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 1.17  1999/10/08 06:27:23  fca
  19 Corrected bug in the HV degrader geometry, thanks to G.Tabary
  20
  21 Revision 1.16  1999/10/04 13:39:54  fca
  22 Correct array index problem
  23
  24 Revision 1.15  1999/09/29 09:24:34  fca
  25 Introduction of the Copyright and cvs Log
  26
  27 */
  28
  29 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  30 //                                                                           //
  31 //  Time Projection Chamber version 2 -- detailed TPC and slow simulation    //
  32 //                                                                           //
  33 //Begin_Html
  34 /*
  35 <img src="picts/AliTPCv2Class.gif">
  36 */
  37 //End_Html
  38 //                                                                           //
  39 //                                                                           //
  40 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  41 #include <stdlib.h>
  42
  43 #include <TMath.h>
  44
  45 #include "AliTPCv2.h"
  46 #include "AliTPCD.h"
  47 #include "AliRun.h"
  48 #include "AliConst.h"
  49 #include "AliPDG.h"
  50
  51 ClassImp(AliTPCv2)
  52
  53 //_____________________________________________________________________________
  54 AliTPCv2::AliTPCv2(const char *name, const char *title) :
  55   AliTPC(name, title)
  56 {
  57   //
  58   // Standard constructor for Time Projection Chamber version 2
  59   //
  60   fIdSens1=0;
  61   fIdSens2=0;
  62   SetBufferSize(128000);
  63 }
  64
  65 //_____________________________________________________________________________
  66 void AliTPCv2::CreateGeometry()
  67 {
  68   //
  69   // Create the geometry of Time Projection Chamber version 2
  70   //
  71   //Begin_Html
  72   /*
  73     <img src="picts/AliTPCv2.gif">
  74   */
  75   //End_Html
  76   //Begin_Html
  77   /*
  78     <img src="picts/AliTPCv2Tree.gif">
  79   */
  80   //End_Html
  81
  82   AliTPCParam * fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
  83
  84   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray();
  85
  86   Float_t dm[21];
  87   Int_t idrotm[120];
  88
  89   Int_t nRotMat = 0;
  90
  91   Int_t i,ifl1,ifl2;
  92
  93   Int_t nInnerSector = fTPCParam->GetNInnerSector()/2;
  94   Int_t nOuterSector = fTPCParam->GetNOuterSector()/2;
  95
  96   // ---------------------------------------------------
  97   //        sector specification check
  98   // ---------------------------------------------------
  99   if (fSecAL >= 0) {
 100     ifl1 = 0;
 101
 102     for (i = 0; i < 6; ++i) {
 103       if (fSecLows[i] >= 0 && fSecLows[i] < 2*nInnerSector) {
 104         ifl1 = 1;
 105         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecLows[i]);
 106       }
 107     }
 108
 109   } else {
 110     printf("*** ALL LOWER SECTORS SELECTED ***\n");
 111     ifl1 = 1;
 112   }
 113
 114   if (fSecAU >= 0) {
 115     ifl2 = 0;
 116
 117     for (i = 0; i < 12; ++i) {
 118       if (fSecUps[i] > 2*nInnerSector-1 &&
 119           fSecUps[i] < 2*(nInnerSector+nOuterSector)) {
 120         ifl2 = 1;
 121         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecUps[i]);
 122       }
 123     }
 124
 125   } else {
 126     printf("*** ALL UPPER SECTORS SELECTED ***\n");
 127     ifl1 = 1;
 128   }
 129
 130   if (ifl1 == 0 && ifl2 == 0) {
 131     printf("*** ERROR: AT LEAST ONE SECTOR MUST BE SPECIFIED ***\n");
 132     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
 133     exit(1);
 134   }
 135
 136   if ((fSecAL < 0 || fSecAU < 0) && fSens >= 0) {
 137     printf("** ERROR: STRIPS CANNOT BE SPECIFIED FOR ALL SECTORS **\n");
 138     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
 139     exit(1);
 140   }
 141
 142   // ----------------------------------------------------
 143   //          FIELD CAGE WITH ENDCAPS - G10
 144   //          THIS IS ALSO A TPC MOTHER VOLUME
 145   // ----------------------------------------------------
 146
 147   dm[0] = 76.;
 148   dm[1] = 278.;
 149   dm[2] = 275.;
 150
 151   gMC->Gsvolu("TPC ", "TUBE", idtmed[8], dm, 3);
 152
 153   //-----------------------------------------------------
 154   //  Endcap cover c-fibre 0.86% X0
 155   //-----------------------------------------------------
 156
 157   dm[0] = 78.;
