The changes w.r.t. the previous version:
[u/mrichter/AliRoot.git] / TPC / AliTPCv2.cxx
1 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
2 //                                                                           //
3 //  Time Projection Chamber version 2 -- detailed TPC and slow simulation    //
4 //                                                                           //
5 //Begin_Html
6 /*
7 <img src="picts/AliTPCv2Class.gif">
8 */
9 //End_Html
10 //                                                                           //
11 //                                                                           //
12 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
13 #include <stdlib.h>
14
15 #include <TMath.h>
16
17 #include "AliTPCv2.h"
18 #include "AliTPCD.h"
19 #include "AliRun.h"
20 #include "AliConst.h"
21
22 ClassImp(AliTPCv2)
23  
24 //_____________________________________________________________________________
25 AliTPCv2::AliTPCv2(const char *name, const char *title) :
26   AliTPC(name, title) 
27 {
28   //
29   // Standard constructor for Time Projection Chamber version 2
30   //
31   fIdSens1=0;
32   fIdSens2=0;
33   SetBufferSize(128000);
34 }
35  
36 //_____________________________________________________________________________
37 void AliTPCv2::CreateGeometry()
38 {
39   //
40   // Create the geometry of Time Projection Chamber version 2
41   //
42   //Begin_Html
43   /*
44     <img src="picts/AliTPCv2.gif">
45   */
46   //End_Html
47   //Begin_Html
48   /*
49     <img src="picts/AliTPCv2Tree.gif">
50   */
51   //End_Html
52
53   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
54
55   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray();
56
57   Float_t dm[21];
58   Int_t idrotm[100];
59
60   Int_t nRotMat = 0;
61
62   Int_t i,ifl1,ifl2;
63
64   Int_t nInnerSector = fTPCParam->GetNInnerSector()/2;
65   Int_t nOuterSector = fTPCParam->GetNOuterSector()/2;
66   
67   // --------------------------------------------------- 
68   //        sector specification check 
69   // --------------------------------------------------- 
70   if (fSecAL >= 0) {
71     ifl1 = 0;
72     
73     for (i = 0; i < 6; ++i) {
74       if (fSecLows[i] >= 0 && fSecLows[i] < 2*nInnerSector) {
75         ifl1 = 1;
76         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecLows[i]);
77       }
78     }
79
80   } else {
81     printf("*** ALL LOWER SECTORS SELECTED ***\n");
82     ifl1 = 1;
83   }
84
85   if (fSecAU >= 0) {
86     ifl2 = 0;
87     
88     for (i = 0; i < 12; ++i) {
89       if (fSecUps[i] > 2*nInnerSector-1 && 
90           fSecUps[i] < 2*(nInnerSector+nOuterSector)) {
91         ifl2 = 1;
92         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecUps[i]);
93       }
94     }
95     
96   } else {
97     printf("*** ALL UPPER SECTORS SELECTED ***\n");
98     ifl1 = 1;
99   }
100   
101   if (ifl1 == 0 && ifl2 == 0) {
102     printf("*** ERROR: AT LEAST ONE SECTOR MUST BE SPECIFIED ***\n");
103     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
104     exit(1);
105   }
106   
107   if ((fSecAL < 0 || fSecAU < 0) && fSens >= 0) {
108     printf("** ERROR: STRIPS CANNOT BE SPECIFIED FOR ALL SECTORS **\n");
109     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
110     exit(1);
111   }
112   
113   // ---------------------------------------------------- 
114   //          FIELD CAGE WITH ENDCAPS - G10
115   //          THIS IS ALSO A TPC MOTHER VOLUME 
116   // ---------------------------------------------------- 
117
118   dm[0] = 76.;
119   dm[1] = 278.;
120   dm[2] = 275.;
121
122   gMC->Gsvolu("TPC ", "TUBE", idtmed[8], dm, 3); 
123
124   //-----------------------------------------------------
125   //  Endcap cover c-fibre 0.86% X0
126   //-----------------------------------------------------
127
128   dm[0] = 78.;
129   dm[1] = 258.;
130   dm[2] = 0.95;
131
132   gMC->Gsvolu("TPEC","TUBE",idtmed[10],dm,3);
133
134   //-----------------------------------------------------
135   // Drift gas , leave 2 cm at the outer radius
136   // and inner raddius
137   //-----------------------------------------------------
138
139   dm[0] = 78.;
140   dm[1] = 258.;
