TPC/AliTPCv2.cxx

   1 /**************************************************************************
   2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
   3  *                                                                        *
   4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
   5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
   6  *                                                                        *
   7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
   8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
   9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
  10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
  11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
  12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
  13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
  14  **************************************************************************/
  15
  16 /*
  17 $Log$
  18 Revision 1.18  1999/10/14 16:52:08  fca
  19 Only use PDG codes and not GEANT ones
  20
  21 Revision 1.17  1999/10/08 06:27:23  fca
  22 Corrected bug in the HV degrader geometry, thanks to G.Tabary
  23
  24 Revision 1.16  1999/10/04 13:39:54  fca
  25 Correct array index problem
  26
  27 Revision 1.15  1999/09/29 09:24:34  fca
  28 Introduction of the Copyright and cvs Log
  29
  30 */
  31
  32 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  33 //                                                                           //
  34 //  Time Projection Chamber version 2 -- detailed TPC and slow simulation    //
  35 //                                                                           //
  36 //Begin_Html
  37 /*
  38 <img src="picts/AliTPCv2Class.gif">
  39 */
  40 //End_Html
  41 //                                                                           //
  42 //                                                                           //
  43 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  44 #include <stdlib.h>
  45
  46 #include <TMath.h>
  47
  48 #include "AliTPCv2.h"
  49 #include "AliTPCD.h"
  50 #include "AliRun.h"
  51 #include "AliConst.h"
  52 #include "AliPDG.h"
  53
  54 ClassImp(AliTPCv2)
  55
  56 //_____________________________________________________________________________
  57 AliTPCv2::AliTPCv2(const char *name, const char *title) :
  58   AliTPC(name, title)
  59 {
  60   //
  61   // Standard constructor for Time Projection Chamber version 2
  62   //
  63   fIdSens1=0;
  64   fIdSens2=0;
  65   SetBufferSize(128000);
  66 }
  67
  68 //_____________________________________________________________________________
  69 void AliTPCv2::CreateGeometry()
  70 {
  71   //
  72   // Create the geometry of Time Projection Chamber version 2
  73   //
  74   //Begin_Html
  75   /*
  76     <img src="picts/AliTPCv2.gif">
  77   */
  78   //End_Html
  79   //Begin_Html
  80   /*
  81     <img src="picts/AliTPCv2Tree.gif">
  82   */
  83   //End_Html
  84
  85   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
  86
  87   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray();
  88
  89   Float_t dm[21];
  90   Int_t idrotm[120];
  91
  92   Int_t nRotMat = 0;
  93
  94   Int_t i,ifl1,ifl2;
  95
  96   Int_t nInnerSector = fTPCParam->GetNInnerSector()/2;
  97   Int_t nOuterSector = fTPCParam->GetNOuterSector()/2;
  98
  99   // ---------------------------------------------------
 100   //        sector specification check
 101   // ---------------------------------------------------
 102   if (fSecAL >= 0) {
 103     ifl1 = 0;
 104
 105     for (i = 0; i < 6; ++i) {
 106       if (fSecLows[i] >= 0 && fSecLows[i] < 2*nInnerSector) {
 107         ifl1 = 1;
 108         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecLows[i]);
 109       }
 110     }
 111
 112   } else {
 113     printf("*** ALL LOWER SECTORS SELECTED ***\n");
 114     ifl1 = 1;
 115   }
 116
 117   if (fSecAU >= 0) {
 118     ifl2 = 0;
 119
 120     for (i = 0; i < 12; ++i) {
 121       if (fSecUps[i] > 2*nInnerSector-1 &&
 122           fSecUps[i] < 2*(nInnerSector+nOuterSector)) {
 123         ifl2 = 1;
 124         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecUps[i]);
 125       }
 126     }
 127
 128   } else {
 129     printf("*** ALL UPPER SECTORS SELECTED ***\n");
 130     ifl1 = 1;
 131   }
 132
 133   if (ifl1 == 0 && ifl2 == 0) {
 134     printf("*** ERROR: AT LEAST ONE SECTOR MUST BE SPECIFIED ***\n");
