7fa8c4e57a4eacbe11e4d7c99d8f01bc43a5c53e
[u/mrichter/AliRoot.git] / 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 1.19.8.2  2000/04/10 08:31:52  kowal2
19
20 Different geometry for different sectors
21 Updated readout chambers
22 Some modifications to StepManager by J.Belikov
23
24 Revision 1.19.8.1  2000/04/10 07:56:53  kowal2
25 Not used anymore - removed
26
27 Revision 1.19  1999/11/04 17:28:07  fca
28 Correct barrel part of HV Degrader
29
30 Revision 1.18  1999/10/14 16:52:08  fca
31 Only use PDG codes and not GEANT ones
32
33 Revision 1.17  1999/10/08 06:27:23  fca
34 Corrected bug in the HV degrader geometry, thanks to G.Tabary
35
36 Revision 1.16  1999/10/04 13:39:54  fca
37 Correct array index problem
38
39 Revision 1.15  1999/09/29 09:24:34  fca
40 Introduction of the Copyright and cvs Log
41
42 */
43
44 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
45 //                                                                           //
46 //  Time Projection Chamber version 2 -- detailed TPC and slow simulation    //
47 //                                                                           //
48 //Begin_Html
49 /*
50 <img src="picts/AliTPCv2Class.gif">
51 */
52 //End_Html
53 //                                                                           //
54 //                                                                           //
55 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
56 #include <stdlib.h>
57
58 #include <TMath.h>
59
60 #include "AliTPCv2.h"
61 #include "AliTPCDigitsArray.h"
62 #include "AliRun.h"
63 #include "AliConst.h"
64 #include "AliPDG.h"
65
66 ClassImp(AliTPCv2)
67  
68 //_____________________________________________________________________________
69 AliTPCv2::AliTPCv2(const char *name, const char *title) :
70   AliTPC(name, title) 
71 {
72   //
73   // Standard constructor for Time Projection Chamber version 2
74   //
75   fIdSens1=0;
76   fIdSens2=0;
77   SetBufferSize(128000);
78 }
79  
80 //_____________________________________________________________________________
81 void AliTPCv2::CreateGeometry()
82 {
83   //
84   // Create the geometry of Time Projection Chamber version 2
85   //
86   //Begin_Html
87   /*
88     <img src="picts/AliTPCv2.gif">
89   */
90   //End_Html
91   //Begin_Html
92   /*
93     <img src="picts/AliTPCv2Tree.gif">
94   */
95   //End_Html
96
97
98   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray();
99
100   Float_t dm[21];
101   Int_t idrotm[120];
102
103   Int_t nRotMat = 0;
104
105   Int_t i,ifl1,ifl2;
106
107   Int_t nInnerSector = fTPCParam->GetNInnerSector()/2;
108   Int_t nOuterSector = fTPCParam->GetNOuterSector()/2;
109   
110   // --------------------------------------------------- 
111   //        sector specification check 
112   // --------------------------------------------------- 
113   if (fSecAL >= 0) {
114     ifl1 = 0;
115     
116     for (i = 0; i < 6; ++i) {
117       if (fSecLows[i] >= 0 && fSecLows[i] < 2*nInnerSector) {
118         ifl1 = 1;
119         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecLows[i]);
120       }
121     }
122
123   } else {
124     printf("*** ALL LOWER SECTORS SELECTED ***\n");
125     ifl1 = 1;
126   }
127
128   if (fSecAU >= 0) {
129     ifl2 = 0;
130     
131     for (i = 0; i < 12; ++i) {
132       if (fSecUps[i] > 2*nInnerSector-1 && 
133           fSecUps[i] < 2*(nInnerSector+nOuterSector)) {
134         ifl2 = 1;
135         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecUps[i]);
136       }
137     }
138     
139   } else {
140     printf("*** ALL UPPER SECTORS SELECTED ***\n");
141     ifl1 = 1;
142   }
143   
144   if (ifl1 == 0 && ifl2 == 0) {
145     printf("*** ERROR: AT LEAST ONE SECTOR MUST BE SPECIFIED ***\n");
146     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
147     exit(1);
148   }
149   
150   if ((fSecAL < 0 || fSecAU < 0) && fSens >= 0) {
151     printf("** ERROR: STRIPS CANNOT BE SPECIFIED FOR ALL SECTORS **\n");
152     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
153     exit(1);
154   }
155   
156   // ---------------------------------------------------- 
157   //          FIELD CAGE WITH ENDCAPS - G10
158   //          THIS IS ALSO A TPC MOTHER VOLUME 
159   // ---------------------------------------------------- 
160
161   dm[0] = 76.;
162   dm[1] = 278.;
163   dm[2] = 275.;
164