141   dm[2] = 250.;
142
143   gMC->Gsvolu("TGAS", "TUBE", idtmed[3], dm, 3);
144
145   //------------------------------------------------------
146   //  membrane holder - carbon fiber
147   //------------------------------------------------------
148
149
150   gMC->Gsvolu("TPMH","TUBE",idtmed[6],dm,0);
151
152   dm[0] = 252.;
153   dm[1] = 258.;
154   dm[2] = 0.2;
155
156   gMC->Gsposp("TPMH",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
157  
158   dm[0] = 78.;
159   dm[2] = 82.;
160   dm[2] = 0.1;
161
162   gMC->Gsposp("TPMH",2,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
163
164   //----------------------------------------------------------
165   //  HV membrane - 25 microns of mylar
166   //----------------------------------------------------------
167
168   dm[0] = 82.;
169   dm[1] = 252.;
170   dm[2] = 0.00125;
171
172   gMC->Gsvolu("TPHV","TUBE",idtmed[5],dm,3);
173
174   gMC->Gspos("TPHV",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY");
175
176   gMC->Gspos("TGAS",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
177
178   //----------------------------------------------------------
179   // "side" gas volume, the same as the drift gas
180   // the readout chambers are placed there.  
181   //----------------------------------------------------------
182
183   dm[0] = 78.;
184   dm[1] = 258.;
185   dm[2] = 0.5*(275. - 250.);
186    
187   gMC->Gsvolu("TPSG", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
188
189   Float_t z_side = dm[2]; // 1/2 of the side gas thickness
190
191   //-----------------------------------------------------------
192   //   Readout chambers , 25% of X0, I use Al as the material
193   //-----------------------------------------------------------
194
195   Float_t InnerOpenAngle = fTPCParam->GetInnerAngle();
196   Float_t OuterOpenAngle = fTPCParam->GetOuterAngle();
197
198   Float_t InnerAngleShift = fTPCParam->GetInnerAngleShift();
199   Float_t OuterAngleShift = fTPCParam->GetOuterAngleShift();
200
201   Float_t InSecLowEdge = fTPCParam->GetInSecLowEdge();
202   Float_t InSecUpEdge =  fTPCParam->GetInSecUpEdge();
203
204   Float_t OuSecLowEdge = fTPCParam->GetOuSecLowEdge();
205   Float_t OuSecUpEdge = fTPCParam->GetOuSecUpEdge();
206
207
208   Float_t SecThick = 2.225; // Al
209
210   Float_t edge = fTPCParam->GetEdge();
211
212   //  S (Inner) sectors
213
214   dm[0] = InSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-edge;
215   dm[1] = InSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-edge;
216   dm[2] = 0.5*SecThick;
217   dm[3] = 0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
218
219   Float_t xCenterS = InSecLowEdge+dm[3];
220
221   gMC->Gsvolu("TRCS", "TRD1", idtmed[0], dm, 4); 
222
223   //  L (Outer) sectors
224
225   dm[0] = OuSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-edge;
226   dm[1] = OuSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-edge;
227   dm[2] = 0.5*SecThick;
228   dm[3] = 0.5*(OuSecUpEdge-OuSecLowEdge);
229
230   Float_t xCenterL = OuSecLowEdge+dm[3];  
231
232   gMC->Gsvolu("TRCL", "TRD1", idtmed[0], dm, 4);
233
234   Float_t z1 = -z_side + SecThick*0.5;
235
236   //------------------------------------------------------------------
237   // S sectors - "gas sectors" (TRD1)
238   //------------------------------------------------------------------
239
240   dm[0] = InSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-0.01;
241   dm[1] = InSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-0.01;
242   dm[2] = 0.5*(250. - 0.001);
243   dm[3] = 0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);  
244
245   gMC->Gsvolu("TSGA", "TRD1", idtmed[4], dm, 4); // sensitive
246
247   // ------------------------------------------------------------- 
248   //  Only for the debugging purpose and resolution calculation 
249   //  Sensitive strips at the pad-row center 
250   // ------------------------------------------------------------- 
251
252   Int_t ns;
253
254   if(fSens>=0){
255
256     Float_t r1,r2,zz;
257
258     Float_t StripThick = 0.01; // 100 microns
259     Float_t dead = fTPCParam->GetDeadZone();
260
261     gMC->Gsvolu("TSST", "TRD1", idtmed[4], dm, 0);
