TPC/AliTPCcalibCosmic.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17     Comments to be written here:
  18     1. What do we calibrate.
  19     2. How to interpret results
  20     3. Simple example
  21     4. Analysis using debug streamers.
  22
  23
  24
  25     3.Simple example
  26     // To make cosmic scan the user interaction neccessary
  27     //
  28     .x ~/UliStyle.C
  29     gSystem->Load("libANALYSIS");
  30     gSystem->Load("libTPCcalib");
  31     TFile fcalib("CalibObjects.root");
  32     TObjArray * array = (TObjArray*)fcalib.Get("TPCCalib");
  33     AliTPCcalibCosmic * cosmic = ( AliTPCcalibCosmic *)array->FindObject("cosmicTPC");
  34
  35
  36
  37 */
  38
  39
  40
  41 #include "Riostream.h"
  42 #include "TChain.h"
  43 #include "TTree.h"
  44 #include "TH1F.h"
  45 #include "TH2F.h"
  46 #include "TList.h"
  47 #include "TMath.h"
  48 #include "TCanvas.h"
  49 #include "TFile.h"
  50 #include "TF1.h"
  51
  52 #include "AliTPCclusterMI.h"
  53 #include "AliTPCseed.h"
  54 #include "AliESDVertex.h"
  55 #include "AliESDEvent.h"
  56 #include "AliESDfriend.h"
  57 #include "AliESDInputHandler.h"
  58 #include "AliAnalysisManager.h"
  59
  60 #include "AliTracker.h"
  61 #include "AliMagFMaps.h"
  62 #include "AliTPCCalROC.h"
  63
  64 #include "AliLog.h"
  65
  66 #include "AliTPCcalibCosmic.h"
  67
  68 #include "TTreeStream.h"
  69 #include "AliTPCTracklet.h"
  70
  71 ClassImp(AliTPCcalibCosmic)
  72
  73
  74 AliTPCcalibCosmic::AliTPCcalibCosmic()
  75   :AliTPCcalibBase(),
  76    fGainMap(0),
  77    fHistNTracks(0),
  78    fClusters(0),
  79    fModules(0),
  80    fHistPt(0),
  81    fDeDx(0),
  82    fDeDxMIP(0),
  83    fMIPvalue(1),
  84    fCutMaxD(5),        // maximal distance in rfi ditection
  85    fCutTheta(0.03),    // maximal distan theta
  86    fCutMinDir(-0.99)   // direction vector products
  87 {
  88   AliInfo("Default Constructor");
  89 }
  90
  91
  92 AliTPCcalibCosmic::AliTPCcalibCosmic(const Text_t *name, const Text_t *title)
  93   :AliTPCcalibBase(),
  94    fGainMap(0),
  95    fHistNTracks(0),
  96    fClusters(0),
  97    fModules(0),
  98    fHistPt(0),
  99    fDeDx(0),
 100    fDeDxMIP(0),
 101    fMIPvalue(1),
 102    fCutMaxD(5),        // maximal distance in rfi ditection
 103    fCutTheta(0.03),    // maximal distan theta
 104    fCutMinDir(-0.99)   // direction vector products
 105 {
 106   SetName(name);
 107   SetTitle(title);
 108   AliMagFMaps * field = new AliMagFMaps("dummy1", "dummy2",0,5,0);
 109   AliTracker::SetFieldMap(field, kTRUE);
 110
 111   fHistNTracks = new TH1F("ntracks","Number of Tracks per Event; number of tracks per event; number of tracks",501,-0.5,500.5);
 112   fClusters = new TH1F("signal","Number of Clusters per track; number of clusters per track n_{cl}; counts",160,0,160);
 113   fModules = new TH2F("sector","Acorde hits; z (cm); x(cm)",1200,-650,650,600,-700,700);
 114   fHistPt = new TH1F("Pt","Pt distribution; p_{T} (GeV); counts",2000,0,50);
 115   fDeDx = new TH2F("DeDx","dEdx; momentum p (GeV); TPC signal (a.u.)",500,0.01,100.,500,2.,1000);
 116   BinLogX(fDeDx);
 117   fDeDxMIP =  new TH1F("DeDxMIP","MIP region; TPC signal (a.u.);counts ",500,2.,1000);
 118
 119   AliInfo("Non Default Constructor");
 120   //
 121 }
 122
 123 AliTPCcalibCosmic::~AliTPCcalibCosmic(){
 124   //
 125   //
 126   //
 127 }
 128
 129
 130
 131
 132
 133 void AliTPCcalibCosmic::Process(AliESDEvent *event) {
 134   //
 135   //
 136   //
 137   if (!event) {
 138     Printf("ERROR: ESD not available");
 139     return;
 140   }
 141   AliESDfriend *ESDfriend=static_cast<AliESDfriend*>(event->FindListObject("AliESDfriend"));
 142   if (!ESDfriend) {
 143    Printf("ERROR: ESDfriend not available");
 144    return;
