Float_t OuterOpenAngle = fTPCParam->GetOuterAngle();
191
192   Float_t InnerAngleShift = fTPCParam->GetInnerAngleShift();
193   Float_t OuterAngleShift = fTPCParam->GetOuterAngleShift();
194
195   Int_t nLo = fTPCParam->GetNInnerSector()/2;
196   Int_t nHi = fTPCParam->GetNOuterSector()/2;  
197
198   const Double_t loAng = (Double_t)TMath::Nint(InnerOpenAngle*kRaddeg);
199   const Double_t hiAng = (Double_t)TMath::Nint(OuterOpenAngle*kRaddeg);
200   const Double_t loAngSh = (Double_t)TMath::Nint(InnerAngleShift*kRaddeg);
201   const Double_t hiAngSh = (Double_t)TMath::Nint(OuterAngleShift*kRaddeg);  
202
203
204   const Double_t loCorr = 1/TMath::Cos(0.5*loAng*kDegrad);
205   const Double_t hiCorr = 1/TMath::Cos(0.5*hiAng*kDegrad);
206
207   Double_t rl,ru;
208   
209
210   //
211   // Get ALICE top node
212   //
213
214   Top=gAlice->GetGeometry()->GetNode("alice");
215
216   //  inner sectors
217
218   rl = fTPCParam->GetInSecLowEdge();
219   ru = fTPCParam->GetInSecUpEdge();
220  
221
222   for(i=0;i<nLo;i++) {
223     sprintf(name,"LS%2.2d",i);
224     name[4]='\0';
225     sprintf(title,"TPC low sector %3d",i);
226     title[24]='\0';
227     
228     tubs = new TTUBS(name,title,"void",rl*loCorr,ru*loCorr,250.,
229                      loAng*(i-0.5)+loAngSh,loAng*(i+0.5)+loAngSh);
230     tubs->SetNumberOfDivisions(1);
231     Top->cd();
232     Node = new TNode(name,title,name,0,0,0,"");
233     Node->SetLineColor(kColorTPC);
234     fNodes->Add(Node);
235   }
236
237   // Outer sectors
238
239   rl = fTPCParam->GetOuSecLowEdge();
240   ru = fTPCParam->GetOuSecUpEdge();
241
242   for(i=0;i<nHi;i++) {
243     sprintf(name,"US%2.2d",i);
244     name[4]='\0';
245     sprintf(title,"TPC upper sector %d",i);
246     title[24]='\0';
247     tubs = new TTUBS(name,title,"void",rl*hiCorr,ru*hiCorr,250,
248                      hiAng*(i-0.5)+hiAngSh,hiAng*(i+0.5)+hiAngSh);
249     tubs->SetNumberOfDivisions(1);
250     Top->cd();
251     Node = new TNode(name,title,name,0,0,0,"");
252     Node->SetLineColor(kColorTPC);
253     fNodes->Add(Node);
254   }
255 }  
256   
257   
258
259 //_____________________________________________________________________________
260 Int_t AliTPC::DistancetoPrimitive(Int_t , Int_t )
261 {
262   //
263   // Calculate distance from TPC to mouse on the display
264   // Dummy procedure
265   //
266   return 9999;
267 }
268
269 //_____________________________________________________________________________
270 //const int MAX_CLUSTER=nrow_low+nrow_up; 
271 const int MAX_CLUSTER=200; 
272 const int S_MAXSEC=24;
273 const int L_MAXSEC=48;
274 const int ROWS_TO_SKIP=21;
275 const Float_t MAX_CHI2=12.;
276
277
278 //_____________________________________________________________________________
279 static Double_t SigmaY2(Double_t r, Double_t tgl, Double_t pt)
280 {
281   //
282   // Calculate spread in Y
283   //
284   pt=TMath::Abs(pt)*1000.;
285   Double_t x=r/pt;
286   tgl=TMath::Abs(tgl);
287   Double_t s=a_rphi - b_rphi*r*tgl + c_rphi*x*x + d_rphi*x;
288   if (s<0.4e-3) s=0.4e-3;
289   return s;
290 }
291
292 //_____________________________________________________________________________
293 static Double_t SigmaZ2(Double_t r, Double_t tgl) 
294 {
295   //
296   // Calculate spread in Z
297   //
298   tgl=TMath::Abs(tgl);
299   Double_t s=a_z - b_z*r*tgl + c_z*tgl*tgl;
300   if (s<0.4e-3) s=0.4e-3;
301   return s;
302 }
303
304 //_____________________________________________________________________________
305 inline Double_t f1(Double_t x1,Double_t y1,   //C
306                    Double_t x2,Double_t y2,
307                    Double_t x3,Double_t y3) 
308 {
309   //
310   // Function f1
311   //
312   Double_t d=(x2-x1)*(y3-y2)-(x3-x2)*(y2-y1);
313   Double_t a=0.5*((y3-y2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1)-
314                   (y2-y1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2));
315   Double_t b=0.5*((x2-x1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2)-
316                   (x3-x2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1));
317
318   Double_t xr=TMath::Abs(d/(d*x1-a)), yr=d/(d*y1-b);
319
320   return -xr*yr/sqrt(xr*xr+yr*yr); 
321 }
322
323
324 //_____________________________________________________________________________
325 inline Double_t f2(Double_t x1,Double_t y1,  //eta=C*x0
326                    Double_t x2,Double_t y2,
327                    Double_t x3,Double_t y3) 
328 {
329   //
330   // Function f2
331   //
332   Double_t d=(x2-x1)*(y3-y2)-(x3-x2)*(y2-y1);
333   Double_t a=0.5*((y3-y2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1)-
334                   (y2-y1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2));
335   Double_t b=0.5*((x2-x1)*(y3*y3-y2*y2+x3*x3-x2*x2)-
336                   (x3-x2)*(y2*y2-y1*y1+x2*x2-x1*x1));
337
338   Double_t xr=TMath::Abs(d/(d*x1-a)), yr=d/(d*y1-b);
339   
340   return -a/(d*y1-b)*xr/sqrt(xr*xr+yr*yr);
341 }
342
343 //_____________________________________________________________________________
344 inline Double_t f3(Double_t x1,Double_t y1,  //tgl
345                    Double_t x2,Double_t y2,
346                    Double_t z1,Double_t z2) 
347 {
348   //
349   // Function f3
350   //
351   return (z1 - z2)/sqrt((x1-x2)*(x1-x2)+(y1-y2)*(y1-y2));
352 }
353
354 //_____________________________________________________________________________
355 static int FindProlongation(AliTPCtrack& t, const AliTPCSector *sec, 
356                             int s, int ri, int rf=0) 
357 {
358   //
359   // Propagate track
360   //
361   int try_again=ROWS_TO_SKIP;
362   Double_t alpha=sec->GetAlpha();
363   int ns=int(2*TMath::Pi()/alpha)+1;
364
365   for (int nr=ri; nr>=rf; nr--) {
366     Double_t x=sec[s].GetX(nr), ymax=sec[s].GetMaxY(nr);
367     if (!t.PropagateTo(x)) return -1;
368
369     const AliTPCcluster *cl=0;
370     Double_t max_chi2=MAX_CHI2;
371     const AliTPCRow& row=sec[s][nr];
372     Double_t sy2=SigmaY2(t.GetX(),t.GetTgl(),t.GetPt());
373     Double_t sz2=SigmaZ2(t.GetX(),t.GetTgl());
374     Double_t road=3.*sqrt(t.GetSigmaY2() + 4*sy2), y=t.GetY(), z=t.GetZ();
375
376     if (road>30) {
377       if (t>3) cerr<<t<<" AliTPCtrack warning: Too broad road !\n"; 
378       return -1;
379     }
380
381     if (row) {
382       for (int i=row.Find(y-road); i<row; i++) {
383         AliTPCcluster* c=(AliTPCcluster*)(row[i]);
384         if (c->fY > y+road) break;
385         if (c->IsUsed()) continue;
386         if ((c->fZ - z)*(c->fZ - z) > 9.*(t.GetSigmaZ2() + 4*sz2)) continue;
387         Double_t chi2=t.GetPredictedChi2(c);
388         if (chi2 > max_chi2) continue;
389         max_chi2=chi2;
390         cl=c;       
391       }
392     }
393     if (cl) {
394       t.Update(cl,max_chi2);
395       try_again=ROWS_TO_SKIP;
396     } else {
397       if (try_again==0) break;
398       if (y > ymax) {
399          s = (s+1) % ns;
400          if (!t.Rotate(alpha)) return -1;
401       } else if (y <-ymax) {
402            s = (s-1+ns) % ns;
403            if (!t.Rotate(-alpha)) return -1;
404       }
405       try_again--;
406     }
407   }
408
409   return s;
410 }
411
412
413 //_____________________________________________________________________________
414 static void MakeSeeds(TObjArray& seeds,const AliTPCSector* sec,int i1,int i2,
415 const AliTPCParam *p)
416 {
417   //
418   // Find seed for tracking
419   //
420   TMatrix C(5,5); TVector x(5);
421   int max_sec=L_MAXSEC/2;
422   for (int ns=0; ns<max_sec; ns++) {
423     int nl=sec[(ns-1+max_sec)%max_sec][i2];
424     int nm=sec[ns][i2];
425     int nu=sec[(ns+1)%max_sec][i2];
426     Double_t alpha=sec[ns].GetAlpha();
427     const AliTPCRow& r1=sec[ns][i1];
428     for (int is=0; is < r1; is++) {
429       Double_t x1=sec[ns].GetX(i1), y1=r1[is]->fY, z1=r1[is]->fZ;
430       for (int js=0; js < nl+nm+nu; js++) {
431         const AliTPCcluster *cl;
432         Double_t cs,sn;
433         int ks;
434         
435         if (js<nl) {
436           ks=(ns-1+max_sec)%max_sec;
437           const AliTPCRow& r2=sec[(ns-1+max_sec)%max_sec][i2];
438           cl=r2[js];
439           cs=cos(alpha); sn=sin(alpha);
440         } else 
441           if (js<nl+nm) {
442             ks=ns;
443             const AliTPCRow& r2=sec[ns][i2];
444             cl=r2[js-nl];
445             cs=1; sn=0.;
446           } else {
447             ks=(ns+1)%max_sec;
448             const AliTPCRow& r2=sec[(ns+1)%max_sec][i2];
449             cl=r2[js-nl-nm];
450             cs=cos(alpha); sn=-sin(alpha);
451           }
452         Double_t x2=sec[ns].GetX(i2), y2=cl->fY, z2=cl->fZ;
453         //if (z1*z2 < 0) continue;
454         //if (TMath::Abs(z1) < TMath::Abs(z2)) continue;
455         
456         Double_t tmp= x2*cs+y2*sn;
457         y2 =-x2*sn+y2*cs;
458         x2=tmp;     
459         
460         x(0)=y1;
461         x(1)=z1;
462         x(2)=f1(x1,y1,x2,y2,0.,0.);
463         x(3)=f2(x1,y1,x2,y2,0.,0.);
464         x(4)=f3(x1,y1,x2,y2,z1,z2);
465         
466         if (TMath::Abs(x(2)*x1-x(3)) >= 0.999) continue;
467         
468         if (TMath::Abs(x(4)) > 1.2) continue;
469
470         Double_t a=asin(x(3));
471         Double_t zv=z1 - x(4)/x(2)*(a+asin(x(2)*x1-x(3)));
472         if (TMath::Abs(zv)>33.) continue; 
473
474         TMatrix X(6,6); X=0.; 
475         X(0,0)=r1[is]->fSigmaY2; X(1,1)=r1[is]->fSigmaZ2;
476         X(2,2)=cl->fSigmaY2;     X(3,3)=cl->fSigmaZ2;
477         X(4,4)=3./12.; X(5,5)=3./12.;
478         TMatrix F(5,6); F.UnitMatrix();
479         Double_t sy=sqrt(X(0,0)), sz=sqrt(X(1,1));
480         F(2,0)=(f1(x1,y1+sy,x2,y2,0.,0.)-x(2))/sy;
481         F(2,2)=(f1(x1,y1,x2,y2+sy,0.,0.)-x(2))/sy;
482         F(2,4)=(f1(x1,y1,x2,y2,0.,0.+sy)-x(2))/sy;
483         F(3,0)=(f2(x1,y1+sy,x2,y2,0.,0.)-x(3))/sy;
484         F(3,2)=(f2(x1,y1,x2,y2+sy,0.,0.)-x(3))/sy;
485         F(3,4)=(f2(x1,y1,x2,y2,0.,0.+sy)-x(3))/sy;
486         F(4,0)=(f3(x1,y1+sy,x2,y2,z1,z2)-x(4))/sy;
487         F(4,1)=(f3(x1,y1,x2,y2,z1+sz,z2)-x(4))/sz;
488         F(4,2)=(f3(x1,y1,x2,y2+sy,z1,z2)-x(4))/sy;
489         F(4,3)=(f3(x1,y1,x2,y2,z1,z2+sz)-x(4))/sz;
490         F(4,4)=0;
491         F(3,3)=0;
492         
493         TMatrix t(F,TMatrix::kMult,X);
494         C.Mult(t,TMatrix(TMatrix::kTransposed,F));
495
496         TrackSeed *track=new TrackSeed(*(r1[is]),x,C,p);
497         int rc=FindProlongation(*track,sec,ns,i1-1,i2);
498         if (rc<0 || *track<(i1-i2)/2) delete track;
499         else seeds.AddLast(track); 
500       }
501     }
502   }
503 }
504
505 //_____________________________________________________________________________
506 void AliTPC::Clusters2Tracks()
507 {
508   //
509   // TPC Track finder from clusters.
