TPC/AliTPCtrack.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 //           Implementation of the TPC track class
  18 //
  19 // Origin: Iouri Belikov, CERN, Jouri.Belikov@cern.ch
  20 //-----------------------------------------------------------------
  21
  22 #include <iostream.h>
  23
  24 #include "AliCluster.h"
  25 #include "AliTPCtrack.h"
  26 #include "AliTPCcluster.h"
  27 #include "AliTPCClustersRow.h"
  28 #include "AliTPCClustersArray.h"
  29
  30 ClassImp(AliTPCtrack)
  31 //_________________________________________________________________________
  32 AliTPCtrack::AliTPCtrack(UInt_t index, const Double_t xx[5],
  33 const Double_t cc[15], Double_t xref, Double_t alpha) : AliKalmanTrack() {
  34   //-----------------------------------------------------------------
  35   // This is the main track constructor.
  36   //-----------------------------------------------------------------
  37   fdEdx=0.;
  38
  39   fAlpha=alpha;
  40   fX=xref;
  41
  42   fP0=xx[0]; fP1=xx[1]; fP2=xx[2]; fP3=xx[3]; fP4=xx[4];
  43
  44   fC00=cc[0];
  45   fC10=cc[1];  fC11=cc[2];
  46   fC20=cc[3];  fC21=cc[4];  fC22=cc[5];
  47   fC30=cc[6];  fC31=cc[7];  fC32=cc[8];  fC33=cc[9];
  48   fC40=cc[10]; fC41=cc[11]; fC42=cc[12]; fC43=cc[13]; fC44=cc[14];
  49
  50   fIndex[fN++]=index;
  51 }
  52
  53 //_____________________________________________________________________________
  54 AliTPCtrack::AliTPCtrack(const AliTPCtrack& t) : AliKalmanTrack(t) {
  55   //-----------------------------------------------------------------
  56   // This is a track copy constructor.
  57   //-----------------------------------------------------------------
  58   for (Int_t i=0; i<fN; i++) fIndex[i]=t.fIndex[i];
  59
  60   fdEdx=t.fdEdx;
  61
  62   fAlpha=t.fAlpha;
  63   fX=t.fX;
  64 }
  65
  66 //_____________________________________________________________________________
  67 Int_t AliTPCtrack::PropagateTo(Double_t xk,Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
  68 {
  69   //-----------------------------------------------------------------
  70   // This function propagates a track to a reference plane x=xk.
  71   //-----------------------------------------------------------------
  72   if (TMath::Abs(fP3*xk - fP2) >= 0.99999) {
  73     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTPCtrack warning: Propagation failed !\n";
  74     return 0;
  75   }
  76
  77   Double_t x1=fX, x2=x1+(xk-x1), dx=x2-x1, y1=fP0, z1=fP1;
  78   Double_t c1=fP3*x1 - fP2, r1=sqrt(1.- c1*c1);
  79   Double_t c2=fP3*x2 - fP2, r2=sqrt(1.- c2*c2);
  80
  81   fP0 += dx*(c1+c2)/(r1+r2);
  82   fP1 += dx*(c1+c2)/(c1*r2 + c2*r1)*fP4;
  83
  84   //f = F - 1
  85   Double_t rr=r1+r2, cc=c1+c2, xx=x1+x2;
  86   Double_t f02=-dx*(2*rr + cc*(c1/r1 + c2/r2))/(rr*rr);
  87   Double_t f03= dx*(rr*xx + cc*(c1*x1/r1+c2*x2/r2))/(rr*rr);
  88   Double_t cr=c1*r2+c2*r1;
