TPC/AliTPCExB.cxx

   1 #include "AliTPCExB.h"
   2 #include "TMath.h"
   3 #include "TTreeStream.h"
   4 #include "AliMagF.h"
   5 #include "TLinearFitter.h"
   6 #include "AliTPCcalibDB.h"
   7
   8
   9 //
  10 // Abstract class for ExB effect parameterization
  11 //
  12 //
  13 //
  14 // The ExB correction map is stored in the calib DB
  15 // The lookup can be dumped to the tree:
  16 /*
  17
  18    //
  19   char *storage = "local://OCDBres"
  20   Int_t RunNumber=0;
  21   AliCDBManager::Instance()->SetDefaultStorage(storage);
  22   AliCDBManager::Instance()->SetRun(RunNumber)
  23   AliTPCExBFirst * exb = AliTPCcalibDB::Instance()->GetExB();
  24   //
  25   // See example macro $ALICE_ROOT/TPC/macros/AliTPCExBdraw.C
  26   //
  27   .L $ALICE_ROOT/TPC/macros/AliTPCExBdraw.C
  28   Draw(0)
  29
  30
  31
  32
  33 */
  34
  35 AliTPCExB* AliTPCExB::fgInstance = 0;
  36
  37 TObjArray   AliTPCExB::fgArray;
  38
  39
  40
  41 ClassImp(AliTPCExB)
  42
  43 AliTPCExB::AliTPCExB():
  44   TObject(),
  45   fMatBrBz(0),       //param matrix Br/Bz
  46   fMatBrfiBz(0),     //param matrix Br/Bz
  47   fMatBrBzI0(0),     //param matrix Br/Bz integral  z>0
  48   fMatBrBzI1(0),     //param matrix Br/Bz integral  z<0
  49   fMatBrfiBzI0(0),   //param matrix Br/Bz integral  z>0
  50   fMatBrfiBzI1(0)    //param matrix Br/Bz integral  z<0
  51 {
  52   //
  53   // default constructor
  54   //
  55 }
  56
  57 AliTPCExB::AliTPCExB(const AliTPCExB& exb):
  58   TObject(exb),
  59   fMatBrBz(new TVectorD(*(exb.fMatBrBz))),       //param matrix Br/Bz
  60   fMatBrfiBz(new TVectorD(*(exb.fMatBrfiBz))),     //param matrix Br/Bz
  61   fMatBrBzI0(new TVectorD(*(exb.fMatBrBzI0))),     //param matrix Br/Bz integral  z>0
  62   fMatBrBzI1(new TVectorD(*(exb.fMatBrBzI1))),     //param matrix Br/Bz integral  z<0
  63   fMatBrfiBzI0(new TVectorD(*(exb.fMatBrfiBzI0))),   //param matrix Br/Bz integral  z>0
  64   fMatBrfiBzI1(new TVectorD(*(exb.fMatBrfiBzI1)))    //param matrix Br/Bz integral  z<0
  65 {
  66   //
  67   // copy constructor
  68   //
  69 }
  70
  71 AliTPCExB& AliTPCExB::operator=(const AliTPCExB &/*exb*/)
  72 {
  73   //
  74   // Dummy  assignment
  75   //
  76   return *this;
  77 }
  78
  79
  80
  81
  82 void AliTPCExB::TestExB(const char* fileName) {
  83   //
  84   // Test ExB  -
  85   // Dump the filed and corrections to the tree in file fileName
  86   //
  87   //
  88   TTreeSRedirector ts(fileName);
  89   Double_t x[3];
  90   for (x[0]=-250.;x[0]<=250.;x[0]+=10.)
  91     for (x[1]=-250.;x[1]<=250.;x[1]+=10.)