165   gMC->Gsvolu("TPC ", "TUBE", idtmed[8], dm, 3); 
166
167   //-----------------------------------------------------
168   //  Endcap cover c-fibre 0.86% X0
169   //-----------------------------------------------------
170
171   dm[0] = 78.;
172   dm[1] = 258.;
173   dm[2] = 0.95;
174
175   gMC->Gsvolu("TPEC","TUBE",idtmed[10],dm,3);
176
177   //-----------------------------------------------------
178   // Drift gas , leave 2 cm at the outer radius
179   // and inner raddius
180   //-----------------------------------------------------
181
182   dm[0] = 78.;
183   dm[1] = 258.;
184   dm[2] = 250.;
185
186   gMC->Gsvolu("TGAS", "TUBE", idtmed[3], dm, 3);
187
188   //------------------------------------------------------
189   //  membrane holder - carbon fiber
190   //------------------------------------------------------
191
192
193   gMC->Gsvolu("TPMH","TUBE",idtmed[6],dm,0);
194
195   dm[0] = 252.;
196   dm[1] = 258.;
197   dm[2] = 0.2;
198
199   gMC->Gsposp("TPMH",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
200  
201   dm[0] = 78.;
202   dm[1] = 82.;
203   dm[2] = 0.1;
204
205   gMC->Gsposp("TPMH",2,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
206
207   //----------------------------------------------------------
208   //  HV membrane - 25 microns of mylar
209   //----------------------------------------------------------
210
211   dm[0] = 82.;
212   dm[1] = 252.;
213   dm[2] = 0.00125;
214
215   gMC->Gsvolu("TPHV","TUBE",idtmed[5],dm,3);
216
217   gMC->Gspos("TPHV",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY");
218
219   gMC->Gspos("TGAS",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
220
221   //----------------------------------------------------------
222   // "side" gas volume, the same as the drift gas
223   // the readout chambers are placed there.  
224   //----------------------------------------------------------
225
226   dm[0] = 78.;
227   dm[1] = 258.;
228   dm[2] = 0.5*(275. - 250.);
229    
230   gMC->Gsvolu("TPSG", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
231
232   Float_t z_side = dm[2]; // 1/2 of the side gas thickness
233
234   //------------------------------------------------------------
235   //   Readout chambers , 25% of X0, I use Al as the material
236   //------------------------------------------------------------
237
238   Float_t InnerOpenAngle = fTPCParam->GetInnerAngle();
239   Float_t OuterOpenAngle = fTPCParam->GetOuterAngle();
240
241   Float_t InnerAngleShift = fTPCParam->GetInnerAngleShift();
242   Float_t OuterAngleShift = fTPCParam->GetOuterAngleShift();
243
244   Float_t InSecLowEdge = fTPCParam->GetInnerRadiusLow();
245   Float_t InSecUpEdge =  fTPCParam->GetInnerRadiusUp();
246
247   Float_t OuSecLowEdge = fTPCParam->GetOuterRadiusLow();
248   Float_t OuSecUpEdge = fTPCParam->GetOuterRadiusUp();
249
250
251   Float_t SecThick = 2.225; // Al
252
253   Float_t LowEdge = fTPCParam->GetInnerFrameSpace();
254
255   //  S (Inner) sectors
256
257   dm[0] = InSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-LowEdge;
258   dm[1] = InSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-LowEdge;
259   dm[2] = 0.5*SecThick;
260   dm[3] = 0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
261
262   Float_t xCenterS = InSecLowEdge+dm[3];
263
264   gMC->Gsvolu("TRCS", "TRD1", idtmed[0], dm, 4); 
265
266   //  L (Outer) sectors
267
268   Float_t UpEdge = fTPCParam->GetOuterFrameSpace();
269
270   dm[0] = OuSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-UpEdge;
271   dm[1] = OuSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-UpEdge;
272   dm[2] = 0.5*SecThick;
273   dm[3] = 0.5*(OuSecUpEdge-OuSecLowEdge);
274
275   Float_t xCenterL = OuSecLowEdge+dm[3];  
276
277   gMC->Gsvolu("TRCL", "TRD1", idtmed[0], dm, 4);
278
279   Float_t z1 = -z_side + SecThick*0.5;
280
281   //------------------------------------------------------------------
282   // S sectors - "gas sectors" (TRD1)
283   //------------------------------------------------------------------
284
285   dm[0] = InSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-0.01;
286   dm[1] = InSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-0.01;
287   dm[2] = 0.5*(250. - 0.001);
288   dm[3] = 0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);  
289
290   gMC->Gsvolu("TSGA", "TRD1", idtmed[4], dm, 4); // sensitive
291
292   // ------------------------------------------------------------- 
