Corrected bug in the TPC geometry, thanks to Ivana Hrivnacova
[u/mrichter/AliRoot.git] / TPC / AliTPCv2.cxx
1 /**************************************************************************
2  * Copyright(c) 1998-1999, ALICE Experiment at CERN, All rights reserved. *
3  *                                                                        *
4  * Author: The ALICE Off-line Project.                                    *
5  * Contributors are mentioned in the code where appropriate.              *
6  *                                                                        *
7  * Permission to use, copy, modify and distribute this software and its   *
8  * documentation strictly for non-commercial purposes is hereby granted   *
9  * without fee, provided that the above copyright notice appears in all   *
10  * copies and that both the copyright notice and this permission notice   *
11  * appear in the supporting documentation. The authors make no claims     *
12  * about the suitability of this software for any purpose. It is          *
13  * provided "as is" without express or implied warranty.                  *
14  **************************************************************************/
15
16 /*
17 $Log$
18 Revision 1.20  2000/04/17 09:37:33  kowal2
19 removed obsolete AliTPCDigitsDisplay.C
20
21 Revision 1.19.8.2  2000/04/10 08:31:52  kowal2
22
23 Different geometry for different sectors
24 Updated readout chambers
25 Some modifications to StepManager by J.Belikov
26
27 Revision 1.19.8.1  2000/04/10 07:56:53  kowal2
28 Not used anymore - removed
29
30 Revision 1.19  1999/11/04 17:28:07  fca
31 Correct barrel part of HV Degrader
32
33 Revision 1.18  1999/10/14 16:52:08  fca
34 Only use PDG codes and not GEANT ones
35
36 Revision 1.17  1999/10/08 06:27:23  fca
37 Corrected bug in the HV degrader geometry, thanks to G.Tabary
38
39 Revision 1.16  1999/10/04 13:39:54  fca
40 Correct array index problem
41
42 Revision 1.15  1999/09/29 09:24:34  fca
43 Introduction of the Copyright and cvs Log
44
45 */
46
47 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
48 //                                                                           //
49 //  Time Projection Chamber version 2 -- detailed TPC and slow simulation    //
50 //                                                                           //
51 //Begin_Html
52 /*
53 <img src="picts/AliTPCv2Class.gif">
54 */
55 //End_Html
56 //                                                                           //
57 //                                                                           //
58 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
59 #include <stdlib.h>
60
61 #include <TMath.h>
62
63 #include "AliTPCv2.h"
64 #include "AliTPCDigitsArray.h"
65 #include "AliRun.h"
66 #include "AliConst.h"
67 #include "AliPDG.h"
68
69 ClassImp(AliTPCv2)
70  
71 //_____________________________________________________________________________
72 AliTPCv2::AliTPCv2(const char *name, const char *title) :
73   AliTPC(name, title) 
74 {
75   //
76   // Standard constructor for Time Projection Chamber version 2
77   //
78   fIdSens1=0;
79   fIdSens2=0;
80   SetBufferSize(128000);
81 }
82  
83 //_____________________________________________________________________________
84 void AliTPCv2::CreateGeometry()
85 {
86   //
87   // Create the geometry of Time Projection Chamber version 2
88   //
89   //Begin_Html
90   /*
91     <img src="picts/AliTPCv2.gif">
92   */
93   //End_Html
94   //Begin_Html
95   /*
96     <img src="picts/AliTPCv2Tree.gif">
97   */
98   //End_Html
99
100
101   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray();
102
103   Float_t dm[21];
104   Int_t idrotm[120];