 145   }
 146
 147   FindPairs(event); // nearly everything takes place in find pairs...
 148
 149   if (GetDebugLevel()>20) printf("Hallo world: Im here and processing an event\n");
 150   Int_t ntracks=event->GetNumberOfTracks();
 151   fHistNTracks->Fill(ntracks);
 152   if (ntracks==0) return;
 153
 154 }
 155
 156
 157
 158 void AliTPCcalibCosmic::Analyze() {
 159
 160   fMIPvalue = CalculateMIPvalue(fDeDxMIP);
 161
 162   return;
 163
 164 }
 165
 166
 167
 168 void AliTPCcalibCosmic::FindPairs(AliESDEvent *event) {
 169   //
 170   // Find cosmic pairs
 171   //
 172   // Track0 is choosen in upper TPC part
 173   // Track1 is choosen in lower TPC part
 174   //
 175   if (GetDebugLevel()>20) printf("Hallo world: Im here\n");
 176   AliESDfriend *ESDfriend=static_cast<AliESDfriend*>(event->FindListObject("AliESDfriend"));
 177   Int_t ntracks=event->GetNumberOfTracks();
 178   TObjArray  tpcSeeds(ntracks);
 179   if (ntracks==0) return;
 180   Double_t vtxx[3]={0,0,0};
 181   Double_t svtxx[3]={0.000001,0.000001,100.};
 182   AliESDVertex vtx(vtxx,svtxx);
 183   //
 184   //track loop
 185   //
 186   for (Int_t i=0;i<ntracks;++i) {
 187    AliESDtrack *track = event->GetTrack(i);
 188    fClusters->Fill(track->GetTPCNcls());
 189
 190    const AliExternalTrackParam * trackIn = track->GetInnerParam();
 191    const AliExternalTrackParam * trackOut = track->GetOuterParam();
 192    if (!trackIn) continue;
 193    if (!trackOut) continue;
 194
 195    AliESDfriendTrack *friendTrack = ESDfriend->GetTrack(i);
 196    TObject *calibObject;
 197    AliTPCseed *seed = 0;
 198    for (Int_t l=0;(calibObject=friendTrack->GetCalibObject(l));++l) {
 199      if ((seed=dynamic_cast<AliTPCseed*>(calibObject))) break;
 200    }
 201    if (seed) tpcSeeds.AddAt(seed,i);
 202
 203    Double_t meanP = 0.5*(trackIn->GetP() + trackOut->GetP());
 204    if (seed && track->GetTPCNcls() > 80 + 60/(1+TMath::Exp(-meanP+5))) {
 205      fDeDx->Fill(meanP, seed->CookdEdxNorm(0.0,0.45,0,0,159,fGainMap));
 206      //
 207      if (meanP > 0.4 && meanP < 0.45) fDeDxMIP->Fill(seed->CookdEdxNorm(0.0,0.45,0,0,159,fGainMap));
 208      //
 209      if (GetDebugLevel()>0&&meanP>0.2&&seed->CookdEdxNorm(0.0,0.45,0,0,159,fGainMap)>300) {
 210        TFile *curfile = AliAnalysisManager::GetAnalysisManager()->GetTree()->GetCurrentFile();
 211        if (curfile) printf(">>> p+ in file: %s \t event: %i \t Number of ESD tracks: %i \n", curfile->GetName(), (int)event->GetEventNumberInFile(), (int)ntracks);
 212        if (track->GetOuterParam()->GetAlpha()<0) cout << " Polartiy: " << track->GetSign() << endl;
 213      }
 214
 215    }
 216
 217   }
 218
 219   if (ntracks<2) return;
 220   //
 221   // Find pairs
 222   //
 223   for (Int_t i=0;i<ntracks;++i) {
 224     AliESDtrack *track0 = event->GetTrack(i);
 225     // track0 - choosen upper part