 158   dm[1] = 258.;
 159   dm[2] = 0.95;
 160
 161   gMC->Gsvolu("TPEC","TUBE",idtmed[10],dm,3);
 162
 163   //-----------------------------------------------------
 164   // Drift gas , leave 2 cm at the outer radius
 165   // and inner raddius
 166   //-----------------------------------------------------
 167
 168   dm[0] = 78.;
 169   dm[1] = 258.;
 170   dm[2] = 250.;
 171
 172   gMC->Gsvolu("TGAS", "TUBE", idtmed[3], dm, 3);
 173
 174   //------------------------------------------------------
 175   //  membrane holder - carbon fiber
 176   //------------------------------------------------------
 177
 178
 179   gMC->Gsvolu("TPMH","TUBE",idtmed[6],dm,0);
 180
 181   dm[0] = 252.;
 182   dm[1] = 258.;
 183   dm[2] = 0.2;
 184
 185   gMC->Gsposp("TPMH",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 186
 187   dm[0] = 78.;
 188   dm[1] = 82.;
 189   dm[2] = 0.1;
 190
 191   gMC->Gsposp("TPMH",2,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 192
 193   //----------------------------------------------------------
 194   //  HV membrane - 25 microns of mylar
 195   //----------------------------------------------------------
 196
 197   dm[0] = 82.;
 198   dm[1] = 252.;
 199   dm[2] = 0.00125;
 200
 201   gMC->Gsvolu("TPHV","TUBE",idtmed[5],dm,3);
 202
 203   gMC->Gspos("TPHV",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 204
 205   gMC->Gspos("TGAS",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 206
 207   //----------------------------------------------------------
 208   // "side" gas volume, the same as the drift gas
 209   // the readout chambers are placed there.
 210   //----------------------------------------------------------
 211
 212   dm[0] = 78.;
 213   dm[1] = 258.;
 214   dm[2] = 0.5*(275. - 250.);
 215
 216   gMC->Gsvolu("TPSG", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
 217
 218   Float_t z_side = dm[2]; // 1/2 of the side gas thickness
 219
 220   //-----------------------------------------------------------
 221   //   Readout chambers , 25% of X0, I use Al as the material
 222   //-----------------------------------------------------------
 223
 224   Float_t InnerOpenAngle = fTPCParam->GetInnerAngle();
 225   Float_t OuterOpenAngle = fTPCParam->GetOuterAngle();
 226
 227   Float_t InnerAngleShift = fTPCParam->GetInnerAngleShift();
 228   Float_t OuterAngleShift = fTPCParam->GetOuterAngleShift();
 229
 230   Float_t InSecLowEdge = fTPCParam->GetInSecLowEdge();
 231   Float_t InSecUpEdge =  fTPCParam->GetInSecUpEdge();
 232
 233   Float_t OuSecLowEdge = fTPCParam->GetOuSecLowEdge();
 234   Float_t OuSecUpEdge = fTPCParam->GetOuSecUpEdge();
 235
 236
 237   Float_t SecThick = 2.225; // Al
 238
 239   Float_t edge = fTPCParam->GetEdge();
 240
 241   //  S (Inner) sectors
 242
 243   dm[0] = InSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-edge;
 244   dm[1] = InSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-edge;
 245   dm[2] = 0.5*SecThick;
 246   dm[3] = 0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
 247
 248   Float_t xCenterS = InSecLowEdge+dm[3];
 249
 250   gMC->Gsvolu("TRCS", "TRD1", idtmed[0], dm, 4);
 251
 252   //  L (Outer) sectors
 253
 254   dm[0] = OuSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-edge;
 255   dm[1] = OuSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-edge;
 256   dm[2] = 0.5*SecThick;
 257   dm[3] = 0.5*(OuSecUpEdge-OuSecLowEdge);
 258
 259   Float_t xCenterL = OuSecLowEdge+dm[3];
 260
 261   gMC->Gsvolu("TRCL", "TRD1", idtmed[0], dm, 4);
 262
 263   Float_t z1 = -z_side + SecThick*0.5;
 264
 265   //------------------------------------------------------------------
 266   // S sectors - "gas sectors" (TRD1)
 267   //------------------------------------------------------------------
 268
 269   dm[0] = InSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-0.01;
 270   dm[1] = InSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-0.01;
 271   dm[2] = 0.5*(250. - 0.001);
 272   dm[3] = 0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
 273
 274   gMC->Gsvolu("TSGA", "TRD1", idtmed[4], dm, 4); // sensitive
 275
 276   // -------------------------------------------------------------
 277   //  Only for the debugging purpose and resolution calculation
 278   //  Sensitive strips at the pad-row center