105
106   Int_t nRotMat = 0;
107
108   Int_t i,ifl1,ifl2;
109
110   Int_t nInnerSector = fTPCParam->GetNInnerSector()/2;
111   Int_t nOuterSector = fTPCParam->GetNOuterSector()/2;
112   
113   // --------------------------------------------------- 
114   //        sector specification check 
115   // --------------------------------------------------- 
116   if (fSecAL >= 0) {
117     ifl1 = 0;
118     
119     for (i = 0; i < 6; ++i) {
120       if (fSecLows[i] >= 0 && fSecLows[i] < 2*nInnerSector) {
121         ifl1 = 1;
122         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecLows[i]);
123       }
124     }
125
126   } else {
127     printf("*** ALL LOWER SECTORS SELECTED ***\n");
128     ifl1 = 1;
129   }
130
131   if (fSecAU >= 0) {
132     ifl2 = 0;
133     
134     for (i = 0; i < 12; ++i) {
135       if (fSecUps[i] > 2*nInnerSector-1 && 
136           fSecUps[i] < 2*(nInnerSector+nOuterSector)) {
137         ifl2 = 1;
138         printf("*** SECTOR %d selected\n",fSecUps[i]);
139       }
140     }
141     
142   } else {
143     printf("*** ALL UPPER SECTORS SELECTED ***\n");
144     ifl1 = 1;
145   }
146   
147   if (ifl1 == 0 && ifl2 == 0) {
148     printf("*** ERROR: AT LEAST ONE SECTOR MUST BE SPECIFIED ***\n");
149     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
150     exit(1);
151   }
152   
153   if ((fSecAL < 0 || fSecAU < 0) && fSens >= 0) {
154     printf("** ERROR: STRIPS CANNOT BE SPECIFIED FOR ALL SECTORS **\n");
155     printf("!!! PROGRAM STOPPED !!!\n");
156     exit(1);
157   }
158   
159   // ---------------------------------------------------- 
160   //          FIELD CAGE WITH ENDCAPS - G10
161   //          THIS IS ALSO A TPC MOTHER VOLUME 
162   // ---------------------------------------------------- 
163
164   dm[0] = 76.;
165   dm[1] = 278.;
166   dm[2] = 275.;
167
168   gMC->Gsvolu("TPC ", "TUBE", idtmed[8], dm, 3); 
169
170   //-----------------------------------------------------
171   //  Endcap cover c-fibre 0.86% X0
172   //-----------------------------------------------------
173
174   dm[0] = 78.;
175   dm[1] = 258.;
176   dm[2] = 0.95;
177
178   gMC->Gsvolu("TPEC","TUBE",idtmed[10],dm,3);
179
180   //-----------------------------------------------------
181   // Drift gas , leave 2 cm at the outer radius
182   // and inner raddius
183   //-----------------------------------------------------
184
185   dm[0] = 78.;
186   dm[1] = 258.;
187   dm[2] = 250.;
188
189   gMC->Gsvolu("TGAS", "TUBE", idtmed[3], dm, 3);
190
191   //------------------------------------------------------
192   //  membrane holder - carbon fiber
193   //------------------------------------------------------
194
195
196   gMC->Gsvolu("TPMH","TUBE",idtmed[6],dm,0);
197
198   dm[0] = 252.;
199   dm[1] = 258.;
200   dm[2] = 0.2;
201
202   gMC->Gsposp("TPMH",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
203  
204   dm[0] = 78.;
205   dm[1] = 82.;
206   dm[2] = 0.1;
207
208   gMC->Gsposp("TPMH",2,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
209
210   //----------------------------------------------------------
211   //  HV membrane - 25 microns of mylar
212   //----------------------------------------------------------
213
214   dm[0] = 82.;
215   dm[1] = 252.;
216   dm[2] = 0.00125;
217
218   gMC->Gsvolu("TPHV","TUBE",idtmed[5],dm,3);
219
220   gMC->Gspos("TPHV",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY");
221
222   gMC->Gspos("TGAS",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
223
224   //----------------------------------------------------------
225   // "side" gas volume, the same as the drift gas
226   // the readout chambers are placed there.  