 226     if (!track0) continue;
 227     if (!track0->GetOuterParam()) continue;
 228     if (track0->GetOuterParam()->GetAlpha()<0) continue;
 229     Double_t d1[3];
 230     track0->GetDirection(d1);
 231     for (Int_t j=0;j<ntracks;++j) {
 232       if (i==j) continue;
 233       AliESDtrack *track1 = event->GetTrack(j);
 234       //track 1 lower part
 235       if (!track1) continue;
 236       if (!track1->GetOuterParam()) continue;
 237       if (track1->GetOuterParam()->GetAlpha()>0) continue;
 238       //
 239       Double_t d2[3];
 240       track1->GetDirection(d2);
 241
 242       AliTPCseed * seed0 = (AliTPCseed*) tpcSeeds.At(i);
 243       AliTPCseed * seed1 = (AliTPCseed*) tpcSeeds.At(j);
 244       if (! seed0) continue;
 245       if (! seed1) continue;
 246       Float_t dedx0 = seed0->CookdEdxNorm(0.05,0.55,0,0,159,fGainMap);
 247       Float_t dedx1 = seed1->CookdEdxNorm(0.05,0.55,0,0,159,fGainMap);
 248       //
 249       Float_t dedx0I = seed0->CookdEdxNorm(0.05,0.55,0,0,63,fGainMap);
 250       Float_t dedx1I = seed1->CookdEdxNorm(0.05,0.55,0,0,63,fGainMap);
 251       //
 252       Float_t dedx0O = seed0->CookdEdxNorm(0.05,0.55,0,64,159,fGainMap);
 253       Float_t dedx1O = seed1->CookdEdxNorm(0.05,0.55,0,64,159,fGainMap);
 254       //
 255       Float_t dir = (d1[0]*d2[0] + d1[1]*d2[1] + d1[2]*d2[2]);
 256       Float_t d0  = track0->GetLinearD(0,0);
 257       Float_t d1  = track1->GetLinearD(0,0);
 258       //
 259       // conservative cuts - convergence to be guarantied
 260       // applying before track propagation
 261       if (TMath::Abs(d0+d1)>fCutMaxD) continue;   // distance to the 0,0
 262       if (dir>fCutMinDir) continue;               // direction vector product
 263       Float_t bz = AliTracker::GetBz();
 264       Float_t dvertex0[2];   //distance to 0,0
 265       Float_t dvertex1[2];   //distance to 0,0
 266       track0->GetDZ(0,0,0,bz,dvertex0);
 267       track1->GetDZ(0,0,0,bz,dvertex1);
 268       if (TMath::Abs(dvertex0[1])>250) continue;
 269       if (TMath::Abs(dvertex1[1])>250) continue;
 270       //
 271       //
 272       //
 273       Float_t dmax = TMath::Max(TMath::Abs(d0),TMath::Abs(d1));
 274       AliExternalTrackParam param0(*track0);
 275       AliExternalTrackParam param1(*track1);
 276       //
 277       // Propagate using Magnetic field and correct fo material budget
 278       //
 279       AliTracker::PropagateTrackTo(&param0,dmax+1,0.0005,3,kTRUE);
 280       AliTracker::PropagateTrackTo(&param1,dmax+1,0.0005,3,kTRUE);
 281       //
 282       // Propagate rest to the 0,0 DCA - z should be ignored
 283       //
 284       Bool_t b0 = param0.PropagateToDCA(&vtx,bz,1000);
 285       Bool_t b1 = param1.PropagateToDCA(&vtx,bz,1000);
 286       //
 287       param0.GetDZ(0,0,0,bz,dvertex0);