510   //
511   if (!fClusters) return;
512
513   AliTPCParam *p=&fDigParam->GetParam();
514   Int_t nrow_low=p->GetNRowLow();
515   Int_t nrow_up=p->GetNRowUp();
516
517   AliTPCSSector ssec[S_MAXSEC/2];
518   for (int i=0; i<S_MAXSEC/2; i++) ssec[i].SetUp(p);
519
520   AliTPCLSector lsec[L_MAXSEC/2];
521   for (int j=0; j<L_MAXSEC/2; j++) lsec[j].SetUp(p);
522
523   int ncl=fClusters->GetEntriesFast();
524   while (ncl--) {
525     AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)fClusters->UncheckedAt(ncl);
526
527     int sec=int(c->fSector)-1, row=int(c->fPadRow)-1;
528     
529     if (sec<24) {
530       if (row<0 || row>nrow_low) {cerr<<"low !!!"<<row<<endl; continue;}
531       ssec[sec%12][row].InsertCluster(c);
532     } else {
533       if (row<0 || row>nrow_up ) {cerr<<"up  !!!"<<row<<endl; continue;}
534       sec -= 24;
535       lsec[sec%24][row].InsertCluster(c);
536     }
537   }
538   
539   
540   TObjArray seeds(20000);
541   MakeSeeds(seeds,lsec,nrow_up-1,nrow_up-1-8,p);
542   MakeSeeds(seeds,lsec,nrow_up-1-4,nrow_up-1-4-8,p);
543     
544   seeds.Sort();
545   
546   int found=0;
547   int nseed=seeds.GetEntriesFast();
548   
549   for (int s=0; s<nseed; s++) {
550     AliTPCtrack& t=*((AliTPCtrack*)seeds.UncheckedAt(s));
551     Double_t alpha=t.GetAlpha();
552     if (alpha > 2.*TMath::Pi()) alpha -= 2.*TMath::Pi();  
553     if (alpha < 0.            ) alpha += 2.*TMath::Pi();  
554     int ns=int(alpha/lsec->GetAlpha() + 0.5);
555     
556     Double_t x=t.GetX();
557     int nr;
558     if (x<p->GetPadRowRadiiUp(nrow_up-1-4-7)) nr=nrow_up-1-4-8;
559     else if (x<p->GetPadRowRadiiUp(nrow_up-1-7)) nr=nrow_up-1-8;
560     else {cerr<<x<<" =x !!!\n"; continue;}
561
562     int ls=FindProlongation(t,lsec,ns,nr-1);
563     if (ls<0) continue;
564     x=t.GetX(); alpha=lsec[ls].GetAlpha();          //
565     Double_t phi=ls*alpha + atan(t.GetY()/x);       // Find S-sector
566     int ss=int(0.5*(phi/alpha+1));                  //
567     alpha *= 2*(ss-0.5*ls);                         // and rotation angle
568     if (!t.Rotate(alpha)) continue;                 //
569     ss %= (S_MAXSEC/2);                             //
570     
571     if (FindProlongation(t,ssec,ss,nrow_low-1)<0) continue;
572     if (t < 30) continue;
573     
574     AddTrack(t);
575     t.UseClusters();
576     cerr<<found++<<'\r';
577   }  
578 }
579
580 //_____________________________________________________________________________
581 void AliTPC::CreateMaterials()
582 {
583   //-----------------------------------------------
584   // Create Materials for for TPC
585   //-----------------------------------------------
586
587   //-----------------------------------------------------------------
588   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
589   //-----------------------------------------------------------------
590
591   Int_t ISXFLD=gAlice->Field()->Integ();
592   Float_t SXMGMX=gAlice->Field()->Max();
593
594   Float_t amat[5]; // atomic numbers
595   Float_t zmat[5]; // z
596   Float_t wmat[5]; // proportions
597
598   Float_t density;
599
600   //  ********************* Gases *******************
601
602   //--------------------------------------------------------------
603   // pure gases
604   //--------------------------------------------------------------
605
606   // Ne
607
608
609   Float_t a_ne = 20.18;
610   Float_t z_ne = 10.;
611   
612   density = 0.0009;
613
614   AliMaterial(20,"Ne",a_ne,z_ne,density,999.,999.);
615
616   // Ar
617
618   Float_t a_ar = 39.948;
619   Float_t z_ar = 18.;
620
621   density = 0.001782;
622  
623   AliMaterial(21,"Ar",a_ar,z_ar,density,999.,999.);
624
625   Float_t a_pure[2];
626   
627   a_pure[0] = a_ne;
628   a_pure[1] = a_ar;
629   
630
631   //--------------------------------------------------------------
632   // gases - compounds
633   //--------------------------------------------------------------
634
635   Float_t amol[3];
636
637   //  CO2
638
639   amat[0]=12.011;
640   amat[1]=15.9994;
641
642   zmat[0]=6.;
643   zmat[1]=8.;
644
645   wmat[0]=1.;
646   wmat[1]=2.;
647
648   density=0.001977;
649
650   amol[0] = amat[0]*wmat[0]+amat[1]*wmat[1];
651
652   AliMixture(10,"CO2",amat,zmat,density,-2,wmat);
653
654   // CF4
655
656   amat[0]=12.011;
657   amat[1]=18.998;
658
659   zmat[0]=6.;
660   zmat[1]=9.;
661  
662   wmat[0]=1.;
663   wmat[1]=4.;
664  
665   density=0.003034;
666
667   amol[1] = amat[0]*wmat[0]+amat[1]*wmat[1];
668
669   AliMixture(11,"CF4",amat,zmat,density,-2,wmat); 
670
671   // CH4
672
673   amat[0]=12.011;
674   amat[1]=1.;
675
676   zmat[0]=6.;
677   zmat[1]=1.;
678
679   wmat[0]=1.;
680   wmat[1]=4.;
681
682   density=0.000717;
683
684   amol[2] = amat[0]*wmat[0]+amat[1]*wmat[1];
685
686   AliMixture(12,"CH4",amat,zmat,density,-2,wmat);
687
688   //----------------------------------------------------------------
689   // gases - mixtures, ID >= 20 pure gases, <= 10 ID < 20 -compounds
690   //----------------------------------------------------------------
691  
692   char namate[21];
693  
694   density = 0.;
695   Float_t am=0;
696   Int_t nc;
697
698   Float_t a,z,rho,absl,X0,buf[1];
699   Int_t nbuf;
700
701   for(nc = 0;nc<fNoComp;nc++)
702     {
703     
704       // retrive material constants
705       
706       gMC->Gfmate((*fIdmate)[fMixtComp[nc]],namate,a,z,rho,X0,absl,buf,nbuf);
707
708       amat[nc] = a;
709       zmat[nc] = z;
710
711       Int_t nnc = (fMixtComp[nc]>=20) ? fMixtComp[nc]%20 : fMixtComp[nc]%10;
712  
713       am += fMixtProp[nc]*((fMixtComp[nc]>=20) ? a_pure[nnc] : amol[nnc]); 
714       density += fMixtProp[nc]*rho;  // density of the mixture
715       
716     }
717
718   // mixture proportions by weight!
719
720   for(nc = 0;nc<fNoComp;nc++)
721     {
722
723       Int_t nnc = (fMixtComp[nc]>=20) ? fMixtComp[nc]%20 : fMixtComp[nc]%10;
724
725       wmat[nc] = fMixtProp[nc]*((fMixtComp[nc]>=20) ? a_pure[nnc] : amol[nnc])/am;
726
727     }  
728   
729   AliMixture(31,"Drift gas 1",amat,zmat,density,fNoComp,wmat);
730   AliMixture(32,"Drift gas 2",amat,zmat,density,fNoComp,wmat);
731   AliMixture(33,"Drift gas 3",amat,zmat,density,fNoComp,wmat); 
732
733   AliMedium(2, "Drift gas 1", 31, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., 999.,.1, .001, .001);
734   AliMedium(3, "Drift gas 2", 32, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., 999.,.1, .001, .001);
735   AliMedium(4, "Drift gas 3", 33, 1, ISXFLD, SXMGMX, 10., 999.,.1, .001, .001);
736
737   // Air 
738
739   AliMaterial(24, "Air", 14.61, 7.3, .001205, 30420., 67500.);
740
741   AliMedium(24, "Air", 24, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .1, .1);
742
743   //----------------------------------------------------------------------
744   //               solid materials
745   //----------------------------------------------------------------------
746
747   // Al
748
749   AliMaterial(30, "Al", 26.98, 13., 2.7, 8.9, 37.2);
750
751   AliMedium(0, "Al",30, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .1,   .1);
752
753   // Si
754
755   AliMaterial(31, "Si", 28.086, 14.,2.33, 9.36, 999.);
756
757   AliMedium(7, "Al",31, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .1,   .1);
758   
759
760   // Mylar C5H4O2
761
762   amat[0]=12.011;
763   amat[1]=1.;
764   amat[2]=15.9994;
765
766   zmat[0]=6.;
767   zmat[1]=1.;
768   zmat[2]=8.;
769
770   wmat[0]=5.;
771   wmat[1]=4.;
772   wmat[2]=2.; 
773
774   density = 1.39;
775   
776   AliMixture(32, "Mylar",amat,zmat,density,-3,wmat);
777
778   AliMedium(5, "Mylar",32, 0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
779
780
781
782
783   // Carbon (normal)
784
785   AliMaterial(33,"C normal",12.011,6.,2.265,18.8,999.);
786
787   AliMedium(6,"C normal",33,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
788
789   // G10 for inner and outr field cage
790   // G10 is 60% SiO2 + 40% epoxy, right now I use A and Z for SiO2
791
792   Float_t rhoFactor;
793
794   amat[0]=28.086;
795   amat[1]=15.9994;
796
797   zmat[0]=14.;
798   zmat[1]=8.;
799
800   wmat[0]=1.;
801   wmat[1]=2.;
802
803   density = 1.7;
804   
805
806   AliMixture(34,"G10 aux.",amat,zmat,density,-2,wmat);
807
808
809   gMC->Gfmate((*fIdmate)[34],namate,a,z,rho,X0,absl,buf,nbuf);
810
811   Float_t thickX0 = 0.0052; // field cage in X0 units
812   
813   Float_t thick = 2.; // in cm
814
815   X0=19.4; // G10 
816
817   rhoFactor = X0*thickX0/thick;
818   density = rho*rhoFactor;
819
820   AliMaterial(35,"G10-fc",a,z,density,999.,999.);
821
822   AliMedium(8,"G10-fc",35,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
823
824   thickX0 = 0.0027; // inner vessel (eta <0.9)
825   thick=0.5;
826   rhoFactor = X0*thickX0/thick;
827   density = rho*rhoFactor;
828
829   AliMaterial(36,"G10-iv",a,z,density,999.,999.);  
830
831   AliMedium(9,"G10-iv",36,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
832
833   //  Carbon fibre  
834   
835   gMC->Gfmate((*fIdmate)[33],namate,a,z,rho,X0,absl,buf,nbuf);
836
837   thickX0 = 0.0133; // outer vessel
838   thick=3.0;
839   rhoFactor = X0*thickX0/thick;
840   density = rho*rhoFactor;
841
842
843   AliMaterial(37,"C-ov",a,z,density,999.,999.);
844
845   AliMedium(10,"C-ov",37,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);  
846
847   thickX0=0.015; // inner vessel (cone, eta > 0.9)
848   thick=1.5;
849   rhoFactor = X0*thickX0/thick;
850   density = rho*rhoFactor;
851
852   AliMaterial(38,"C-ivc",a,z,density,999.,999.);
853
854   AliMedium(11,"C-ivc",38,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., .1, .1, .001, .01);
855
856   //
857
858   AliMedium(12,"CO2",10,0, ISXFLD, SXMGMX, 10., 999.,.1, .001, .001);
859     
860
861
862 }
863
864 //_____________________________________________________________________________
865 struct Bin {
866    const AliTPCdigit *dig;
867    int idx;
868    Bin() {dig=0; idx=-1;}
869 };
870
871 struct PreCluster : public AliTPCcluster {
872    const AliTPCdigit* summit;
873    int idx;
874    int cut;
875    int npeaks;
876    PreCluster();
877 };
878 PreCluster::PreCluster() : AliTPCcluster() {cut=npeaks=0;}
879
880
881 //_____________________________________________________________________________
882 static void FindCluster(int i, int j, Bin bins[][MAXTPCTBK+2], PreCluster &c) 
883 {
884   //
885   // Find clusters
886   //
887   Bin& b=bins[i][j];
888   double q=double(b.dig->fSignal);
889
890   if (q<0) { // digit is at the edge of the pad row
891     q=-q;
892     c.cut=1;
893   } 
894   if (b.idx >= 0 && b.idx != c.idx) {
895     c.idx=b.idx;
896     c.npeaks++;
897   }
898   
899   if (q > TMath::Abs(c.summit->fSignal)) c.summit=b.dig;
900   
901   c.fY += i*q;
902   c.fZ += j*q;
903   c.fSigmaY2 += i*i*q;
904   c.fSigmaZ2 += j*j*q;
905   c.fQ += q;
906
907   b.dig = 0;  b.idx = c.idx;
908   
909   if (bins[i-1][j].dig) FindCluster(i-1,j,bins,c);
910   if (bins[i][j-1].dig) FindCluster(i,j-1,bins,c);
911   if (bins[i+1][j].dig) FindCluster(i+1,j,bins,c);
912   if (bins[i][j+1].dig) FindCluster(i,j+1,bins,c);
913   
914 }
915
916 //_____________________________________________________________________________
917 void AliTPC::Digits2Clusters()
918 {
919   //
920   // simple TPC cluster finder from digits.