  92       for (x[2]=-250.;x[2]<=250.;x[2]+=20.) {
  93         Double_t r=TMath::Sqrt(x[0]*x[0]+x[1]*x[1]);
  94         if (r<20) continue;
  95         if (r>260) continue;
  96         Double_t z = x[2];
  97         Double_t d[3];
  98         Correct(x,d);
  99         Double_t rd=TMath::Sqrt(d[0]*d[0]+d[1]*d[1]);
 100         Double_t dr=r-rd;
 101         Double_t phi=TMath::ATan2(x[1],x[0]);
 102         Double_t phid=TMath::ATan2(d[1],d[0]);
 103         Double_t dphi=phi-phid;
 104         if (dphi<0.) dphi+=TMath::TwoPi();
 105         if (dphi>TMath::Pi()) dphi=TMath::TwoPi()-dphi;
 106         Double_t drphi=r*dphi;
 107         Double_t dx=x[0]-d[0];
 108         Double_t dy=x[1]-d[1];
 109         Double_t dz=x[2]-d[2];
 110         //
 111         Double_t bx    = GetBx(r,phi,z,0);
 112         Double_t by    = GetBy(r,phi,z,0);
 113         Double_t bz    = GetBz(r,phi,z,0);
 114         Double_t br    = GetBr(r,phi,z,0);
 115         Double_t brfi  = GetBrfi(r,phi,z,0);
 116         //
 117         Double_t bxi    = GetBxI(r,phi,z,0);
 118         Double_t byi    = GetByI(r,phi,z,0);
 119         Double_t bzi    = GetBzI(r,phi,z,0);
 120         Double_t bri    = GetBrI(r,phi,z,0);
 121         Double_t brfii  = GetBrfiI(r,phi,z,0);
 122
 123         ts<<"positions"<<
 124           "x0="<<x[0]<<
 125           "x1="<<x[1]<<
 126           "x2="<<x[2]<<
 127           "dx="<<dx<<
 128           "dy="<<dy<<
 129           "dz="<<dz<<
 130           "r="<<r<<
 131           "phi="<<phi<<
 132           "dr="<<dr<<
 133           "drphi="<<drphi<<
 134           //
 135           // B-Field
 136           //
 137           "bx="<<bx<<
 138           "by="<<by<<
 139           "bz="<<bz<<
 140           "br="<< br<<
 141           "brfi="<<brfi<<
 142           // B-field integ
 143           "bxi="<<bxi<<
 144           "byi="<<byi<<
 145           "bzi="<<bzi<<
 146           "bri="<< bri<<
 147           "brfii="<<brfii<<
 148           "\n";
 149       }
 150 }
 151
 152
 153
 154 Double_t AliTPCExB::GetDr(Double_t r, Double_t phi, Double_t z, Double_t bz){
 155   //
 156   // Static function
 157   // Posibble to us it for visualization
 158   //
 159   //
 160   AliTPCExB *exb = AliTPCcalibDB::GetExB(bz,kFALSE);
 161   if (!exb) return 0;
 162   Double_t pos0[3] = {r*TMath::Cos(phi), r*TMath::Sin(phi),z};
 163   Double_t pos1[3];
 164   exb->Correct(pos0,pos1);
 165   Double_t dx=pos1[0]-pos0[0];
 166   Double_t dy=pos1[1]-pos0[1];
 167   //  Double_t dz=pos1[2]-pos0[2];
 168   // return TMath::Sqrt(dx*dx+dy*dy);
 169   Float_t dr = (dx*pos0[0]+dy*pos0[1])/r;
 170   return dr;
 171 }
 172
 173
 174 Double_t AliTPCExB::GetDrphi(Double_t r, Double_t phi, Double_t z, Double_t bz){