227   //----------------------------------------------------------
228
229   dm[0] = 78.;
230   dm[1] = 258.;
231   dm[2] = 0.5*(275. - 250.);
232    
233   gMC->Gsvolu("TPSG", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
234
235   Float_t z_side = dm[2]; // 1/2 of the side gas thickness
236
237   //------------------------------------------------------------
238   //   Readout chambers , 25% of X0, I use Al as the material
239   //------------------------------------------------------------
240
241   Float_t InnerOpenAngle = fTPCParam->GetInnerAngle();
242   Float_t OuterOpenAngle = fTPCParam->GetOuterAngle();
243
244   Float_t InnerAngleShift = fTPCParam->GetInnerAngleShift();
245   Float_t OuterAngleShift = fTPCParam->GetOuterAngleShift();
246
247   Float_t InSecLowEdge = fTPCParam->GetInnerRadiusLow();
248   Float_t InSecUpEdge =  fTPCParam->GetInnerRadiusUp();
249
250   Float_t OuSecLowEdge = fTPCParam->GetOuterRadiusLow();
251   Float_t OuSecUpEdge = fTPCParam->GetOuterRadiusUp();
252
253
254   Float_t SecThick = 2.225; // Al
255
256   Float_t LowEdge = fTPCParam->GetInnerFrameSpace();
257
258   //  S (Inner) sectors
259
260   dm[0] = InSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-LowEdge;
261   dm[1] = InSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-LowEdge;
262   dm[2] = 0.5*SecThick;
263   dm[3] = 0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
264
265   Float_t xCenterS = InSecLowEdge+dm[3];
266
267   gMC->Gsvolu("TRCS", "TRD1", idtmed[0], dm, 4); 
268
269   //  L (Outer) sectors
270
271   Float_t UpEdge = fTPCParam->GetOuterFrameSpace();
272
273   dm[0] = OuSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-UpEdge;
274   dm[1] = OuSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-UpEdge;
275   dm[2] = 0.5*SecThick;
276   dm[3] = 0.5*(OuSecUpEdge-OuSecLowEdge);
277
278   Float_t xCenterL = OuSecLowEdge+dm[3];  
279
280   gMC->Gsvolu("TRCL", "TRD1", idtmed[0], dm, 4);
281
282   Float_t z1 = -z_side + SecThick*0.5;
283
284   //------------------------------------------------------------------
285   // S sectors - "gas sectors" (TRD1)
286   //------------------------------------------------------------------
287
288   dm[0] = InSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-0.01;
289   dm[1] = InSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-0.01;
290   dm[2] = 0.5*(250. - 0.001);
291   dm[3] = 0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);  
292
293   gMC->Gsvolu("TSGA", "TRD1", idtmed[4], dm, 4); // sensitive
294
295   // ------------------------------------------------------------- 
296   //  Only for the debugging purpose and resolution calculation 
297   //  Sensitive strips at the pad-row center 
298   // ------------------------------------------------------------- 
299
300   Int_t ns;
301
302   if(fSens>=0){
303
304     Float_t r1,r2,zz;
305
306     Float_t StripThick = 0.01; // 100 microns
307     Float_t dead;
308
309     gMC->Gsvolu("TSST", "TRD1", idtmed[4], dm, 0);
310
311     dm[2] = 0.5*(250. - 0.002);
312     dm[3] = 0.5 * StripThick;
313
314     dead= fTPCParam->GetInnerWireMount();
315
316
317     for (ns = 0; ns < fTPCParam->GetNRowLow(); ns++) {
318
319       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiLow(ns);
320       r2 = r1 + StripThick;     
321       dm[0] = r1 * TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle) - dead;
322       dm[1] = r2 * TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle) - dead;
323
324       zz = -InSecLowEdge -0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
325       zz += r1;
326       zz += dm[3];
327
328       gMC->Gsposp("TSST", ns+1, "TSGA", 0., 0., zz, 0, "ONLY", dm, 4);
329
330     
331     }   
332
333     gMC->Gsord("TSGA", 3); 
334   
335   } // if strips selected
336
337   
338   //-----------------------------------------------------------------
339   //  L sectors - "gas sectors" (PGON to avoid overlaps)
340   //-----------------------------------------------------------------
341
342   dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*OuterOpenAngle;
343   dm[0] *= kRaddeg;
344   dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
345
346   dm[1] = OuterOpenAngle*kRaddeg;
347   dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
348
349   dm[2] = 1.;
350   dm[3] = 4.;
351
352   dm[4] = 0.002;
353   dm[5] = OuSecLowEdge;
354   dm[6] = 252.*TMath::Cos(0.5*OuterOpenAngle)-0.002;
355
356   dm[7] = dm[4]+0.2;
357   dm[8] = dm[5];
358   dm[9] = dm[6];
359
360   dm[10] = dm[7];
361   dm[11] = OuSecLowEdge;
362   dm[12] = OuSecUpEdge;
363
364   dm[13] = 250.;
365   dm[14] = dm[11];
366   dm[15] = dm[12];
367
368   gMC->Gsvolu("TLGA","PGON",idtmed[4],dm,16);  
369
370   if (fSens >= 0) {
371     
372     Float_t rmax = dm[6];
373     Float_t r1,r2;
374     Float_t dead = fTPCParam->GetOuterWireMount();
375
376     Float_t StripThick = 0.01; // 100 microns
377
378     gMC->Gsvolu("TLST", "PGON", idtmed[4], dm, 0);
379
380     dm[0] = 360.*kDegrad - 0.5*OuterOpenAngle;
381     dm[0] *= kRaddeg;
382     dm[0] = (Float_t)TMath::Nint(dm[0]);
383
384     dm[1] = OuterOpenAngle*kRaddeg;
385     dm[1] = (Float_t)TMath::Nint(dm[1]);
386
387     dm[2] = 1.;
388     dm[3] = 2.;
389
390     dm[7] = 250.;
391
392     Float_t xx = dead/TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle);