921   //
922   //
923   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
924   
925   const Int_t MAX_PAD=200+2, MAX_BUCKET=MAXTPCTBK+2;
926   const Int_t Q_min=60;
927   const Int_t THRESHOLD=20;
928   
929   TTree *t=(TTree*)gDirectory->Get("TreeD0_Param1");
930   t->GetBranch("Digits")->SetAddress(&fDigits);
931   Int_t sectors_by_rows=(Int_t)t->GetEntries();
932   
933   int ncls=0;
934   
935   for (Int_t n=0; n<sectors_by_rows; n++) {
936     if (!t->GetEvent(n)) continue;
937     Bin bins[MAX_PAD][MAX_BUCKET];
938     AliTPCdigit *dig=(AliTPCdigit*)fDigits->UncheckedAt(0);
939     Int_t nsec=dig->fSector, nrow=dig->fPadRow;
940     Int_t ndigits=fDigits->GetEntriesFast();
941     
942     int npads;  int sign_z;
943     if (nsec<25) {
944       sign_z=(nsec<13) ? 1 : -1;
945       npads=fTPCParam->GetNPadsLow(nrow-1);
946     } else {
947       sign_z=(nsec<49) ? 1 : -1;
948       npads=fTPCParam->GetNPadsUp(nrow-1);
949     }
950     
951     int ndig;
952     for (ndig=0; ndig<ndigits; ndig++) {
953       dig=(AliTPCdigit*)fDigits->UncheckedAt(ndig);
954       int i=dig->fPad, j=dig->fTime;
955       if (dig->fSignal >= THRESHOLD) bins[i][j].dig=dig;
956       if (i==1 || i==npads || j==1 || j==MAXTPCTBK) dig->fSignal*=-1;
957     }
958     
959     int ncl=0;
960     int i,j;
961     
962     for (i=1; i<MAX_PAD-1; i++) {
963       for (j=1; j<MAX_BUCKET-1; j++) {
964         if (bins[i][j].dig == 0) continue;
965         PreCluster c; c.summit=bins[i][j].dig; c.idx=ncls;
966         FindCluster(i, j, bins, c);
967         c.fY /= c.fQ;
968         c.fZ /= c.fQ;
969
970         double s2 = c.fSigmaY2/c.fQ - c.fY*c.fY;
971         c.fSigmaY2 = s2 + 1./12.;
972         c.fSigmaY2 *= fTPCParam->GetPadPitchWidth()*
973                       fTPCParam->GetPadPitchWidth();
974         if (s2 != 0.) c.fSigmaY2 *= 0.022*8*4;
975
976         s2 = c.fSigmaZ2/c.fQ - c.fZ*c.fZ;
977         c.fSigmaZ2 = s2 + 1./12.;
978         c.fSigmaZ2 *= fTPCParam->GetZWidth()*fTPCParam->GetZWidth();
979         if (s2 != 0.) c.fSigmaZ2 *= 0.068*4*4;
980
981         c.fY = (c.fY - 0.5 - 0.5*npads)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
982         c.fZ = fTPCParam->GetZWidth()*(c.fZ+1); 
983         c.fZ -= 3.*fTPCParam->GetZSigma(); // PASA delay 
984         c.fZ = sign_z*(z_end - c.fZ);
985         //c.fZ += 0.023;
986         c.fSector=nsec;
987         c.fPadRow=nrow;
988         c.fTracks[0]=c.summit->fTracks[0];
989         c.fTracks[1]=c.summit->fTracks[1];
990         c.fTracks[2]=c.summit->fTracks[2];
991
992         if (c.cut) {
993           c.fSigmaY2 *= 25.;
994           c.fSigmaZ2 *= 4.;
995         }
996         
997         AddCluster(c); ncls++; ncl++;
998       }
999     }
1000     
1001     for (ndig=0; ndig<ndigits; ndig++) {
1002       dig=(AliTPCdigit*)fDigits->UncheckedAt(ndig);
1003       if (TMath::Abs(dig->fSignal) >= 0) 
1004         bins[dig->fPad][dig->fTime].dig=dig;
1005     }
1006     
1007     for (i=1; i<MAX_PAD-1; i++) {
1008       for (j=1; j<MAX_BUCKET-1; j++) {
1009         if (bins[i][j].dig == 0) continue;
1010         PreCluster c; c.summit=bins[i][j].dig; c.idx=ncls;
1011         FindCluster(i, j, bins, c);
1012         if (c.fQ <= Q_min) continue; //noise cluster
1013         if (c.npeaks>1) continue;    //overlapped cluster
1014         c.fY /= c.fQ;
1015         c.fZ /= c.fQ;
1016
1017         double s2 = c.fSigmaY2/c.fQ - c.fY*c.fY;
1018         c.fSigmaY2 = s2 + 1./12.;
1019         c.fSigmaY2 *= fTPCParam->GetPadPitchWidth()*
1020                       fTPCParam->GetPadPitchWidth();
1021         if (s2 != 0.) c.fSigmaY2 *= 0.022*4*0.6*4;
1022
1023         s2 = c.fSigmaZ2/c.fQ - c.fZ*c.fZ;
1024         c.fSigmaZ2 = s2 + 1./12.;
1025         c.fSigmaZ2 *= fTPCParam->GetZWidth()*fTPCParam->GetZWidth();
1026         if (s2 != 0.) c.fSigmaZ2 *= 0.068*4*0.4;
1027
1028         c.fY = (c.fY - 0.5 - 0.5*npads)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
1029         c.fZ = fTPCParam->GetZWidth()*(c.fZ+1); 
1030         c.fZ -= 3.*fTPCParam->GetZSigma(); // PASA delay 
1031         c.fZ = sign_z*(z_end - c.fZ);
1032         //c.fZ += 0.023;
1033         c.fSector=nsec;
1034         c.fPadRow=nrow;
1035         c.fTracks[0]=c.summit->fTracks[0];
1036         c.fTracks[1]=c.summit->fTracks[1];
1037         c.fTracks[2]=c.summit->fTracks[2];
1038         
1039         if (c.cut) {
1040           c.fSigmaY2 *= 25.;
1041           c.fSigmaZ2 *= 4.;
1042         }
1043         
1044         if (c.npeaks==0) {AddCluster(c); ncls++; ncl++;}
1045         else {
1046           new ((*fClusters)[c.idx]) AliTPCcluster(c);
1047         }
1048       }
1049     }
1050     
1051     cerr<<"sector, row, digits, clusters: "
1052         <<nsec<<' '<<nrow<<' '<<ndigits<<' '<<ncl<<"                  \r";
1053     
1054     fDigits->Clear();
1055     
1056   }
1057 }
1058
1059 //_____________________________________________________________________________
1060 void AliTPC::ElDiff(Float_t *xyz)
1061 {
1062   //--------------------------------------------------
1063   // calculates the diffusion of a single electron
1064   //--------------------------------------------------
1065
1066   //-----------------------------------------------------------------
1067   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1068   //-----------------------------------------------------------------
1069   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1070   Float_t driftl;
1071   
1072   Float_t z0=xyz[2];
1073
1074   driftl=z_end-TMath::Abs(xyz[2]);
1075
1076   if(driftl<0.01) driftl=0.01;
1077
1078   // check the attachment
1079
1080   driftl=TMath::Sqrt(driftl);
1081
1082   //  Float_t sig_t = driftl*diff_t;
1083   //Float_t sig_l = driftl*diff_l;
1084   Float_t sig_t = driftl*fTPCParam->GetDiffT();
1085   Float_t sig_l = driftl*fTPCParam->GetDiffL();
1086   xyz[0]=gRandom->Gaus(xyz[0],sig_t);
1087   xyz[1]=gRandom->Gaus(xyz[1],sig_t);
1088   xyz[2]=gRandom->Gaus(xyz[2],sig_l);
1089   
1090   if (TMath::Abs(xyz[2])>z_end){
1091     xyz[2]=TMath::Sign(z_end,z0);
1092   }
1093   if(xyz[2]*z0 < 0.){
1094     Float_t eps = 0.0001;
1095     xyz[2]=TMath::Sign(eps,z0);
1096   } 
1097 }
1098
1099 //_____________________________________________________________________________
1100 void AliTPC::Hits2Clusters()
1101 {
1102   //--------------------------------------------------------
1103   // TPC simple cluster generator from hits
1104   // obtained from the TPC Fast Simulator
1105   // The point errors are taken from the parametrization
1106   //--------------------------------------------------------
1107
1108   //-----------------------------------------------------------------
1109   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1110   //-----------------------------------------------------------------
1111   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1112   Float_t sigma_rphi,sigma_z,cl_rphi,cl_z;
1113   //
1114   TParticle *particle; // pointer to a given particle
1115   AliTPChit *tpcHit; // pointer to a sigle TPC hit
1116   TClonesArray *Particles; //pointer to the particle list
1117   Int_t sector,nhits;
1118   Int_t ipart;
1119   Float_t xyz[5];
1120   Float_t pl,pt,tanth,rpad,ratio;
1121   Float_t cph,sph;
1122   
1123   //---------------------------------------------------------------
1124   //  Get the access to the tracks 
1125   //---------------------------------------------------------------
1126   
1127   TTree *TH = gAlice->TreeH();
1128   Stat_t ntracks = TH->GetEntries();
1129   
1130   //------------------------------------------------------------
1131   // Loop over all sectors (72 sectors)
1132   // Sectors 1-24 are lower sectors, 1-12 z>0, 13-24 z<0
1133   // Sectors 25-72 are upper sectors, 25-48 z>0, 49-72 z<0
1134   //
1135   // First cluster for sector 1 starts at "0"
1136   //------------------------------------------------------------
1137   
1138   
1139   fClustersIndex[0] = 0;
1140   
1141   //
1142   for(Int_t isec=1;isec<fNsectors+1;isec++){
1143     //MI change
1144     fTPCParam->AdjustAngles(isec,cph,sph);
1145     
1146     //------------------------------------------------------------
1147     // Loop over tracks
1148     //------------------------------------------------------------
1149     
1150     for(Int_t track=0;track<ntracks;track++){
1151       ResetHits();
1152       TH->GetEvent(track);
1153       //
1154       //  Get number of the TPC hits and a pointer
1155       //  to the particles
1156       //
1157       nhits=fHits->GetEntriesFast();
1158       Particles=gAlice->Particles();
1159       //
1160       // Loop over hits
1161       //
1162       for(Int_t hit=0;hit<nhits;hit++){
1163         tpcHit=(AliTPChit*)fHits->UncheckedAt(hit);
1164         sector=tpcHit->fSector; // sector number
1165         if(sector != isec) continue; //terminate iteration
1166         ipart=tpcHit->fTrack;
1167         particle=(TParticle*)Particles->UncheckedAt(ipart);
1168         pl=particle->Pz();
1169         pt=particle->Pt();
1170         if(pt < 1.e-9) pt=1.e-9;
1171         tanth=pl/pt;
1172         tanth = TMath::Abs(tanth);
1173         rpad=TMath::Sqrt(tpcHit->fX*tpcHit->fX + tpcHit->fY*tpcHit->fY);
1174         ratio=0.001*rpad/pt; // pt must be in MeV/c - historical reason
1175         
1176         //   space-point resolutions
1177         
1178         sigma_rphi=SigmaY2(rpad,tanth,pt);
1179         sigma_z   =SigmaZ2(rpad,tanth   );
1180         
1181         //   cluster widths
1182         
1183         cl_rphi=ac_rphi-bc_rphi*rpad*tanth+cc_rphi*ratio*ratio;
1184         cl_z=ac_z-bc_z*rpad*tanth+cc_z*tanth*tanth;
1185         
1186         // temporary protection
1187         
1188         if(sigma_rphi < 0.) sigma_rphi=0.4e-3;
1189         if(sigma_z < 0.) sigma_z=0.4e-3;
1190         if(cl_rphi < 0.) cl_rphi=2.5e-3;
1191         if(cl_z < 0.) cl_z=2.5e-5;
1192         
1193         //
1194         
1195         //
1196         // smearing --> rotate to the 1 (13) or to the 25 (49) sector,
1197         // then the inaccuracy in a X-Y plane is only along Y (pad row)!