 175   //
 176   //
 177   //
 178   AliTPCExB *exb = AliTPCcalibDB::GetExB(bz,kFALSE);
 179   if (!exb) return 0;
 180   Double_t pos0[3] = {r*TMath::Cos(phi), r*TMath::Sin(phi),z};
 181   Double_t pos1[3];
 182   exb->Correct(pos0,pos1);
 183   Double_t dphi=TMath::ATan2(pos1[1],pos1[0])-TMath::ATan2(pos0[1],pos0[0]);
 184   return r*dphi;
 185
 186 }
 187
 188
 189 Double_t AliTPCExB::GetDphi(Double_t r, Double_t phi, Double_t z, Double_t bz){
 190   //
 191   //
 192   //
 193   AliTPCExB *exb = AliTPCcalibDB::GetExB(bz,kFALSE);
 194   if (!exb) return 0;
 195   Double_t pos0[3] = {r*TMath::Cos(phi), r*TMath::Sin(phi),z};
 196   Double_t pos1[3];
 197   exb->Correct(pos0,pos1);
 198   Double_t dphi=TMath::ATan2(pos1[1],pos1[0])-TMath::ATan2(pos0[1],pos0[0]);
 199   return dphi;
 200
 201 }
 202
 203 Double_t AliTPCExB::GetDz(Double_t r, Double_t phi, Double_t z, Double_t bz){
 204   //
 205   //
 206   //
 207   AliTPCExB *exb = AliTPCcalibDB::GetExB(bz,kFALSE);
 208   if (!exb) return 0;
 209   Double_t pos0[3] = {r*TMath::Cos(phi), r*TMath::Sin(phi),z};
 210   Double_t pos1[3];
 211   exb->Correct(pos0,pos1);
 212   Double_t dz=pos1[2]-pos0[2];
 213   return dz;
 214 }
 215
 216 //
 217 // Magnetic field
 218 //
 219
 220
 221
 222
 223 void AliTPCExB::RegisterField(Int_t index, AliMagF * magf){
 224   //
 225   // add the filed to the list
 226   //
 227   fgArray.AddAt(magf,index);
 228 }
 229
 230
 231
 232 Double_t AliTPCExB::GetBx(Double_t r, Double_t phi, Double_t z,Int_t index){
 233   //
 234   //
 235   //
 236   AliMagF *mag = (AliMagF*)fgArray.At(index);
 237   if (!mag) return 0;
 238   Float_t xyz[3]={r*TMath::Cos(phi),r*TMath::Sin(phi),z};
 239   //  xyz[1]+=30;
 240   Float_t bxyz[3];
 241   mag->Field(xyz,bxyz);
 242   return bxyz[0];
 243 }
 244
 245 Double_t AliTPCExB::GetBy(Double_t r, Double_t phi, Double_t z,Int_t index){
 246   //
 247   //
 248   //
 249   AliMagF *mag = (AliMagF*)fgArray.At(index);
 250   if (!mag) return 0;
 251   Float_t xyz[3]={r*TMath::Cos(phi),r*TMath::Sin(phi),z};
 252   //  xyz[1]+=30;
 253   Float_t bxyz[3];
 254   mag->Field(xyz,bxyz);
 255   return bxyz[1];
 256 }
 257
 258 Double_t AliTPCExB::GetBz(Double_t r, Double_t phi, Double_t z,Int_t index){
 259   //
 260   //
 261   //
 262   AliMagF *mag = (AliMagF*)fgArray.At(index);
 263   if (!mag) return 0;
 264   Float_t xyz[3]={r*TMath::Cos(phi),r*TMath::Sin(phi),z};
 265   //  xyz[1]+=30;
 266   Float_t bxyz[3];
 267   mag->Field(xyz,bxyz);
 268   return bxyz[2];
 269 }
 270
 271
 272
 273 Double_t AliTPCExB::GetBr(Double_t r, Double_t phi, Double_t z,Int_t index){
 274   //
 275   //
 276   //
 277   AliMagF *mag = (AliMagF*)fgArray.At(index);