 279   // -------------------------------------------------------------
 280
 281   Int_t ns;
 282
 283   if(fSens>=0){
 284
 285     Float_t r1,r2,zz;
 286
 287     Float_t StripThick = 0.01; // 100 microns
 288     Float_t dead = fTPCParam->GetDeadZone();
 289
 290     gMC->Gsvolu("TSST", "TRD1", idtmed[4], dm, 0);
 291
 292     dm[2] = 0.5*(250. - 0.002);
 293     dm[3] = 0.5 * StripThick;
 294
 295
 296     for (ns = 0; ns < fTPCParam->GetNRowLow(); ns++) {
 297
 298       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiLow(ns);
 299       r2 = r1 + StripThick;
 300       dm[0] = r1 * TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle) - dead;
 301       dm[1] = r2 * TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle) - dead;
 302
 303       zz = -InSecLowEdge -0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
 304       zz += r1;
 305       zz += dm[3];
 306
 307       gMC->Gsposp("TSST", ns+1, "TSGA", 0., 0., zz, 0, "ONLY", dm, 4);
 308
 309
 310     }
 311
 312     gMC->Gsord("TSGA", 3);
 313
 314   } // if strips selected
 315
 316
 317   //-----------------------------------------------------------------
 318   //  L sectors - "gas sectors" (PGON to avoid overlaps)
 319   //-----------------------------------------------------------------
 320
 321   dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*OuterOpenAngle;
 322   dm[0] *= kRaddeg;
 323   dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
 324
 325   dm[1] = OuterOpenAngle*kRaddeg;
 326   dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
 327
 328   dm[2] = 1.;
 329   dm[3] = 4.;
 330
 331   dm[4] = 0.002;
 332   dm[5] = OuSecLowEdge;
 333   dm[6] = 252.*TMath::Cos(0.5*OuterOpenAngle)-0.002;
 334
 335   dm[7] = dm[4]+0.2;
 336   dm[8] = dm[5];
 337   dm[9] = dm[6];
 338
 339   dm[10] = dm[7];
 340   dm[11] = OuSecLowEdge;
 341   dm[12] = OuSecUpEdge;
 342
 343   dm[13] = 250.;
 344   dm[14] = dm[11];
 345   dm[15] = dm[12];
 346
 347   gMC->Gsvolu("TLGA","PGON",idtmed[4],dm,16);
 348
 349   if (fSens >= 0) {
 350
 351     Float_t rmax = dm[6];
 352     Float_t r1,r2;
 353     Float_t dead = fTPCParam->GetDeadZone();
 354
 355     Float_t StripThick = 0.01; // 100 microns
 356
 357     gMC->Gsvolu("TLST", "PGON", idtmed[4], dm, 0);
 358
 359     dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*OuterOpenAngle;
 360     dm[0] *= kRaddeg;
 361     dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
 362
 363     dm[1] = OuterOpenAngle*kRaddeg;
 364     dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
 365
 366     dm[2] = 1.;
 367     dm[3] = 2.;
 368
 369     dm[7] = 250.;
 370
 371     Float_t xx = dead/TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle);
 372
 373     for(ns=0;ns<fTPCParam->GetNRowUp();ns++){
 374
 375       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiUp(ns)-xx;
 376       r2 = r1 + StripThick;
 377
 378       dm[5] = r1;
 379       dm[6] = r2;
 380
 381       dm[8] = r1;
 382       dm[9] = r2;
 383
 384       if(r2+xx < rmax){
 385         dm[4] = 0.002;
 386       }
 387       else{
 388         dm[4] = 0.202;
 389       }
 390
 391       gMC->Gsposp("TLST",ns+1,"TLGA",xx,0.,0.,0,"ONLY",dm,10);
 392
 393     }
 394
 395         gMC->Gsord("TLGA", 4);
 396
 397   } // if strips selected
 398
 399   //------------------------------------------------------------------
 400   // Positioning of the S-sector readout chambers
 401   //------------------------------------------------------------------
 402
 403   Float_t zs = 0.5*(250.+0.002);
 404
 405   Float_t theta1,theta2,theta3;
 406   Float_t phi1,phi2,phi3;
 407   Float_t alpha;
 408   Float_t x,y;
 409
 410   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
 411
 412     phi1 = ns * InnerOpenAngle + 270.*kDegrad + InnerAngleShift;
 413     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
 414
 415     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 416
 417     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
 418
 419     theta1 = 90.;
 420     phi2   = 90.;
 421     theta2 = 180.;
 422     phi3   = ns * InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
 423     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
 424
 425     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
 426
 427     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