293   //  Only for the debugging purpose and resolution calculation 
294   //  Sensitive strips at the pad-row center 
295   // ------------------------------------------------------------- 
296
297   Int_t ns;
298
299   if(fSens>=0){
300
301     Float_t r1,r2,zz;
302
303     Float_t StripThick = 0.01; // 100 microns
304     Float_t dead;
305
306     gMC->Gsvolu("TSST", "TRD1", idtmed[4], dm, 0);
307
308     dm[2] = 0.5*(250. - 0.002);
309     dm[3] = 0.5 * StripThick;
310
311     dead= fTPCParam->GetInnerWireMount();
312
313
314     for (ns = 0; ns < fTPCParam->GetNRowLow(); ns++) {
315
316       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiLow(ns);
317       r2 = r1 + StripThick;     
318       dm[0] = r1 * TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle) - dead;
319       dm[1] = r2 * TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle) - dead;
320
321       zz = -InSecLowEdge -0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
322       zz += r1;
323       zz += dm[3];
324
325       gMC->Gsposp("TSST", ns+1, "TSGA", 0., 0., zz, 0, "ONLY", dm, 4);
326
327     
328     }   
329
330     gMC->Gsord("TSGA", 3); 
331   
332   } // if strips selected
333
334   
335   //-----------------------------------------------------------------
336   //  L sectors - "gas sectors" (PGON to avoid overlaps)
337   //-----------------------------------------------------------------
338
339   dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*OuterOpenAngle;
340   dm[0] *= kRaddeg;
341   dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
342
343   dm[1] = OuterOpenAngle*kRaddeg;
344   dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
345
346   dm[2] = 1.;
347   dm[3] = 4.;
348
349   dm[4] = 0.002;
350   dm[5] = OuSecLowEdge;
351   dm[6] = 252.*TMath::Cos(0.5*OuterOpenAngle)-0.002;
352
353   dm[7] = dm[4]+0.2;
354   dm[8] = dm[5];
355   dm[9] = dm[6];
356
357   dm[10] = dm[7];
358   dm[11] = OuSecLowEdge;
359   dm[12] = OuSecUpEdge;
360
361   dm[13] = 250.;
362   dm[14] = dm[11];
363   dm[15] = dm[12];
364
365   gMC->Gsvolu("TLGA","PGON",idtmed[4],dm,16);  
366
367   if (fSens >= 0) {
368     
369     Float_t rmax = dm[6];
370     Float_t r1,r2;
371     Float_t dead = fTPCParam->GetOuterWireMount();
372
373     Float_t StripThick = 0.01; // 100 microns
374
375     gMC->Gsvolu("TLST", "PGON", idtmed[4], dm, 0);
376
377     dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*OuterOpenAngle;
378     dm[0] *= kRaddeg;
379     dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
380
381     dm[1] = OuterOpenAngle*kRaddeg;
382     dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
383
384     dm[2] = 1.;
385     dm[3] = 2.;
386
387     dm[7] = 250.;
388
389     Float_t xx = dead/TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle);
390
391     for(ns=0;ns<fTPCParam->GetNRowUp();ns++){
392
393       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiUp(ns)-xx;
394       r2 = r1 + StripThick;
395
396       dm[5] = r1;
397       dm[6] = r2;
398
399       dm[8] = r1;
400       dm[9] = r2;
401
402       if(r2+xx < rmax){
403         dm[4] = 0.002;
404       }
405       else{
406         dm[4] = 0.202;
407       }
408
409       gMC->Gsposp("TLST",ns+1,"TLGA",xx,0.,0.,0,"ONLY",dm,10);
410
411     }    
412
413         gMC->Gsord("TLGA", 4);
414
415   } // if strips selected
416
417   //------------------------------------------------------------------
418   // Positioning of the S-sector readout chambers
419   //------------------------------------------------------------------
420
421   Float_t zs = 0.5*(250.+0.002);
422
423   Float_t theta1,theta2,theta3;
424   Float_t phi1,phi2,phi3;
425   Float_t alpha;
426   Float_t x,y;
427
428   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
429     
430     phi1 = ns * InnerOpenAngle + 270.*kDegrad + InnerAngleShift;
431     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
432
433     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
434
435     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
436       
437     theta1 = 90.;
438     phi2   = 90.;
439     theta2 = 180.;
440     phi3   = ns * InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
441     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
442
443     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
444       