 135     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
 136     exit(1);
 137   }
 138
 139   if ((fSecAL < 0 || fSecAU < 0) && fSens >= 0) {
 140     printf("** ERROR: STRIPS CANNOT BE SPECIFIED FOR ALL SECTORS **\n");
 141     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
 142     exit(1);
 143   }
 144
 145   // ----------------------------------------------------
 146   //          FIELD CAGE WITH ENDCAPS - G10
 147   //          THIS IS ALSO A TPC MOTHER VOLUME
 148   // ----------------------------------------------------
 149
 150   dm[0] = 76.;
 151   dm[1] = 278.;
 152   dm[2] = 275.;
 153
 154   gMC->Gsvolu("TPC ", "TUBE", idtmed[8], dm, 3);
 155
 156   //-----------------------------------------------------
 157   //  Endcap cover c-fibre 0.86% X0
 158   //-----------------------------------------------------
 159
 160   dm[0] = 78.;
 161   dm[1] = 258.;
 162   dm[2] = 0.95;
 163
 164   gMC->Gsvolu("TPEC","TUBE",idtmed[10],dm,3);
 165
 166   //-----------------------------------------------------
 167   // Drift gas , leave 2 cm at the outer radius
 168   // and inner raddius
 169   //-----------------------------------------------------
 170
 171   dm[0] = 78.;
 172   dm[1] = 258.;
 173   dm[2] = 250.;
 174
 175   gMC->Gsvolu("TGAS", "TUBE", idtmed[3], dm, 3);
 176
 177   //------------------------------------------------------
 178   //  membrane holder - carbon fiber
 179   //------------------------------------------------------
 180
 181
 182   gMC->Gsvolu("TPMH","TUBE",idtmed[6],dm,0);
 183
 184   dm[0] = 252.;
 185   dm[1] = 258.;
 186   dm[2] = 0.2;
 187
 188   gMC->Gsposp("TPMH",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 189
 190   dm[0] = 78.;
 191   dm[1] = 82.;
 192   dm[2] = 0.1;
 193
 194   gMC->Gsposp("TPMH",2,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 195
 196   //----------------------------------------------------------
 197   //  HV membrane - 25 microns of mylar
 198   //----------------------------------------------------------
 199
 200   dm[0] = 82.;
 201   dm[1] = 252.;
 202   dm[2] = 0.00125;
 203
 204   gMC->Gsvolu("TPHV","TUBE",idtmed[5],dm,3);
 205
 206   gMC->Gspos("TPHV",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 207
 208   gMC->Gspos("TGAS",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 209
 210   //----------------------------------------------------------
 211   // "side" gas volume, the same as the drift gas
 212   // the readout chambers are placed there.
 213   //----------------------------------------------------------
 214
 215   dm[0] = 78.;
 216   dm[1] = 258.;
 217   dm[2] = 0.5*(275. - 250.);
 218
 219   gMC->Gsvolu("TPSG", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
 220
 221   Float_t z_side = dm[2]; // 1/2 of the side gas thickness
 222
 223   //-----------------------------------------------------------
 224   //   Readout chambers , 25% of X0, I use Al as the material
 225   //-----------------------------------------------------------
 226
 227   Float_t InnerOpenAngle = fTPCParam->GetInnerAngle();
 228   Float_t OuterOpenAngle = fTPCParam->GetOuterAngle();
 229
 230   Float_t InnerAngleShift = fTPCParam->GetInnerAngleShift();
 231   Float_t OuterAngleShift = fTPCParam->GetOuterAngleShift();
 232
 233   Float_t InSecLowEdge = fTPCParam->GetInSecLowEdge();
 234   Float_t InSecUpEdge =  fTPCParam->GetInSecUpEdge();
 235
 236   Float_t OuSecLowEdge = fTPCParam->GetOuSecLowEdge();
 237   Float_t OuSecUpEdge = fTPCParam->GetOuSecUpEdge();
 238
 239
 240   Float_t SecThick = 2.225; // Al
 241
 242   Float_t edge = fTPCParam->GetEdge();
 243
 244   //  S (Inner) sectors
 245
 246   dm[0] = InSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-edge;
 247   dm[1] = InSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-edge;
 248   dm[2] = 0.5*SecThick;
 249   dm[3] = 0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
 250
 251   Float_t xCenterS = InSecLowEdge+dm[3];
 252
 253   gMC->Gsvolu("TRCS", "TRD1", idtmed[0], dm, 4);
 254
 255   //  L (Outer) sectors
 256
 257   dm[0] = OuSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-edge;
 258   dm[1] = OuSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-edge;
 259   dm[2] = 0.5*SecThick;
 260   dm[3] = 0.5*(OuSecUpEdge-OuSecLowEdge);
 261
 262   Float_t xCenterL = OuSecLowEdge+dm[3];
 263
 264   gMC->Gsvolu("TRCL", "TRD1", idtmed[0], dm, 4);
 265
 266   Float_t z1 = -z_side + SecThick*0.5;
 267