393
394     for(ns=0;ns<fTPCParam->GetNRowUp();ns++){
395
396       r1 = fTPCParam->GetPadRowRadiiUp(ns)-xx;
397       r2 = r1 + StripThick;
398
399       dm[5] = r1;
400       dm[6] = r2;
401
402       dm[8] = r1;
403       dm[9] = r2;
404
405       if(r2+xx < rmax){
406         dm[4] = 0.002;
407       }
408       else{
409         dm[4] = 0.202;
410       }
411
412       gMC->Gsposp("TLST",ns+1,"TLGA",xx,0.,0.,0,"ONLY",dm,10);
413
414     }    
415
416         gMC->Gsord("TLGA", 4);
417
418   } // if strips selected
419
420   //------------------------------------------------------------------
421   // Positioning of the S-sector readout chambers
422   //------------------------------------------------------------------
423
424   Float_t zs = 0.5*(250.+0.002);
425
426   Float_t theta1,theta2,theta3;
427   Float_t phi1,phi2,phi3;
428   Float_t alpha;
429   Float_t x,y;
430
431   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
432     
433     phi1 = ns * InnerOpenAngle + 270.*kDegrad + InnerAngleShift;
434     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
435
436     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
437
438     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
439       
440     theta1 = 90.;
441     phi2   = 90.;
442     theta2 = 180.;
443     phi3   = ns * InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
444     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
445
446     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
447       
448     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
449
450     theta3 = 90.;
451
452     alpha = phi3*kDegrad;
453
454     x = xCenterS * TMath::Cos(alpha);
455     y = xCenterS * TMath::Sin(alpha); 
456  
457     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);  
458      
459     gMC->Gspos("TRCS", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY");
460
461     if(fSecAL < 0){
462
463       //---------------------------------------------------------------
464       //  position all sectors
465       //---------------------------------------------------------------
466
467       gMC->Gspos("TSGA",ns+1,"TGAS",x,y,zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
468       gMC->Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS",x,y,-zs,idrotm[nRotMat], "ONLY");
469     }
470
471     else{
472
473       //---------------------------------------------------------------
474       //  position selected sectors
475       //---------------------------------------------------------------
476
477       for(Int_t sel=0;sel<6;sel++){
478
479         if(fSecLows[sel] == ns){
480         gMC->Gspos("TSGA", ns+1, "TGAS", x, y, zs, idrotm[nRotMat], "ONLY");
481         }
482         else if(fSecLows[sel] == ns+nInnerSector){
483         gMC->
484           Gspos("TSGA",ns+1+nInnerSector,"TGAS", x, y,-zs,idrotm[nRotMat],"ONLY");
485         }
486       }
487     }
488
489     nRotMat++;     
490
491   }
492     
493   //-------------------------------------------------------------------
494   //  Positioning of the L-sectors readout chambers
495   //-------------------------------------------------------------------
496     
497   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
498     phi1 = ns * OuterOpenAngle + 270.*kDegrad + OuterAngleShift;
499     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
500
501     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
502     
503
504     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
505       
506     theta1 = 90.;
507     phi2   = 90.;
508     theta2 = 180.;
509     phi3   = ns * OuterOpenAngle+OuterAngleShift;
510     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
511
512     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
513
514       
515     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
516
517     theta3 = 90.;
518
519     alpha = phi3*kDegrad;
520
521     x = xCenterL * TMath::Cos(alpha);
522     y = xCenterL * TMath::Sin(alpha); 
523  
524     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);  
525      
526
527     gMC->Gspos("TRCL", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY"); 
528
529     nRotMat++;   
530
531   }
532
533   //-------------------------------------------------------------------
534   // Positioning of the L-sectors (gas sectors)
535   //-------------------------------------------------------------------
536
537   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
538
539      phi1 = ns*OuterOpenAngle + OuterAngleShift;
540      phi1 *= kRaddeg;
541     
542      phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
543      if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
544
545      theta1 = 90.;
546
547      phi2 = 90. + phi1;
548      if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
549
550      theta2 = 90.; 
551
552      phi3 = 0.;
553      theta3 = 0.;
554
555      if(fSecAU < 0) {
556
557        //--------------------------------------------------------------
558        //  position all sectors
559        //--------------------------------------------------------------
560
561        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3); 
562
563        gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
564
565        nRotMat++;
566    
567        // reflection !!
