829b413c6cf54e547c250a72903c69ea0b3cad6d
[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 */
19
20 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
21 //                                                                           //
22 //  Time Projection Chamber version 2 -- detailed TPC and slow simulation    //
23 //                                                                           //
24 //Begin_Html
25 /*
26 <img src="picts/AliTPCv2Class.gif">
27 */
28 //End_Html
29 //                                                                           //
30 //                                                                           //
31 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
32 #include <stdlib.h>
33
34 #include <TMath.h>
35
36 #include "AliTPCv2.h"
37 #include "AliTPCD.h"
38 #include "AliRun.h"
39 #include "AliConst.h"
40
41 ClassImp(AliTPCv2)
42  
43 //_____________________________________________________________________________
44 AliTPCv2::AliTPCv2(const char *name, const char *title) :
45   AliTPC(name, title) 
46 {
47   //
48   // Standard constructor for Time Projection Chamber version 2
49   //
50   fIdSens1=0;
51   fIdSens2=0;
52   SetBufferSize(128000);
53 }
54  
55 //_____________________________________________________________________________
56 void AliTPCv2::CreateGeometry()
57 {
58   //
59   // Create the geometry of Time Projection Chamber version 2
60   //
61   //Begin_Html
62   /*
63     <img src="picts/AliTPCv2.gif">
64   */
65   //End_Html
66   //Begin_Html
67   /*
68     <img src="picts/AliTPCv2Tree.gif">
69   */
70   //End_Html
71
72   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
73
74   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray();
75
76   Float_t dm[21];
77   Int_t idrotm[120];
78
79   Int_t nRotMat = 0;
80
81   Int_t i,ifl1,ifl2;
82
83   Int_t nInnerSector = fTPCParam->GetNInnerSector()/2;
84   Int_t nOuterSector = fTPCParam->GetNOuterSector()/2;
85   
86   // --------------------------------------------------- 
87   //        sector specification check 
88   // --------------------------------------------------- 
89   if (fSecAL >= 0) {
90     ifl1 = 0;
91     
92     for (i = 0; i < 6; ++i) {
93       if (fSecLows[i] >= 0 && fSecLows[i] < 2*nInnerSector) {
94         ifl1 = 1;
95         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecLows[i]);
96       }
97     }
98
99   } else {
100     printf("*** ALL LOWER SECTORS SELECTED ***\n");
101     ifl1 = 1;
102   }
103
104   if (fSecAU >= 0) {
105     ifl2 = 0;
106     
107     for (i = 0; i < 12; ++i) {
108       if (fSecUps[i] > 2*nInnerSector-1 && 
109           fSecUps[i] < 2*(nInnerSector+nOuterSector)) {
110         ifl2 = 1;
111         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecUps[i]);
112       }
113     }
114     
115   } else {
116     printf("*** ALL UPPER SECTORS SELECTED ***\n");
117     ifl1 = 1;
118   }
119   
120   if (ifl1 == 0 && ifl2 == 0) {
121     printf("*** ERROR: AT LEAST ONE SECTOR MUST BE SPECIFIED ***\n");
122     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
123     exit(1);
124   }
125   
126   if ((fSecAL < 0 || fSecAU < 0) && fSens >= 0) {
127     printf("** ERROR: STRIPS CANNOT BE SPECIFIED FOR ALL SECTORS **\n");
128     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
129     exit(1);
130   }
131   
132   // ---------------------------------------------------- 
133   //          FIELD CAGE WITH ENDCAPS - G10
134   //          THIS IS ALSO A TPC MOTHER VOLUME 
135   // ---------------------------------------------------- 
136
137   dm[0] = 76.;
138   dm[1] = 278.;
139   dm[2] = 275.;
140
141   gMC->Gsvolu("TPC ", "TUBE", idtmed[8], dm, 3); 
142
143   //-----------------------------------------------------
144   //  Endcap cover c-fibre 0.86% X0
145   //-----------------------------------------------------
146
147   dm[0] = 78.;
148   dm[1] = 258.;
149   dm[2] = 0.95;
150
151   gMC->Gsvolu("TPEC","TUBE",idtmed[10],dm,3);
152
153   //-----------------------------------------------------
154   // Drift gas , leave 2 cm at the outer radius
155   // and inner raddius
156   //-----------------------------------------------------