 268   //------------------------------------------------------------------
 269   // S sectors - "gas sectors" (TRD1)
 270   //------------------------------------------------------------------
 271
 272   dm[0] = InSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-0.01;
 273   dm[1] = InSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-0.01;
 274   dm[2] = 0.5*(250. - 0.001);
 275   dm[3] = 0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
 276
 277   gMC->Gsvolu("TSGA", "TRD1", idtmed[4], dm, 4); // sensitive
 278
 279   // -------------------------------------------------------------
 280   //  Only for the debugging purpose and resolution calculation
 281   //  Sensitive strips at the pad-row center
 282   // -------------------------------------------------------------
 283
 284   Int_t ns;
 285
 286   if(fSens>=0){
 287
 288     Float_t r1,r2,zz;
 289
 290     Float_t StripThick = 0.01; // 100 microns
 291     Float_t dead = fTPCParam->GetDeadZone();
 292
 293     gMC->Gsvolu("TSST", "TRD1", idtmed[4], dm, 0);
 294
 295     dm[2] = 0.5*(250. - 0.002);
 296     dm[3] = 0.5 * StripThick;
 297
 298
 299     for (ns = 0; ns < fTPCParam->GetNRowLow(); ns++) {
 300
 301       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiLow(ns);
 302       r2 = r1 + StripThick;
 303       dm[0] = r1 * TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle) - dead;
 304       dm[1] = r2 * TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle) - dead;
 305
 306       zz = -InSecLowEdge -0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
 307       zz += r1;
 308       zz += dm[3];
 309
 310       gMC->Gsposp("TSST", ns+1, "TSGA", 0., 0., zz, 0, "ONLY", dm, 4);
 311
 312
 313     }
 314
 315     gMC->Gsord("TSGA", 3);
 316
 317   } // if strips selected
 318
 319
 320   //-----------------------------------------------------------------
 321   //  L sectors - "gas sectors" (PGON to avoid overlaps)
 322   //-----------------------------------------------------------------
 323
 324   dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*OuterOpenAngle;
 325   dm[0] *= kRaddeg;
 326   dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
 327
 328   dm[1] = OuterOpenAngle*kRaddeg;
 329   dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
 330
 331   dm[2] = 1.;
 332   dm[3] = 4.;
 333
 334   dm[4] = 0.002;
 335   dm[5] = OuSecLowEdge;
 336   dm[6] = 252.*TMath::Cos(0.5*OuterOpenAngle)-0.002;
 337
 338   dm[7] = dm[4]+0.2;
 339   dm[8] = dm[5];
 340   dm[9] = dm[6];
 341
 342   dm[10] = dm[7];
 343   dm[11] = OuSecLowEdge;
 344   dm[12] = OuSecUpEdge;
 345
 346   dm[13] = 250.;
 347   dm[14] = dm[11];
 348   dm[15] = dm[12];
 349
 350   gMC->Gsvolu("TLGA","PGON",idtmed[4],dm,16);
 351
 352   if (fSens >= 0) {
 353
 354     Float_t rmax = dm[6];
 355     Float_t r1,r2;
 356     Float_t dead = fTPCParam->GetDeadZone();
 357
 358     Float_t StripThick = 0.01; // 100 microns
 359
 360     gMC->Gsvolu("TLST", "PGON", idtmed[4], dm, 0);
 361
 362     dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*OuterOpenAngle;
 363     dm[0] *= kRaddeg;
 364     dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
 365
 366     dm[1] = OuterOpenAngle*kRaddeg;
 367     dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
 368
 369     dm[2] = 1.;
 370     dm[3] = 2.;
 371
 372     dm[7] = 250.;
 373
 374     Float_t xx = dead/TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle);
 375
 376     for(ns=0;ns<fTPCParam->GetNRowUp();ns++){
 377
 378       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiUp(ns)-xx;
 379       r2 = r1 + StripThick;
 380
 381       dm[5] = r1;
 382       dm[6] = r2;
 383
 384       dm[8] = r1;
 385       dm[9] = r2;
 386
 387       if(r2+xx < rmax){
 388         dm[4] = 0.002;
 389       }
 390       else{
 391         dm[4] = 0.202;
 392       }
 393
 394       gMC->Gsposp("TLST",ns+1,"TLGA",xx,0.,0.,0,"ONLY",dm,10);
 395
 396     }
 397
 398         gMC->Gsord("TLGA", 4);
 399
 400   } // if strips selected
 401
 402   //------------------------------------------------------------------
 403   // Positioning of the S-sector readout chambers
 404   //------------------------------------------------------------------
 405
 406   Float_t zs = 0.5*(250.+0.002);
 407
 408   Float_t theta1,theta2,theta3;
 409   Float_t phi1,phi2,phi3;
 410   Float_t alpha;
 411   Float_t x,y;
 412
 413   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
 414