568
569        phi3 = 0.;
570        theta3 = 180.;
571      
572        AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
573   
574        gMC->Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
575           
576        nRotMat++;
577      }
578
579      else{
580
581        //---------------------------------------------------------------
582        //  position selected sectors
583        //---------------------------------------------------------------
584
585        for(Int_t sel=0;sel<12;sel++){
586
587          if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector){
588            
589           AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3); 
590           gMC->Gspos("TLGA",ns+1,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
591           nRotMat++; 
592
593          }
594          else if(fSecUps[sel] == ns+2*nInnerSector+nOuterSector){
595
596            // reflection
597
598            phi3 = 0.;
599            theta3 = 180.;
600
601            AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
602            gMC->
603            Gspos("TLGA",ns+1+nOuterSector,"TGAS" ,0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
604            nRotMat++; 
605
606          }
607
608        }
609
610      }
611
612   }
613   
614   Float_t z0 = z_side - 0.95;
615
616   gMC->Gspos("TPEC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
617
618   // ========================================================== 
619   //                  wheels 
620   // ========================================================== 
621
622   //
623   //  auxilary structures
624   //
625
626
627   gMC->Gsvolu("TPWI","TUBE",idtmed[24],dm,0); // "air" 
628
629   // ---------------------------------------------------------- 
630   //       Large wheel -> positioned in the TPC 
631   // ---------------------------------------------------------- 
632   
633
634   z0 = 263.5; // TPC length - 1/2 spoke wheel width
635
636   dm[0] = 258.;
637   dm[1] = 278.;
638   dm[2] = 11.5;
639   
640   gMC->Gsvolu("TPWL", "TUBE", idtmed[0], dm, 3); 
641
642   dm[0] = dm[0]+2.;
643   dm[1] = 278.;
644   dm[2] = dm[2]-2.;
645
646   gMC->Gsposp("TPWI",1,"TPWL",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
647
648   gMC->Gspos("TPWL", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
649   gMC->Gspos("TPWL", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY");
650
651   //
652   //  Outer vessel + CO2 HV degrader
653   //
654
655   dm[0] = 260.;
656   dm[1] = 278.;
657   dm[2] = 252.;
658
659   gMC->Gsvolu("TPCO","TUBE",idtmed[12],dm,3);
660
661   dm[0] = 275.;
662   dm[1] = 278.;
663   
664   gMC->Gsvolu("TPOV","TUBE",idtmed[10],dm,3);
665
666   gMC->Gspos("TPOV",1,"TPCO",0.,0.,0.,0,"ONLY");
667
668
669
670   gMC->Gspos("TPCO",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
671
672
673   //----------------------------------------------------------
674   //  Small wheel -> positioned in "side gas
675   //----------------------------------------------------------
676
677   dm[0] = 78.;
678   dm[1] = 82.;
679   dm[2] = 11.5;
680
681   gMC->Gsvolu("TPWS", "TUBE", idtmed[0], dm, 3);
682
683   dm[0] = 78.;
684   dm[1] = dm[1]-2;
685   dm[2] = dm[2]-2.;
686
687   gMC->Gsvolu("TPW1", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
688   
689   gMC->Gspos("TPW1", 1, "TPWS", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
690
691   z0 = 1.; // spoke wheel is shifted w.r.t. center of the "side gas"
692
693   gMC->Gspos("TPWS", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
694
695
696   // to avoid overlaps
697
698   dm[0] = 76.;
699   dm[1] = 78.;
700   dm[2] = 11.5;
701
702   gMC->Gsvolu("TPS1","TUBE",idtmed[0],dm,3);
703
704   dm[2] = 9.5;
705
706   gMC->Gsvolu("TPS2","TUBE",idtmed[24],dm,3);
707
708   gMC->Gspos("TPS2",1,"TPS1",0.,0.,0.,0,"ONLY");
709
710   z0= 263.5;
711   
712   gMC->Gspos("TPS1",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
713   gMC->Gspos("TPS1",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
714
715   // G10 plug
716
717   dm[0] = 76.;
718   dm[1] = 78.;
719   dm[2] = 1.;
720
721   gMC->Gsvolu("TPG2","TUBE",idtmed[8],dm,3);