 428
 429     theta3 = 90.;
 430
 431     alpha = phi3*kDegrad;
 432
 433     x = xCenterS * TMath::Cos(alpha);
 434     y = xCenterS * TMath::Sin(alpha);
 435
 436     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 437
 438     gMC->Gspos("TRCS", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 439
 440     if(fSecAL < 0){
 441
 442       //---------------------------------------------------------------
 443       //  position all sectors
 444       //---------------------------------------------------------------
 445
 446       gMC->Gspos("TSGA",ns+1,"TGAS",x,y,zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
 447       gMC->Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS",x,y,-zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
 448     }
 449
 450     else{
 451
 452       //---------------------------------------------------------------
 453       //  position selected sectors
 454       //---------------------------------------------------------------
 455
 456       for(Int_t sel=0;sel<6;sel++){
 457
 458         if(fSecLows[sel] == ns){
 459         gMC->Gspos("TSGA", ns+1, "TGAS", x, y, zs, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 460         }
 461         else if(fSecLows[sel] == ns+nInnerSector){
 462         gMC->
 463           Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS", x, y,-zs,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 464         }
 465       }
 466     }
 467
 468     nRotMat++;
 469
 470   }
 471
 472   //-------------------------------------------------------------------
 473   //  Positioning of the L-sectors readout chambers
 474   //-------------------------------------------------------------------
 475
 476   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
 477     phi1 = ns * OuterOpenAngle + 270.*kDegrad + OuterAngleShift;
 478     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
 479
 480     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 481
 482
 483     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
 484
 485     theta1 = 90.;
 486     phi2   = 90.;
 487     theta2 = 180.;
 488     phi3   = ns * OuterOpenAngle+OuterAngleShift;
 489     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
 490
 491     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
 492
 493
 494     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
 495
 496     theta3 = 90.;
 497
 498     alpha = phi3*kDegrad;
 499
 500     x = xCenterL * TMath::Cos(alpha);
 501     y = xCenterL * TMath::Sin(alpha);
 502
 503     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 504
 505
 506     gMC->Gspos("TRCL", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 507
 508     nRotMat++;
 509
 510   }
 511
 512   //-------------------------------------------------------------------
 513   // Positioning of the L-sectors (gas sectors)
 514   //-------------------------------------------------------------------
 515
 516   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
 517
 518      phi1 = ns*OuterOpenAngle + OuterAngleShift;
 519      phi1 *= kRaddeg;
 520
 521      phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 522      if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
 523
 524      theta1 = 90.;
 525
 526      phi2 = 90. + phi1;
 527      if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
 528
 529      theta2 = 90.;
 530
 531      phi3 = 0.;
 532      theta3 = 0.;
 533
 534      if(fSecAU < 0) {
 535
 536        //--------------------------------------------------------------
 537        //  position all sectors
 538        //--------------------------------------------------------------
 539
 540        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 541
 542        gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 543
 544        nRotMat++;
 545
 546        // reflection !!
 547
 548        phi3 = 0.;
 549        theta3 = 180.;
 550
 551        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 552
 553        gMC->Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 554
 555        nRotMat++;
 556      }
 557
 558      else{
 559
 560        //---------------------------------------------------------------
 561        //  position selected sectors
 562        //---------------------------------------------------------------