 415     phi1 = ns * InnerOpenAngle + 270.*kDegrad + InnerAngleShift;
 416     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
 417
 418     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 419
 420     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
 421
 422     theta1 = 90.;
 423     phi2   = 90.;
 424     theta2 = 180.;
 425     phi3   = ns * InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
 426     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
 427
 428     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
 429
 430     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
 431
 432     theta3 = 90.;
 433
 434     alpha = phi3*kDegrad;
 435
 436     x = xCenterS * TMath::Cos(alpha);
 437     y = xCenterS * TMath::Sin(alpha);
 438
 439     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 440
 441     gMC->Gspos("TRCS", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 442
 443     if(fSecAL < 0){
 444
 445       //---------------------------------------------------------------
 446       //  position all sectors
 447       //---------------------------------------------------------------
 448
 449       gMC->Gspos("TSGA",ns+1,"TGAS",x,y,zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
 450       gMC->Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS",x,y,-zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
 451     }
 452
 453     else{
 454
 455       //---------------------------------------------------------------
 456       //  position selected sectors
 457       //---------------------------------------------------------------
 458
 459       for(Int_t sel=0;sel<6;sel++){
 460
 461         if(fSecLows[sel] == ns){
 462         gMC->Gspos("TSGA", ns+1, "TGAS", x, y, zs, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 463         }
 464         else if(fSecLows[sel] == ns+nInnerSector){
 465         gMC->
 466           Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS", x, y,-zs,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 467         }
 468       }
 469     }
 470
 471     nRotMat++;
 472
 473   }
 474
 475   //-------------------------------------------------------------------
 476   //  Positioning of the L-sectors readout chambers
 477   //-------------------------------------------------------------------
 478
 479   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
 480     phi1 = ns * OuterOpenAngle + 270.*kDegrad + OuterAngleShift;
 481     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
 482
 483     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 484
 485
 486     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
 487
 488     theta1 = 90.;
 489     phi2   = 90.;
 490     theta2 = 180.;
 491     phi3   = ns * OuterOpenAngle+OuterAngleShift;
 492     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
 493
 494     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
 495
 496
 497     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
 498
 499     theta3 = 90.;
 500
 501     alpha = phi3*kDegrad;
 502
 503     x = xCenterL * TMath::Cos(alpha);
 504     y = xCenterL * TMath::Sin(alpha);
 505
 506     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 507
 508
 509     gMC->Gspos("TRCL", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 510
 511     nRotMat++;
 512
 513   }
 514
 515   //-------------------------------------------------------------------
 516   // Positioning of the L-sectors (gas sectors)
 517   //-------------------------------------------------------------------
 518
 519   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
 520
 521      phi1 = ns*OuterOpenAngle + OuterAngleShift;
 522      phi1 *= kRaddeg;
 523
 524      phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 525      if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
 526
 527      theta1 = 90.;
 528
 529      phi2 = 90. + phi1;
 530      if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
 531
 532      theta2 = 90.;
 533
 534      phi3 = 0.;
 535      theta3 = 0.;
 536
 537      if(fSecAU < 0) {
 538
 539        //--------------------------------------------------------------
 540        //  position all sectors
 541        //--------------------------------------------------------------
 542
 543        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 544
 545        gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 546
 547        nRotMat++;
 548
 549        // reflection !!