445     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
446
447     theta3 = 90.;
448
449     alpha = phi3*kDegrad;
450
451     x = xCenterS * TMath::Cos(alpha);
452     y = xCenterS * TMath::Sin(alpha); 
453  
454     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);  
455      
456     gMC->Gspos("TRCS", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY");
457
458     if(fSecAL < 0){
459
460       //---------------------------------------------------------------
461       //  position all sectors
462       //---------------------------------------------------------------
463
464       gMC->Gspos("TSGA",ns+1,"TGAS",x,y,zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
465       gMC->Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS",x,y,-zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
466     }
467
468     else{
469
470       //---------------------------------------------------------------
471       //  position selected sectors
472       //---------------------------------------------------------------
473
474       for(Int_t sel=0;sel<6;sel++){
475
476         if(fSecLows[sel] == ns){
477         gMC->Gspos("TSGA", ns+1, "TGAS", x, y, zs, idrotm[nRotMat], "ONLY");
478         }
479         else if(fSecLows[sel] == ns+nInnerSector){
480         gMC->
481           Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS", x, y,-zs,idrotm[nRotMat],"ONLY");
482         }
483       }
484     }
485
486     nRotMat++;     
487
488   }
489     
490   //-------------------------------------------------------------------
491   //  Positioning of the L-sectors readout chambers
492   //-------------------------------------------------------------------
493     
494   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
495     phi1 = ns * OuterOpenAngle + 270.*kDegrad + OuterAngleShift;
496     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
497
498     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
499     
500
501     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
502       
503     theta1 = 90.;
504     phi2   = 90.;
505     theta2 = 180.;
506     phi3   = ns * OuterOpenAngle+OuterAngleShift;
507     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
508
509     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
510
511       
512     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
513
514     theta3 = 90.;
515
516     alpha = phi3*kDegrad;
517
518     x = xCenterL * TMath::Cos(alpha);
519     y = xCenterL * TMath::Sin(alpha); 
520  
521     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);  
522      
523
524     gMC->Gspos("TRCL", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY"); 
525
526     nRotMat++;   
527
528   }
529
530   //-------------------------------------------------------------------
531   // Positioning of the L-sectors (gas sectors)
532   //-------------------------------------------------------------------
533
534   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
535
536      phi1 = ns*OuterOpenAngle + OuterAngleShift;
537      phi1 *= kRaddeg;
538     
539      phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
540      if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
541
542      theta1 = 90.;
543
544      phi2 = 90. + phi1;
545      if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
546
547      theta2 = 90.; 
548
549      phi3 = 0.;
550      theta3 = 0.;
551
552      if(fSecAU < 0) {
553
554        //--------------------------------------------------------------
555        //  position all sectors
556        //--------------------------------------------------------------
557
558        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3); 
559
560        gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
561
562        nRotMat++;
563    
564        // reflection !!
565
566        phi3 = 0.;
567        theta3 = 180.;
568      
569        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
570   
571        gMC->Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
572           
573        nRotMat++;
574      }
575
576      else{
577
578        //---------------------------------------------------------------
579        //  position selected sectors
580        //---------------------------------------------------------------
581
582        for(Int_t sel=0;sel<12;sel++){
583