157
158   dm[0] = 78.;
159   dm[1] = 258.;
160   dm[2] = 250.;
161
162   gMC->Gsvolu("TGAS", "TUBE", idtmed[3], dm, 3);
163
164   //------------------------------------------------------
165   //  membrane holder - carbon fiber
166   //------------------------------------------------------
167
168
169   gMC->Gsvolu("TPMH","TUBE",idtmed[6],dm,0);
170
171   dm[0] = 252.;
172   dm[1] = 258.;
173   dm[2] = 0.2;
174
175   gMC->Gsposp("TPMH",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
176  
177   dm[0] = 78.;
178   dm[2] = 82.;
179   dm[2] = 0.1;
180
181   gMC->Gsposp("TPMH",2,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
182
183   //----------------------------------------------------------
184   //  HV membrane - 25 microns of mylar
185   //----------------------------------------------------------
186
187   dm[0] = 82.;
188   dm[1] = 252.;
189   dm[2] = 0.00125;
190
191   gMC->Gsvolu("TPHV","TUBE",idtmed[5],dm,3);
192
193   gMC->Gspos("TPHV",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY");
194
195   gMC->Gspos("TGAS",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
196
197   //----------------------------------------------------------
198   // "side" gas volume, the same as the drift gas
199   // the readout chambers are placed there.  
200   //----------------------------------------------------------
201
202   dm[0] = 78.;
203   dm[1] = 258.;
204   dm[2] = 0.5*(275. - 250.);
205    
206   gMC->Gsvolu("TPSG", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
207
208   Float_t z_side = dm[2]; // 1/2 of the side gas thickness
209
210   //-----------------------------------------------------------
211   //   Readout chambers , 25% of X0, I use Al as the material
212   //-----------------------------------------------------------
213
214   Float_t InnerOpenAngle = fTPCParam->GetInnerAngle();
215   Float_t OuterOpenAngle = fTPCParam->GetOuterAngle();
216
217   Float_t InnerAngleShift = fTPCParam->GetInnerAngleShift();
218   Float_t OuterAngleShift = fTPCParam->GetOuterAngleShift();
219
220   Float_t InSecLowEdge = fTPCParam->GetInSecLowEdge();
221   Float_t InSecUpEdge =  fTPCParam->GetInSecUpEdge();
222
223   Float_t OuSecLowEdge = fTPCParam->GetOuSecLowEdge();
224   Float_t OuSecUpEdge = fTPCParam->GetOuSecUpEdge();
225
226
227   Float_t SecThick = 2.225; // Al
228
229   Float_t edge = fTPCParam->GetEdge();
230
231   //  S (Inner) sectors
232
233   dm[0] = InSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-edge;
234   dm[1] = InSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-edge;
235   dm[2] = 0.5*SecThick;
236   dm[3] = 0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
237
238   Float_t xCenterS = InSecLowEdge+dm[3];
239
240   gMC->Gsvolu("TRCS", "TRD1", idtmed[0], dm, 4); 
241
242   //  L (Outer) sectors
243
244   dm[0] = OuSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-edge;
245   dm[1] = OuSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-edge;
246   dm[2] = 0.5*SecThick;
247   dm[3] = 0.5*(OuSecUpEdge-OuSecLowEdge);
248
249   Float_t xCenterL = OuSecLowEdge+dm[3];  
250
251   gMC->Gsvolu("TRCL", "TRD1", idtmed[0], dm, 4);
252
253   Float_t z1 = -z_side + SecThick*0.5;
254
255   //------------------------------------------------------------------
256   // S sectors - "gas sectors" (TRD1)
257   //------------------------------------------------------------------
258
259   dm[0] = InSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-0.01;
260   dm[1] = InSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-0.01;
261   dm[2] = 0.5*(250. - 0.001);
262   dm[3] = 0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);  
263
264   gMC->Gsvolu("TSGA", "TRD1", idtmed[4], dm, 4); // sensitive
265
266   // ------------------------------------------------------------- 
267   //  Only for the debugging purpose and resolution calculation 
268   //  Sensitive strips at the pad-row center 
269   // ------------------------------------------------------------- 
270
271   Int_t ns;
272
273   if(fSens>=0){
274
275     Float_t r1,r2,zz;
276
277     Float_t StripThick = 0.01; // 100 microns
278     Float_t dead = fTPCParam->GetDeadZone();
279