1198         //
1199         Float_t xprim= tpcHit->fX*cph + tpcHit->fY*sph;
1200         Float_t yprim=-tpcHit->fX*sph + tpcHit->fY*cph;
1201         xyz[0]=gRandom->Gaus(yprim,TMath::Sqrt(sigma_rphi));   // y
1202         Double_t alpha=(sector<25) ? alpha_low : alpha_up;
1203         if (TMath::Abs(xyz[0]/xprim) > TMath::Tan(0.5*alpha)) xyz[0]=yprim;
1204         xyz[1]=gRandom->Gaus(tpcHit->fZ,TMath::Sqrt(sigma_z)); // z 
1205         if (TMath::Abs(xyz[1]) > 250) xyz[1]=tpcHit->fZ;
1206         xyz[2]=tpcHit->fQ;                                     // q
1207         xyz[3]=sigma_rphi;                                     // fSigmaY2
1208         xyz[4]=sigma_z;                                        // fSigmaZ2
1209                 
1210         // and finally add the cluster
1211         Int_t tracks[5]={tpcHit->fTrack, -1, -1, sector, tpcHit->fPadRow};
1212         AddCluster(xyz,tracks);
1213         
1214       } // end of loop over hits
1215     }   // end of loop over tracks 
1216     
1217     fClustersIndex[isec] = fNclusters; // update clusters index
1218     
1219   } // end of loop over sectors
1220   
1221   fClustersIndex[fNsectors]--; // set end of the clusters buffer
1222   
1223 }
1224
1225
1226 void AliTPC::Hits2Digits()  
1227
1228
1229  //----------------------------------------------------
1230   // Loop over all sectors (72 sectors)
1231   // Sectors 1-24 are lower sectors, 1-12 z>0, 13-24 z<0
1232   // Sectors 25-72 are upper sectors, 25-48 z>0, 49-72 z<0
1233   //----
1234   for(Int_t isec=0;isec<fNsectors;isec++)  Hits2DigitsSector(isec);
1235 }
1236
1237
1238 //_____________________________________________________________________________
1239 void AliTPC::Hits2DigitsSector(Int_t isec)
1240 {
1241   //-------------------------------------------------------------------
1242   // TPC conversion from hits to digits.
1243   //------------------------------------------------------------------- 
1244
1245   //-----------------------------------------------------------------
1246   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1247   //-----------------------------------------------------------------
1248
1249   //-------------------------------------------------------
1250   //  Get the access to the track hits
1251   //-------------------------------------------------------
1252
1253   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1254   TTree *TH = gAlice->TreeH(); // pointer to the hits tree
1255   Stat_t ntracks = TH->GetEntries();
1256
1257   if( ntracks > 0){
1258
1259   //------------------------------------------- 
1260   //  Only if there are any tracks...
1261   //-------------------------------------------
1262
1263     
1264     // TObjArrays for three neighouring pad-rows
1265
1266     TObjArray **rowTriplet = new TObjArray* [3]; 
1267     
1268     // TObjArray-s for each pad-row
1269
1270     TObjArray **row;
1271       
1272     for (Int_t trip=0;trip<3;trip++){  
1273       rowTriplet[trip]=new TObjArray;
1274     }
1275
1276
1277     
1278       printf("*** Processing sector number %d ***\n",isec);
1279
1280       Int_t nrows =fTPCParam->GetNRow(isec);
1281
1282       row= new TObjArray* [nrows];
1283     
1284       MakeSector(isec,nrows,TH,ntracks,row);
1285
1286       //--------------------------------------------------------
1287       //   Digitize this sector, row by row
1288       //   row[i] is the pointer to the TObjArray of TVectors,
1289       //   each one containing electrons accepted on this
1290       //   row, assigned into tracks
1291       //--------------------------------------------------------
1292
1293       Int_t i;
1294
1295       for (i=0;i<nrows;i++){
1296
1297         // Triplets for i = 0 and i=1 are identical!
1298         // The same for i = nrows-1 and nrows!
1299
1300         if(i != 1 && i != nrows-1){
1301            MakeTriplet(i,rowTriplet,row);
1302          }
1303
1304             DigitizeRow(i,isec,rowTriplet);
1305
1306             fDigParam->Fill();
1307
1308             Int_t ndig=fDigParam->GetArray()->GetEntriesFast();
1309
1310             printf("*** Sector, row, digits %d %d %d ***\n",isec,i,ndig);
1311
1312             ResetDigits(); // reset digits for this row after storing them
1313              
1314        } // end of the sector digitization
1315      
1316        // delete the last triplet
1317
1318        for (i=0;i<3;i++) rowTriplet[i]->Delete();
1319           
1320        delete [] row; // delete the array of pointers to TObjArray-s
1321         
1322   } // ntracks >0
1323 } // end of Hits2Digits
1324 //_____________________________________________________________________________
1325 void AliTPC::MakeTriplet(Int_t row,
1326                          TObjArray **rowTriplet, TObjArray **prow)
1327 {
1328   //------------------------------------------------------------------
1329   //  Makes the "triplet" of the neighbouring pad-row for the
1330   //  digitization including the cross-talk between the pad-rows
1331   //------------------------------------------------------------------
1332
1333   //-----------------------------------------------------------------
1334   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1335   //-----------------------------------------------------------------
1336
1337   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1338   Float_t gasgain = fTPCParam->GetGasGain();
1339   Int_t nTracks[3];
1340
1341   Int_t nElements,nElectrons;
1342
1343   TVector *pv;
1344   TVector *tv;
1345
1346   //-------------------------------------------------------------------
1347   // pv is an "old" track, i.e. label + triplets of (x,y,z) 
1348   // for each electron
1349   //
1350   //-------------------------------------------------------------------
1351
1352
1353   Int_t i1,i2;
1354   Int_t nel,nt;
1355
1356   if(row == 0 || row == 1){
1357
1358   // create entire triplet for the first AND the second row
1359
1360     nTracks[0] = prow[0]->GetEntries();
1361     nTracks[1] = prow[1]->GetEntries();
1362     nTracks[2] = prow[2]->GetEntries();
1363
1364     for(i1=0;i1<3;i1++){
1365       nt = nTracks[i1]; // number of tracks for this row
1366
1367       for(i2=0;i2<nt;i2++){
1368         pv = (TVector*)prow[i1]->At(i2);
1369         TVector &v1 = *pv;
1370         nElements = pv->GetNrows(); 
1371         nElectrons = (nElements-1)/3;
1372
1373         tv = new TVector(4*nElectrons+1); // create TVector for a modified track
1374         TVector &v2 = *tv;
1375         v2(0)=v1(0); //track label
1376
1377         for(nel=0;nel<nElectrons;nel++){        
1378           Int_t idx1 = nel*3;
1379           Int_t idx2 = nel*4;
1380           // Avalanche, including fluctuations
1381           Int_t aval = (Int_t) (-gasgain*TMath::Log(gRandom->Rndm()));
1382           v2(idx2+1)= v1(idx1+1);
1383           v2(idx2+2)= v1(idx1+2);
1384           v2(idx2+3)= v1(idx1+3);
1385           v2(idx2+4)= (Float_t)aval; // in number of electrons!        
1386         } // end of loop over electrons
1387         //
1388         //  Add this track to a row 
1389         //
1390
1391         rowTriplet[i1]->Add(tv); 
1392
1393
1394       } // end of loop over tracks for this row
1395
1396       prow[i1]->Delete(); // remove "old" tracks
1397       delete prow[i1]; // delete  TObjArray for this row
1398       prow[i1]=0; // set pointer to NULL
1399
1400     } // end of loop over row triplets
1401
1402
1403   }
1404   else{
1405    
1406     rowTriplet[0]->Delete(); // remove old lower row
1407
1408     nTracks[0]=rowTriplet[1]->GetEntries(); // previous middle row
1409     nTracks[1]=rowTriplet[2]->GetEntries(); // previous upper row
1410     nTracks[2]=prow[row+1]->GetEntries(); // next row
1411     
1412
1413     //------------------------------------------- 
1414     //  shift new tracks downwards
1415     //-------------------------------------------
1416
1417     for(i1=0;i1<nTracks[0];i1++){
1418       pv=(TVector*)rowTriplet[1]->At(i1);
1419       rowTriplet[0]->Add(pv); 
1420     }       
1421
1422     rowTriplet[1]->Clear(); // leave tracks on the heap!!!
1423
1424     for(i1=0;i1<nTracks[1];i1++){
1425       pv=(TVector*)rowTriplet[2]->At(i1);
1426       rowTriplet[1]->Add(pv);
1427     }
1428
1429     rowTriplet[2]->Clear(); // leave tracks on the heap!!!
1430
1431     //---------------------------------------------
1432     //  Create new upper row
1433     //---------------------------------------------
1434
1435     
1436
1437     for(i1=0;i1<nTracks[2];i1++){
1438         pv = (TVector*)prow[row+1]->At(i1);
1439         TVector &v1 = *pv;
1440         nElements = pv->GetNrows();
1441         nElectrons = (nElements-1)/3;
1442
1443         tv = new TVector(4*nElectrons+1); // create TVector for a modified track
1444         TVector &v2 = *tv;
1445         v2(0)=v1(0); //track label
1446
1447         for(nel=0;nel<nElectrons;nel++){
1448         
1449           Int_t idx1 = nel*3;
1450           Int_t idx2 = nel*4;
1451           // Avalanche, including fluctuations
1452           Int_t aval = (Int_t) 
1453             (-gasgain*TMath::Log(gRandom->Rndm()));
1454           
1455           v2(idx2+1)= v1(idx1+1); 
1456           v2(idx2+2)= v1(idx1+2);
1457           v2(idx2+3)= v1(idx1+3);
1458           v2(idx2+4)= (Float_t)aval; // in number of electrons!        
1459         } // end of loop over electrons
1460
1461           rowTriplet[2]->Add(tv);
1462      
1463     } // end of loop over tracks
1464          
1465     prow[row+1]->Delete(); // delete tracks for this row
1466     delete prow[row+1];  // delete TObjArray for this row
1467     prow[row+1]=0; // set a pointer to NULL
1468
1469   }
1470
1471 }  // end of MakeTriplet
1472 //_____________________________________________________________________________
1473 void AliTPC::ExB(Float_t *xyz)
1474 {
1475   //------------------------------------------------
1476   //  ExB at the wires and wire number calulation
1477   //------------------------------------------------
1478   
1479   //-----------------------------------------------------------------
1480   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1481   //-----------------------------------------------------------------
1482    AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1483
1484    Float_t x1=xyz[0];
1485    fTPCParam->GetWire(x1);        //calculate nearest wire position
1486    Float_t dx=xyz[0]-x1;
1487    xyz[1]+=dx*fTPCParam->GetOmegaTau();
1488
1489 } // end of ExB
1490 //_____________________________________________________________________________
1491 void AliTPC::DigitizeRow(Int_t irow,Int_t isec,TObjArray **rowTriplet)
1492 {
1493   //-----------------------------------------------------------
1494   // Single row digitization, coupling from the neighbouring
1495   // rows taken into account
1496   //-----------------------------------------------------------
1497
1498   //-----------------------------------------------------------------
1499   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1500   //-----------------------------------------------------------------
1501  
1502
1503   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1504   Float_t chipgain= fTPCParam->GetChipGain();
1505   Float_t zerosup = fTPCParam->GetZeroSup();
1506   Int_t nrows =fTPCParam->GetNRow(isec);
1507   
1508   Int_t nTracks[3];
1509   Int_t n_of_pads[3];
1510   Int_t IndexRange[4];
1511   Int_t i1;
1512   Int_t iFlag; 
1513
1514   //
1515   // iFlag = 0 -> inner row, iFlag = 1 -> the middle one, iFlag = 2 -> the outer one
1516   //
1517
1518   nTracks[0]=rowTriplet[0]->GetEntries(); // lower row
1519   nTracks[1]=rowTriplet[1]->GetEntries(); // middle row
1520   nTracks[2]=rowTriplet[2]->GetEntries(); // upper row
1521
1522     
1523   if(irow == 0){
1524     iFlag=0;
1525     n_of_pads[0]=fTPCParam->GetNPads(isec,0);
1526     n_of_pads[1]=fTPCParam->GetNPads(isec,1);
1527   }
1528   else if(irow == nrows-1){
1529      iFlag=2;
1530      n_of_pads[1]=fTPCParam->GetNPads(isec,irow-1);
1531      n_of_pads[2]=fTPCParam->GetNPads(isec,irow);
1532   }
1533   else {
1534     iFlag=1;
1535     for(i1=0;i1<3;i1++){
1536        n_of_pads[i1]=fTPCParam->GetNPads(isec,irow-1+i1);
1537     }
1538   }
1539  
1540   //
1541   //  Integrated signal for this row
1542   //  and a single track signal
1543   // 
1544    
1545   TMatrix *m1   = new TMatrix(0,n_of_pads[iFlag]-1,0,MAXTPCTBK-1); // integrated
1546   TMatrix *m2   = new TMatrix(0,n_of_pads[iFlag]-1,0,MAXTPCTBK-1); // single
1547
1548   //
1549
1550   TMatrix &Total  = *m1;
1551
1552   //  Array of pointers to the label-signal list
1553
1554   Int_t NofDigits = n_of_pads[iFlag]*MAXTPCTBK; // number of digits for this row
1555
1556   Float_t  **pList = new Float_t* [NofDigits]; 
1557
1558   Int_t lp;
1559
1560   for(lp=0;lp<NofDigits;lp++)pList[lp]=0; // set all pointers to NULL
1561
1562   //
1563   //  Straight signal and cross-talk, cross-talk is integrated over all
1564   //  tracks and added to the signal at the very end
1565   //
1566    
1567
1568   for (i1=0;i1<nTracks[iFlag];i1++){
1569
1570     m2->Zero(); // clear single track signal matrix
1571   
1572     Float_t TrackLabel = 
1573       GetSignal(rowTriplet[iFlag],i1,n_of_pads[iFlag],m2,m1,IndexRange); 
1574
1575     GetList(TrackLabel,n_of_pads[iFlag],m2,IndexRange,pList);
1576
1577   }
1578
1579   // 
1580   //  Cross talk from the neighbouring pad-rows
1581   //
1582
1583   TMatrix *m3 =  new TMatrix(0,n_of_pads[iFlag]-1,0,MAXTPCTBK-1); // cross-talk
1584
1585   TMatrix &Cross = *m3;
1586
1587   if(iFlag == 0){
1588
1589     // cross-talk from the outer row only (first pad row)
1590
1591     GetCrossTalk(0,rowTriplet[1],nTracks[1],n_of_pads,m3);
1592
1593   }
1594   else if(iFlag == 2){
1595
1596     // cross-talk from the inner row only (last pad row)
1597
1598     GetCrossTalk(2,rowTriplet[1],nTracks[1],n_of_pads,m3);
1599
1600   }
1601   else{
1602
1603     // cross-talk from both inner and outer rows
1604
1605     GetCrossTalk(3,rowTriplet[0],nTracks[0],n_of_pads,m3); // inner
1606     GetCrossTalk(4,rowTriplet[2],nTracks[2],n_of_pads,m3); //outer
1607   }
1608
1609   Total += Cross; // add the cross-talk
1610
1611   //
1612   //  Convert analog signal to ADC counts
1613   //
1614    
1615   Int_t tracks[3];
1616   Int_t digits[5];
1617
1618
1619   for(Int_t ip=0;ip<n_of_pads[iFlag];ip++){
1620     for(Int_t it=0;it<MAXTPCTBK;it++){
1621
1622       Float_t q = Total(ip,it);
1623
1624       Int_t gi =it*n_of_pads[iFlag]+ip; // global index
1625
1626       q = gRandom->Gaus(q,fTPCParam->GetNoise()); // apply noise
1627       q *= (q_el*1.e15); // convert to fC
1628       q *= chipgain; // convert to mV   
1629       q *= (adc_sat/dyn_range); // convert to ADC counts  
1630
1631       if(q <zerosup) continue; // do not fill zeros
1632       if(q > adc_sat) q = adc_sat;  // saturation
1633
1634       //
1635       //  "real" signal or electronic noise (list = -1)?