262
263     dm[2] = 0.5*(250. - 0.002);
264     dm[3] = 0.5 * StripThick;
265
266
267     for (ns = 0; ns < fTPCParam->GetNRowLow(); ns++) {
268
269       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiLow(ns);
270       r2 = r1 + StripThick;     
271       dm[0] = r1 * TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle) - dead;
272       dm[1] = r2 * TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle) - dead;
273
274       zz = -InSecLowEdge -0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
275       zz += r1;
276       zz += dm[3];
277
278       gMC->Gsposp("TSST", ns+1, "TSGA", 0., 0., zz, 0, "ONLY", dm, 4);
279
280     
281     }   
282
283     gMC->Gsord("TSGA", 3); 
284   
285   } // if strips selected
286
287   
288   //-----------------------------------------------------------------
289   //  L sectors - "gas sectors" (PGON to avoid overlaps)
290   //-----------------------------------------------------------------
291
292   dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*OuterOpenAngle;
293   dm[0] *= kRaddeg;
294   dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
295
296   dm[1] = OuterOpenAngle*kRaddeg;
297   dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
298
299   dm[2] = 1.;
300   dm[3] = 4.;
301
302   dm[4] = 0.002;
303   dm[5] = OuSecLowEdge;
304   dm[6] = 252.*TMath::Cos(0.5*OuterOpenAngle)-0.002;
305
306   dm[7] = dm[4]+0.2;
307   dm[8] = dm[5];
308   dm[9] = dm[6];
309
310   dm[10] = dm[7];
311   dm[11] = OuSecLowEdge;
312   dm[12] = OuSecUpEdge;
313
314   dm[13] = 250.;
315   dm[14] = dm[11];
316   dm[15] = dm[12];
317
318   gMC->Gsvolu("TLGA","PGON",idtmed[4],dm,16);  
319
320   if (fSens >= 0) {
321     
322     Float_t rmax = dm[6];
323     Float_t r1,r2;
324     Float_t dead = fTPCParam->GetDeadZone();
325
326     Float_t StripThick = 0.01; // 100 microns
327
328     gMC->Gsvolu("TLST", "PGON", idtmed[4], dm, 0);
329
330     dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*OuterOpenAngle;
331     dm[0] *= kRaddeg;
332     dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
333
334     dm[1] = OuterOpenAngle*kRaddeg;
335     dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
336
337     dm[2] = 1.;
338     dm[3] = 2.;
339
340     dm[7] = 250.;
341
342     Float_t xx = dead/TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle);
343
344     for(ns=0;ns<fTPCParam->GetNRowUp();ns++){
345
346       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiUp(ns)-xx;
347       r2 = r1 + StripThick;
348
349       dm[5] = r1;
350       dm[6] = r2;
351
352       dm[8] = r1;
353       dm[9] = r2;
354
355       if(r2+xx < rmax){
356         dm[4] = 0.002;
357       }
358       else{
359         dm[4] = 0.202;
360       }
361
362       gMC->Gsposp("TLST",ns+1,"TLGA",xx,0.,0.,0,"ONLY",dm,10);
363
364     }    
365
366     gMC->Gsord("TLGA", 2);
367
368   } // if strips selected
369
370   //------------------------------------------------------------------
371   // Positioning of the S-sector readout chambers
372   //------------------------------------------------------------------
373
374   Float_t zs = 0.5*(250.+0.002);
375
376   Float_t theta1,theta2,theta3;
377   Float_t phi1,phi2,phi3;
378   Float_t alpha;
379   Float_t x,y;
380
381   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
382     
383     phi1 = ns * InnerOpenAngle + 270.*kDegrad + InnerAngleShift;
384     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
385
386     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
387
388     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
389       
390     theta1 = 90.;
391     phi2   = 90.;
392     theta2 = 180.;
393     phi3   = ns * InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
394     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
395
396     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
397       
398     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
399
400     theta3 = 90.;
401
402     alpha = phi3*kDegrad;
403
404     x = xCenterS * TMath::Cos(alpha);
405     y = xCenterS * TMath::Sin(alpha); 
406  
407     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);  
408      