 278   if (!mag) return 0;
 279   Float_t xyz[3]={r*TMath::Cos(phi),r*TMath::Sin(phi),z};
 280   //xyz[1]+=30;
 281   Float_t bxyz[3];
 282   mag->Field(xyz,bxyz);
 283   if (r==0) return 0;
 284   Float_t br = (bxyz[0]*xyz[0]+bxyz[1]*xyz[1])/r;
 285   return br;
 286 }
 287
 288 Double_t AliTPCExB::GetBrfi(Double_t r, Double_t phi, Double_t z,Int_t index){
 289   //
 290   //
 291   //
 292   AliMagF *mag = (AliMagF*)fgArray.At(index);
 293   if (!mag) return 0;
 294   Float_t xyz[3]={r*TMath::Cos(phi),r*TMath::Sin(phi),z};
 295   //xyz[1]+=30;
 296   Float_t bxyz[3];
 297   mag->Field(xyz,bxyz);
 298   if (r==0) return 0;
 299   Float_t br = (-bxyz[0]*xyz[1]+bxyz[1]*xyz[0])/r;
 300   return br;
 301 }
 302
 303
 304
 305
 306 Double_t AliTPCExB::GetBxI(Double_t r, Double_t phi, Double_t z,Int_t index)
 307 {
 308   Double_t sumf  =0;
 309   if (z>0 &&z<250){
 310     for (Float_t zi=z;zi<250;zi+=5){
 311       sumf+=GetBx(r,phi,zi,index)/GetBz(r,phi,zi,index);
 312     }
 313   }
 314   if (z<0 &&z>-250){
 315     for (Float_t zi=z;zi>-250;zi-=5){
 316       sumf+=GetBx(r,phi,zi,index)/GetBz(r,phi,zi,index);
 317     }
 318   }
 319   return sumf*5;
 320 }
 321
 322 Double_t AliTPCExB::GetByI(Double_t r, Double_t phi, Double_t z,Int_t index)
 323 {
 324   Double_t sumf =0;
 325   if (z>0 &&z<250){
 326     for (Float_t zi=z;zi<250;zi+=5){
 327       sumf+=GetBy(r,phi,zi,index)/GetBz(r,phi,zi,index);
 328     }
 329   }
 330   if (z<0 &&z>-250){
 331     for (Float_t zi=z;zi>-250;zi-=5){
 332       sumf+=GetBy(r,phi,zi,index)/GetBz(r,phi,zi,index);
 333     }
 334   }
 335   return sumf*5;
 336 }
 337
 338 Double_t AliTPCExB::GetBzI(Double_t r, Double_t phi, Double_t z,Int_t index)
 339 {
 340   Double_t sumf =0;
 341   if (z>0 &&z<250){
 342     for (Float_t zi=z;zi<250;zi+=5){
 343       sumf+=GetBz(r,phi,zi,index);
 344     }
 345   }
 346   if (z<0 &&z>-250){
 347     for (Float_t zi=z;zi>-250;zi-=5){
 348       sumf+=GetBz(r,phi,zi,index);
 349     }
 350   }
 351   return sumf*5;
 352 }
 353
 354
 355 Double_t AliTPCExB::GetBrI(Double_t r, Double_t phi, Double_t z,Int_t index)
 356 {
 357   Double_t sumf =0;
 358   if (z>0 &&z<250){
 359     for (Float_t zi=z;zi<250;zi+=5){
 360       sumf+=GetBr(r,phi,zi,index)/GetBz(r,phi,zi,index);
 361     }
 362   }
 363   if (z<0 &&z>-250){
 364     for (Float_t zi=z;zi>-250;zi-=5){
 365       sumf+=GetBr(r,phi,zi,index)/GetBz(r,phi,zi,index);
 366     }
 367   }
 368   return sumf*5;
 369 }
 370
 371 Double_t AliTPCExB::GetBrfiI(Double_t r, Double_t phi, Double_t z,Int_t index)
 372 {
 373   Double_t sumf =0;
 374   if (z>0 &&z<250){
 375     for (Float_t zi=z;zi<250;zi+=5.){