1636       //    
1637
1638       for(Int_t j1=0;j1<3;j1++){
1639         tracks[j1] = (pList[gi]) ?(Int_t)(*(pList[gi]+j1)) : -1;
1640       }
1641
1642       digits[0]=isec;
1643       digits[1]=irow;
1644       digits[2]=ip;
1645       digits[3]=it;
1646       digits[4]= (Int_t)q;
1647
1648       //  Add this digit
1649
1650       AddDigit(tracks,digits);
1651     
1652     } // end of loop over time buckets
1653   }  // end of lop over pads 
1654
1655   //
1656   //  This row has been digitized, delete nonused stuff
1657   //
1658
1659   for(lp=0;lp<NofDigits;lp++){
1660     if(pList[lp]) delete [] pList[lp];
1661   }
1662   
1663   delete [] pList;
1664
1665   delete m1;
1666   delete m2;
1667   delete m3;
1668
1669 } // end of DigitizeRow
1670 //_____________________________________________________________________________
1671 Float_t AliTPC::GetSignal(TObjArray *p1, Int_t ntr, Int_t np, TMatrix *m1, TMatrix *m2,
1672                           Int_t *IndexRange)
1673 {
1674
1675   //---------------------------------------------------------------
1676   //  Calculates 2-D signal (pad,time) for a single track,
1677   //  returns a pointer to the signal matrix and the track label 
1678   //  No digitization is performed at this level!!!
1679   //---------------------------------------------------------------
1680
1681   //-----------------------------------------------------------------
1682   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1683   //-----------------------------------------------------------------
1684
1685   TVector *tv;
1686   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1687   AliTPCPRF2D * fPRF2D = &(fDigParam->GetPRF2D());
1688   AliTPCRF1D  * fRF    = &(fDigParam->GetRF()); 
1689  
1690   //to make the code faster we put parameters  to the stack
1691
1692   Float_t zwidth  = fTPCParam->GetZWidth();
1693   Float_t zwidthm1  =1./zwidth;
1694
1695   tv = (TVector*)p1->At(ntr); // pointer to a track
1696   TVector &v = *tv;
1697   
1698   Float_t label = v(0);
1699
1700   Int_t CentralPad = (np-1)/2;
1701   Int_t PadNumber;
1702   Int_t nElectrons = (tv->GetNrows()-1)/4;
1703   Float_t range=((np-1)/2 + 0.5)*fTPCParam->GetPadPitchWidth(); // pad range
1704
1705   range -= 0.5; // dead zone, 5mm from the edge, according to H.G. Fischer
1706   
1707   Float_t IneffFactor = 0.5; // inefficiency in the gain close to the edge, as above
1708
1709
1710   Float_t PadSignal[7]; // signal from a single electron
1711
1712   TMatrix &signal = *m1;
1713   TMatrix &total = *m2;
1714
1715
1716   IndexRange[0]=9999; // min pad
1717   IndexRange[1]=-1; // max pad
1718   IndexRange[2]=9999; //min time
1719   IndexRange[3]=-1; // max time
1720
1721   //
1722   //  Loop over all electrons
1723   //
1724
1725   for(Int_t nel=0; nel<nElectrons; nel++){
1726    Int_t idx=nel*4;
1727    Float_t xwire = v(idx+1);
1728    Float_t y = v(idx+2);
1729    Float_t z = v(idx+3);
1730
1731
1732    Float_t absy=TMath::Abs(y);
1733    
1734    if(absy < 0.5*fTPCParam->GetPadPitchWidth()){
1735      PadNumber=CentralPad;
1736    }
1737    else if (absy < range){
1738      PadNumber=(Int_t) ((absy-0.5*fTPCParam->GetPadPitchWidth())/fTPCParam->GetPadPitchWidth());
1739      PadNumber=(Int_t) (TMath::Sign((Float_t)PadNumber, y)+CentralPad);
1740    }
1741    else continue; // electron out of pad-range , lost at the sector edge
1742     
1743    Float_t aval = (absy<range-0.5) ? v(idx+4):v(idx+4)*IneffFactor;
1744    
1745
1746    Float_t dist = y - (Float_t)(PadNumber-CentralPad)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
1747    for (Int_t i=0;i<7;i++){
1748      PadSignal[i]=fPRF2D->GetPRF(dist+(i-3)*fTPCParam->GetPadPitchWidth(),xwire)*aval;
1749      PadSignal[i] *= fTPCParam->GetPadCoupling();
1750    }
1751
1752    Int_t  LeftPad = TMath::Max(0,PadNumber-3);
1753    Int_t  RightPad = TMath::Min(np-1,PadNumber+3);
1754
1755    Int_t pmin=LeftPad-PadNumber+3; // lower index of the pad_signal vector
1756    Int_t pmax=RightPad-PadNumber+3; // upper index     
1757    
1758    Float_t z_drift = z*zwidthm1;
1759    Float_t z_offset = z_drift-(Int_t)z_drift;
1760   //distance to the centre of nearest time bin (in time bin units)
1761    Int_t FirstBucket = (Int_t)z_drift; 
1762
1763
1764    // loop over time bins (4 bins is enough - 3 sigma truncated Gaussian)
1765    for (Int_t i2=0;i2<4;i2++){          
1766      Int_t TrueTime = FirstBucket+i2; // current time bucket
1767      Float_t dz   = (Float_t(i2)+z_offset)*zwidth; 
1768      Float_t ampl = fRF->GetRF(dz); 
1769      if( (TrueTime>MAXTPCTBK-1) ) break; // beyond the time range
1770      
1771      IndexRange[2]=TMath::Min(IndexRange[2],TrueTime); // min time
1772      IndexRange[3]=TMath::Max(IndexRange[3],TrueTime); // max time
1773
1774      // loop over pads, from pmin to pmax
1775      for(Int_t i3=pmin;i3<=pmax;i3++){
1776        Int_t TruePad = LeftPad+i3-pmin;
1777        IndexRange[0]=TMath::Min(IndexRange[0],TruePad); // min pad
1778        IndexRange[1]=TMath::Max(IndexRange[1],TruePad); // max pad
1779        signal(TruePad,TrueTime)+=(PadSignal[i3]*ampl); // not converted to charge!!!
1780        total(TruePad,TrueTime)+=(PadSignal[i3]*ampl); // not converted to charge!!!
1781      } // end of pads loop
1782    }  // end of time loop
1783   } // end of loop over electrons
1784
1785   return label; // returns track label when finished
1786 }
1787
1788 //_____________________________________________________________________________
1789 void AliTPC::GetList(Float_t label,Int_t np,TMatrix *m,Int_t *IndexRange,
1790                      Float_t **pList)
1791 {
1792   //----------------------------------------------------------------------
1793   //  Updates the list of tracks contributing to digits for a given row
1794   //----------------------------------------------------------------------
1795
1796   //-----------------------------------------------------------------
1797   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1798   //-----------------------------------------------------------------
1799
1800   TMatrix &signal = *m;
1801
1802   // lop over nonzero digits
1803
1804   for(Int_t it=IndexRange[2];it<IndexRange[3]+1;it++){
1805     for(Int_t ip=IndexRange[0];ip<IndexRange[1]+1;ip++){
1806
1807
1808         Int_t GlobalIndex = it*np+ip; // GlobalIndex starts from 0!
1809         
1810         if(!pList[GlobalIndex]){
1811         
1812           // 
1813           // Create new list (6 elements - 3 signals and 3 labels),
1814           // but only if the signal is > 0. 
1815           //
1816
1817           if(signal(ip,it)>0.){
1818
1819           pList[GlobalIndex] = new Float_t [6];
1820
1821           // set list to -1 
1822
1823           *pList[GlobalIndex] = -1.;
1824           *(pList[GlobalIndex]+1) = -1.;
1825           *(pList[GlobalIndex]+2) = -1.;
1826           *(pList[GlobalIndex]+3) = -1.;
1827           *(pList[GlobalIndex]+4) = -1.;
1828           *(pList[GlobalIndex]+5) = -1.;
1829
1830
1831           *pList[GlobalIndex] = label;
1832           *(pList[GlobalIndex]+3) = signal(ip,it);}
1833         }
1834         else{
1835
1836           // check the signal magnitude
1837
1838           Float_t highest = *(pList[GlobalIndex]+3);
1839           Float_t middle = *(pList[GlobalIndex]+4);
1840           Float_t lowest = *(pList[GlobalIndex]+5);
1841
1842           //
1843           //  compare the new signal with already existing list
1844           //
1845
1846           if(signal(ip,it)<lowest) continue; // neglect this track
1847
1848           //
1849
1850           if (signal(ip,it)>highest){
1851             *(pList[GlobalIndex]+5) = middle;
1852             *(pList[GlobalIndex]+4) = highest;
1853             *(pList[GlobalIndex]+3) = signal(ip,it);
1854
1855             *(pList[GlobalIndex]+2) = *(pList[GlobalIndex]+1);
1856             *(pList[GlobalIndex]+1) = *pList[GlobalIndex];
1857             *pList[GlobalIndex] = label;
1858           }
1859           else if (signal(ip,it)>middle){
1860             *(pList[GlobalIndex]+5) = middle;
1861             *(pList[GlobalIndex]+4) = signal(ip,it);
1862
1863             *(pList[GlobalIndex]+2) = *(pList[GlobalIndex]+1);
1864             *(pList[GlobalIndex]+1) = label;
1865           }
1866           else{
1867             *(pList[GlobalIndex]+5) = signal(ip,it);
1868             *(pList[GlobalIndex]+2) = label;
1869           }
1870         }
1871
1872     } // end of loop over pads
1873   } // end of loop over time bins
1874
1875
1876
1877
1878 }//end of GetList
1879 //___________________________________________________________________
1880 void AliTPC::MakeSector(Int_t isec,Int_t nrows,TTree *TH,
1881                         Stat_t ntracks,TObjArray **row)
1882 {
1883
1884   //-----------------------------------------------------------------
1885   // Prepares the sector digitization, creates the vectors of
1886   // tracks for each row of this sector. The track vector
1887   // contains the track label and the position of electrons.