722
723   z0 = 251.;
724
725   gMC->Gspos("TPG2",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
726   gMC->Gspos("TPG2",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
727
728
729   //---------------------------------------------------------
730   //  central wheel  6 (radial direction) x 4 (along z) cm2
731   //---------------------------------------------------------
732
733   dm[0] = 140.;
734   dm[1] = 146.;
735   dm[2] = 2.;
736
737   gMC->Gsvolu("TPWC","TUBE",idtmed[0],dm,3);
738
739   dm[0] = dm[0] + 2.;
740   dm[1] = dm[1] - 2.;
741   dm[2] = dm[2] - 1.;
742
743   gMC->Gsposp("TPWI",2,"TPWC",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
744
745   z0 = z_side - 1.9 - 2.;
746
747   gMC->Gspos("TPWC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
748
749   //
750
751   gMC->Gsvolu("TPSE","BOX ",idtmed[24],dm,0); // "empty" part of the spoke 
752
753  
754   //---------------------------------------------------------
755   //  inner spokes (nSectorInner)
756   //---------------------------------------------------------
757
758   dm[0] = 0.5*(139.9-82.1);
759   dm[1] = 3.;
760   dm[2] = 2.;
761
762   Float_t x1 = dm[0]+82.;
763
764   gMC->Gsvolu("TPSI","BOX",idtmed[0],dm,3);
765
766   dm[1] = dm[1]-1.;
767   dm[2] = dm[2]-1.;
768
769   gMC->Gsposp("TPSE",1,"TPSI",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
770
771   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
772
773     phi1 = 0.5*InnerOpenAngle + ns*InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
774     theta1=90.;
775     phi1 *=kRaddeg;
776
777     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
778     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;    
779
780     phi2 = phi1+90.;
781     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
782     theta2=90.;
783     phi3=0.;
784     theta3=0.;
785
786     alpha = phi1 * kDegrad;
787     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
788     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);    
789
790    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
791
792    gMC->Gspos("TPSI",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");  
793
794    nRotMat++;
795
796   }
797
798   //-------------------------------------------------------------
799   // outer spokes (nSectorOuter)
800   //-------------------------------------------------------------
801
802   dm[0] = 0.5*(257.9-146.1);
803   dm[1] = 3.;
804   dm[2] = 2.;
805
806   x1 = dm[0] + 146.;
807
808   gMC->Gsvolu("TPSO","BOX ",idtmed[0],dm,3);
809
810   dm[1] = dm[1] - 1.;
811   dm[2] = dm[2] - 1.;
812
813   gMC->Gsposp("TPSE",2,"TPSO",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
814
815   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
816
817     phi1 = 0.5*OuterOpenAngle + ns*OuterOpenAngle + OuterAngleShift;
818     theta1=90.;
819     phi1 *=kRaddeg;
820
821     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
822     if(phi1>360.) phi1 -= 360.;
823
824     phi2 = phi1+90.;
825     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
826     theta2=90.;
827     phi3=0.;
828     theta3=0.;
829
830     alpha = phi1 * kDegrad;
831     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
832     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);    
833
834    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
835
836    gMC->Gspos("TPSO",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");  
837
838    nRotMat++;
839
840   }  
841   
842
843   
844   // -------------------------------------------------------- 
845   //         put the readout chambers into the TPC 
846   // -------------------------------------------------------- 
847
848   theta1 = 90.;
849   phi1   = 0.;
850   theta2 = 90.;
851   phi2   = 270.;
852   theta3 = 180.;
853   phi3   = 0.;
854   
855   AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
856   
857   z0 = z_side + 250.;
858   
859   gMC->Gspos("TPSG", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
860   gMC->Gspos("TPSG", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, idrotm[nRotMat], "ONLY");
861   