280     gMC->Gsvolu("TSST", "TRD1", idtmed[4], dm, 0);
281
282     dm[2] = 0.5*(250. - 0.002);
283     dm[3] = 0.5 * StripThick;
284
285
286     for (ns = 0; ns < fTPCParam->GetNRowLow(); ns++) {
287
288       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiLow(ns);
289       r2 = r1 + StripThick;     
290       dm[0] = r1 * TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle) - dead;
291       dm[1] = r2 * TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle) - dead;
292
293       zz = -InSecLowEdge -0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
294       zz += r1;
295       zz += dm[3];
296
297       gMC->Gsposp("TSST", ns+1, "TSGA", 0., 0., zz, 0, "ONLY", dm, 4);
298
299     
300     }   
301
302     gMC->Gsord("TSGA", 3); 
303   
304   } // if strips selected
305
306   
307   //-----------------------------------------------------------------
308   //  L sectors - "gas sectors" (PGON to avoid overlaps)
309   //-----------------------------------------------------------------
310
311   dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*OuterOpenAngle;
312   dm[0] *= kRaddeg;
313   dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
314
315   dm[1] = OuterOpenAngle*kRaddeg;
316   dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
317
318   dm[2] = 1.;
319   dm[3] = 4.;
320
321   dm[4] = 0.002;
322   dm[5] = OuSecLowEdge;
323   dm[6] = 252.*TMath::Cos(0.5*OuterOpenAngle)-0.002;
324
325   dm[7] = dm[4]+0.2;
326   dm[8] = dm[5];
327   dm[9] = dm[6];
328
329   dm[10] = dm[7];
330   dm[11] = OuSecLowEdge;
331   dm[12] = OuSecUpEdge;
332
333   dm[13] = 250.;
334   dm[14] = dm[11];
335   dm[15] = dm[12];
336
337   gMC->Gsvolu("TLGA","PGON",idtmed[4],dm,16);  
338
339   if (fSens >= 0) {
340     
341     Float_t rmax = dm[6];
342     Float_t r1,r2;
343     Float_t dead = fTPCParam->GetDeadZone();
344
345     Float_t StripThick = 0.01; // 100 microns
346
347     gMC->Gsvolu("TLST", "PGON", idtmed[4], dm, 0);
348
349     dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*OuterOpenAngle;
350     dm[0] *= kRaddeg;
351     dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
352
353     dm[1] = OuterOpenAngle*kRaddeg;
354     dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
355
356     dm[2] = 1.;
357     dm[3] = 2.;
358
359     dm[7] = 250.;
360
361     Float_t xx = dead/TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle);
362
363     for(ns=0;ns<fTPCParam->GetNRowUp();ns++){
364
365       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiUp(ns)-xx;
366       r2 = r1 + StripThick;
367
368       dm[5] = r1;
369       dm[6] = r2;
370
371       dm[8] = r1;
372       dm[9] = r2;
373
374       if(r2+xx < rmax){
375         dm[4] = 0.002;
376       }
377       else{
378         dm[4] = 0.202;
379       }
380
381       gMC->Gsposp("TLST",ns+1,"TLGA",xx,0.,0.,0,"ONLY",dm,10);
382
383     }    
384
385         gMC->Gsord("TLGA", 4);
386
387   } // if strips selected
388
389   //------------------------------------------------------------------
390   // Positioning of the S-sector readout chambers
391   //------------------------------------------------------------------
392
393   Float_t zs = 0.5*(250.+0.002);
394
395   Float_t theta1,theta2,theta3;
396   Float_t phi1,phi2,phi3;
397   Float_t alpha;
398   Float_t x,y;
399
400   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
401     
402     phi1 = ns * InnerOpenAngle + 270.*kDegrad + InnerAngleShift;
403     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
404
405     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
406
407     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
408       
409     theta1 = 90.;
410     phi2   = 90.;
411     theta2 = 180.;
412     phi3   = ns * InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
413     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
414
415     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
416       
417     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
418
419     theta3 = 90.;
420
421     alpha = phi3*kDegrad;
422
423     x = xCenterS * TMath::Cos(alpha);
424     y = xCenterS * TMath::Sin(alpha); 
425  