1888   //-----------------------------------------------------------------
1889
1890   //-----------------------------------------------------------------
1891   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
1892   //-----------------------------------------------------------------
1893
1894   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1895   Int_t i;
1896   Float_t xyz[3]; 
1897
1898   AliTPChit *tpcHit; // pointer to a sigle TPC hit    
1899  
1900   //----------------------------------------------
1901   // Create TObjArray-s, one for each row,
1902   // each TObjArray will store the TVectors
1903   // of electrons, one TVector per each track.
1904   //---------------------------------------------- 
1905     
1906   for(i=0; i<nrows; i++){
1907     row[i] = new TObjArray;
1908   }
1909   Int_t *n_of_electrons = new Int_t [nrows]; // electron counter for each row
1910   TVector **tr = new TVector* [nrows]; //pointers to the track vectors
1911
1912   //--------------------------------------------------------------------
1913   //  Loop over tracks, the "track" contains the full history
1914   //--------------------------------------------------------------------
1915
1916   Int_t previousTrack,currentTrack;
1917   previousTrack = -1; // nothing to store so far!
1918
1919   for(Int_t track=0;track<ntracks;track++){
1920
1921     ResetHits();
1922
1923     TH->GetEvent(track); // get next track
1924     Int_t nhits = fHits->GetEntriesFast(); // get number of hits for this track
1925
1926     if(nhits == 0) continue; // no hits in the TPC for this track
1927
1928     //--------------------------------------------------------------
1929     //  Loop over hits
1930     //--------------------------------------------------------------
1931
1932     for(Int_t hit=0;hit<nhits;hit++){
1933
1934       tpcHit = (AliTPChit*)fHits->UncheckedAt(hit); // get a pointer to a hit
1935       
1936       Int_t sector=tpcHit->fSector; // sector number
1937       if(sector != isec) continue; //terminate iteration
1938
1939         currentTrack = tpcHit->fTrack; // track number
1940         if(currentTrack != previousTrack){
1941                           
1942            // store already filled fTrack
1943               
1944            for(i=0;i<nrows;i++){
1945              if(previousTrack != -1){
1946                if(n_of_electrons[i]>0){
1947                  TVector &v = *tr[i];
1948                  v(0) = previousTrack;
1949                  tr[i]->ResizeTo(3*n_of_electrons[i]+1); // shrink if necessary
1950                  row[i]->Add(tr[i]);                     
1951                }
1952                else{
1953                  delete tr[i]; // delete empty TVector
1954                  tr[i]=0;
1955                }
1956              }
1957
1958              n_of_electrons[i]=0;
1959              tr[i] = new TVector(361); // TVectors for the next fTrack
1960
1961            } // end of loop over rows
1962                
1963            previousTrack=currentTrack; // update track label 
1964         }
1965            
1966         Int_t QI = (Int_t) (tpcHit->fQ); // energy loss (number of electrons)
1967
1968        //---------------------------------------------------
1969        //  Calculate the electron attachment probability
1970        //---------------------------------------------------
1971
1972         Float_t time = 1.e6*(z_end-TMath::Abs(tpcHit->fZ))/fTPCParam->GetDriftV(); 
1973         // in microseconds!     
1974         Float_t AttProb = fTPCParam->GetAttCoef()*
1975           fTPCParam->GetOxyCont()*time; //  fraction! 
1976    
1977         //-----------------------------------------------
1978         //  Loop over electrons
1979         //-----------------------------------------------
1980
1981         for(Int_t nel=0;nel<QI;nel++){
1982           // skip if electron lost due to the attachment
1983           if((gRandom->Rndm(0)) < AttProb) continue; // electron lost!
1984           xyz[0]=tpcHit->fX;
1985           xyz[1]=tpcHit->fY;
1986           xyz[2]=tpcHit->fZ;
1987           ElDiff(xyz); // Appply the diffusion
1988           Int_t row_number;
1989           fTPCParam->XYZtoCRXYZ(xyz,isec,row_number,3);
1990
1991           //transform position to local coordinates
1992           //option 3 means that we calculate x position relative to 
1993           //nearest pad row 
1994
1995           if ((row_number<0)||row_number>=fTPCParam->GetNRow(isec)) continue;
1996           ExB(xyz); // ExB effect at the sense wires
1997           n_of_electrons[row_number]++;   
1998           //----------------------------------
1999           // Expand vector if necessary
2000           //----------------------------------
2001           if(n_of_electrons[row_number]>120){
2002             Int_t range = tr[row_number]->GetNrows();
2003             if(n_of_electrons[row_number] > (range-1)/3){
2004               tr[row_number]->ResizeTo(range+150); // Add 50 electrons
2005             }
2006           }
2007           
2008           TVector &v = *tr[row_number];
2009           Int_t idx = 3*n_of_electrons[row_number]-2;
2010
2011           v(idx)=  xyz[0];   // X
2012           v(idx+1)=xyz[1];   // Y (along the pad-row)
2013           v(idx+2)=xyz[2];   // Z
2014             
2015         } // end of loop over electrons
2016         
2017       } // end of loop over hits
2018     } // end of loop over tracks
2019
2020     //
2021     //   store remaining track (the last one) if not empty
2022     //
2023
2024      for(i=0;i<nrows;i++){
2025        if(n_of_electrons[i]>0){
2026           TVector &v = *tr[i];
2027           v(0) = previousTrack;
2028           tr[i]->ResizeTo(3*n_of_electrons[i]+1); // shrink if necessary
2029           row[i]->Add(tr[i]);  
2030         }
2031         else{
2032           delete tr[i];
2033           tr[i]=0;
2034         }  
2035       }  
2036
2037           delete [] tr;
2038           delete [] n_of_electrons; 
2039
2040 } // end of MakeSector
2041 //_____________________________________________________________________________
2042 void AliTPC::GetCrossTalk (Int_t iFlag,TObjArray *p,Int_t ntracks,Int_t *npads,
2043                            TMatrix *m)
2044 {
2045
2046   //-------------------------------------------------------------
2047   // Calculates the cross-talk from one row (inner or outer)
2048   //-------------------------------------------------------------
2049
2050   //-----------------------------------------------------------------
2051   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2052   //-----------------------------------------------------------------
2053
2054   //
2055   // iFlag=2 & 3 --> cross-talk from the inner row
2056   // iFlag=0 & 4 --> cross-talk from the outer row
2057   //
2058   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
2059   AliTPCPRF2D * fPRF2D = &(fDigParam->GetPRF2D());
2060   AliTPCRF1D  * fRF    = &(fDigParam->GetRF()); 
2061  
2062   //to make code faster
2063
2064   Float_t zwidth  = fTPCParam->GetZWidth();
2065   Float_t zwidthm1  =1/fTPCParam->GetZWidth();
2066
2067  Int_t PadNumber;
2068  Float_t xwire;
2069
2070  Int_t nPadsSignal; // for this pads the signal is calculated
2071  Float_t range;     // sense wire range
2072  Int_t nPadsDiff;
2073
2074  Float_t IneffFactor=0.5; // gain inefficiency close to the edges
2075
2076  if(iFlag == 0){   
2077    // 1-->0
2078    nPadsSignal = npads[1];
2079    range = ((npads[1]-1)/2 + 0.5)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();  
2080    nPadsDiff = (npads[1]-npads[0])/2;
2081  }  
2082  else if (iFlag == 2){
2083    // 1-->2
2084    nPadsSignal = npads[2];
2085    range = ((npads[1]-1)/2 + 0.5)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
2086    nPadsDiff = 0;
2087  }
2088  else if (iFlag == 3){
2089    // 0-->1
2090    nPadsSignal = npads[1];
2091    range = ((npads[0]-1)/2 + 0.5)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
2092    nPadsDiff = 0;
2093  }
2094  else{
2095    // 2-->1
2096    nPadsSignal = npads[2];
2097    range = ((npads[2]-1)/2 + 0.5)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
2098    nPadsDiff = (npads[2]-npads[1])/2;
2099  }
2100
2101  range-=0.5; // dead zone close to the edges
2102
2103  TVector *tv; 
2104  TMatrix &signal = *m;
2105
2106  Int_t CentralPad = (nPadsSignal-1)/2;
2107  Float_t PadSignal[7]; // signal from a single electron
2108  // Loop over tracks
2109  for(Int_t nt=0;nt<ntracks;nt++){
2110    tv=(TVector*)p->At(nt); // pointer to a track
2111    TVector &v = *tv;
2112    Int_t nElectrons = (tv->GetNrows()-1)/4;
2113    // Loop over electrons
2114    for(Int_t nel=0; nel<nElectrons; nel++){
2115      Int_t idx=nel*4;
2116      xwire=v(idx+1);
2117  
2118      if (iFlag==0) xwire+=fTPCParam->GetPadPitchLength();
2119      if (iFlag==2)  xwire-=fTPCParam->GetPadPitchLength();
2120      if (iFlag==3)  xwire-=fTPCParam->GetPadPitchLength();
2121      if (iFlag==4)  xwire+=fTPCParam->GetPadPitchLength();  
2122    
2123      //  electron acceptance for the cross-talk (only the closest wire)  
2124
2125      Float_t dxMax = fTPCParam->GetPadPitchLength()*0.5+fTPCParam->GetWWPitch();
2126      if(TMath::Abs(xwire)>dxMax) continue;
2127
2128      Float_t y = v(idx+2);
2129      Float_t z = v(idx+3);
2130      Float_t absy=TMath::Abs(y);
2131
2132      if(absy < 0.5*fTPCParam->GetPadPitchWidth()){
2133        PadNumber=CentralPad;
2134      }
2135      else if (absy < range){
2136        PadNumber=(Int_t) ((absy-0.5*fTPCParam->GetPadPitchWidth())/fTPCParam->GetPadPitchWidth());
2137        PadNumber=(Int_t) (TMath::Sign((Float_t)PadNumber, y)+CentralPad);
2138      }
2139      else continue; // electron out of sense wire range, lost at the sector edge
2140
2141      Float_t aval = (absy<range-0.5) ? v(idx+4):v(idx+4)*IneffFactor;
2142
2143      Float_t dist = y - (Float_t)(PadNumber-CentralPad)*fTPCParam->GetPadPitchWidth();
2144        
2145      for (Int_t i=0;i<7;i++){
2146        PadSignal[i]=fPRF2D->GetPRF(dist+(3-i)*fTPCParam->GetPadPitchWidth(),xwire)*aval;
2147
2148        PadSignal[i] *= fTPCParam->GetPadCoupling();
2149      }
2150      // real pad range
2151
2152      Int_t  LeftPad = TMath::Max(0,PadNumber-3);
2153      Int_t  RightPad = TMath::Min(nPadsSignal-1,PadNumber+3);
2154
2155      Int_t pmin=LeftPad-PadNumber+3; // lower index of the pad_signal vector
2156      Int_t pmax=RightPad-PadNumber+3; // upper index  
2157
2158
2159      Float_t z_drift = z*zwidthm1;
2160      Float_t z_offset = z_drift-(Int_t)z_drift;
2161      //distance to the centre of nearest time bin (in time bin units)
2162      Int_t FirstBucket = (Int_t)z_drift; 
2163      // MI check it --time offset
2164      for (Int_t i2=0;i2<4;i2++){     
2165        Int_t TrueTime = FirstBucket+i2; // current time bucket
2166        Float_t dz   = (Float_t(i2)+z_offset)*zwidth; 
2167        Float_t ampl = fRF->GetRF(dz); 
2168        if((TrueTime>MAXTPCTBK-1)) break; // beyond the time range
2169
2170
2171        // loop over pads, from pmin to pmax
2172
2173        for(Int_t i3=pmin;i3<pmax+1;i3++){
2174          Int_t TruePad = LeftPad+i3-pmin;
2175
2176          if(TruePad<nPadsDiff || TruePad > nPadsSignal-nPadsDiff-1) continue;
2177
2178          TruePad -= nPadsDiff;
2179          signal(TruePad,TrueTime)+=(PadSignal[i3]*ampl); // not converted to charge!
2180
2181        } // end of loop over pads
2182      } // end of loop over time bins
2183
2184    } // end of loop over electrons 
2185
2186  } // end of loop over tracks
2187
2188 } // end of GetCrossTalk
2189
2190
2191
2192 //_____________________________________________________________________________
2193 void AliTPC::Init()
2194 {
2195   //
2196   // Initialise TPC detector after definition of geometry
2197   //
2198   Int_t i;
2199   //
2200   printf("\n");
2201   for(i=0;i<35;i++) printf("*");
2202   printf(" TPC_INIT ");
2203   for(i=0;i<35;i++) printf("*");
2204   printf("\n");
2205   //
2206   for(i=0;i<80;i++) printf("*");
2207   printf("\n");
2208 }
2209
2210 //_____________________________________________________________________________
2211 void AliTPC::MakeBranch(Option_t* option)
2212 {
2213   //
2214   // Create Tree branches for the TPC.