862   gMC->Gspos("TPC ", 1, "ALIC", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
863
864   //----------------------------------------------------
865   //  Inner vessel and HV degrader
866   //----------------------------------------------------
867
868   dm[0] = 0.;
869   dm[1] = 360.;
870   dm[2] = 4.;
871   
872   dm[3] = -250.;
873   dm[4] = 74.4;
874   dm[5] = 76.;
875
876   dm[6] = -64.5;
877   dm[7] = 50.;
878   dm[8] = 76.;
879
880   dm[9] = 64.5;
881   dm[10] = 50.;
882   dm[11] = 76.;
883
884   dm[12] = 250.;
885   dm[13] = 74.4;
886   dm[14] = 76.;
887
888   gMC->Gsvolu("TPVD", "PCON", idtmed[12], dm, 15); // CO2
889
890   // cone parts
891
892   dm[0] = 0.;
893   dm[1] = 360.;
894   dm[2] = 2.;
895
896   dm[3] = 64.5;
897   dm[4] = 50.;
898   dm[5] = 51.6;
899  
900   dm[6] = 250.;
901   dm[7] = 74.4;
902   dm[8] = 76.;
903
904
905   gMC->Gsvolu("TIVC","PCON",idtmed[11],dm,9); // C-fibre
906
907   gMC->Gspos("TIVC",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
908   gMC->Gspos("TIVC",2,"TPVD",0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
909
910   // barrel part
911
912   dm[0] = 50.;
913   dm[1] = 50.5;
914   dm[2] = 64.5;
915
916   gMC->Gsvolu("TIVB","TUBE",idtmed[9],dm,3);
917
918   gMC->Gspos("TIVB",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
919
920   gMC->Gspos("TPVD",1,"ALIC",0.,0.,0.,0,"ONLY");
921
922
923   // --------------------------------------------------- 
924   //               volumes ordering 
925   // ---------------------------------------------------
926
927   gMC->Gsord("TGAS", 6);
928   gMC->Gsord("TPSG", 6); 
929
930   
931
932 } // end of function
933  
934 //_____________________________________________________________________________
935 void AliTPCv2::DrawDetector()
936 {
937   //
938   // Draw a shaded view of the Time Projection Chamber version 1
939   //
940
941   // Set everything unseen
942   gMC->Gsatt("*", "seen", -1);
943   // 
944   // Set ALIC mother transparent
945   gMC->Gsatt("ALIC","SEEN",0);
946   //
947   // Set the volumes visible
948   gMC->Gsatt("TPC","SEEN",0);
949   gMC->Gsatt("TGAS","SEEN",0);
950   gMC->Gsatt("TPSG","SEEN",0);
951   gMC->Gsatt("TPHV","SEEN",1);
952   gMC->Gsatt("TPMH","SEEN",1);
953   gMC->Gsatt("TPEC","SEEN",0);
954   gMC->Gsatt("TRCS","SEEN",1);
955   gMC->Gsatt("TRCL","SEEN",1);
956   gMC->Gsatt("TPWL","SEEN",1);
957   gMC->Gsatt("TPWI","SEEN",1);
958   gMC->Gsatt("TPWS","SEEN",1);
959   gMC->Gsatt("TPW1","SEEN",1);
960   gMC->Gsatt("TPS1","SEEN",1);
961   gMC->Gsatt("TPS2","SEEN",1);
962   gMC->Gsatt("TPG1","SEEN",1);
963   gMC->Gsatt("TPG2","SEEN",1);
964   gMC->Gsatt("TPWC","SEEN",1);
965   gMC->Gsatt("TPSI","SEEN",1); 
966   gMC->Gsatt("TPSO","SEEN",1);
967   gMC->Gsatt("TPCO","SEEN",1);
968   gMC->Gsatt("TPOV","SEEN",1);
969   gMC->Gsatt("TPVD","SEEN",1);
970   //
971   gMC->Gdopt("hide", "on");
972   gMC->Gdopt("shad", "on");
973   gMC->Gsatt("*", "fill", 7);
974   gMC->SetClipBox(".");
975   gMC->SetClipBox("*", 0, 1000, -1000, 1000, -1000, 1000);
976   gMC->DefaultRange();
977   gMC->Gdraw("alic", 40, 30, 0, 12, 9.5, .025, .025);
978   gMC->Gdhead(1111, "Time Projection Chamber");
979   gMC->Gdman(18, 4, "MAN");
980   gMC->Gdopt("hide","off");
981 }
982
983 //_____________________________________________________________________________
984 void AliTPCv2::CreateMaterials()
985 {
986   //
987   // Define materials for version 2 of the Time Projection Chamber
988   //
989
990   //
991   // Increase maximum number of steps
992   gMC->SetMaxNStep(30000);
993   //
994   AliTPC::CreateMaterials();
995 }
996
997 //_____________________________________________________________________________
998 void AliTPCv2::Init()
999 {
1000   //
1001   // Initialises version 2 of the TPC after that it has been built
1002   //
1003   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray()-399;
1004   AliTPC::Init();
1005   fIdSens1=gMC->VolId("TLGA"); // L-sector
1006   fIdSens2=gMC->VolId("TSGA"); // S-sector 
1007   fIdSens3=gMC->VolId("TSST"); // strip - S-sector (not always used)
1008   fIdSens4=gMC->VolId("TLST"); // strip - S-sector (not always used)
1009