426     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);  
427      
428     gMC->Gspos("TRCS", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY");
429
430     if(fSecAL < 0){
431
432       //---------------------------------------------------------------
433       //  position all sectors
434       //---------------------------------------------------------------
435
436       gMC->Gspos("TSGA",ns+1,"TGAS",x,y,zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
437       gMC->Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS",x,y,-zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
438     }
439
440     else{
441
442       //---------------------------------------------------------------
443       //  position selected sectors
444       //---------------------------------------------------------------
445
446       for(Int_t sel=0;sel<6;sel++){
447
448         if(fSecLows[sel] == ns){
449         gMC->Gspos("TSGA", ns+1, "TGAS", x, y, zs, idrotm[nRotMat], "ONLY");
450         }
451         else if(fSecLows[sel] == ns+nInnerSector){
452         gMC->
453           Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS", x, y,-zs,idrotm[nRotMat],"ONLY");
454         }
455       }
456     }
457
458     nRotMat++;     
459
460   }
461     
462   //-------------------------------------------------------------------
463   //  Positioning of the L-sectors readout chambers
464   //-------------------------------------------------------------------
465     
466   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
467     phi1 = ns * OuterOpenAngle + 270.*kDegrad + OuterAngleShift;
468     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
469
470     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
471     
472
473     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
474       
475     theta1 = 90.;
476     phi2   = 90.;
477     theta2 = 180.;
478     phi3   = ns * OuterOpenAngle+OuterAngleShift;
479     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
480
481     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
482
483       
484     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
485
486     theta3 = 90.;
487
488     alpha = phi3*kDegrad;
489
490     x = xCenterL * TMath::Cos(alpha);
491     y = xCenterL * TMath::Sin(alpha); 
492  
493     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);  
494      
495
496     gMC->Gspos("TRCL", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY"); 
497
498     nRotMat++;   
499
500   }
501
502   //-------------------------------------------------------------------
503   // Positioning of the L-sectors (gas sectors)
504   //-------------------------------------------------------------------
505
506   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
507
508      phi1 = ns*OuterOpenAngle + OuterAngleShift;
509      phi1 *= kRaddeg;
510     
511      phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
512      if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
513
514      theta1 = 90.;
515
516      phi2 = 90. + phi1;
517      if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
518
519      theta2 = 90.; 
520
521      phi3 = 0.;
522      theta3 = 0.;
523
524      if(fSecAU < 0) {
525
526        //--------------------------------------------------------------
527        //  position all sectors
528        //--------------------------------------------------------------
529
530        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3); 
531
532        gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
533
534        nRotMat++;
535    
536        // reflection !!
537
538        phi3 = 0.;
539        theta3 = 180.;
540      
541        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
542   
543        gMC->Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
544           
545        nRotMat++;
546      }
547
548      else{
549
550        //---------------------------------------------------------------
551        //  position selected sectors
552        //---------------------------------------------------------------
553
554        for(Int_t sel=0;sel<12;sel++){
555