 550
 551        phi3 = 0.;
 552        theta3 = 180.;
 553
 554        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 555
 556        gMC->Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 557
 558        nRotMat++;
 559      }
 560
 561      else{
 562
 563        //---------------------------------------------------------------
 564        //  position selected sectors
 565        //---------------------------------------------------------------
 566
 567        for(Int_t sel=0;sel<12;sel++){
 568
 569          if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector){
 570
 571           AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 572           gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 573           nRotMat++;
 574
 575          }
 576          else if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector+nOuterSector){
 577
 578            // reflection
 579
 580            phi3 = 0.;
 581            theta3 = 180.;
 582
 583            AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 584            gMC->
 585            Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 586            nRotMat++;
 587
 588          }
 589
 590        }
 591
 592      }
 593
 594   }
 595
 596   Float_t z0 = z_side - 0.95;
 597
 598   gMC->Gspos("TPEC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 599
 600   // ==========================================================
 601   //                  wheels
 602   // ==========================================================
 603
 604   //
 605   //  auxilary structures
 606   //
 607
 608
 609   gMC->Gsvolu("TPWI","TUBE",idtmed[24],dm,0); // "air"
 610
 611   // ----------------------------------------------------------
 612   //       Large wheel -> positioned in the TPC
 613   // ----------------------------------------------------------
 614
 615
 616   z0 = 263.5; // TPC length - 1/2 spoke wheel width
 617
 618   dm[0] = 258.;
 619   dm[1] = 278.;
 620   dm[2] = 11.5;
 621
 622   gMC->Gsvolu("TPWL", "TUBE", idtmed[0], dm, 3);
 623
 624   dm[0] = dm[0]+2.;
 625   dm[1] = 278.;
 626   dm[2] = dm[2]-2.;
 627
 628   gMC->Gsposp("TPWI",1,"TPWL",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 629
 630   gMC->Gspos("TPWL", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 631   gMC->Gspos("TPWL", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY");
 632
 633   //
 634   //  Outer vessel + CO2 HV degrader
 635   //
 636
 637   dm[0] = 260.;
 638   dm[1] = 278.;
 639   dm[2] = 252.;
 640
 641   gMC->Gsvolu("TPCO","TUBE",idtmed[12],dm,3);
 642
 643   dm[0] = 275.;
 644   dm[1] = 278.;
 645
 646   gMC->Gsvolu("TPOV","TUBE",idtmed[10],dm,3);
 647
 648   gMC->Gspos("TPOV",1,"TPCO",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 649
 650
 651   // G10 plugs
 652
 653   dm[0] = 258.;
 654   dm[1] = 260.;
 655   dm[2] = 1.;
 656
 657   gMC->Gsvolu("TPG1","TUBE",idtmed[8],dm,3);
 658   gMC->Gspos("TPG1",1,"TPCO",0.,0.,251.,0,"ONLY");
 659   gMC->Gspos("TPG1",2,"TPCO",0.,0.,-251.,0,"ONLY");
 660
 661   gMC->Gspos("TPCO",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 662
 663
 664   //----------------------------------------------------------
 665   //  Small wheel -> positioned in "side gas
 666   //----------------------------------------------------------
 667
 668   dm[0] = 78.;
 669   dm[1] = 82.;
 670   dm[2] = 11.5;
 671
 672   gMC->Gsvolu("TPWS", "TUBE", idtmed[0], dm, 3);
 673
 674   dm[0] = 78.;
 675   dm[1] = dm[1]-2;
 676   dm[2] = dm[2]-2.;
 677
 678   gMC->Gsvolu("TPW1", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
 679
 680   gMC->Gspos("TPW1", 1, "TPWS", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
 681
 682   z0 = 1.; // spoke wheel is shifted w.r.t. center of the "side gas"
 683
 684   gMC->Gspos("TPWS", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 685
 686
 687   // to avoid overlaps
 688
 689   dm[0] = 76.;
 690   dm[1] = 78.;
 691   dm[2] = 11.5;
 692
 693   gMC->Gsvolu("TPS1","TUBE",idtmed[0],dm,3);
 694
 695   dm[2] = 9.5;
 696
 697   gMC->Gsvolu("TPS2","TUBE",idtmed[24],dm,3);
 698
 699   gMC->Gspos("TPS2",1,"TPS1",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 700
 701   z0= 263.5;
 702
 703   gMC->Gspos("TPS1",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 704   gMC->Gspos("TPS1",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
 705
 706   // G10 plug
 707
 708   dm[0] = 76.;
 709   dm[1] = 78.;