2215   //
2216   Int_t buffersize = 4000;
2217   char branchname[10];
2218   sprintf(branchname,"%s",GetName());
2219
2220   AliDetector::MakeBranch(option);
2221
2222   char *D = strstr(option,"D");
2223
2224   if (fDigits   && gAlice->TreeD() && D) {
2225     gAlice->TreeD()->Branch(branchname,&fDigits, buffersize);
2226     printf("Making Branch %s for digits\n",branchname);
2227   }     
2228
2229   char *R = strstr(option,"R");
2230
2231   if (fClusters && gAlice->TreeR() && R) {
2232     gAlice->TreeR()->Branch(branchname,&fClusters, buffersize);
2233     printf("Making Branch %s for Clusters\n",branchname);
2234   }     
2235 }
2236  
2237 //_____________________________________________________________________________
2238 void AliTPC::ResetDigits()
2239 {
2240   //
2241   // Reset number of digits and the digits array for this detector
2242   // reset clusters
2243   //
2244   fNdigits   = 0;
2245   //  if (fDigits)   fDigits->Clear();
2246   if (fDigParam->GetArray()!=0)  fDigParam->GetArray()->Clear();
2247   fNclusters = 0;
2248   if (fClusters) fClusters->Clear();
2249 }
2250
2251 //_____________________________________________________________________________
2252 void AliTPC::SetSecAL(Int_t sec)
2253 {
2254   //---------------------------------------------------
2255   // Activate/deactivate selection for lower sectors
2256   //---------------------------------------------------
2257
2258   //-----------------------------------------------------------------
2259   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2260   //-----------------------------------------------------------------
2261
2262   fSecAL = sec;
2263 }
2264
2265 //_____________________________________________________________________________
2266 void AliTPC::SetSecAU(Int_t sec)
2267 {
2268   //----------------------------------------------------
2269   // Activate/deactivate selection for upper sectors
2270   //---------------------------------------------------
2271
2272   //-----------------------------------------------------------------
2273   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2274   //-----------------------------------------------------------------
2275
2276   fSecAU = sec;
2277 }
2278
2279 //_____________________________________________________________________________
2280 void AliTPC::SetSecLows(Int_t s1,Int_t s2,Int_t s3,Int_t s4,Int_t s5, Int_t s6)
2281 {
2282   //----------------------------------------
2283   // Select active lower sectors
2284   //----------------------------------------
2285
2286   //-----------------------------------------------------------------
2287   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2288   //-----------------------------------------------------------------
2289
2290   fSecLows[0] = s1;
2291   fSecLows[1] = s2;
2292   fSecLows[2] = s3;
2293   fSecLows[3] = s4;
2294   fSecLows[4] = s5;
2295   fSecLows[5] = s6;
2296 }
2297
2298 //_____________________________________________________________________________
2299 void AliTPC::SetSecUps(Int_t s1,Int_t s2,Int_t s3,Int_t s4,Int_t s5, Int_t s6,
2300                        Int_t s7, Int_t s8 ,Int_t s9 ,Int_t s10, 
2301                        Int_t s11 , Int_t s12)
2302 {
2303   //--------------------------------
2304   // Select active upper sectors
2305   //--------------------------------
2306
2307   //-----------------------------------------------------------------
2308   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2309   //-----------------------------------------------------------------
2310
2311   fSecUps[0] = s1;
2312   fSecUps[1] = s2;
2313   fSecUps[2] = s3;
2314   fSecUps[3] = s4;
2315   fSecUps[4] = s5;
2316   fSecUps[5] = s6;
2317   fSecUps[6] = s7;
2318   fSecUps[7] = s8;
2319   fSecUps[8] = s9;
2320   fSecUps[9] = s10;
2321   fSecUps[10] = s11;
2322   fSecUps[11] = s12;
2323 }
2324
2325 //_____________________________________________________________________________
2326 void AliTPC::SetSens(Int_t sens)
2327 {
2328
2329   //-------------------------------------------------------------
2330   // Activates/deactivates the sensitive strips at the center of
2331   // the pad row -- this is for the space-point resolution calculations
2332   //-------------------------------------------------------------
2333
2334   //-----------------------------------------------------------------
2335   // Origin: Marek Kowalski  IFJ, Krakow, Marek.Kowalski@ifj.edu.pl
2336   //-----------------------------------------------------------------
2337
2338   fSens = sens;
2339 }
2340  
2341 void AliTPC::SetSide(Float_t side)
2342 {
2343   fSide = side;
2344  
2345 }
2346 //____________________________________________________________________________
2347 void AliTPC::SetGasMixt(Int_t nc,Int_t c1,Int_t c2,Int_t c3,Float_t p1,
2348                            Float_t p2,Float_t p3)
2349 {
2350
2351  fNoComp = nc;
2352  
2353  fMixtComp[0]=c1;
2354  fMixtComp[1]=c2;
2355  fMixtComp[2]=c3;
2356
2357  fMixtProp[0]=p1;
2358  fMixtProp[1]=p2;
2359  fMixtProp[2]=p3; 
2360  
2361  
2362 }
2363 //_____________________________________________________________________________
2364 void AliTPC::Streamer(TBuffer &R__b)
2365 {
2366   //
2367   // Stream an object of class AliTPC.
2368   //
2369    if (R__b.IsReading()) {
2370       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(); if (R__v) { }
2371       AliDetector::Streamer(R__b);
2372       if (R__v < 2) return;
2373       R__b >> fNsectors;
2374       R__b >> fNclusters;
2375       R__b >> fNtracks;
2376       fClustersIndex = new Int_t[fNsectors+1];
2377       fDigitsIndex   = new Int_t[fNsectors+1];
2378    } else {
2379       R__b.WriteVersion(AliTPC::IsA());
2380       AliDetector::Streamer(R__b);
2381       R__b << fNsectors;
2382       R__b << fNclusters;
2383       R__b << fNtracks;
2384    }
2385 }
2386   
2387 ClassImp(AliTPCcluster)
2388  
2389 //_____________________________________________________________________________
2390 AliTPCcluster::AliTPCcluster(Float_t *hits, Int_t *lab)
2391 {
2392   //
2393   // Creates a simulated cluster for the TPC
2394   //
2395   fTracks[0]  = lab[0];
2396   fTracks[1]  = lab[1];
2397   fTracks[2]  = lab[2];
2398   fSector     = lab[3];
2399   fPadRow     = lab[4];
2400   fY          = hits[0];
2401   fZ          = hits[1];
2402   fQ          = hits[2];
2403   fSigmaY2    = hits[3];
2404   fSigmaZ2    = hits[4];
2405 }
2406  
2407 //_____________________________________________________________________________
2408 void AliTPCcluster::GetXYZ(Float_t *x, const AliTPCParam *par) const 
2409 {
2410   //
2411   // Transformation from local to global coordinate system
2412   //
2413   x[0]=par->GetPadRowRadii(fSector,fPadRow-1);
2414   x[1]=fY;
2415   x[2]=fZ;
2416   par->CRXYZtoXYZ(x,fSector,fPadRow-1,1);
2417 }
2418  
2419 //_____________________________________________________________________________
2420 Int_t AliTPCcluster::Compare(TObject * o)
2421 {
2422   //
2423   // compare two clusters according y coordinata
2424   AliTPCcluster *cl= (AliTPCcluster *)o;
2425   if (fY<cl->fY) return -1;
2426   if (fY==cl->fY) return 0;
2427   return 1;  
2428 }
2429
2430 Bool_t AliTPCcluster::IsSortable() const
2431 {
2432   //
2433   //make AliTPCcluster sortabale
2434   return kTRUE; 
2435 }
2436
2437
2438
2439 ClassImp(AliTPCdigit)
2440  
2441 //_____________________________________________________________________________
2442 AliTPCdigit::AliTPCdigit(Int_t *tracks, Int_t *digits):
2443   AliDigit(tracks)
2444 {
2445   //
2446   // Creates a TPC digit object
2447   //
2448   fSector     = digits[0];
2449   fPadRow     = digits[1];
2450   fPad        = digits[2];
2451   fTime       = digits[3];
2452   fSignal     = digits[4];
2453 }
2454
2455  
2456 ClassImp(AliTPChit)
2457  
2458 //_____________________________________________________________________________
2459 AliTPChit::AliTPChit(Int_t shunt, Int_t track, Int_t *vol, Float_t *hits):
2460 AliHit(shunt,track)
2461 {
2462   //
2463   // Creates a TPC hit object
2464   //
2465   fSector     = vol[0];
2466   fPadRow     = vol[1];
2467   fX          = hits[0];
2468   fY          = hits[1];
2469   fZ          = hits[2];
2470   fQ          = hits[3];
2471 }
2472  
2473  
2474 ClassImp(AliTPCtrack)
2475  
2476 //_____________________________________________________________________________
2477 AliTPCtrack::AliTPCtrack(Float_t *hits)
2478 {
2479   //
2480   // Default creator for a TPC reconstructed track object
2481   //
2482   ref=hits[0]; // This is dummy code !
2483 }
2484
2485 AliTPCtrack::AliTPCtrack(const AliTPCcluster& c,const TVector& xx,
2486                          const TMatrix& CC, const AliTPCParam *p):
2487   x(xx),C(CC),clusters(MAX_CLUSTER)
2488 {
2489   //
2490   // Standard creator for a TPC reconstructed track object
2491   //
2492   chi2=0.;
2493   int sec=c.fSector-1, row=c.fPadRow-1;
2494   ref=p->GetPadRowRadii(sec+1,row);
2495
2496   if (sec<24) { 
2497     fAlpha=(sec%12)*alpha_low;
2498   } else { 
2499     fAlpha=(sec%24)*alpha_up;
2500   }
2501   clusters.AddLast((AliTPCcluster*)(&c));
2502 }
2503
2504 //_____________________________________________________________________________
2505 AliTPCtrack::AliTPCtrack(const AliTPCtrack& t) : x(t.x), C(t.C),
2506   clusters(t.clusters.GetEntriesFast()) 
2507 {
2508   //
2509   // Copy creator for a TPC reconstructed track
2510   //
2511   ref=t.ref;
2512   chi2=t.chi2;
2513   fAlpha=t.fAlpha;
2514   int n=t.clusters.GetEntriesFast();
2515   for (int i=0; i<n; i++) clusters.AddLast(t.clusters.UncheckedAt(i));
2516 }
2517
2518 //_____________________________________________________________________________
2519 Double_t AliTPCtrack::GetY(Double_t xk) const 
2520 {
2521   //
2522   //
2523   //
2524   Double_t c2=x(2)*xk - x(3);
2525   if (TMath::Abs(c2) >= 0.999) {
2526     if (*this>10) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: No y for this x !\n";
2527     return 0.;
2528   }
2529   Double_t c1=x(2)*ref - x(3);
2530   Double_t r1=sqrt(1.-c1*c1), r2=sqrt(1.-c2*c2);
2531   Double_t dx=xk-ref;
2532   return x(0) + dx*(c1+c2)/(r1+r2);
2533 }
2534
2535 //_____________________________________________________________________________
2536 int AliTPCtrack::PropagateTo(Double_t xk,Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
2537 {
2538   //
2539   // Propagate a TPC reconstructed track
2540   //
2541   if (TMath::Abs(x(2)*xk - x(3)) >= 0.999) {
2542     if (*this>3) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: Propagation failed !\n";
2543     return 0;
2544   }
2545
2546   Double_t x1=ref, x2=x1+0.5*(xk-x1), dx=x2-x1, y1=x(0), z1=x(1);