556          if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector){
557            
558           AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3); 
559           gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
560           nRotMat++; 
561
562          }
563          else if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector+nOuterSector){
564
565            // reflection
566
567            phi3 = 0.;
568            theta3 = 180.;
569
570            AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
571            gMC->
572            Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
573            nRotMat++; 
574
575          }
576
577        }
578
579      }
580
581   }
582   
583   Float_t z0 = z_side - 0.95;
584
585   gMC->Gspos("TPEC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
586
587   // ========================================================== 
588   //                  wheels 
589   // ========================================================== 
590
591   //
592   //  auxilary structures
593   //
594
595
596   gMC->Gsvolu("TPWI","TUBE",idtmed[24],dm,0); // "air" 
597
598   // ---------------------------------------------------------- 
599   //       Large wheel -> positioned in the TPC 
600   // ---------------------------------------------------------- 
601   
602
603   z0 = 263.5; // TPC length - 1/2 spoke wheel width
604
605   dm[0] = 258.;
606   dm[1] = 278.;
607   dm[2] = 11.5;
608   
609   gMC->Gsvolu("TPWL", "TUBE", idtmed[0], dm, 3); 
610
611   dm[0] = dm[0]+2.;
612   dm[1] = 278.;
613   dm[2] = dm[2]-2.;
614
615   gMC->Gsposp("TPWI",1,"TPWL",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
616
617   gMC->Gspos("TPWL", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
618   gMC->Gspos("TPWL", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY");
619
620   //
621   //  Outer vessel + CO2 HV degrader
622   //
623
624   dm[0] = 260.;
625   dm[1] = 278.;
626   dm[2] = 252.;
627
628   gMC->Gsvolu("TPCO","TUBE",idtmed[12],dm,3);
629
630   dm[0] = 275.;
631   dm[1] = 278.;
632   
633   gMC->Gsvolu("TPOV","TUBE",idtmed[10],dm,3);
634
635   gMC->Gspos("TPOV",1,"TPCO",0.,0.,0.,0,"ONLY");
636
637
638   // G10 plugs
639
640   dm[0] = 258.;
641   dm[1] = 260.;
642   dm[2] = 1.;
643
644   gMC->Gsvolu("TPG1","TUBE",idtmed[8],dm,3);
645   gMC->Gspos("TPG1",1,"TPCO",0.,0.,251.,0,"ONLY");
646   gMC->Gspos("TPG1",2,"TPCO",0.,0.,-251.,0,"ONLY");  
647
648   gMC->Gspos("TPCO",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
649
650
651   //----------------------------------------------------------
652   //  Small wheel -> positioned in "side gas
653   //----------------------------------------------------------
654
655   dm[0] = 78.;
656   dm[1] = 82.;
657   dm[2] = 11.5;
658
659   gMC->Gsvolu("TPWS", "TUBE", idtmed[0], dm, 3);
660
661   dm[0] = 78.;
662   dm[1] = dm[1]-2;
663   dm[2] = dm[2]-2.;
664
665   gMC->Gsvolu("TPW1", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
666   
667   gMC->Gspos("TPW1", 1, "TPWS", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
668
669   z0 = 1.; // spoke wheel is shifted w.r.t. center of the "side gas"
670
671   gMC->Gspos("TPWS", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
672
673
674   // to avoid overlaps
675
676   dm[0] = 76.;
677   dm[1] = 78.;
678   dm[2] = 11.5;
679
680   gMC->Gsvolu("TPS1","TUBE",idtmed[0],dm,3);
681
682   dm[2] = 9.5;
683
684   gMC->Gsvolu("TPS2","TUBE",idtmed[24],dm,3);
685
686   gMC->Gspos("TPS2",1,"TPS1",0.,0.,0.,0,"ONLY");
687
688   z0= 263.5;
689   
690   gMC->Gspos("TPS1",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
691   gMC->Gspos("TPS1",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
692
693   // G10 plug
694
695   dm[0] = 76.;
696   dm[1] = 78.;
697   dm[2] = 1.;
698
699   gMC->Gsvolu("TPG2","TUBE",idtmed[8],dm,3);
700
701   z0 = 251.;
702
703   gMC->Gspos("TPG2",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
704   gMC->Gspos("TPG2",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
705
706
707   //---------------------------------------------------------
708   //  central wheel  6 (radial direction) x 4 (along z) cm2
709   //---------------------------------------------------------