 563
 564        for(Int_t sel=0;sel<12;sel++){
 565
 566          if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector){
 567
 568           AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 569           gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 570           nRotMat++;
 571
 572          }
 573          else if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector+nOuterSector){
 574
 575            // reflection
 576
 577            phi3 = 0.;
 578            theta3 = 180.;
 579
 580            AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 581            gMC->
 582            Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 583            nRotMat++;
 584
 585          }
 586
 587        }
 588
 589      }
 590
 591   }
 592
 593   Float_t z0 = z_side - 0.95;
 594
 595   gMC->Gspos("TPEC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 596
 597   // ==========================================================
 598   //                  wheels
 599   // ==========================================================
 600
 601   //
 602   //  auxilary structures
 603   //
 604
 605
 606   gMC->Gsvolu("TPWI","TUBE",idtmed[24],dm,0); // "air"
 607
 608   // ----------------------------------------------------------
 609   //       Large wheel -> positioned in the TPC
 610   // ----------------------------------------------------------
 611
 612
 613   z0 = 263.5; // TPC length - 1/2 spoke wheel width
 614
 615   dm[0] = 258.;
 616   dm[1] = 278.;
 617   dm[2] = 11.5;
 618
 619   gMC->Gsvolu("TPWL", "TUBE", idtmed[0], dm, 3);
 620
 621   dm[0] = dm[0]+2.;
 622   dm[1] = 278.;
 623   dm[2] = dm[2]-2.;
 624
 625   gMC->Gsposp("TPWI",1,"TPWL",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 626
 627   gMC->Gspos("TPWL", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 628   gMC->Gspos("TPWL", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY");
 629
 630   //
 631   //  Outer vessel + CO2 HV degrader
 632   //
 633
 634   dm[0] = 260.;
 635   dm[1] = 278.;
 636   dm[2] = 252.;
 637
 638   gMC->Gsvolu("TPCO","TUBE",idtmed[12],dm,3);
 639
 640   dm[0] = 275.;
 641   dm[1] = 278.;
 642
 643   gMC->Gsvolu("TPOV","TUBE",idtmed[10],dm,3);
 644
 645   gMC->Gspos("TPOV",1,"TPCO",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 646
 647
 648   // G10 plugs
 649
 650   dm[0] = 258.;
 651   dm[1] = 260.;
 652   dm[2] = 1.;
 653
 654   gMC->Gsvolu("TPG1","TUBE",idtmed[8],dm,3);
 655   gMC->Gspos("TPG1",1,"TPCO",0.,0.,251.,0,"ONLY");
 656   gMC->Gspos("TPG1",2,"TPCO",0.,0.,-251.,0,"ONLY");
 657
 658   gMC->Gspos("TPCO",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 659
 660
 661   //----------------------------------------------------------
 662   //  Small wheel -> positioned in "side gas
 663   //----------------------------------------------------------
 664
 665   dm[0] = 78.;
 666   dm[1] = 82.;
 667   dm[2] = 11.5;
 668
 669   gMC->Gsvolu("TPWS", "TUBE", idtmed[0], dm, 3);
 670
 671   dm[0] = 78.;
 672   dm[1] = dm[1]-2;
 673   dm[2] = dm[2]-2.;
 674
 675   gMC->Gsvolu("TPW1", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
 676
 677   gMC->Gspos("TPW1", 1, "TPWS", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
 678
 679   z0 = 1.; // spoke wheel is shifted w.r.t. center of the "side gas"
 680
 681   gMC->Gspos("TPWS", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 682
 683
 684   // to avoid overlaps
 685
 686   dm[0] = 76.;
 687   dm[1] = 78.;
 688   dm[2] = 11.5;
 689
 690   gMC->Gsvolu("TPS1","TUBE",idtmed[0],dm,3);
 691
 692   dm[2] = 9.5;
 693
 694   gMC->Gsvolu("TPS2","TUBE",idtmed[24],dm,3);
 695
 696   gMC->Gspos("TPS2",1,"TPS1",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 697
 698   z0= 263.5;
 699
 700   gMC->Gspos("TPS1",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 701   gMC->Gspos("TPS1",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
 702
 703   // G10 plug
 704
 705   dm[0] = 76.;
 706   dm[1] = 78.;
 707   dm[2] = 1.;
 708
 709   gMC->Gsvolu("TPG2","TUBE",idtmed[8],dm,3);
 710
 711   z0 = 251.;
 712
 713   gMC->Gspos("TPG2",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 714   gMC->Gspos("TPG2",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
 715
 716
 717   //---------------------------------------------------------