 376       sumf+=GetBrfi(r,phi,zi,index)/GetBz(r,phi,zi,index);
 377     }
 378   }
 379   if (z<0 &&z>-250){
 380     for (Float_t zi=z;zi>-250;zi-=5){
 381       sumf+=GetBrfi(r,phi,zi,index)/GetBz(r,phi,zi,index);
 382     }
 383   }
 384   return sumf*5;
 385 }
 386
 387
 388 Double_t AliTPCExB::Eval(Int_t type, Double_t r, Double_t phi, Double_t z){
 389   //
 390   // Evaluate parameterization
 391   //
 392   // br integral param
 393   if (type==0) {
 394     if (z>0 && fMatBrBzI0) return EvalMat(*fMatBrBzI0,r,phi,z);
 395     if (z<0 && fMatBrBzI1) return EvalMat(*fMatBrBzI1,r,phi,z);
 396   }
 397   // brfi integral param
 398   if (type==1) {
 399     if (z>0 && fMatBrfiBzI0) return EvalMat(*fMatBrfiBzI0,r,phi,z);
 400     if (z<0 && fMatBrfiBzI1) return EvalMat(*fMatBrfiBzI1,r,phi,z);
 401   }
 402   // brbz param
 403   if (type==2 && fMatBrBz) return EvalMat(*fMatBrBz,r,phi,z);
 404   // brfibz param
 405   if (type==3 && fMatBrfiBz) return EvalMat(*fMatBrfiBz,r,phi,z);
 406   return 0;
 407 }
 408
 409
 410 Double_t AliTPCExB::EvalMat(TVectorD &vec, Double_t r, Double_t phi, Double_t z){
 411   //
 412   // Evaluate taylor expansion in r,phi,z
 413   //
 414   // Variables
 415   //tree->SetAlias("sa","sin(phi+0.0)");
 416   //tree->SetAlias("ca","cos(phi+0.0)");
 417   //tree->SetAlias("sa2","sin(phi*2+0.0)");
 418   //tree->SetAlias("ca2","cos(phi*2+0.0)");
 419   //tree->SetAlias("zn","(x2/250.)");
 420   //tree->SetAlias("rn","(r/250.)")
 421   //   TString fstringSym="";
 422   //   //
 423   //   fstringSym+="zn++";
 424   //   fstringSym+="rn++";
 425   //   fstringSym+="zn*rn++";
 426   //   fstringSym+="zn*zn++";
 427   //   fstringSym+="zn*zn*rn++";
 428   //   fstringSym+="zn*rn*rn++";
 429   //   //
 430   //   fstringSym+="sa++";
 431   //   fstringSym+="ca++";
 432   //   fstringSym+="ca2++";
 433   //   fstringSym+="sa2++";
 434   //   fstringSym+="ca*zn++";
 435   //   fstringSym+="sa*zn++";
 436   //   fstringSym+="ca2*zn++";
 437   //   fstringSym+="sa2*zn++";
 438   //   fstringSym+="ca*zn*zn++";
 439   //   fstringSym+="sa*zn*zn++";
 440   //   fstringSym+="ca*zn*rn++";
 441   //   fstringSym+="sa*zn*rn++";
 442
 443
 444   Double_t sa  = TMath::Sin(phi);
 445   Double_t ca  = TMath::Cos(phi);
 446   Double_t sa2 = TMath::Sin(phi*2);
 447   Double_t ca2 = TMath::Cos(phi*2);
 448   Double_t zn  = z/250.;
 449   Double_t rn  = r/250.;
 450   Int_t  ipoint=0;
 451   Double_t res = vec[ipoint++];
 452   res+=vec[ipoint++]*zn;
 453   res+=vec[ipoint++]*rn;
 454   res+=vec[ipoint++]*zn*rn;
 455   res+=vec[ipoint++]*zn*zn;
 456   res+=vec[ipoint++]*zn*zn*rn;
 457   res+=vec[ipoint++]*zn*rn*rn;
 458   //
 459   res+=vec[ipoint++]*sa;
 460   res+=vec[ipoint++]*ca;