 288       param1.GetDZ(0,0,0,bz,dvertex1);
 289       //
 290       Double_t xyz0[3];//,pxyz0[3];
 291       Double_t xyz1[3];//,pxyz1[3];
 292       param0.GetXYZ(xyz0);
 293       param1.GetXYZ(xyz1);
 294       Bool_t isPair = IsPair(&param0,&param1);
 295       //
 296       if (isPair) FillAcordeHist(track0);
 297       //
 298       if (fStreamLevel>0){
 299         TTreeSRedirector * cstream =  GetDebugStreamer();
 300         printf("My stream=%p\n",(void*)cstream);
 301         if (cstream) {
 302           (*cstream) << "Track0" <<
 303             "dir="<<dir<<               //  direction
 304             "OK="<<isPair<<             //  will be accepted
 305             "b0="<<b0<<                 //  propagate status
 306             "b1="<<b1<<                 //  propagate status
 307             "Orig0.=" << track0 <<      //  original track  0
 308             "Orig1.=" << track1 <<      //  original track  1
 309             "Tr0.="<<&param0<<          //  track propagated to the DCA 0,0
 310             "Tr1.="<<&param1<<          //  track propagated to the DCA 0,0
 311             "v00="<<dvertex0[0]<<       //  distance using kalman
 312             "v01="<<dvertex0[1]<<       //
 313             "v10="<<dvertex1[0]<<       //
 314             "v11="<<dvertex1[1]<<       //
 315             "d0="<<d0<<                 //  linear distance to 0,0
 316             "d1="<<d1<<                 //  linear distance to 0,0
 317             //
 318             "x00="<<xyz0[0]<<
 319             "x01="<<xyz0[1]<<
 320             "x02="<<xyz0[2]<<
 321             //
 322             "x10="<<xyz1[0]<<
 323             "x11="<<xyz1[1]<<
 324             "x12="<<xyz1[2]<<
 325             //
 326             "Seed0.=" << seed0 <<       //  original seed 0
 327             "Seed1.=" << seed1 <<       //  original seed 1
 328             //
 329             "dedx0="<<dedx0<<           //  dedx0 - all
 330             "dedx1="<<dedx1<<           //  dedx1 - all
 331             //
 332             "dedx0I="<<dedx0I<<         //  dedx0 - inner ROC
 333             "dedx1I="<<dedx1I<<         //  dedx1 - inner ROC
 334             //
 335             "dedx0O="<<dedx0O<<         //  dedx0 - outer ROC
 336             "dedx1O="<<dedx1O<<         //  dedx1 - outer ROC
 337             "\n";
 338         }
 339       }
 340     }
 341   }
 342 }
 343
 344
 345
 346
 347 void  AliTPCcalibCosmic::FillAcordeHist(AliESDtrack *upperTrack) {
 348
 349   // Pt cut to select straight tracks which can be easily propagated to ACORDE which is outside the magnetic field
 350   if (upperTrack->Pt() < 10 || upperTrack->GetTPCNcls() < 80) return;
 351
 352   const Double_t AcordePlane = 850.; // distance of the central Acorde detectors to the beam line at y =0
 353   const Double_t roof = 210.5;       // distance from x =0 to end of magnet roof