 718   //  central wheel  6 (radial direction) x 4 (along z) cm2
 719   //---------------------------------------------------------
 720
 721   dm[0] = 140.;
 722   dm[1] = 146.;
 723   dm[2] = 2.;
 724
 725   gMC->Gsvolu("TPWC","TUBE",idtmed[0],dm,3);
 726
 727   dm[0] = dm[0] + 2.;
 728   dm[1] = dm[1] - 2.;
 729   dm[2] = dm[2] - 1.;
 730
 731   gMC->Gsposp("TPWI",2,"TPWC",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 732
 733   z0 = z_side - 1.9 - 2.;
 734
 735   gMC->Gspos("TPWC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
 736
 737   //
 738
 739   gMC->Gsvolu("TPSE","BOX ",idtmed[24],dm,0); // "empty" part of the spoke
 740
 741
 742   //---------------------------------------------------------
 743   //  inner spokes (nSectorInner)
 744   //---------------------------------------------------------
 745
 746   dm[0] = 0.5*(139.9-82.1);
 747   dm[1] = 3.;
 748   dm[2] = 2.;
 749
 750   Float_t x1 = dm[0]+82.;
 751
 752   gMC->Gsvolu("TPSI","BOX",idtmed[0],dm,3);
 753
 754   dm[1] = dm[1]-1.;
 755   dm[2] = dm[2]-1.;
 756
 757   gMC->Gsposp("TPSE",1,"TPSI",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 758
 759   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
 760
 761     phi1 = 0.5*InnerOpenAngle + ns*InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
 762     theta1=90.;
 763     phi1 *=kRaddeg;
 764
 765     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 766     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
 767
 768     phi2 = phi1+90.;
 769     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
 770     theta2=90.;
 771     phi3=0.;
 772     theta3=0.;
 773
 774     alpha = phi1 * kDegrad;
 775     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
 776     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);
 777
 778    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
 779
 780    gMC->Gspos("TPSI",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 781
 782    nRotMat++;
 783
 784   }
 785
 786   //-------------------------------------------------------------
 787   // outer spokes (nSectorOuter)
 788   //-------------------------------------------------------------
 789
 790   dm[0] = 0.5*(257.9-146.1);
 791   dm[1] = 3.;
 792   dm[2] = 2.;
 793
 794   x1 = dm[0] + 146.;
 795
 796   gMC->Gsvolu("TPSO","BOX ",idtmed[0],dm,3);
 797
 798   dm[1] = dm[1] - 1.;
 799   dm[2] = dm[2] - 1.;
 800
 801   gMC->Gsposp("TPSE",2,"TPSO",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
 802
 803   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
 804
 805     phi1 = 0.5*OuterOpenAngle + ns*OuterOpenAngle + OuterAngleShift;
 806     theta1=90.;
 807     phi1 *=kRaddeg;
 808
 809     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
 810     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
 811
 812     phi2 = phi1+90.;
 813     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
 814     theta2=90.;
 815     phi3=0.;
 816     theta3=0.;
 817
 818     alpha = phi1 * kDegrad;
 819     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
 820     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);
 821
 822    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
 823
 824    gMC->Gspos("TPSO",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 825
 826    nRotMat++;
 827
 828   }
 829
 830
 831
 832   // --------------------------------------------------------
 833   //         put the readout chambers into the TPC
 834   // --------------------------------------------------------
 835
 836   theta1 = 90.;
 837   phi1   = 0.;
 838   theta2 = 90.;
 839   phi2   = 270.;
 840   theta3 = 180.;
 841   phi3   = 0.;
 842
 843   AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
 844
 845   z0 = z_side + 250.;
 846
 847   gMC->Gspos("TPSG", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
 848   gMC->Gspos("TPSG", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, idrotm[nRotMat], "ONLY");
 849
 850   gMC->Gspos("TPC ", 1, "ALIC", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
 851
 852   //----------------------------------------------------
 853   //  Inner vessel and HV degrader
 854   //----------------------------------------------------
 855
 856   dm[0] = 0.;
 857   dm[1] = 360.;
 858   dm[2] = 4.;
 859
 860   dm[3] = -250.;
 861   dm[4] = 74.4;
 862   dm[5] = 76.;