 710   dm[2] = 1.;
 711
 712   gMC->Gsvolu("TPG2","TUBE",idtmed[8],dm,3);
 713
 714   z0 = 251.;
 715
 716   gMC->Gspos("TPG2",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 717   gMC->Gspos("TPG2",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
 718
 719
 720   //---------------------------------------------------------
 721   //  central wheel  6 (radial direction) x 4 (along z) cm2
 722   //---------------------------------------------------------
 723
 724   dm[0] = 140.;
 725   dm[1] = 146.;
 726   dm[2] = 2.;
 727
 728   gMC->Gsvolu("TPWC","TUBE",idtmed[0],dm,3);
 729
 730   dm[0] = dm[0] + 2.;
 731   dm[1] = dm[1] - 2.;
 732   dm[2] = dm[2] - 1.;
 733
 734   gMC->Gsposp("TPWI",2,"TPWC",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 735
 736   z0 = z_side - 1.9 - 2.;
 737
 738   gMC->Gspos("TPWC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 739
 740   //
 741
 742   gMC->Gsvolu("TPSE","BOX ",idtmed[24],dm,0); // "empty" part of the spoke
 743
 744
 745   //---------------------------------------------------------
 746   //  inner spokes (nSectorInner)
 747   //---------------------------------------------------------
 748
 749   dm[0] = 0.5*(139.9-82.1);
 750   dm[1] = 3.;
 751   dm[2] = 2.;
 752
 753   Float_t x1 = dm[0]+82.;
 754
 755   gMC->Gsvolu("TPSI","BOX",idtmed[0],dm,3);
 756
 757   dm[1] = dm[1]-1.;
 758   dm[2] = dm[2]-1.;
 759
 760   gMC->Gsposp("TPSE",1,"TPSI",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 761
 762   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
 763
 764     phi1 = 0.5*InnerOpenAngle + ns*InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
 765     theta1=90.;
 766     phi1 *=kRaddeg;
 767
 768     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 769     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
 770
 771     phi2 = phi1+90.;
 772     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
 773     theta2=90.;
 774     phi3=0.;
 775     theta3=0.;
 776
 777     alpha = phi1 * kDegrad;
 778     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
 779     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);
 780
 781    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
 782
 783    gMC->Gspos("TPSI",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 784
 785    nRotMat++;
 786
 787   }
 788
 789   //-------------------------------------------------------------
 790   // outer spokes (nSectorOuter)
 791   //-------------------------------------------------------------
 792
 793   dm[0] = 0.5*(257.9-146.1);
 794   dm[1] = 3.;
 795   dm[2] = 2.;
 796
 797   x1 = dm[0] + 146.;
 798
 799   gMC->Gsvolu("TPSO","BOX ",idtmed[0],dm,3);
 800
 801   dm[1] = dm[1] - 1.;
 802   dm[2] = dm[2] - 1.;
 803
 804   gMC->Gsposp("TPSE",2,"TPSO",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 805
 806   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
 807
 808     phi1 = 0.5*OuterOpenAngle + ns*OuterOpenAngle + OuterAngleShift;
 809     theta1=90.;
 810     phi1 *=kRaddeg;
 811
 812     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 813     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
 814
 815     phi2 = phi1+90.;
 816     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
 817     theta2=90.;
 818     phi3=0.;
 819     theta3=0.;
 820
 821     alpha = phi1 * kDegrad;
 822     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
 823     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);
 824
 825    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
 826
 827    gMC->Gspos("TPSO",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 828
 829    nRotMat++;
 830
 831   }
 832
 833
 834
 835   // --------------------------------------------------------
 836   //         put the readout chambers into the TPC
 837   // --------------------------------------------------------
 838
 839   theta1 = 90.;
 840   phi1   = 0.;
 841   theta2 = 90.;
 842   phi2   = 270.;
 843   theta3 = 180.;
 844   phi3   = 0.;
 845
 846   AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 847
 848   z0 = z_side + 250.;
 849
 850   gMC->Gspos("TPSG", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 851   gMC->Gspos("TPSG", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 852
 853   gMC->Gspos("TPC ", 1, "ALIC", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 854
 855   //----------------------------------------------------
 856   //  Inner vessel and HV degrader