 354
 355   Double_t r[3];
 356   upperTrack->GetXYZ(r);
 357   Double_t d[3];
 358   upperTrack->GetDirection(d);
 359   Double_t x,z;
 360   z = r[2] + (d[2]/d[1])*(AcordePlane - r[1]);
 361   x = r[0] + (d[0]/d[1])*(AcordePlane - r[1]);
 362
 363   if (x > roof) {
 364     x = r[0] + (d[0]/(d[0]+d[1]))*(AcordePlane+roof-r[0]-r[1]);
 365     z = r[2] + (d[2]/(d[0]+d[1]))*(AcordePlane+roof-r[0]-r[1]);
 366   }
 367   if (x < -roof) {
 368     x = r[0] + (d[0]/(d[1]-d[0]))*(AcordePlane+roof+r[0]-r[1]);
 369     z = r[2] + (d[2]/(d[1]-d[0]))*(AcordePlane+roof+r[0]-r[1]);
 370   }
 371
 372   fModules->Fill(z, x);
 373
 374 }
 375
 376
 377
 378 Long64_t AliTPCcalibCosmic::Merge(TCollection *li) {
 379
 380   TIterator* iter = li->MakeIterator();
 381   AliTPCcalibCosmic* cal = 0;
 382
 383   while ((cal = (AliTPCcalibCosmic*)iter->Next())) {
 384     if (!cal->InheritsFrom(AliTPCcalibCosmic::Class())) {
 385       Error("Merge","Attempt to add object of class %s to a %s", cal->ClassName(), this->ClassName());
 386       return -1;
 387     }
 388
 389     fHistNTracks->Add(cal->GetHistNTracks());
 390     fClusters->Add(cal-> GetHistClusters());
 391     fModules->Add(cal->GetHistAcorde());
 392     fHistPt->Add(cal->GetHistPt());
 393     fDeDx->Add(cal->GetHistDeDx());
 394     fDeDxMIP->Add(cal->GetHistMIP());
 395
 396   }
 397
 398   return 0;
 399
 400 }
 401
 402
 403 Bool_t  AliTPCcalibCosmic::IsPair(AliExternalTrackParam *tr0, AliExternalTrackParam *tr1){
 404   //
 405   //
 406   /*
 407   // 0. Same direction - OPOSITE  - cutDir +cutT
 408   TCut cutDir("cutDir","dir<-0.99")
 409   // 1.
 410   TCut cutT("cutT","abs(Tr1.fP[3]+Tr0.fP[3])<0.03")
 411   //
 412   // 2. The same rphi
 413   TCut cutD("cutD","abs(Tr0.fP[0]+Tr1.fP[0])<5")
 414   //
 415   //
 416   //
 417   TCut cutPt("cutPt","abs(Tr1.fP[4]+Tr0.fP[4])<1&&abs(Tr0.fP[4])+abs(Tr1.fP[4])<10");
 418   // 1/Pt diff cut
 419   */
 420   const Double_t *p0 = tr0->GetParameter();
 421   const Double_t *p1 = tr1->GetParameter();
 422   if (TMath::Abs(p0[3]+p1[3])>fCutTheta) return kFALSE;
 423   if (TMath::Abs(p0[0]+p1[0])>fCutMaxD)  return kFALSE;
 424   Double_t d0[3], d1[3];
 425   tr0->GetDirection(d0);
 426   tr1->GetDirection(d1);
 427   if (d0[0]*d1[0] + d0[1]*d1[1] + d0[2]*d1[2] >fCutMinDir) return kFALSE;
 428   //
 429   return kTRUE;
 430 }
 431
 432
 433
 434 Double_t AliTPCcalibCosmic::CalculateMIPvalue(TH1F * hist) {
 435
 436   TF1 * funcDoubleGaus = new TF1("funcDoubleGaus", "gaus(0)+gaus(3)",0,1000);
 437   funcDoubleGaus->SetParameters(hist->GetEntries()*0.75,hist->GetMean()/1.3,hist->GetMean()*0.10,
 438                                 hist->GetEntries()*0.25,hist->GetMean()*1.3,hist->GetMean()*0.10);
 439   hist->Fit(funcDoubleGaus);
 440   Double_t MIPvalue = TMath::Min(funcDoubleGaus->GetParameter(1),funcDoubleGaus->GetParameter(4));