 863
 864   dm[6] = -64.5;
 865   dm[7] = 50.;
 866   dm[8] = 76.;
 867
 868   dm[9] = 64.5;
 869   dm[10] = 50.;
 870   dm[11] = 76.;
 871
 872   dm[12] = 250.;
 873   dm[13] = 74.4;
 874   dm[14] = 76.;
 875
 876   gMC->Gsvolu("TPVD", "PCON", idtmed[12], dm, 15); // CO2
 877
 878   // cone parts
 879
 880   dm[0] = 0.;
 881   dm[1] = 360.;
 882   dm[2] = 2.;
 883
 884   dm[3] = 64.5;
 885   dm[4] = 50.;
 886   dm[5] = 51.6;
 887
 888   dm[6] = 250.;
 889   dm[7] = 74.4;
 890   dm[8] = 76.;
 891
 892
 893   gMC->Gsvolu("TIVC","PCON",idtmed[11],dm,9); // C-fibre
 894
 895   gMC->Gspos("TIVC",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 896   gMC->Gspos("TIVC",2,"TPVD",0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
 897
 898   // barrel part
 899
 900   dm[0] = 50.;
 901   dm[1] = 50.5;
 902   dm[2] = 32.25;
 903
 904   gMC->Gsvolu("TIVB","TUBE",idtmed[9],dm,3);
 905
 906   gMC->Gspos("TIVB",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 907
 908   gMC->Gspos("TPVD",1,"ALIC",0.,0.,0.,0,"ONLY");
 909
 910
 911   // ---------------------------------------------------
 912   //               volumes ordering
 913   // ---------------------------------------------------
 914
 915   gMC->Gsord("TGAS", 6);
 916   gMC->Gsord("TPSG", 6);
 917
 918
 919
 920 } // end of function
 921
 922 //_____________________________________________________________________________
 923 void AliTPCv2::DrawDetector()
 924 {
 925   //
 926   // Draw a shaded view of the Time Projection Chamber version 1
 927   //
 928
 929   // Set everything unseen
 930   gMC->Gsatt("*", "seen", -1);
 931   //
 932   // Set ALIC mother transparent
 933   gMC->Gsatt("ALIC","SEEN",0);
 934   //
 935   // Set the volumes visible
 936   gMC->Gsatt("TPC","SEEN",0);
 937   gMC->Gsatt("TGAS","SEEN",0);
 938   gMC->Gsatt("TPSG","SEEN",0);
 939   gMC->Gsatt("TPHV","SEEN",1);
 940   gMC->Gsatt("TPMH","SEEN",1);
 941   gMC->Gsatt("TPEC","SEEN",0);
 942   gMC->Gsatt("TRCS","SEEN",1);
 943   gMC->Gsatt("TRCL","SEEN",1);
 944   gMC->Gsatt("TPWL","SEEN",1);
 945   gMC->Gsatt("TPWI","SEEN",1);
 946   gMC->Gsatt("TPWS","SEEN",1);
 947   gMC->Gsatt("TPW1","SEEN",1);
 948   gMC->Gsatt("TPS1","SEEN",1);
 949   gMC->Gsatt("TPS2","SEEN",1);
 950   gMC->Gsatt("TPG1","SEEN",1);
 951   gMC->Gsatt("TPG2","SEEN",1);
 952   gMC->Gsatt("TPWC","SEEN",1);
 953   gMC->Gsatt("TPSI","SEEN",1);
 954   gMC->Gsatt("TPSO","SEEN",1);
 955   gMC->Gsatt("TPCO","SEEN",1);
 956   gMC->Gsatt("TPOV","SEEN",1);
 957   gMC->Gsatt("TPVD","SEEN",1);
 958   //
 959   gMC->Gdopt("hide", "on");
 960   gMC->Gdopt("shad", "on");
 961   gMC->Gsatt("*", "fill", 7);
 962   gMC->SetClipBox(".");
 963   gMC->SetClipBox("*", 0, 1000, -1000, 1000, -1000, 1000);
 964   gMC->DefaultRange();
 965   gMC->Gdraw("alic", 40, 30, 0, 12, 9.5, .025, .025);
 966   gMC->Gdhead(1111, "Time Projection Chamber");
 967   gMC->Gdman(18, 4, "MAN");
 968   gMC->Gdopt("hide","off");
 969 }
 970
 971 //_____________________________________________________________________________
 972 void AliTPCv2::CreateMaterials()
 973 {
 974   //
 975   // Define materials for version 2 of the Time Projection Chamber
 976   //
 977
 978   //
 979   // Increase maximum number of steps
 980   gMC->SetMaxNStep(30000);
 981   //
 982   AliTPC::CreateMaterials();
 983 }
 984
 985 //_____________________________________________________________________________
 986 void AliTPCv2::Init()
 987 {
 988   //
 989   // Initialises version 2 of the TPC after that it has been built
 990   //
 991   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray()-399;
 992   AliTPC::Init();
 993   fIdSens1=gMC->VolId("TLGA"); // L-sector
 994   fIdSens2=gMC->VolId("TSGA"); // S-sector
 995   fIdSens3=gMC->VolId("TSST"); // strip - S-sector (not always used)
 996   fIdSens4=gMC->VolId("TLST"); // strip - S-sector (not always used)
 997
 998   gMC->SetMaxNStep(30000); // max. number of steps increased
 999
1000   gMC->Gstpar(idtmed[403],"LOSS",5);
1001
1002   printf("*** TPC version 2 initialized ***\n");
1003   printf("Maximum number of steps = %d\n",gMC->GetMaxNStep());
1004
1005   //
1006
1007 }
1008
1009 //_____________________________________________________________________________
1010 void AliTPCv2::StepManager()
1011 {
1012   //
1013   // Called for every step in the Time Projection Chamber