584          if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector){
585            
586           AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3); 
587           gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
588           nRotMat++; 
589
590          }
591          else if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector+nOuterSector){
592
593            // reflection
594
595            phi3 = 0.;
596            theta3 = 180.;
597
598            AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
599            gMC->
600            Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
601            nRotMat++; 
602
603          }
604
605        }
606
607      }
608
609   }
610   
611   Float_t z0 = z_side - 0.95;
612
613   gMC->Gspos("TPEC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
614
615   // ========================================================== 
616   //                  wheels 
617   // ========================================================== 
618
619   //
620   //  auxilary structures
621   //
622
623
624   gMC->Gsvolu("TPWI","TUBE",idtmed[24],dm,0); // "air" 
625
626   // ---------------------------------------------------------- 
627   //       Large wheel -> positioned in the TPC 
628   // ---------------------------------------------------------- 
629   
630
631   z0 = 263.5; // TPC length - 1/2 spoke wheel width
632
633   dm[0] = 258.;
634   dm[1] = 278.;
635   dm[2] = 11.5;
636   
637   gMC->Gsvolu("TPWL", "TUBE", idtmed[0], dm, 3); 
638
639   dm[0] = dm[0]+2.;
640   dm[1] = 278.;
641   dm[2] = dm[2]-2.;
642
643   gMC->Gsposp("TPWI",1,"TPWL",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
644
645   gMC->Gspos("TPWL", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
646   gMC->Gspos("TPWL", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY");
647
648   //
649   //  Outer vessel + CO2 HV degrader
650   //
651
652   dm[0] = 260.;
653   dm[1] = 278.;
654   dm[2] = 252.;
655
656   gMC->Gsvolu("TPCO","TUBE",idtmed[12],dm,3);
657
658   dm[0] = 275.;
659   dm[1] = 278.;
660   
661   gMC->Gsvolu("TPOV","TUBE",idtmed[10],dm,3);
662
663   gMC->Gspos("TPOV",1,"TPCO",0.,0.,0.,0,"ONLY");
664
665
666   // G10 plugs
667
668   dm[0] = 258.;
669   dm[1] = 260.;
670   dm[2] = 1.;
671
672   gMC->Gsvolu("TPG1","TUBE",idtmed[8],dm,3);
673   gMC->Gspos("TPG1",1,"TPCO",0.,0.,251.,0,"ONLY");
674   gMC->Gspos("TPG1",2,"TPCO",0.,0.,-251.,0,"ONLY");  
675
676   gMC->Gspos("TPCO",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
677
678
679   //----------------------------------------------------------
680   //  Small wheel -> positioned in "side gas
681   //----------------------------------------------------------
682
683   dm[0] = 78.;
684   dm[1] = 82.;
685   dm[2] = 11.5;
686
687   gMC->Gsvolu("TPWS", "TUBE", idtmed[0], dm, 3);
688
689   dm[0] = 78.;
690   dm[1] = dm[1]-2;
691   dm[2] = dm[2]-2.;
692
693   gMC->Gsvolu("TPW1", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
694   
695   gMC->Gspos("TPW1", 1, "TPWS", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
696
697   z0 = 1.; // spoke wheel is shifted w.r.t. center of the "side gas"
698
699   gMC->Gspos("TPWS", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
700
701
702   // to avoid overlaps
703
704   dm[0] = 76.;
705   dm[1] = 78.;
706   dm[2] = 11.5;
707
708   gMC->Gsvolu("TPS1","TUBE",idtmed[0],dm,3);
709
710   dm[2] = 9.5;
711
712   gMC->Gsvolu("TPS2","TUBE",idtmed[24],dm,3);
713
714   gMC->Gspos("TPS2",1,"TPS1",0.,0.,0.,0,"ONLY");
715
716   z0= 263.5;
717   
718   gMC->Gspos("TPS1",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
719   gMC->Gspos("TPS1",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
720
721   // G10 plug
722
723   dm[0] = 76.;
724   dm[1] = 78.;
725   dm[2] = 1.;
726
727   gMC->Gsvolu("TPG2","TUBE",idtmed[8],dm,3);
728
729   z0 = 251.;
730
731   gMC->Gspos("TPG2",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
732   gMC->Gspos("TPG2",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
733
734
735   //---------------------------------------------------------
736   //  central wheel  6 (radial direction) x 4 (along z) cm2
737   //---------------------------------------------------------
738
739   dm[0] = 140.;
740   dm[1] = 146.;
741   dm[2] = 2.;
742
743   gMC->Gsvolu("TPWC","TUBE",idtmed[0],dm,3);
744
745   dm[0] = dm[0] + 2.;
746   dm[1] = dm[1] - 2.;
747   dm[2] = dm[2] - 1.;