 857   //----------------------------------------------------
 858
 859   dm[0] = 0.;
 860   dm[1] = 360.;
 861   dm[2] = 4.;
 862
 863   dm[3] = -250.;
 864   dm[4] = 74.4;
 865   dm[5] = 76.;
 866
 867   dm[6] = -64.5;
 868   dm[7] = 50.;
 869   dm[8] = 76.;
 870
 871   dm[9] = 64.5;
 872   dm[10] = 50.;
 873   dm[11] = 76.;
 874
 875   dm[12] = 250.;
 876   dm[13] = 74.4;
 877   dm[14] = 76.;
 878
 879   gMC->Gsvolu("TPVD", "PCON", idtmed[12], dm, 15); // CO2
 880
 881   // cone parts
 882
 883   dm[0] = 0.;
 884   dm[1] = 360.;
 885   dm[2] = 2.;
 886
 887   dm[3] = 64.5;
 888   dm[4] = 50.;
 889   dm[5] = 51.6;
 890
 891   dm[6] = 250.;
 892   dm[7] = 74.4;
 893   dm[8] = 76.;
 894
 895
 896   gMC->Gsvolu("TIVC","PCON",idtmed[11],dm,9); // C-fibre
 897
 898   gMC->Gspos("TIVC",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 899   gMC->Gspos("TIVC",2,"TPVD",0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 900
 901   // barrel part
 902
 903   dm[0] = 50.;
 904   dm[1] = 50.5;
 905   dm[2] = 64.5;
 906
 907   gMC->Gsvolu("TIVB","TUBE",idtmed[9],dm,3);
 908
 909   gMC->Gspos("TIVB",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 910
 911   gMC->Gspos("TPVD",1,"ALIC",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 912
 913
 914   // ---------------------------------------------------
 915   //               volumes ordering
 916   // ---------------------------------------------------
 917
 918   gMC->Gsord("TGAS", 6);
 919   gMC->Gsord("TPSG", 6);
 920
 921
 922
 923 } // end of function
 924
 925 //_____________________________________________________________________________
 926 void AliTPCv2::DrawDetector()
 927 {
 928   //
 929   // Draw a shaded view of the Time Projection Chamber version 1
 930   //
 931
 932   // Set everything unseen
 933   gMC->Gsatt("*", "seen", -1);
 934   //
 935   // Set ALIC mother transparent
 936   gMC->Gsatt("ALIC","SEEN",0);
 937   //
 938   // Set the volumes visible
 939   gMC->Gsatt("TPC","SEEN",0);
 940   gMC->Gsatt("TGAS","SEEN",0);
 941   gMC->Gsatt("TPSG","SEEN",0);
 942   gMC->Gsatt("TPHV","SEEN",1);
 943   gMC->Gsatt("TPMH","SEEN",1);
 944   gMC->Gsatt("TPEC","SEEN",0);
 945   gMC->Gsatt("TRCS","SEEN",1);
 946   gMC->Gsatt("TRCL","SEEN",1);
 947   gMC->Gsatt("TPWL","SEEN",1);
 948   gMC->Gsatt("TPWI","SEEN",1);
 949   gMC->Gsatt("TPWS","SEEN",1);
 950   gMC->Gsatt("TPW1","SEEN",1);
 951   gMC->Gsatt("TPS1","SEEN",1);
 952   gMC->Gsatt("TPS2","SEEN",1);
 953   gMC->Gsatt("TPG1","SEEN",1);
 954   gMC->Gsatt("TPG2","SEEN",1);
 955   gMC->Gsatt("TPWC","SEEN",1);
 956   gMC->Gsatt("TPSI","SEEN",1);
 957   gMC->Gsatt("TPSO","SEEN",1);
 958   gMC->Gsatt("TPCO","SEEN",1);
 959   gMC->Gsatt("TPOV","SEEN",1);
 960   gMC->Gsatt("TPVD","SEEN",1);
 961   //
 962   gMC->Gdopt("hide", "on");
 963   gMC->Gdopt("shad", "on");
 964   gMC->Gsatt("*", "fill", 7);
 965   gMC->SetClipBox(".");
 966   gMC->SetClipBox("*", 0, 1000, -1000, 1000, -1000, 1000);
 967   gMC->DefaultRange();
 968   gMC->Gdraw("alic", 40, 30, 0, 12, 9.5, .025, .025);
 969   gMC->Gdhead(1111, "Time Projection Chamber");
 970   gMC->Gdman(18, 4, "MAN");
 971   gMC->Gdopt("hide","off");
 972 }
 973
 974 //_____________________________________________________________________________
 975 void AliTPCv2::CreateMaterials()
 976 {
 977   //
 978   // Define materials for version 2 of the Time Projection Chamber
 979   //
 980
 981   //
 982   // Increase maximum number of steps
 983   gMC->SetMaxNStep(30000);
 984   //
 985   AliTPC::CreateMaterials();
 986 }
 987
 988 //_____________________________________________________________________________
 989 void AliTPCv2::Init()
 990 {
 991   //
 992   // Initialises version 2 of the TPC after that it has been built
 993   //
 994   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray()-399;
 995   AliTPC::Init();
 996   fIdSens1=gMC->VolId("TLGA"); // L-sector
 997   fIdSens2=gMC->VolId("TSGA"); // S-sector
 998   fIdSens3=gMC->VolId("TSST"); // strip - S-sector (not always used)
 999   fIdSens4=gMC->VolId("TLST"); // strip - S-sector (not always used)
1000
1001   gMC->SetMaxNStep(30000); // max. number of steps increased
1002
1003   gMC->Gstpar(idtmed[403],"LOSS",5);
1004
1005   printf("*** TPC version 2 initialized ***\n");
1006   printf("Maximum number of steps = %d\n",gMC->GetMaxNStep());
1007
1008   //
1009
1010 }
1011
1012 //_____________________________________________________________________________