 461   res+=vec[ipoint++]*ca2;
 462   res+=vec[ipoint++]*sa2;
 463   res+=vec[ipoint++]*ca*zn;
 464   res+=vec[ipoint++]*sa*zn;
 465   res+=vec[ipoint++]*ca2*zn;
 466   res+=vec[ipoint++]*sa2*zn;
 467   res+=vec[ipoint++]*ca*zn*zn;
 468   res+=vec[ipoint++]*sa*zn*zn;
 469   res+=vec[ipoint++]*ca*zn*rn;
 470   res+=vec[ipoint++]*sa*zn*rn;
 471   return res;
 472 }
 473
 474
 475
 476
 477
 478
 479
 480
 481
 482
 483
 484
 485
 486
 487 /*
 488
 489  AliTPCExB draw;
 490  draw.RegisterField(0,new AliMagWrapCheb("Maps","Maps", 2, 1., 10., AliMagWrapCheb::k5kG));
 491  draw.RegisterField(1,new AliMagFMaps("Maps","Maps", 2, 1., 10., 2));
 492
 493  TF2 fbz_rz_0pi("fbz_rz_0pi","AliTPCExB::GetBz(x,0*pi,y)",0,250,-250,250);
 494  fbz_rz_0pi->Draw("surf2");
 495
 496  TF1 fbz_z_90_00pi("fbz_z_90_00pi","AliTPCExB::GetBz(90,0*pi,x)",-250,250);
 497   TF1 fbz_z_90_05pi("fbz_z_90_05pi","AliTPCExB::GetBz(90,0.5*pi,x)",-250,250);
 498   TF1 fbz_z_90_10pi("fbz_z_90_10pi","AliTPCExB::GetBz(90,1.0*pi,x)",-250,250);
 499   TF1 fbz_z_90_15pi("fbz_z_90_15pi","AliTPCExB::GetBz(90,1.5*pi,x)",-250,250);
 500   fbz_z_90_00pi->SetLineColor(2);
 501   fbz_z_90_05pi->SetLineColor(3);
 502   fbz_z_90_10pi->SetLineColor(4);
 503   fbz_z_90_15pi->SetLineColor(5);
 504   fbz_z_90_00pi->Draw()
 505   fbz_z_90_05pi->Draw("same")
 506   fbz_z_90_15pi->Draw("same")
 507   fbz_z_90_10pi->Draw("same")
 508
 509
 510   TF1 fbr_z_90_00pi("fbz_z_90_00pi","AliTPCExB::GetBr(90,0*pi,x)",-250,250);
 511   TF1 fbr_z_90_05pi("fbz_z_90_05pi","AliTPCExB::GetBr(90,0.5*pi,x)",-250,250);
 512   TF1 fbr_z_90_10pi("fbz_z_90_10pi","AliTPCExB::GetBr(90,1.0*pi,x)",-250,250);
 513   TF1 fbr_z_90_15pi("fbz_z_90_15pi","AliTPCExB::GetBr(90,1.5*pi,x)",-250,250);
 514   fbr_z_90_00pi->SetLineColor(2);
 515   fbr_z_90_05pi->SetLineColor(3);
 516   fbr_z_90_10pi->SetLineColor(4);
 517   fbr_z_90_15pi->SetLineColor(5);
 518   fbr_z_90_00pi->Draw()
 519   fbr_z_90_05pi->Draw("same")
 520   fbr_z_90_15pi->Draw("same")
 521   fbr_z_90_10pi->Draw("same")
 522
 523   //
 524   TF2 fbz_xy_0z("fbz_xy_0z","AliTPCExB::GetBz(sqrt(x^2+y^2),atan2(y,x),0)",-250,250,-250,250);
 525   fbz_xy_0z.SetNpy(100);
 526   fbz_xy_0z.SetNpx(100);
 527   fbz_xy_0z->Draw("colz");
 528   //
 529   TF2 fbz_xy_250z("fbz_xy_250z","AliTPCExB::GetBz(sqrt(x^2+y^2),atan2(y,x),250)",-250,250,-250,250);
 530   fbz_xy_250z.SetNpy(100);
 531   fbz_xy_250z.SetNpx(100)
 532   fbz_xy_250z->Draw("colz");
 533   //
 534    TF2 fbz_xy_m250z("fbz_xy_m250z","AliTPCExB::GetBz(sqrt(x^2+y^2),atan2(y,x),-250)",-250,250,-250,250);
 535   fbz_xy_m250z.SetNpy(100);
 536   fbz_xy_m250z.SetNpx(100)
 537   fbz_xy_m250z->Draw("colz");
 538   //
 539
 540
 541
 542
 543
 544 */
 545
 546