  89   Double_t f12=-dx*fP4*(2*cr + cc*(c2*c1/r1-r1 + c1*c2/r2-r2))/(cr*cr);
  90   Double_t f13=dx*fP4*(cr*xx-cc*(r1*x2-c2*c1*x1/r1+r2*x1-c1*c2*x2/r2))/(cr*cr);
  91   Double_t f14= dx*cc/cr;
  92
  93   //b = C*ft
  94   Double_t b00=f02*fC20 + f03*fC30, b01=f12*fC20 + f13*fC30 + f14*fC40;
  95   Double_t b10=f02*fC21 + f03*fC31, b11=f12*fC21 + f13*fC31 + f14*fC41;
  96   Double_t b20=f02*fC22 + f03*fC32, b21=f12*fC22 + f13*fC32 + f14*fC42;
  97   Double_t b30=f02*fC32 + f03*fC33, b31=f12*fC32 + f13*fC33 + f14*fC43;
  98   Double_t b40=f02*fC42 + f03*fC43, b41=f12*fC42 + f13*fC43 + f14*fC44;
  99
 100   //a = f*b = f*C*ft
 101   Double_t a00=f02*b20+f03*b30,a01=f02*b21+f03*b31,a11=f12*b21+f13*b31+f14*b41;
 102
 103   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
 104   fC00 += a00 + 2*b00;
 105   fC10 += a01 + b01 + b10;
 106   fC20 += b20;
 107   fC30 += b30;
 108   fC40 += b40;
 109   fC11 += a11 + 2*b11;
 110   fC21 += b21;
 111   fC31 += b31;
 112   fC41 += b41;
 113
 114   fX=x2;
 115
 116   //Multiple scattering******************
 117   Double_t d=sqrt((x1-fX)*(x1-fX)+(y1-fP0)*(y1-fP0)+(z1-fP1)*(z1-fP1));
 118   Double_t p2=GetP()*GetP();
 119   Double_t beta2=p2/(p2 + pm*pm);
 120   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*d/x0*rho/2.;
 121   //Double_t theta2=1.0259e-6*10*10/20/(beta2*p2)*d*rho;
 122
 123   Double_t ey=fP3*fX - fP2, ez=fP4;
 124   Double_t xz=fP3*ez, zz1=ez*ez+1, xy=fP2+ey;
 125
 126   fC33 += xz*xz*theta2;
 127   fC32 += xz*ez*xy*theta2;
 128   fC43 += xz*zz1*theta2;
 129   fC22 += (2*ey*ez*ez*fP2+1-ey*ey+ez*ez+fP2*fP2*ez*ez)*theta2;
 130   fC42 += ez*zz1*xy*theta2;
 131   fC44 += zz1*zz1*theta2;
 132
 133   //Energy losses************************
 134   Double_t dE=0.153e-3/beta2*(log(5940*beta2/(1-beta2)) - beta2)*d*rho;
 135   if (x1 < x2) dE=-dE;
 136   cc=fP3;
 137   fP3*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
 138   fP2+=fX*(fP3-cc);
 139
 140   return 1;
 141 }
 142
 143 //_____________________________________________________________________________
 144 Int_t AliTPCtrack::PropagateToVertex(Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
 145 {
 146   //-----------------------------------------------------------------
 147   // This function propagates tracks to the "vertex".
 148   //-----------------------------------------------------------------
 149   Double_t c=fP3*fX - fP2;
 150   Double_t tgf=-fP2/(fP3*fP0 + sqrt(1-c*c));
 151   Double_t snf=tgf/sqrt(1.+ tgf*tgf);
 152   Double_t xv=(fP2+snf)/fP3;
 153   return PropagateTo(xv,x0,rho,pm);
 154 }
 155
 156 //_____________________________________________________________________________
 157 void AliTPCtrack::Update(const AliCluster *c, Double_t chisq, UInt_t index)
 158 {
 159   //-----------------------------------------------------------------
 160   // This function associates a cluster with this track.
