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 }