 441
 442   delete funcDoubleGaus;
 443
 444   return MIPvalue;
 445
 446 }
 447
 448
 449
 450
 451 void AliTPCcalibCosmic::CalculateBetheParams(TH2F *hist, Double_t * initialParam) {
 452
 453   return;
 454
 455 }
 456
 457
 458 void AliTPCcalibCosmic::BinLogX(TH1 *h) {
 459
 460   // Method for the correct logarithmic binning of histograms
 461
 462   TAxis *axis = h->GetXaxis();
 463   int bins = axis->GetNbins();
 464
 465   Double_t from = axis->GetXmin();
 466   Double_t to = axis->GetXmax();
 467   Double_t *new_bins = new Double_t[bins + 1];
 468
 469   new_bins[0] = from;
 470   Double_t factor = pow(to/from, 1./bins);
 471
 472   for (int i = 1; i <= bins; i++) {
 473    new_bins[i] = factor * new_bins[i-1];
 474   }
 475   axis->Set(bins, new_bins);
 476   delete new_bins;
 477
 478 }
 479
 480
 481
 482
 483 /*
 484
 485 void AliTPCcalibCosmic::dEdxCorrection(){
 486   TCut cutT("cutT","abs(Tr1.fP[3]+Tr0.fP[3])<0.03");  // OK
 487   TCut cutD("cutD","abs(Tr0.fP[0]+Tr1.fP[0])<5");     // OK
 488   TCut cutPt("cutPt","abs(Tr1.fP[4]+Tr0.fP[4])<0.2&&abs(Tr0.fP[4])+abs(Tr1.fP[4])<10");
 489   TCut cutN("cutN","min(Orig0.fTPCncls,Orig1.fTPCncls)>70");
 490   TCut cutA=cutT+cutD+cutPt+cutN;
 491
 492
 493  .x ~/UliStyle.C
 494   gSystem->Load("libANALYSIS");
 495   gSystem->Load("libTPCcalib");
 496   gSystem->AddIncludePath("-I$ALICE_ROOT/TPC/macros");
 497   gROOT->LoadMacro("$ALICE_ROOT/TPC/macros/AliXRDPROOFtoolkit.cxx+")
 498  AliXRDPROOFtoolkit tool;
 499   TChain * chain = tool.MakeChain("cosmic.txt","Track0",0,1000000);
 500   chain->Lookup();
 501
 502   .x ~/rootlogon.C
 503    gSystem->Load("libSTAT.so");
 504
 505   Double_t chi2=0;
 506   Int_t    npoints=0;
 507   TVectorD fitParam;
 508   TMatrixD covMatrix;
 509
 510   chain->Draw("Tr0.fP[4]+Tr1.fP[4]","OK"+cutA);
 511
 512   TString strFit;
 513   strFit+="(Tr0.fP[1]/250)++";
 514   strFit+="(Tr0.fP[1]/250)^2++";
 515   strFit+="(Tr0.fP[3])++";
 516   strFit+="(Tr0.fP[3])^2++";
 517
 518   TString * ptParam = TStatToolkit::FitPlane(chain,"Tr0.fP[4]+Tr1.fP[4]", strFit.Data(),cutA, chi2,npoints,fitParam,covMatrix)
 519
 520 strFit+="(Tr0.fP[1]/250)++";
 521 strFit+="(Tr0.fP[1]/250)^2++";
 522 strFit+="(Tr0.fP[3])++";
 523 strFit+="(Tr0.fP[3])^2++";
 524 strFit+="(Tr0.fP[1]/250)^2*Tr0.fP[3]++";
 525 strFit+="(Tr0.fP[1]/250)^2*Tr0.fP[3]^2++";
 526 //
 527
 528 strFit+="sign(Tr0.fP[1])++"
 529 strFit+="sign(Tr0.fP[1])*(1-abs(Tr0.fP[1]/250))"
 530
 531 TString * thetaParam = TStatToolkit::FitPlane(chain,"Tr0.fP[3]+Tr1.fP[3]", strFit.Data(),cutA, chi2,npoints,fitParam,covMatrix)
 532
 533
 534
 535 (-0.009263+(Tr0.fP[1]/250)*(-0.009693)+(Tr0.fP[1]/250)^2*(0.009062)+(Tr0.fP[3])*(0.002256)+(Tr0.fP[3])^2*(-0.052775)+(Tr0.fP[1]/250)^2*Tr0.fP[3]*(-0.020627)+(Tr0.fP[1]/250)^2*Tr0.fP[3]^2*(0.049030))
 536
 537 */
 538
 539