748
749   gMC->Gsposp("TPWI",2,"TPWC",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
750
751   z0 = z_side - 1.9 - 2.;
752
753   gMC->Gspos("TPWC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
754
755   //
756
757   gMC->Gsvolu("TPSE","BOX ",idtmed[24],dm,0); // "empty" part of the spoke 
758
759  
760   //---------------------------------------------------------
761   //  inner spokes (nSectorInner)
762   //---------------------------------------------------------
763
764   dm[0] = 0.5*(139.9-82.1);
765   dm[1] = 3.;
766   dm[2] = 2.;
767
768   Float_t x1 = dm[0]+82.;
769
770   gMC->Gsvolu("TPSI","BOX",idtmed[0],dm,3);
771
772   dm[1] = dm[1]-1.;
773   dm[2] = dm[2]-1.;
774
775   gMC->Gsposp("TPSE",1,"TPSI",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
776
777   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
778
779     phi1 = 0.5*InnerOpenAngle + ns*InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
780     theta1=90.;
781     phi1 *=kRaddeg;
782
783     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
784     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;    
785
786     phi2 = phi1+90.;
787     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
788     theta2=90.;
789     phi3=0.;
790     theta3=0.;
791
792     alpha = phi1 * kDegrad;
793     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
794     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);    
795
796    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
797
798    gMC->Gspos("TPSI",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");  
799
800    nRotMat++;
801
802   }
803
804   //-------------------------------------------------------------
805   // outer spokes (nSectorOuter)
806   //-------------------------------------------------------------
807
808   dm[0] = 0.5*(257.9-146.1);
809   dm[1] = 3.;
810   dm[2] = 2.;
811
812   x1 = dm[0] + 146.;
813
814   gMC->Gsvolu("TPSO","BOX ",idtmed[0],dm,3);
815
816   dm[1] = dm[1] - 1.;
817   dm[2] = dm[2] - 1.;
818
819   gMC->Gsposp("TPSE",2,"TPSO",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
820
821   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
822
823     phi1 = 0.5*OuterOpenAngle + ns*OuterOpenAngle + OuterAngleShift;
824     theta1=90.;
825     phi1 *=kRaddeg;
826
827     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
828     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
829
830     phi2 = phi1+90.;
831     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
832     theta2=90.;
833     phi3=0.;
834     theta3=0.;
835
836     alpha = phi1 * kDegrad;
837     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
838     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);    
839
840    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
841
842    gMC->Gspos("TPSO",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");  
843
844    nRotMat++;
845
846   }  
847   
848
849   
850   // -------------------------------------------------------- 
851   //         put the readout chambers into the TPC 
852   // -------------------------------------------------------- 
853
854   theta1 = 90.;
855   phi1   = 0.;
856   theta2 = 90.;
857   phi2   = 270.;
858   theta3 = 180.;
859   phi3   = 0.;
860   
861   AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
862   
863   z0 = z_side + 250.;
864   
865   gMC->Gspos("TPSG", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
866   gMC->Gspos("TPSG", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, idrotm[nRotMat], "ONLY");
867   
868   gMC->Gspos("TPC ", 1, "ALIC", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
869
870   //----------------------------------------------------
871   //  Inner vessel and HV degrader
872   //----------------------------------------------------
873
874   dm[0] = 0.;
875   dm[1] = 360.;
876   dm[2] = 4.;
877   
878   dm[3] = -250.;
879   dm[4] = 74.4;
880   dm[5] = 76.;
881
882   dm[6] = -64.5;
883   dm[7] = 50.;
884   dm[8] = 76.;
885
886   dm[9] = 64.5;
887   dm[10] = 50.;
888   dm[11] = 76.;
889
890   dm[12] = 250.;
891   dm[13] = 74.4;
892   dm[14] = 76.;
893
894   gMC->Gsvolu("TPVD", "PCON", idtmed[12], dm, 15); // CO2
895
896   // cone parts
897
898   dm[0] = 0.;
899   dm[1] = 360.;
900   dm[2] = 2.;
901
902   dm[3] = 64.5;
903   dm[4] = 50.;
904   dm[5] = 51.6;
905  
906   dm[6] = 250.;
907   dm[7] = 74.4;