1014   //
1015
1016   //
1017   // parameters used for the energy loss calculations
1018   //
1019   const Float_t prim = 14.35; // number of primary collisions per 1 cm
1020   const Float_t poti = 20.77e-9; // first ionization potential for Ne/CO2
1021   const Float_t w_ion = 35.97e-9; // energy for the ion-electron pair creation
1022
1023   //  const Float_t prim = 17.65;
1024   //  const Float_t poti = 19.02e-9;
1025   // const Float_t w_ion = 33.06e-9;
1026
1027
1028   const Float_t big = 1.e10;
1029
1030   Int_t id,copy;
1031   Float_t hits[4];
1032   Int_t vol[2];
1033   TClonesArray &lhits = *fHits;
1034   TLorentzVector pos;
1035
1036   AliTPCParam *fTPCParam = &(fDigParam->GetParam());
1037
1038   vol[1]=0;
1039
1040   //
1041
1042   gMC->SetMaxStep(big);
1043
1044   if(!gMC->IsTrackAlive()) return; // particle has disappeared
1045
1046   Float_t charge = gMC->TrackCharge();
1047
1048   if(TMath::Abs(charge)<=0.) return; // take only charged particles
1049
1050
1051   id=gMC->CurrentVolID(copy);
1052
1053   // Check the sensitive volume
1054
1055   if(id == fIdSens1)
1056     {
1057       vol[0] = copy + fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // L-sector number
1058     }
1059   else if(id == fIdSens2)
1060     {
1061       vol[0] = copy-1; // S-sector number
1062     }
1063   else if(id == fIdSens3 && gMC->IsTrackEntering())
1064     {
1065       vol[1] = copy-1;  // row number
1066       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1067       vol[0] = copy-1; // sector number (S-sector)
1068
1069       gMC->TrackPosition(pos);
1070       hits[0]=pos[0];
1071       hits[1]=pos[1];
1072       hits[2]=pos[2];
1073       hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1074       new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1075     }
1076   else if(id == fIdSens4 && gMC->IsTrackEntering())
1077     {
1078       vol[1] = copy-1; // row number
1079       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1080       vol[0] = copy+fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // sector number (L-sector)
1081
1082       gMC->TrackPosition(pos);
1083       hits[0]=pos[0];
1084       hits[1]=pos[1];
1085       hits[2]=pos[2];
1086       hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1087       new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1088     }
1089   else return;
1090
1091   //
1092   //  charged particle is in the sensitive volume
1093   //
1094
1095   if(gMC->TrackStep() > 0) {
1096
1097     Int_t nel = (Int_t)(((gMC->Edep())-poti)/w_ion) + 1;
1098     nel=TMath::Min(nel,300); // 300 electrons corresponds to 10 keV
1099
1100     gMC->TrackPosition(pos);
1101     hits[0]=pos[0];
1102     hits[1]=pos[1];
1103     hits[2]=pos[2];
1104     hits[3]=(Float_t)nel;
1105
1106     // Add this hit
1107
1108     new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1109
1110   }
1111
1112   // Stemax calculation for the next step
1113
1114   Float_t pp;
1115   TLorentzVector mom;
1116   gMC->TrackMomentum(mom);
1117   Float_t ptot=mom.Rho();
1118   Float_t beta_gamma = ptot/gMC->TrackMass();
1119
1120   Int_t pid=gMC->TrackPid();
1121   if((pid==kElectron || pid==kPositron || pid==kGamma) && ptot > 0.002)
1122     {
1123       pp = prim*1.58; // electrons above 20 MeV/c are on the plateau!
1124     }
1125   else
1126     {
1127       pp=prim*BetheBloch(beta_gamma);
1128       if(TMath::Abs(charge) > 1.) pp *= (charge*charge);
1129     }
1130
1131   Float_t random[1];
1132   gMC->Rndm(random,1); // good, old GRNDM from Geant3
1133
1134   Double_t rnd = (Double_t)random[0];
1135
1136   gMC->SetMaxStep(-TMath::Log(rnd)/pp);
1137
1138 }
1139
1140 //_____________________________________________________________________________
1141 Float_t AliTPCv2::BetheBloch(Float_t bg)
1142 {
1143   //
1144   // Bethe-Bloch energy loss formula
1145   //
1146   const Double_t p1=0.76176e-1;
1147   const Double_t p2=10.632;
1148   const Double_t p3=0.13279e-4;
1149   const Double_t p4=1.8631;
1150   const Double_t p5=1.9479;
1151
1152   Double_t dbg = (Double_t) bg;
1153
1154   Double_t beta = dbg/TMath::Sqrt(1.+dbg*dbg);
1155
1156   Double_t aa = TMath::Power(beta,p4);
1157   Double_t bb = TMath::Power(1./dbg,p5);
1158
1159   bb=TMath::Log(p3+bb);
1160
1161   return ((Float_t)((p2-aa-bb)*p1/aa));
1162 }