710
711   dm[0] = 140.;
712   dm[1] = 146.;
713   dm[2] = 2.;
714
715   gMC->Gsvolu("TPWC","TUBE",idtmed[0],dm,3);
716
717   dm[0] = dm[0] + 2.;
718   dm[1] = dm[1] - 2.;
719   dm[2] = dm[2] - 1.;
720
721   gMC->Gsposp("TPWI",2,"TPWC",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
722
723   z0 = z_side - 1.9 - 2.;
724
725   gMC->Gspos("TPWC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
726
727   //
728
729   gMC->Gsvolu("TPSE","BOX ",idtmed[24],dm,0); // "empty" part of the spoke 
730
731  
732   //---------------------------------------------------------
733   //  inner spokes (nSectorInner)
734   //---------------------------------------------------------
735
736   dm[0] = 0.5*(139.9-82.1);
737   dm[1] = 3.;
738   dm[2] = 2.;
739
740   Float_t x1 = dm[0]+82.;
741
742   gMC->Gsvolu("TPSI","BOX",idtmed[0],dm,3);
743
744   dm[1] = dm[1]-1.;
745   dm[2] = dm[2]-1.;
746
747   gMC->Gsposp("TPSE",1,"TPSI",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
748
749   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
750
751     phi1 = 0.5*InnerOpenAngle + ns*InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
752     theta1=90.;
753     phi1 *=kRaddeg;
754
755     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
756     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;    
757
758     phi2 = phi1+90.;
759     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
760     theta2=90.;
761     phi3=0.;
762     theta3=0.;
763
764     alpha = phi1 * kDegrad;
765     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
766     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);    
767
768    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
769
770    gMC->Gspos("TPSI",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");  
771
772    nRotMat++;
773
774   }
775
776   //-------------------------------------------------------------
777   // outer spokes (nSectorOuter)
778   //-------------------------------------------------------------
779
780   dm[0] = 0.5*(257.9-146.1);
781   dm[1] = 3.;
782   dm[2] = 2.;
783
784   x1 = dm[0] + 146.;
785
786   gMC->Gsvolu("TPSO","BOX ",idtmed[0],dm,3);
787
788   dm[1] = dm[1] - 1.;
789   dm[2] = dm[2] - 1.;
790
791   gMC->Gsposp("TPSE",2,"TPSO",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
792
793   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
794
795     phi1 = 0.5*OuterOpenAngle + ns*OuterOpenAngle + OuterAngleShift;
796     theta1=90.;
797     phi1 *=kRaddeg;
798
799     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
800     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
801
802     phi2 = phi1+90.;
803     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
804     theta2=90.;
805     phi3=0.;
806     theta3=0.;
807
808     alpha = phi1 * kDegrad;
809     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
810     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);    
811
812    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
813
814    gMC->Gspos("TPSO",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");  
815
816    nRotMat++;
817
818   }  
819   
820
821   
822   // -------------------------------------------------------- 
823   //         put the readout chambers into the TPC 
824   // -------------------------------------------------------- 
825
826   theta1 = 90.;
827   phi1   = 0.;
828   theta2 = 90.;
829   phi2   = 270.;
830   theta3 = 180.;
831   phi3   = 0.;
832   
833   AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
834   
835   z0 = z_side + 250.;
836   
837   gMC->Gspos("TPSG", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
838   gMC->Gspos("TPSG", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, idrotm[nRotMat], "ONLY");
839   
840   gMC->Gspos("TPC ", 1, "ALIC", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
841
842   //----------------------------------------------------
843   //  Inner vessel and HV degrader
844   //----------------------------------------------------
845
846   dm[0] = 0.;
847   dm[1] = 360.;
848   dm[2] = 4.;
849   
850   dm[3] = -250.;
851   dm[4] = 74.4;
852   dm[5] = 76.;
853
854   dm[6] = -64.5;