908   dm[8] = 76.;
909
910
911   gMC->Gsvolu("TIVC","PCON",idtmed[11],dm,9); // C-fibre
912
913   gMC->Gspos("TIVC",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
914   gMC->Gspos("TIVC",2,"TPVD",0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
915
916   // barrel part
917
918   dm[0] = 50.;
919   dm[1] = 50.5;
920   dm[2] = 64.5;
921
922   gMC->Gsvolu("TIVB","TUBE",idtmed[9],dm,3);
923
924   gMC->Gspos("TIVB",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
925
926   gMC->Gspos("TPVD",1,"ALIC",0.,0.,0.,0,"ONLY");
927
928
929   // --------------------------------------------------- 
930   //               volumes ordering 
931   // ---------------------------------------------------
932
933   gMC->Gsord("TGAS", 6);
934   gMC->Gsord("TPSG", 6); 
935
936   
937
938 } // end of function
939  
940 //_____________________________________________________________________________
941 void AliTPCv2::DrawDetector()
942 {
943   //
944   // Draw a shaded view of the Time Projection Chamber version 1
945   //
946
947   // Set everything unseen
948   gMC->Gsatt("*", "seen", -1);
949   // 
950   // Set ALIC mother transparent
951   gMC->Gsatt("ALIC","SEEN",0);
952   //
953   // Set the volumes visible
954   gMC->Gsatt("TPC","SEEN",0);
955   gMC->Gsatt("TGAS","SEEN",0);
956   gMC->Gsatt("TPSG","SEEN",0);
957   gMC->Gsatt("TPHV","SEEN",1);
958   gMC->Gsatt("TPMH","SEEN",1);
959   gMC->Gsatt("TPEC","SEEN",0);
960   gMC->Gsatt("TRCS","SEEN",1);
961   gMC->Gsatt("TRCL","SEEN",1);
962   gMC->Gsatt("TPWL","SEEN",1);
963   gMC->Gsatt("TPWI","SEEN",1);
964   gMC->Gsatt("TPWS","SEEN",1);
965   gMC->Gsatt("TPW1","SEEN",1);
966   gMC->Gsatt("TPS1","SEEN",1);
967   gMC->Gsatt("TPS2","SEEN",1);
968   gMC->Gsatt("TPG1","SEEN",1);
969   gMC->Gsatt("TPG2","SEEN",1);
970   gMC->Gsatt("TPWC","SEEN",1);
971   gMC->Gsatt("TPSI","SEEN",1); 
972   gMC->Gsatt("TPSO","SEEN",1);
973   gMC->Gsatt("TPCO","SEEN",1);
974   gMC->Gsatt("TPOV","SEEN",1);
975   gMC->Gsatt("TPVD","SEEN",1);
976   //
977   gMC->Gdopt("hide", "on");
978   gMC->Gdopt("shad", "on");
979   gMC->Gsatt("*", "fill", 7);
980   gMC->SetClipBox(".");
981   gMC->SetClipBox("*", 0, 1000, -1000, 1000, -1000, 1000);
982   gMC->DefaultRange();
983   gMC->Gdraw("alic", 40, 30, 0, 12, 9.5, .025, .025);
984   gMC->Gdhead(1111, "Time Projection Chamber");
985   gMC->Gdman(18, 4, "MAN");
986   gMC->Gdopt("hide","off");
987 }
988
989 //_____________________________________________________________________________
990 void AliTPCv2::CreateMaterials()
991 {
992   //
993   // Define materials for version 2 of the Time Projection Chamber
994   //
995
996   //
997   // Increase maximum number of steps
998   gMC->SetMaxNStep(30000);
999   //
1000   AliTPC::CreateMaterials();
1001 }
1002
1003 //_____________________________________________________________________________
1004 void AliTPCv2::Init()
1005 {
1006   //
1007   // Initialises version 2 of the TPC after that it has been built
1008   //
1009   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray()-399;
1010   AliTPC::Init();
1011   fIdSens1=gMC->VolId("TLGA"); // L-sector
1012   fIdSens2=gMC->VolId("TSGA"); // S-sector 
1013   fIdSens3=gMC->VolId("TSST"); // strip - S-sector (not always used)
1014   fIdSens4=gMC->VolId("TLST"); // strip - S-sector (not always used)
1015
1016   gMC->SetMaxNStep(30000); // max. number of steps increased
1017
1018   gMC->Gstpar(idtmed[403],"LOSS",5);
1019
1020   printf("*** TPC version 2 initialized ***\n");
1021   printf("Maximum number of steps = %d\n",gMC->GetMaxNStep());
1022
1023   //
1024   
1025 }
1026
1027 //_____________________________________________________________________________
1028 void AliTPCv2::StepManager()
1029 {
1030   //
1031   // Called for every step in the Time Projection Chamber
1032   //
1033
1034   //
1035   // parameters used for the energy loss calculations
1036   //
1037   const Float_t prim = 14.35; // number of primary collisions per 1 cm
1038   const Float_t poti = 20.77e-9; // first ionization potential for Ne/CO2
1039   const Float_t w_ion = 35.97e-9; // energy for the ion-electron pair creation 
1040  
1041  
1042   const Float_t big = 1.e10;
1043
1044   Int_t id,copy;
1045   Float_t hits[4];
1046   Int_t vol[2];  
1047   TClonesArray &lhits = *fHits;
1048   TLorentzVector pos;
1049   
1050   vol[1]=0;
1051
1052   //
1053
1054   gMC->SetMaxStep(big);
1055   