409     gMC->Gspos("TRCS", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY");
410
411     if(fSecAL < 0){
412
413       //---------------------------------------------------------------
414       //  position all sectors
415       //---------------------------------------------------------------
416
417       gMC->Gspos("TSGA",ns+1,"TGAS",x,y,zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
418       gMC->Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS",x,y,-zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
419     }
420
421     else{
422
423       //---------------------------------------------------------------
424       //  position selected sectors
425       //---------------------------------------------------------------
426
427       for(Int_t sel=0;sel<6;sel++){
428
429         if(fSecLows[sel] == ns){
430         gMC->Gspos("TSGA", ns+1, "TGAS", x, y, zs, idrotm[nRotMat], "ONLY");
431         }
432         else if(fSecLows[sel] == ns+nInnerSector){
433         gMC->
434           Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS", x, y,-zs,idrotm[nRotMat],"ONLY");
435         }
436       }
437     }
438
439     nRotMat++;     
440
441   }
442     
443   //-------------------------------------------------------------------
444   //  Positioning of the L-sectors readout chambers
445   //-------------------------------------------------------------------
446     
447   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
448     phi1 = ns * OuterOpenAngle + 270.*kDegrad + OuterAngleShift;
449     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
450
451     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
452     
453
454     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
455       
456     theta1 = 90.;
457     phi2   = 90.;
458     theta2 = 180.;
459     phi3   = ns * OuterOpenAngle+OuterAngleShift;
460     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
461
462     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
463
464       
465     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
466
467     theta3 = 90.;
468
469     alpha = phi3*kDegrad;
470
471     x = xCenterL * TMath::Cos(alpha);
472     y = xCenterL * TMath::Sin(alpha); 
473  
474     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);  
475      
476
477     gMC->Gspos("TRCL", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY"); 
478
479     nRotMat++;   
480
481   }
482
483   //-------------------------------------------------------------------
484   // Positioning of the L-sectors (gas sectors)
485   //-------------------------------------------------------------------
486
487   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
488
489      phi1 = ns*OuterOpenAngle + OuterAngleShift;
490      phi1 *= kRaddeg;
491     
492      phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
493      if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
494
495      theta1 = 90.;
496
497      phi2 = 90. + phi1;
498      if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
499
500      theta2 = 90.; 
501
502      phi3 = 0.;
503      theta3 = 0.;
504
505      if(fSecAU < 0) {
506
507        //--------------------------------------------------------------
508        //  position all sectors
509        //--------------------------------------------------------------
510
511        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3); 
512
513        gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
514
515        nRotMat++;
516    
517        // reflection !!
518
519        phi3 = 0.;
520        theta3 = 180.;
521      
522        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
523   
524        gMC->Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
525           
526        nRotMat++;
527      }
528
529      else{
530
531        //---------------------------------------------------------------
532        //  position selected sectors
533        //---------------------------------------------------------------
534
535        for(Int_t sel=0;sel<12;sel++){
536
537          if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector){
538            