855   dm[7] = 50.;
856   dm[8] = 76.;
857
858   dm[9] = -64.5;
859   dm[10] = 50.;
860   dm[11] = 76.;
861
862   dm[12] = 250.;
863   dm[13] = 74.4;
864   dm[14] = 76.;
865
866   gMC->Gsvolu("TPVD", "PCON", idtmed[12], dm, 15); // CO2
867
868   // cone parts
869
870   dm[0] = 0.;
871   dm[1] = 360.;
872   dm[2] = 2.;
873
874   dm[3] = 64.5;
875   dm[4] = 50.;
876   dm[5] = 51.6;
877  
878   dm[6] = 250.;
879   dm[7] = 74.4;
880   dm[8] = 76.;
881
882
883   gMC->Gsvolu("TIVC","PCON",idtmed[11],dm,9); // C-fibre
884
885   gMC->Gspos("TIVC",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
886   gMC->Gspos("TIVC",2,"TPVD",0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
887
888   // barrel part
889
890   dm[0] = 50.;
891   dm[1] = 50.5;
892   dm[2] = 32.25;
893
894   gMC->Gsvolu("TIVB","TUBE",idtmed[9],dm,3);
895
896   gMC->Gspos("TIVB",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
897
898   gMC->Gspos("TPVD",1,"ALIC",0.,0.,0.,0,"ONLY");
899
900
901   // --------------------------------------------------- 
902   //               volumes ordering 
903   // ---------------------------------------------------
904
905   gMC->Gsord("TGAS", 6);
906   gMC->Gsord("TPSG", 6); 
907
908   
909
910 } // end of function
911  
912 //_____________________________________________________________________________
913 void AliTPCv2::DrawDetector()
914 {
915   //
916   // Draw a shaded view of the Time Projection Chamber version 1
917   //
918
919   // Set everything unseen
920   gMC->Gsatt("*", "seen", -1);
921   // 
922   // Set ALIC mother transparent
923   gMC->Gsatt("ALIC","SEEN",0);
924   //
925   // Set the volumes visible
926   gMC->Gsatt("TPC","SEEN",0);
927   gMC->Gsatt("TGAS","SEEN",0);
928   gMC->Gsatt("TPSG","SEEN",0);
929   gMC->Gsatt("TPHV","SEEN",1);
930   gMC->Gsatt("TPMH","SEEN",1);
931   gMC->Gsatt("TPEC","SEEN",0);
932   gMC->Gsatt("TRCS","SEEN",1);
933   gMC->Gsatt("TRCL","SEEN",1);
934   gMC->Gsatt("TPWL","SEEN",1);
935   gMC->Gsatt("TPWI","SEEN",1);
936   gMC->Gsatt("TPWS","SEEN",1);
937   gMC->Gsatt("TPW1","SEEN",1);
938   gMC->Gsatt("TPS1","SEEN",1);
939   gMC->Gsatt("TPS2","SEEN",1);
940   gMC->Gsatt("TPG1","SEEN",1);
941   gMC->Gsatt("TPG2","SEEN",1);
942   gMC->Gsatt("TPWC","SEEN",1);
943   gMC->Gsatt("TPSI","SEEN",1); 
944   gMC->Gsatt("TPSO","SEEN",1);
945   gMC->Gsatt("TPCO","SEEN",1);
946   gMC->Gsatt("TPOV","SEEN",1);
947   gMC->Gsatt("TPVD","SEEN",1);
948   //
949   gMC->Gdopt("hide", "on");
950   gMC->Gdopt("shad", "on");
951   gMC->Gsatt("*", "fill", 7);
952   gMC->SetClipBox(".");
953   gMC->SetClipBox("*", 0, 1000, -1000, 1000, -1000, 1000);
954   gMC->DefaultRange();
955   gMC->Gdraw("alic", 40, 30, 0, 12, 9.5, .025, .025);
956   gMC->Gdhead(1111, "Time Projection Chamber");
957   gMC->Gdman(18, 4, "MAN");
958   gMC->Gdopt("hide","off");
959 }
960
961 //_____________________________________________________________________________
962 void AliTPCv2::CreateMaterials()
963 {
964   //
965   // Define materials for version 2 of the Time Projection Chamber
966   //
967
968   //
969   // Increase maximum number of steps
970   gMC->SetMaxNStep(30000);
971   //
972   AliTPC::CreateMaterials();
973 }
974
975 //_____________________________________________________________________________
976 void AliTPCv2::Init()
977 {
978   //
979   // Initialises version 2 of the TPC after that it has been built
980   //
981   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray()-399;
982   AliTPC::Init();
983   fIdSens1=gMC->VolId("TLGA"); // L-sector
984   fIdSens2=gMC->VolId("TSGA"); // S-sector 
985   fIdSens3=gMC->VolId("TSST"); // strip - S-sector (not always used)
986   fIdSens4=gMC->VolId("TLST"); // strip - S-sector (not always used)
987
988   gMC->SetMaxNStep(30000); // max. number of steps increased
989
990   gMC->Gstpar(idtmed[403],"LOSS",5);
991
992   printf("*** TPC version 2 initialized ***\n");
993   printf("Maximum number of steps = %d\n",gMC->GetMaxNStep());
994
995   //
996   
997 }
998
999 //_____________________________________________________________________________
1000 void AliTPCv2::StepManager()
1001 {
1002   //
1003   // Called for every step in the Time Projection Chamber