1013 void AliTPCv2::StepManager()
1014 {
1015   //
1016   // Called for every step in the Time Projection Chamber
1017   //
1018
1019   //
1020   // parameters used for the energy loss calculations
1021   //
1022   const Float_t prim = 14.35; // number of primary collisions per 1 cm
1023   const Float_t poti = 20.77e-9; // first ionization potential for Ne/CO2
1024   const Float_t w_ion = 35.97e-9; // energy for the ion-electron pair creation
1025
1026   //  const Float_t prim = 17.65;
1027   //  const Float_t poti = 19.02e-9;
1028   // const Float_t w_ion = 33.06e-9;
1029
1030
1031   const Float_t big = 1.e10;
1032
1033   Int_t id,copy;
1034   Float_t hits[4];
1035   Int_t vol[2];
1036   TClonesArray &lhits = *fHits;
1037   TLorentzVector pos;
1038
1039   AliTPCParam *fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1040
1041   vol[1]=0;
1042
1043   //
1044
1045   gMC->SetMaxStep(big);
1046
1047   if(!gMC->IsTrackAlive()) return; // particle has disappeared
1048
1049   Float_t charge = gMC->TrackCharge();
1050
1051   if(TMath::Abs(charge)<=0.) return; // take only charged particles
1052
1053
1054   id=gMC->CurrentVolID(copy);
1055
1056   // Check the sensitive volume
1057
1058   if(id == fIdSens1)
1059     {
1060       vol[0] = copy + fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // L-sector number
1061     }
1062   else if(id == fIdSens2)
1063     {
1064       vol[0] = copy-1; // S-sector number
1065     }
1066   else if(id == fIdSens3 && gMC->IsTrackEntering())
1067     {
1068       vol[1] = copy-1;  // row number
1069       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1070       vol[0] = copy-1; // sector number (S-sector)
1071
1072       gMC->TrackPosition(pos);
1073       hits[0]=pos[0];
1074       hits[1]=pos[1];
1075       hits[2]=pos[2];
1076       hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1077       new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1078     }
1079   else if(id == fIdSens4 && gMC->IsTrackEntering())
1080     {
1081       vol[1] = copy-1; // row number
1082       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1083       vol[0] = copy+fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // sector number (L-sector)
1084
1085       gMC->TrackPosition(pos);
1086       hits[0]=pos[0];
1087       hits[1]=pos[1];
1088       hits[2]=pos[2];
1089       hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1090       new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1091     }
1092   else return;
1093
1094   //
1095   //  charged particle is in the sensitive volume
1096   //
1097
1098   if(gMC->TrackStep() > 0) {
1099
1100     Int_t nel = (Int_t)(((gMC->Edep())-poti)/w_ion) + 1;
1101     nel=TMath::Min(nel,300); // 300 electrons corresponds to 10 keV
1102
1103     gMC->TrackPosition(pos);
1104     hits[0]=pos[0];
1105     hits[1]=pos[1];
1106     hits[2]=pos[2];
1107     hits[3]=(Float_t)nel;
1108
1109     // Add this hit
1110
1111     new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1112
1113   }
1114
1115   // Stemax calculation for the next step
1116
1117   Float_t pp;
1118   TLorentzVector mom;
1119   gMC->TrackMomentum(mom);
1120   Float_t ptot=mom.Rho();
1121   Float_t beta_gamma = ptot/gMC->TrackMass();
1122
1123   Int_t pid=gMC->TrackPid();
1124   if((pid==kElectron || pid==kPositron || pid==kGamma) && ptot > 0.002)
1125     {
1126       pp = prim*1.58; // electrons above 20 MeV/c are on the plateau!
1127     }
1128   else
1129     {
1130       pp=prim*BetheBloch(beta_gamma);
1131       if(TMath::Abs(charge) > 1.) pp *= (charge*charge);
1132     }
1133
1134   Float_t random[1];
1135   gMC->Rndm(random,1); // good, old GRNDM from Geant3
1136
1137   Double_t rnd = (Double_t)random[0];
1138
1139   gMC->SetMaxStep(-TMath::Log(rnd)/pp);
1140
1141 }
1142
1143 //_____________________________________________________________________________
1144 Float_t AliTPCv2::BetheBloch(Float_t bg)
1145 {
1146   //
1147   // Bethe-Bloch energy loss formula
1148   //
1149   const Double_t p1=0.76176e-1;
1150   const Double_t p2=10.632;
1151   const Double_t p3=0.13279e-4;
1152   const Double_t p4=1.8631;
1153   const Double_t p5=1.9479;
1154
1155   Double_t dbg = (Double_t) bg;
1156
1157   Double_t beta = dbg/TMath::Sqrt(1.+dbg*dbg);
1158
1159   Double_t aa = TMath::Power(beta,p4);
1160   Double_t bb = TMath::Power(1./dbg,p5);
1161
1162   bb=TMath::Log(p3+bb);
1163
1164   return ((Float_t)((p2-aa-bb)*p1/aa));
1165 }