539           AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3); 
540           gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
541           nRotMat++; 
542
543          }
544          else if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector+nOuterSector){
545
546            // reflection
547
548            phi3 = 0.;
549            theta3 = 180.;
550
551            AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
552            gMC->
553            Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
554            nRotMat++; 
555
556          }
557
558        }
559
560      }
561
562   }
563   
564   Float_t z0 = z_side - 0.95;
565
566   gMC->Gspos("TPEC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
567
568   // ========================================================== 
569   //                  wheels 
570   // ========================================================== 
571
572   //
573   //  auxilary structures
574   //
575
576
577   gMC->Gsvolu("TPWI","TUBE",idtmed[24],dm,0); // "air" 
578
579   // ---------------------------------------------------------- 
580   //       Large wheel -> positioned in the TPC 
581   // ---------------------------------------------------------- 
582   
583
584   z0 = 263.5; // TPC length - 1/2 spoke wheel width
585
586   dm[0] = 258.;
587   dm[1] = 278.;
588   dm[2] = 11.5;
589   
590   gMC->Gsvolu("TPWL", "TUBE", idtmed[0], dm, 3); 
591
592   dm[0] = dm[0]+2.;
593   dm[1] = 278.;
594   dm[2] = dm[2]-2.;
595
596   gMC->Gsposp("TPWI",1,"TPWL",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
597
598   gMC->Gspos("TPWL", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
599   gMC->Gspos("TPWL", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY");
600
601   //
602   //  Outer vessel + CO2 HV degrader
603   //
604
605   dm[0] = 260.;
606   dm[1] = 278.;
607   dm[2] = 252.;
608
609   gMC->Gsvolu("TPCO","TUBE",idtmed[12],dm,3);
610
611   dm[0] = 275.;
612   dm[1] = 278.;
613   
614   gMC->Gsvolu("TPOV","TUBE",idtmed[10],dm,3);
615
616   gMC->Gspos("TPOV",1,"TPCO",0.,0.,0.,0,"ONLY");
617
618
619   // G10 plugs
620
621   dm[0] = 258.;
622   dm[1] = 260.;
623   dm[2] = 1.;
624
625   gMC->Gsvolu("TPG1","TUBE",idtmed[8],dm,3);
626   gMC->Gspos("TPG1",1,"TPCO",0.,0.,251.,0,"ONLY");
627   gMC->Gspos("TPG1",2,"TPCO",0.,0.,-251.,0,"ONLY");  
628
629   gMC->Gspos("TPCO",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
630
631
632   //----------------------------------------------------------
633   //  Small wheel -> positioned in "side gas
634   //----------------------------------------------------------
635
636   dm[0] = 78.;
637   dm[1] = 82.;
638   dm[2] = 11.5;
639
640   gMC->Gsvolu("TPWS", "TUBE", idtmed[0], dm, 3);
641
642   dm[0] = 78.;
643   dm[1] = dm[1]-2;
644   dm[2] = dm[2]-2.;
645
646   gMC->Gsvolu("TPW1", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
647   
648   gMC->Gspos("TPW1", 1, "TPWS", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
649
650   z0 = 1.; // spoke wheel is shifted w.r.t. center of the "side gas"
651
652   gMC->Gspos("TPWS", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
653
654
655   // to avoid overlaps
656
657   dm[0] = 76.;
658   dm[1] = 78.;
659   dm[2] = 11.5;
660
661   gMC->Gsvolu("TPS1","TUBE",idtmed[0],dm,3);
662
663   dm[2] = 9.5;
664
665   gMC->Gsvolu("TPS2","TUBE",idtmed[24],dm,3);
666
667   gMC->Gspos("TPS2",1,"TPS1",0.,0.,0.,0,"ONLY");
668
669   z0= 263.5;
670   
671   gMC->Gspos("TPS1",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
672   gMC->Gspos("TPS1",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
673
674   // G10 plug
675
676   dm[0] = 76.;
677   dm[2] = 78.;
678   dm[3] = 1.;
679
680   gMC->Gsvolu("TPG2","TUBE",idtmed[8],dm,3);
681
682   z0 = 251.;
683
684   gMC->Gspos("TPG2",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
685   gMC->Gspos("TPG2",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
686
687
688   //---------------------------------------------------------
689   //  central wheel  6 (radial direction) x 4 (along z) cm2
690   //---------------------------------------------------------
691
692   dm[0] = 140.;
693   dm[1] = 146.;