 161   //-----------------------------------------------------------------
 162   Double_t r00=c->GetSigmaY2(), r01=0., r11=c->GetSigmaZ2();
 163   r00+=fC00; r01+=fC10; r11+=fC11;
 164   Double_t det=r00*r11 - r01*r01;
 165   Double_t tmp=r00; r00=r11/det; r11=tmp/det; r01=-r01/det;
 166
 167   Double_t k00=fC00*r00+fC10*r01, k01=fC00*r01+fC10*r11;
 168   Double_t k10=fC10*r00+fC11*r01, k11=fC10*r01+fC11*r11;
 169   Double_t k20=fC20*r00+fC21*r01, k21=fC20*r01+fC21*r11;
 170   Double_t k30=fC30*r00+fC31*r01, k31=fC30*r01+fC31*r11;
 171   Double_t k40=fC40*r00+fC41*r01, k41=fC40*r01+fC41*r11;
 172
 173   Double_t dy=c->GetY() - fP0, dz=c->GetZ() - fP1;
 174   Double_t cur=fP3 + k30*dy + k31*dz, eta=fP2 + k20*dy + k21*dz;
 175   if (TMath::Abs(cur*fX-eta) >= 0.99999) {
 176     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTPCtrack warning: Filtering failed !\n";
 177     return;
 178   }
 179
 180   fP0 += k00*dy + k01*dz;
 181   fP1 += k10*dy + k11*dz;
 182   fP2  = eta;
 183   fP3  = cur;
 184   fP4 += k40*dy + k41*dz;
 185
 186   Double_t c01=fC10, c02=fC20, c03=fC30, c04=fC40;
 187   Double_t c12=fC21, c13=fC31, c14=fC41;
 188
 189   fC00-=k00*fC00+k01*fC10; fC10-=k00*c01+k01*fC11;
 190   fC20-=k00*c02+k01*c12;   fC30-=k00*c03+k01*c13;
 191   fC40-=k00*c04+k01*c14;
 192
 193   fC11-=k10*c01+k11*fC11;
 194   fC21-=k10*c02+k11*c12;   fC31-=k10*c03+k11*c13;
 195   fC41-=k10*c04+k11*c14;
 196
 197   fC22-=k20*c02+k21*c12;   fC32-=k20*c03+k21*c13;
 198   fC42-=k20*c04+k21*c14;
 199
 200   fC33-=k30*c03+k31*c13;
 201   fC43-=k30*c04+k31*c14;
 202
 203   fC44-=k40*c04+k41*c14;
 204
 205   fIndex[fN++]=index;
 206   fChi2 += chisq;
 207 }
 208
 209 //_____________________________________________________________________________
 210 Int_t AliTPCtrack::Rotate(Double_t alpha)
 211 {
 212   //-----------------------------------------------------------------
 213   // This function rotates this track.
 214   //-----------------------------------------------------------------
 215   fAlpha += alpha;
 216
 217   Double_t x1=fX, y1=fP0;
 218   Double_t ca=cos(alpha), sa=sin(alpha);
 219   Double_t r1=fP3*fX - fP2;
 220
 221   fX = x1*ca + y1*sa;
 222   fP0=-x1*sa + y1*ca;
 223   fP2=fP2*ca + (fP3*y1 + sqrt(1.- r1*r1))*sa;
 224
 225   Double_t r2=fP3*fX - fP2;
 226   if (TMath::Abs(r2) >= 0.99999) {
 227     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTPCtrack warning: Rotation failed !\n";
 228     return 0;
 229   }
 230
 231   Double_t y0=fP0 + sqrt(1.- r2*r2)/fP3;
 232   if ((fP0-y0)*fP3 >= 0.) {
 233     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTPCtrack warning: Rotation failed !!!\n";
 234     return 0;
 235   }
 236
 237   //f = F - 1
 238   Double_t f00=ca-1,    f23=(y1 - r1*x1/sqrt(1.- r1*r1))*sa,
 239            f20=fP3*sa,  f22=(ca + sa*r1/sqrt(1.- r1*r1))-1;
 240
 241   //b = C*ft
 242   Double_t b00=fC00*f00, b02=fC00*f20+fC30*f23+fC20*f22;
 243   Double_t b10=fC10*f00, b12=fC10*f20+fC31*f23+fC21*f22;
 244   Double_t b20=fC20*f00, b22=fC20*f20+fC32*f23+fC22*f22;
 245   Double_t b30=fC30*f00, b32=fC30*f20+fC33*f23+fC32*f22;
 246   Double_t b40=fC40*f00, b42=fC40*f20+fC43*f23+fC42*f22;
 247
 248   //a = f*b = f*C*ft
 249   Double_t a00=f00*b00, a02=f00*b02, a22=f20*b02+f23*b32+f22*b22;
 250
 251   // *** Double_t dy2=fCyy;
 252
 253   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
 254   fC00 += a00 + 2*b00;
 255   fC10 += b10;
 256   fC20 += a02+b20+b02;
 257   fC30 += b30;
 258   fC40 += b40;
 259   fC21 += b12;
 260   fC32 += b32;
 261   fC22 += a22 + 2*b22;
 262   fC42 += b42;
 263
 264   // *** fCyy+=dy2*sa*sa*r1*r1/(1.- r1*r1);
 265   // *** fCzz+=d2y*sa*sa*fT*fT/(1.- r1*r1);
 266
 267   return 1;
 268 }
 269
 270 //_____________________________________________________________________________
 271 void AliTPCtrack::GetPxPyPz(Double_t& px, Double_t& py, Double_t& pz) const
 272 {
 273   //-----------------------------------------------------------------
 274   // This function returns reconstructed track momentum in the global system.