2547   Double_t c1=x(2)*x1 - x(3), r1=sqrt(1.- c1*c1);
2548   Double_t c2=x(2)*x2 - x(3), r2=sqrt(1.- c2*c2);
2549   
2550   x(0) += dx*(c1+c2)/(r1+r2);
2551   x(1) += dx*(c1+c2)/(c1*r2 + c2*r1)*x(4);
2552
2553   TMatrix F(5,5); F.UnitMatrix();
2554   Double_t rr=r1+r2, cc=c1+c2, xx=x1+x2;
2555   F(0,2)= dx*(rr*xx + cc*(c1*x1/r1+c2*x2/r2))/(rr*rr);
2556   F(0,3)=-dx*(2*rr + cc*(c1/r1 + c2/r2))/(rr*rr);
2557   Double_t cr=c1*r2+c2*r1;
2558   F(1,2)= dx*x(4)*(cr*xx-cc*(r1*x2-c2*c1*x1/r1+r2*x1-c1*c2*x2/r2))/(cr*cr);
2559   F(1,3)=-dx*x(4)*(2*cr + cc*(c2*c1/r1-r1 + c1*c2/r2-r2))/(cr*cr);
2560   F(1,4)= dx*cc/cr; 
2561   TMatrix tmp(F,TMatrix::kMult,C);
2562   C.Mult(tmp,TMatrix(TMatrix::kTransposed,F));
2563   
2564   ref=x2;
2565   
2566   //Multiple scattering******************
2567   Double_t ey=x(2)*ref - x(3);
2568   Double_t ex=sqrt(1-ey*ey);
2569   Double_t ez=x(4);
2570   TMatrix Q(5,5); Q=0.;
2571   Q(2,2)=ez*ez+ey*ey;   Q(2,3)=-ex*ey;       Q(2,4)=-ex*ez;
2572   Q(3,2)=Q(2,3);        Q(3,3)= ez*ez+ex*ex; Q(3,4)=-ey*ez;
2573   Q(4,2)=Q(2,4);        Q(4,3)= Q(3,4);      Q(4,4)=1.;
2574   
2575   F=0;
2576   F(2,2)=-x(2)*ex;          F(2,3)=-x(2)*ey;
2577   F(3,2)=-ex*(x(2)*ref-ey); F(3,3)=-(1.+ x(2)*ref*ey - ey*ey);
2578   F(4,2)=-ez*ex;            F(4,3)=-ez*ey;           F(4,4)=1.;
2579   
2580   tmp.Mult(F,Q);
2581   Q.Mult(tmp,TMatrix(TMatrix::kTransposed,F));
2582   
2583   Double_t p2=GetPt()*GetPt()*(1.+x(4)*x(4));
2584   Double_t beta2=p2/(p2 + pm*pm);
2585   Double_t d=sqrt((x1-ref)*(x1-ref)+(y1-x(0))*(y1-x(0))+(z1-x(1))*(z1-x(1)));
2586   d*=2.;
2587   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*d/x0*rho;
2588   Q*=theta2;
2589   C+=Q;
2590   
2591   //Energy losses************************
2592   Double_t dE=0.153e-3/beta2*(log(5940*beta2/(1-beta2)) - beta2)*d*rho;
2593   if (x1 < x2) dE=-dE;
2594   x(2)*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
2595   //x(3)*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
2596   
2597   x1=ref; x2=xk; y1=x(0); z1=x(1);
2598   c1=x(2)*x1 - x(3); r1=sqrt(1.- c1*c1);
2599   c2=x(2)*x2 - x(3); r2=sqrt(1.- c2*c2);
2600   
2601   x(0) += dx*(c1+c2)/(r1+r2);
2602   x(1) += dx*(c1+c2)/(c1*r2 + c2*r1)*x(4);
2603   
2604   F.UnitMatrix();
2605   rr=r1+r2; cc=c1+c2; xx=x1+x2;
2606   F(0,2)= dx*(rr*xx + cc*(c1*x1/r1+c2*x2/r2))/(rr*rr);
2607   F(0,3)=-dx*(2*rr + cc*(c1/r1 + c2/r2))/(rr*rr);
2608   cr=c1*r2+c2*r1;
2609   F(1,2)= dx*x(4)*(cr*xx-cc*(r1*x2-c2*c1*x1/r1+r2*x1-c1*c2*x2/r2))/(cr*cr);
2610   F(1,3)=-dx*x(4)*(2*cr + cc*(c2*c1/r1-r1 + c1*c2/r2-r2))/(cr*cr);
2611   F(1,4)= dx*cc/cr; 
2612   tmp.Mult(F,C);
2613   C.Mult(tmp,TMatrix(TMatrix::kTransposed,F));
2614   
2615   ref=x2;
2616   
2617   return 1;
2618 }
2619
2620 //_____________________________________________________________________________
2621 void AliTPCtrack::PropagateToVertex(Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm) 
2622 {
2623   //
2624   // Propagate a reconstructed track from the vertex
2625   //
2626   Double_t c=x(2)*ref - x(3);
2627   Double_t tgf=-x(3)/(x(2)*x(0) + sqrt(1-c*c));
2628   Double_t snf=tgf/sqrt(1.+ tgf*tgf);
2629   Double_t xv=(x(3)+snf)/x(2);
2630   PropagateTo(xv,x0,rho,pm);
2631 }
2632
2633 //_____________________________________________________________________________
2634 void AliTPCtrack::Update(const AliTPCcluster *c, Double_t chisq)
2635 {
2636   //
2637   // Update statistics for a reconstructed TPC track
2638   //
2639   TMatrix H(2,5); H.UnitMatrix();
2640   TMatrix Ht(TMatrix::kTransposed,H);
2641   TVector m(2);   m(0)=c->fY; m(1)=c->fZ; 
2642   TMatrix V(2,2); V(0,0)=c->fSigmaY2; V(0,1)=0.; V(1,0)=0.; V(1,1)=c->fSigmaZ2;
2643
2644   TMatrix tmp(H,TMatrix::kMult,C);
2645   TMatrix R(tmp,TMatrix::kMult,Ht); R+=V;
2646   
2647   Double_t det=(Double_t)R(0,0)*R(1,1) - (Double_t)R(0,1)*R(1,0);
2648   R(0,1)=R(0,0); R(0,0)=R(1,1); R(1,1)=R(0,1); 
2649   R(1,0)*=-1; R(0,1)=R(1,0);
2650   R*=1./det;
2651   
2652   //R.Invert();
2653   
2654   TMatrix K(C,TMatrix::kMult,Ht); K*=R;
2655   
2656   TVector savex=x;
2657   x*=H; x-=m; x*=-1; x*=K; x+=savex;
2658   if (TMath::Abs(x(2)*ref-x(3)) >= 0.999) {
2659     if (*this>3) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: Filtering failed !\n";
2660     x=savex;
2661     return;
2662   }
2663   
2664   TMatrix saveC=C;
2665   C.Mult(K,tmp); C-=saveC; C*=-1;
2666   
2667   clusters.AddLast((AliTPCcluster*)c);
2668   chi2 += chisq;
2669 }
2670
2671 //_____________________________________________________________________________
2672 int AliTPCtrack::Rotate(Double_t alpha)
2673 {
2674   //
2675   // Rotate a reconstructed TPC track
2676   //
2677   fAlpha += alpha;
2678   
2679   Double_t x1=ref, y1=x(0);
2680   Double_t ca=cos(alpha), sa=sin(alpha);
2681   Double_t r1=x(2)*ref - x(3);
2682   
2683   ref = x1*ca + y1*sa;
2684   x(0)=-x1*sa + y1*ca;
2685   x(3)=x(3)*ca + (x(2)*y1 + sqrt(1.- r1*r1))*sa;
2686   
2687   Double_t r2=x(2)*ref - x(3);
2688   if (TMath::Abs(r2) >= 0.999) {
2689     if (*this>3) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: Rotation failed !\n";
2690     return 0;
2691   }
2692   
2693   Double_t y0=x(0) + sqrt(1.- r2*r2)/x(2);
2694   if ((x(0)-y0)*x(2) >= 0.) {
2695     if (*this>3) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: Rotation failed !!!\n";
2696     return 0;
2697   }
2698   
2699   TMatrix F(5,5); F.UnitMatrix();
2700   F(0,0)=ca;
2701   F(3,0)=x(2)*sa; 
2702   F(3,2)=(y1 - r1*x1/sqrt(1.- r1*r1))*sa; 
2703   F(3,3)= ca + sa*r1/sqrt(1.- r1*r1);
2704   TMatrix tmp(F,TMatrix::kMult,C); 
2705   // Double_t dy2=C(0,0);
2706   C.Mult(tmp,TMatrix(TMatrix::kTransposed,F));
2707   // C(0,0)+=dy2*sa*sa*r1*r1/(1.- r1*r1);
2708   // C(1,1)+=dy2*sa*sa*x(4)*x(4)/(1.- r1*r1);
2709   
2710   return 1;
2711 }
2712
2713 //_____________________________________________________________________________
2714 void AliTPCtrack::UseClusters() const 
2715 {
2716   //
2717   //
2718   //
2719   int num_of_clusters=clusters.GetEntriesFast();
2720   for (int i=0; i<num_of_clusters; i++) {
2721     //if (i<=14) continue;
2722     AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)clusters.UncheckedAt(i);
2723     c->Use();   
2724   }
2725 }
2726
2727 //_____________________________________________________________________________
2728 Double_t AliTPCtrack::GetPredictedChi2(const AliTPCcluster *c) const 
2729 {
2730   //
2731   // Calculate chi2 for a reconstructed TPC track
2732   //
2733   TMatrix H(2,5); H.UnitMatrix();
2734   TVector m(2);   m(0)=c->fY; m(1)=c->fZ; 
2735   TMatrix V(2,2); V(0,0)=c->fSigmaY2; V(0,1)=0.; V(1,0)=0.; V(1,1)=c->fSigmaZ2;
2736   TVector res=x;  res*=H; res-=m; //res*=-1; 
2737   TMatrix tmp(H,TMatrix::kMult,C);
2738   TMatrix R(tmp,TMatrix::kMult,TMatrix(TMatrix::kTransposed,H)); R+=V;
2739   
2740   Double_t det=(Double_t)R(0,0)*R(1,1) - (Double_t)R(0,1)*R(1,0);
2741   if (TMath::Abs(det) < 1.e-10) {
2742     if (*this>3) cerr<<*this<<" AliTPCtrack warning: Singular matrix !\n";
2743     return 1e10;
2744   }
2745   R(0,1)=R(0,0); R(0,0)=R(1,1); R(1,1)=R(0,1); 
2746   R(1,0)*=-1; R(0,1)=R(1,0);
2747   R*=1./det;
2748   
2749   //R.Invert();
2750   
2751   TVector r=res;
2752   res*=R;
2753   return r*res;
2754 }
2755
2756 //_____________________________________________________________________________
2757 int AliTPCtrack::GetLab() const 
2758 {
2759   //
2760   //
2761   //
2762   int lab=123456789;
2763   struct {
2764     int lab;
2765     int max;
2766   } s[MAX_CLUSTER]={{0,0}};
2767   
2768   int i;
2769   int num_of_clusters=clusters.GetEntriesFast();
2770   for (i=0; i<num_of_clusters; i++) {
2771     AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)clusters.UncheckedAt(i);
2772     lab=TMath::Abs(c->fTracks[0]);
2773     int j;
2774     for (j=0; j<MAX_CLUSTER; j++)
2775       if (s[j].lab==lab || s[j].max==0) break;
2776     s[j].lab=lab;
2777     s[j].max++;
2778   }
2779   
2780   int max=0;
2781   for (i=0; i<num_of_clusters; i++) 
2782     if (s[i].max>max) {max=s[i].max; lab=s[i].lab;}
2783
2784   for (i=0; i<num_of_clusters; i++) {
2785     AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)clusters.UncheckedAt(i);
2786     if (TMath::Abs(c->fTracks[1]) == lab ||
2787         TMath::Abs(c->fTracks[2]) == lab ) max++;
2788   }
2789   
2790   if (1.-float(max)/num_of_clusters > 0.10) return -lab;
2791   
2792   if (num_of_clusters < 6) return lab;
2793   
2794   max=0;
2795   for (i=1; i<=6; i++) {
2796     AliTPCcluster *c=(AliTPCcluster*)clusters.UncheckedAt(num_of_clusters-i);
2797     if (lab == TMath::Abs(c->fTracks[0]) ||
2798         lab == TMath::Abs(c->fTracks[1]) ||
2799         lab == TMath::Abs(c->fTracks[2])) max++;
2800   }
2801   if (max<3) return -lab;
2802   
2803   return lab;
2804 }
2805
2806 //_____________________________________________________________________________
2807 void AliTPCtrack::GetPxPyPz(Double_t& px, Double_t& py, Double_t& pz) const 
2808 {
2809   //
2810   // Get reconstructed TPC track momentum
2811   //
2812   Double_t pt=0.3*FIELD/TMath::Abs(x(2))/100; // GeV/c
2813   Double_t r=x(2)*ref-x(3);
2814   Double_t y0=x(0) + sqrt(1.- r*r)/x(2);
2815   px=-pt*(x(0)-y0)*x(2);    //cos(phi);
2816   py=-pt*(x(3)-ref*x(2));   //sin(phi);
2817   pz=pt*x(4);
2818   Double_t tmp=px*TMath::Cos(fAlpha) - py*TMath::Sin(fAlpha);
2819   py=px*TMath::Sin(fAlpha) + py*TMath::Cos(fAlpha);
2820   px=tmp;  
2821 }
2822
2823 //_____________________________________________________________________________
2824 //
2825 //     Classes for internal tracking use
2826 //
2827
2828 //_____________________________________________________________________________
2829 void AliTPCRow::InsertCluster(const AliTPCcluster* c) 
2830 {
2831   //
2832   // Insert a cluster in the list
2833   //
2834   if (num_of_clusters==MAX_CLUSTER_PER_ROW) {
2835     cerr<<"AliTPCRow::InsertCluster(): Too many clusters !\n"; return;
2836   }
2837   if (num_of_clusters==0) {clusters[num_of_clusters++]=c; return;}
2838   int i=Find(c->fY);
2839   memmove(clusters+i+1 ,clusters+i,(num_of_clusters-i)*sizeof(AliTPCcluster*));
2840   clusters[i]=c; num_of_clusters++;
2841 }
2842
2843 //_____________________________________________________________________________
2844 int AliTPCRow::Find(Double_t y) const 
2845 {
2846   //
2847   //
2848   //
2849   if (y <= clusters[0]->fY) return 0;
2850   if (y > clusters[num_of_clusters-1]->fY) return num_of_clusters;
2851   int b=0, e=num_of_clusters-1, m=(b+e)/2;
2852   for (; b<e; m=(b+e)/2) {
2853     if (y > clusters[m]->fY) b=m+1;
2854     else e=m; 
2855   }
2856   return m;
2857 }
2858