694   dm[2] = 2.;
695
696   gMC->Gsvolu("TPWC","TUBE",idtmed[0],dm,3);
697
698   dm[0] = dm[0] + 2.;
699   dm[1] = dm[1] - 2.;
700   dm[2] = dm[2] - 1.;
701
702   gMC->Gsposp("TPWI",2,"TPWC",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
703
704   z0 = z_side - 1.9 - 2.;
705
706   gMC->Gspos("TPWC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
707
708   //
709
710   gMC->Gsvolu("TPSE","BOX ",idtmed[24],dm,0); // "empty" part of the spoke 
711
712  
713   //---------------------------------------------------------
714   //  inner spokes (nSectorInner)
715   //---------------------------------------------------------
716
717   dm[0] = 0.5*(139.9-82.1);
718   dm[1] = 3.;
719   dm[2] = 2.;
720
721   Float_t x1 = dm[0]+82.;
722
723   gMC->Gsvolu("TPSI","BOX",idtmed[0],dm,3);
724
725   dm[1] = dm[1]-1.;
726   dm[2] = dm[2]-1.;
727
728   gMC->Gsposp("TPSE",1,"TPSI",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
729
730   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
731
732     phi1 = 0.5*InnerOpenAngle + ns*InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
733     theta1=90.;
734     phi1 *=kRaddeg;
735
736     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
737     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;    
738
739     phi2 = phi1+90.;
740     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
741     theta2=90.;
742     phi3=0.;
743     theta3=0.;
744
745     alpha = phi1 * kDegrad;
746     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
747     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);    
748
749    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
750
751    gMC->Gspos("TPSI",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");  
752
753    nRotMat++;
754
755   }
756
757   //-------------------------------------------------------------
758   // outer spokes (nSectorOuter)
759   //-------------------------------------------------------------
760
761   dm[0] = 0.5*(257.9-146.1);
762   dm[1] = 3.;
763   dm[2] = 2.;
764
765   x1 = dm[0] + 146.;
766
767   gMC->Gsvolu("TPSO","BOX ",idtmed[0],dm,3);
768
769   dm[1] = dm[1] - 1.;
770   dm[2] = dm[2] - 1.;
771
772   gMC->Gsposp("TPSE",2,"TPSO",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
773
774   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
775
776     phi1 = 0.5*OuterOpenAngle + ns*OuterOpenAngle + OuterAngleShift;
777     theta1=90.;
778     phi1 *=kRaddeg;
779
780     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
781     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
782
783     phi2 = phi1+90.;
784     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
785     theta2=90.;
786     phi3=0.;
787     theta3=0.;
788
789     alpha = phi1 * kDegrad;
790     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
791     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);    
792
793    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
794
795    gMC->Gspos("TPSO",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");  
796
797    nRotMat++;
798
799   }  
800   
801
802   
803   // -------------------------------------------------------- 
804   //         put the readout chambers into the TPC 
805   // -------------------------------------------------------- 
806
807   theta1 = 90.;
808   phi1   = 0.;
809   theta2 = 90.;
810   phi2   = 270.;
811   theta3 = 180.;
812   phi3   = 0.;
813   
814   AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
815   
816   z0 = z_side + 250.;
817   
818   gMC->Gspos("TPSG", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
819   gMC->Gspos("TPSG", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, idrotm[nRotMat], "ONLY");
820   
821   gMC->Gspos("TPC ", 1, "ALIC", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
822
823   //----------------------------------------------------
824   //  Inner vessel and HV degrader
825   //----------------------------------------------------
826
827   dm[0] = 0.;
828   dm[1] = 360.;
829   dm[2] = 4.;
830   
831   dm[3] = -250.;
832   dm[4] = 74.4;
833   dm[5] = 76.;
834
835   dm[6] = -64.5;
836   dm[7] = 50.;
837   dm[8] = 76.;
838
839   dm[9] = -64.5;