1056   if(!gMC->IsTrackAlive()) return; // particle has disappeared
1057   
1058   Float_t charge = gMC->TrackCharge();
1059   
1060   if(TMath::Abs(charge)<=0.) return; // take only charged particles
1061   
1062   
1063   id=gMC->CurrentVolID(copy);
1064   
1065   // Check the sensitive volume
1066   
1067   if(id == fIdSens1) 
1068     {
1069       vol[0] = copy + fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // L-sector number
1070     }
1071   else if(id == fIdSens2) 
1072     {
1073       vol[0] = copy-1; // S-sector number 
1074     }
1075   else if(id == fIdSens3 && gMC->IsTrackEntering())
1076     {
1077       vol[1] = copy-1;  // row number  
1078       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1079       vol[0] = copy-1; // sector number (S-sector)
1080
1081       //I.Belikov's modification
1082       if (vol[1]==0) {
1083        gMC->TrackMomentum(pos);
1084        hits[0]=pos[0];
1085        hits[1]=pos[1];
1086        hits[2]=pos[2];
1087        hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1088        new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1089       }
1090       //end of I.Belikov's modification
1091       
1092       gMC->TrackPosition(pos);
1093       hits[0]=pos[0];
1094       hits[1]=pos[1];
1095       hits[2]=pos[2];
1096       hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1097       new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1098     }
1099   else if(id == fIdSens4 && gMC->IsTrackEntering())
1100     {
1101       vol[1] = copy-1; // row number 
1102       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1103       vol[0] = copy+fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // sector number (L-sector)
1104
1105       //I.Belikov's modification
1106       if (vol[1]==0) {
1107        gMC->TrackMomentum(pos);
1108        hits[0]=pos[0];
1109        hits[1]=pos[1];
1110        hits[2]=pos[2];
1111        hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1112        new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1113       }
1114       //end of I.Belikov's modification
1115       
1116       gMC->TrackPosition(pos);
1117       hits[0]=pos[0];
1118       hits[1]=pos[1];
1119       hits[2]=pos[2];
1120       hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1121       new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1122     }
1123   else return;
1124   
1125   //
1126   //  charged particle is in the sensitive volume
1127   //
1128   
1129   if(gMC->TrackStep() > 0) {
1130     
1131     Int_t nel = (Int_t)(((gMC->Edep())-poti)/w_ion) + 1;
1132     nel=TMath::Min(nel,300); // 300 electrons corresponds to 10 keV
1133     
1134     gMC->TrackPosition(pos);
1135     hits[0]=pos[0];
1136     hits[1]=pos[1];
1137     hits[2]=pos[2];
1138     hits[3]=(Float_t)nel;
1139     
1140     // Add this hit
1141     
1142     new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1143     
1144   } 
1145   
1146   // Stemax calculation for the next step
1147   
1148   Float_t pp;
1149   TLorentzVector mom;
1150   gMC->TrackMomentum(mom);
1151   Float_t ptot=mom.Rho();
1152   Float_t beta_gamma = ptot/gMC->TrackMass();
1153   
1154   Int_t pid=gMC->TrackPid();
1155   if((pid==kElectron || pid==kPositron) && ptot > 0.002)
1156     { 
1157       pp = prim*1.58; // electrons above 20 MeV/c are on the plateau!
1158     }
1159   else
1160     {
1161       pp=prim*BetheBloch(beta_gamma);    
1162       if(TMath::Abs(charge) > 1.) pp *= (charge*charge);
1163     }
1164   
1165   Float_t random[1];
1166   gMC->Rndm(random,1); // good, old GRNDM from Geant3
1167   
1168   Double_t rnd = (Double_t)random[0];
1169   
1170   gMC->SetMaxStep(-TMath::Log(rnd)/pp);
1171   
1172 }
1173
1174 //_____________________________________________________________________________
1175 Float_t AliTPCv2::BetheBloch(Float_t bg)
1176 {
1177   //
1178   // Bethe-Bloch energy loss formula
1179   //
1180   const Double_t p1=0.76176e-1;
1181   const Double_t p2=10.632;
1182   const Double_t p3=0.13279e-4;
1183   const Double_t p4=1.8631;
1184   const Double_t p5=1.9479;
1185
1186   Double_t dbg = (Double_t) bg;
1187
1188   Double_t beta = dbg/TMath::Sqrt(1.+dbg*dbg);
1189
1190   Double_t aa = TMath::Power(beta,p4);
1191   Double_t bb = TMath::Power(1./dbg,p5);
1192
1193   bb=TMath::Log(p3+bb);
1194   
1195   return ((Float_t)((p2-aa-bb)*p1/aa));
1196 }