 275   //-----------------------------------------------------------------
 276   Double_t pt=TMath::Abs(GetPt()); // GeV/c
 277   Double_t r=fP3*fX-fP2;
 278   Double_t y0=fP0 + sqrt(1.- r*r)/fP3;
 279   px=-pt*(fP0-y0)*fP3;    //cos(phi);
 280   py=-pt*(fP2-fX *fP3);   //sin(phi);
 281   pz=pt*fP4;
 282   Double_t tmp=px*TMath::Cos(fAlpha) - py*TMath::Sin(fAlpha);
 283   py=px*TMath::Sin(fAlpha) + py*TMath::Cos(fAlpha);
 284   px=tmp;
 285 }
 286
 287 //_____________________________________________________________________________
 288 void AliTPCtrack::CookLabel(AliTPCClustersArray *ca) {
 289   //-----------------------------------------------------------------
 290   // This function cooks the track label. If label<0, this track is fake.
 291   //-----------------------------------------------------------------
 292   Int_t *lb=new Int_t[fN];
 293   Int_t *mx=new Int_t[fN];
 294   AliTPCcluster **clusters=new AliTPCcluster*[fN];
 295
 296   Int_t i;
 297   Int_t sec,row,ncl;
 298   for (i=0; i<fN; i++) {
 299      lb[i]=mx[i]=0;
 300      GetCluster(i,sec,row,ncl);
 301      AliTPCClustersRow *clrow=ca->GetRow(sec,row);
 302      clusters[i]=(AliTPCcluster*)(*clrow)[ncl];
 303   }
 304
 305   Int_t lab=123456789;
 306   for (i=0; i<fN; i++) {
 307     AliTPCcluster *c=clusters[i];
 308     lab=TMath::Abs(c->GetLabel(0));
 309     Int_t j;
 310     for (j=0; j<fN; j++)
 311       if (lb[j]==lab || mx[j]==0) break;
 312     lb[j]=lab;
 313     (mx[j])++;
 314   }
 315
 316   Int_t max=0;
 317   for (i=0; i<fN; i++)
 318     if (mx[i]>max) {max=mx[i]; lab=lb[i];}
 319
 320   for (i=0; i<fN; i++) {
 321     AliTPCcluster *c=clusters[i];
 322     if (TMath::Abs(c->GetLabel(1)) == lab ||
 323         TMath::Abs(c->GetLabel(2)) == lab ) max++;
 324   }
 325
 326   SetLabel(-lab);
 327   if (1.-Float_t(max)/fN <= 0.10) {
 328     //Int_t tail=Int_t(0.08*fN);
 329      Int_t tail=14;
 330      max=0;
 331      for (i=1; i<=tail; i++) {
 332        AliTPCcluster *c=clusters[fN-i];
 333        if (lab == TMath::Abs(c->GetLabel(0)) ||
 334            lab == TMath::Abs(c->GetLabel(1)) ||
 335            lab == TMath::Abs(c->GetLabel(2))) max++;
 336      }
 337      if (max >= Int_t(0.5*tail)) SetLabel(lab);
 338   }
 339
 340   delete[] lb;
 341   delete[] mx;
 342   delete[] clusters;
 343 }