840   dm[10] = 50.;
841   dm[11] = 76.;
842
843   dm[12] = 250.;
844   dm[13] = 74.4;
845   dm[14] = 76.;
846
847   gMC->Gsvolu("TPVD", "PCON", idtmed[12], dm, 15); // CO2
848
849   // cone parts
850
851   dm[0] = 0.;
852   dm[1] = 360.;
853   dm[2] = 2.;
854
855   dm[3] = 64.5;
856   dm[4] = 50.;
857   dm[5] = 51.6;
858  
859   dm[6] = 250.;
860   dm[7] = 74.4;
861   dm[8] = 76.;
862
863
864   gMC->Gsvolu("TIVC","PCON",idtmed[11],dm,9); // C-fibre
865
866   gMC->Gspos("TIVC",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
867   gMC->Gspos("TIVC",2,"TPVD",0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
868
869   // barrel part
870
871   dm[0] = 50.;
872   dm[1] = 50.5;
873   dm[2] = 32.25;
874
875   gMC->Gsvolu("TIVB","TUBE",idtmed[9],dm,3);
876
877   gMC->Gspos("TIVB",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
878
879   gMC->Gspos("TPVD",1,"ALIC",0.,0.,0.,0,"ONLY");
880
881
882   // --------------------------------------------------- 
883   //               volumes ordering 
884   // ---------------------------------------------------
885
886   gMC->Gsord("TGAS", 6);
887   gMC->Gsord("TPSG", 6); 
888
889   
890
891 } // end of function
892  
893 //_____________________________________________________________________________
894 void AliTPCv2::DrawDetector()
895 {
896   //
897   // Draw a shaded view of the Time Projection Chamber version 1
898   //
899
900   // Set everything unseen
901   gMC->Gsatt("*", "seen", -1);
902   // 
903   // Set ALIC mother transparent
904   gMC->Gsatt("ALIC","SEEN",0);
905   //
906   // Set the volumes visible
907   gMC->Gsatt("TPC","SEEN",0);
908   gMC->Gsatt("TGAS","SEEN",0);
909   gMC->Gsatt("TPSG","SEEN",0);
910   gMC->Gsatt("TPHV","SEEN",1);
911   gMC->Gsatt("TPMH","SEEN",1);
912   gMC->Gsatt("TPEC","SEEN",0);
913   gMC->Gsatt("TRCS","SEEN",1);
914   gMC->Gsatt("TRCL","SEEN",1);
915   gMC->Gsatt("TPWL","SEEN",1);
916   gMC->Gsatt("TPWI","SEEN",1);
917   gMC->Gsatt("TPWS","SEEN",1);
918   gMC->Gsatt("TPW1","SEEN",1);
919   gMC->Gsatt("TPS1","SEEN",1);
920   gMC->Gsatt("TPS2","SEEN",1);
921   gMC->Gsatt("TPG1","SEEN",1);
922   gMC->Gsatt("TPG2","SEEN",1);
923   gMC->Gsatt("TPWC","SEEN",1);
924   gMC->Gsatt("TPSI","SEEN",1); 
925   gMC->Gsatt("TPSO","SEEN",1);
926   gMC->Gsatt("TPCO","SEEN",1);
927   gMC->Gsatt("TPOV","SEEN",1);
928   gMC->Gsatt("TPVD","SEEN",1);
929   //
930   gMC->Gdopt("hide", "on");
931   gMC->Gdopt("shad", "on");
932   gMC->Gsatt("*", "fill", 7);
933   gMC->SetClipBox(".");
934   gMC->SetClipBox("*", 0, 1000, -1000, 1000, -1000, 1000);
935   gMC->DefaultRange();
936   gMC->Gdraw("alic", 40, 30, 0, 12, 9.5, .025, .025);
937   gMC->Gdhead(1111, "Time Projection Chamber");
938   gMC->Gdman(18, 4, "MAN");
939   gMC->Gdopt("hide","off");
940 }
941
942 //_____________________________________________________________________________
943 void AliTPCv2::CreateMaterials()
944 {
945   //
946   // Define materials for version 2 of the Time Projection Chamber
947   //
948
949   //
950   // Increase maximum number of steps
951   gMC->SetMaxNStep(30000);
952   //
953   AliTPC::CreateMaterials();
954 }
955
956 //_____________________________________________________________________________
957 void AliTPCv2::Init()
958 {
959   //
960   // Initialises version 2 of the TPC after that it has been built
961   //
962   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray()-399;
963   AliTPC::Init();
964   fIdSens1=gMC->VolId("TLGA"); // L-sector
965   fIdSens2=gMC->VolId("TSGA"); // S-sector 
966   fIdSens3=gMC->VolId("TSST"); // strip - S-sector (not always used)
967   fIdSens4=gMC->VolId("TLST"); // strip - S-sector (not always used)
968
969   gMC->SetMaxNStep(30000); // max. number of steps increased
970
971   gMC->Gstpar(idtmed[403],"LOSS",5);
972
973   printf("*** TPC version 2 initialized ***\n");
974   printf("Maximum number of steps = %d\n",gMC->GetMaxNStep());
975
976   //
977   
978 }
979
980 //_____________________________________________________________________________
981 void AliTPCv2::StepManager()
982 {
983   //
984   // Called for every step in the Time Projection Chamber
985   //
986
987   //
988   // parameters used for the energy loss calculations