1004   //
1005
1006   //
1007   // parameters used for the energy loss calculations
1008   //
1009   const Float_t prim = 14.35; // number of primary collisions per 1 cm
1010   const Float_t poti = 20.77e-9; // first ionization potential for Ne/CO2
1011   const Float_t w_ion = 35.97e-9; // energy for the ion-electron pair creation 
1012
1013   //  const Float_t prim = 17.65;
1014   //  const Float_t poti = 19.02e-9;
1015   // const Float_t w_ion = 33.06e-9;
1016  
1017  
1018   const Float_t big = 1.e10;
1019
1020   Int_t id,copy;
1021   Float_t hits[4];
1022   Int_t vol[2];  
1023   TClonesArray &lhits = *fHits;
1024   TLorentzVector pos;
1025
1026   AliTPCParam *fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1027   
1028   vol[1]=0;
1029
1030   //
1031
1032   gMC->SetMaxStep(big);
1033   
1034   if(!gMC->IsTrackAlive()) return; // particle has disappeared
1035   
1036   Float_t charge = gMC->TrackCharge();
1037   
1038   if(TMath::Abs(charge)<=0.) return; // take only charged particles
1039   
1040   
1041   id=gMC->CurrentVolID(copy);
1042   
1043   // Check the sensitive volume
1044   
1045   if(id == fIdSens1) 
1046     {
1047       vol[0] = copy + fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // L-sector number
1048     }
1049   else if(id == fIdSens2) 
1050     {
1051       vol[0] = copy-1; // S-sector number 
1052     }
1053   else if(id == fIdSens3 && gMC->IsTrackEntering())
1054     {
1055       vol[1] = copy-1;  // row number  
1056       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1057       vol[0] = copy-1; // sector number (S-sector)
1058       
1059       gMC->TrackPosition(pos);
1060       hits[0]=pos[0];
1061       hits[1]=pos[1];
1062       hits[2]=pos[2];
1063       hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1064       new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1065     }
1066   else if(id == fIdSens4 && gMC->IsTrackEntering())
1067     {
1068       vol[1] = copy-1; // row number 
1069       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1070       vol[0] = copy+fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // sector number (L-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 return;
1080   
1081   //
1082   //  charged particle is in the sensitive volume
1083   //
1084   
1085   if(gMC->TrackStep() > 0) {
1086     
1087     Int_t nel = (Int_t)(((gMC->Edep())-poti)/w_ion) + 1;
1088     nel=TMath::Min(nel,300); // 300 electrons corresponds to 10 keV
1089     
1090     gMC->TrackPosition(pos);
1091     hits[0]=pos[0];
1092     hits[1]=pos[1];
1093     hits[2]=pos[2];
1094     hits[3]=(Float_t)nel;
1095     
1096     // Add this hit
1097     
1098     new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1099     
1100   } 
1101   
1102   // Stemax calculation for the next step
1103   
1104   Float_t pp;
1105   TLorentzVector mom;
1106   gMC->TrackMomentum(mom);
1107   Float_t ptot=mom.Rho();
1108   Float_t beta_gamma = ptot/gMC->TrackMass();
1109   
1110   if(gMC->IdFromPDG(gMC->TrackPid()) <= 3 && ptot > 0.002)
1111     { 
1112       pp = prim*1.58; // electrons above 20 MeV/c are on the plateau!
1113     }
1114   else
1115     {
1116       pp=prim*BetheBloch(beta_gamma);    
1117       if(TMath::Abs(charge) > 1.) pp *= (charge*charge);
1118     }
1119   
1120   Float_t random[1];
1121   gMC->Rndm(random,1); // good, old GRNDM from Geant3
1122   
1123   Double_t rnd = (Double_t)random[0];
1124   
1125   gMC->SetMaxStep(-TMath::Log(rnd)/pp);
1126   
1127 }
1128
1129 //_____________________________________________________________________________
1130 Float_t AliTPCv2::BetheBloch(Float_t bg)
1131 {
1132   //
1133   // Bethe-Bloch energy loss formula
1134   //
1135   const Double_t p1=0.76176e-1;
1136   const Double_t p2=10.632;
1137   const Double_t p3=0.13279e-4;
1138   const Double_t p4=1.8631;
1139   const Double_t p5=1.9479;
1140
1141   Double_t dbg = (Double_t) bg;
1142
1143   Double_t beta = dbg/TMath::Sqrt(1.+dbg*dbg);
1144
1145   Double_t aa = TMath::Power(beta,p4);
1146   Double_t bb = TMath::Power(1./dbg,p5);
1147
1148   bb=TMath::Log(p3+bb);
1149   
1150   return ((Float_t)((p2-aa-bb)*p1/aa));
1151 }