989   //
990   const Float_t prim = 14.35; // number of primary collisions per 1 cm
991   const Float_t poti = 20.77e-9; // first ionization potential for Ne/CO2
992   const Float_t w_ion = 35.97e-9; // energy for the ion-electron pair creation 
993  
994  
995   const Float_t big = 1.e10;
996
997   Int_t id,copy;
998   Float_t hits[4];
999   Int_t vol[2];  
1000   TClonesArray &lhits = *fHits;
1001   TLorentzVector pos;
1002
1003   AliTPCParam *fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1004   
1005   vol[1]=0;
1006
1007   //
1008
1009   gMC->SetMaxStep(big);
1010   
1011   if(!gMC->IsTrackAlive()) return; // particle has disappeared
1012   
1013   Float_t charge = gMC->TrackCharge();
1014   
1015   if(TMath::Abs(charge)<=0.) return; // take only charged particles
1016   
1017   
1018   id=gMC->CurrentVolID(copy);
1019   
1020   // Check the sensitive volume
1021   
1022   if(id == fIdSens1) 
1023     {
1024       vol[0] = copy + fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // L-sector number
1025     }
1026   else if(id == fIdSens2) 
1027     {
1028       vol[0] = copy-1; // S-sector number 
1029     }
1030   else if(id == fIdSens3 && gMC->IsTrackEntering())
1031     {
1032       vol[1] = copy-1;  // row number  
1033       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1034       vol[0] = copy-1; // sector number (S-sector)
1035       
1036       gMC->TrackPosition(pos);
1037       hits[0]=pos[0];
1038       hits[1]=pos[1];
1039       hits[2]=pos[2];
1040       hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1041       new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1042     }
1043   else if(id == fIdSens4 && gMC->IsTrackEntering())
1044     {
1045       vol[1] = copy-1; // row number 
1046       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1047       vol[0] = copy+fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // sector number (L-sector)
1048       
1049       gMC->TrackPosition(pos);
1050       hits[0]=pos[0];
1051       hits[1]=pos[1];
1052       hits[2]=pos[2];
1053       hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1054       new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1055     }
1056   else return;
1057   
1058   //
1059   //  charged particle is in the sensitive volume
1060   //
1061   
1062   if(gMC->TrackStep() > 0) {
1063     
1064     Int_t nel = (Int_t)(((gMC->Edep())-poti)/w_ion) + 1;
1065     nel=TMath::Min(nel,300); // 300 electrons corresponds to 10 keV
1066     
1067     gMC->TrackPosition(pos);
1068     hits[0]=pos[0];
1069     hits[1]=pos[1];
1070     hits[2]=pos[2];
1071     hits[3]=(Float_t)nel;
1072     
1073     // Add this hit
1074     
1075     new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1076     
1077   } 
1078   
1079   // Stemax calculation for the next step
1080   
1081   Float_t pp;
1082   TLorentzVector mom;
1083   gMC->TrackMomentum(mom);
1084   Float_t ptot=mom.Rho();
1085   Float_t beta_gamma = ptot/gMC->TrackMass();
1086   
1087   if(gMC->TrackPid() <= 3 && ptot > 0.002)
1088     { 
1089       pp = prim*1.58; // electrons above 20 MeV/c are on the plateau!
1090     }
1091   else
1092     {
1093       pp=prim*BetheBloch(beta_gamma);    
1094       if(TMath::Abs(charge) > 1.) pp *= (charge*charge);
1095     }
1096   
1097   Float_t random[1];
1098   gMC->Rndm(random,1); // good, old GRNDM from Geant3
1099   
1100   Double_t rnd = (Double_t)random[0];
1101   
1102   gMC->SetMaxStep(-TMath::Log(rnd)/pp);
1103   
1104 }
1105
1106 //_____________________________________________________________________________
1107 Float_t AliTPCv2::BetheBloch(Float_t bg)
1108 {
1109   //
1110   // Bethe-Bloch energy loss formula
1111   //
1112   const Double_t p1=0.76176e-1;
1113   const Double_t p2=10.632;
1114   const Double_t p3=0.13279e-4;
1115   const Double_t p4=1.8631;
1116   const Double_t p5=1.9479;
1117
1118   Double_t dbg = (Double_t) bg;
1119
1120   Double_t beta = dbg/TMath::Sqrt(1.+dbg*dbg);
1121
1122   Double_t aa = TMath::Power(beta,p4);
1123   Double_t bb = TMath::Power(1./dbg,p5);
1124
1125   bb=TMath::Log(p3+bb);
1126   
1127   return ((Float_t)((p2-aa-bb)*p1/aa));
1128 }