1010   gMC->SetMaxNStep(30000); // max. number of steps increased
1011
1012   gMC->Gstpar(idtmed[403],"LOSS",5);
1013
1014   printf("*** TPC version 2 initialized ***\n");
1015   printf("Maximum number of steps = %d\n",gMC->GetMaxNStep());
1016
1017   //
1018   
1019 }
1020
1021 //_____________________________________________________________________________
1022 void AliTPCv2::StepManager()
1023 {
1024   //
1025   // Called for every step in the Time Projection Chamber
1026   //
1027
1028   //
1029   // parameters used for the energy loss calculations
1030   //
1031   const Float_t prim = 14.35; // number of primary collisions per 1 cm
1032   const Float_t poti = 20.77e-9; // first ionization potential for Ne/CO2
1033   const Float_t w_ion = 35.97e-9; // energy for the ion-electron pair creation 
1034  
1035  
1036   const Float_t big = 1.e10;
1037
1038   Int_t id,copy;
1039   Float_t hits[4];
1040   Int_t vol[2];  
1041   TClonesArray &lhits = *fHits;
1042   TLorentzVector pos;
1043   
1044   vol[1]=0;
1045
1046   //
1047
1048   gMC->SetMaxStep(big);
1049   
1050   if(!gMC->IsTrackAlive()) return; // particle has disappeared
1051   
1052   Float_t charge = gMC->TrackCharge();
1053   
1054   if(TMath::Abs(charge)<=0.) return; // take only charged particles
1055   
1056   
1057   id=gMC->CurrentVolID(copy);
1058   
1059   // Check the sensitive volume
1060   
1061   if(id == fIdSens1) 
1062     {
1063       vol[0] = copy + fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // L-sector number
1064     }
1065   else if(id == fIdSens2) 
1066     {
1067       vol[0] = copy-1; // S-sector number 
1068     }
1069   else if(id == fIdSens3 && gMC->IsTrackEntering())
1070     {
1071       vol[1] = copy-1;  // row number  
1072       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1073       vol[0] = copy-1; // sector number (S-sector)
1074
1075       //I.Belikov's modification
1076       if (vol[1]==0) {
1077        gMC->TrackMomentum(pos);
1078        hits[0]=pos[0];
1079        hits[1]=pos[1];
1080        hits[2]=pos[2];
1081        hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1082        new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1083       }
1084       //end of I.Belikov's modification
1085       
1086       gMC->TrackPosition(pos);
1087       hits[0]=pos[0];
1088       hits[1]=pos[1];
1089       hits[2]=pos[2];
1090       hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1091       new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1092     }
1093   else if(id == fIdSens4 && gMC->IsTrackEntering())
1094     {
1095       vol[1] = copy-1; // row number 
1096       id = gMC->CurrentVolOffID(1,copy);
1097       vol[0] = copy+fTPCParam->GetNInnerSector()-1; // sector number (L-sector)
1098
1099       //I.Belikov's modification
1100       if (vol[1]==0) {
1101        gMC->TrackMomentum(pos);
1102        hits[0]=pos[0];
1103        hits[1]=pos[1];
1104        hits[2]=pos[2];
1105        hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1106        new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1107       }
1108       //end of I.Belikov's modification
1109       
1110       gMC->TrackPosition(pos);
1111       hits[0]=pos[0];
1112       hits[1]=pos[1];
1113       hits[2]=pos[2];
1114       hits[3]=0.; // this hit has no energy loss
1115       new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1116     }
1117   else return;
1118   
1119   //
1120   //  charged particle is in the sensitive volume
1121   //
1122   
1123   if(gMC->TrackStep() > 0) {
1124     
1125     Int_t nel = (Int_t)(((gMC->Edep())-poti)/w_ion) + 1;
1126     nel=TMath::Min(nel,300); // 300 electrons corresponds to 10 keV
1127     
1128     gMC->TrackPosition(pos);
1129     hits[0]=pos[0];
1130     hits[1]=pos[1];
1131     hits[2]=pos[2];
1132     hits[3]=(Float_t)nel;
1133     
1134     // Add this hit
1135     
1136     new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
1137     
1138   } 
1139   
1140   // Stemax calculation for the next step
1141   
1142   Float_t pp;
1143   TLorentzVector mom;
1144   gMC->TrackMomentum(mom);
1145   Float_t ptot=mom.Rho();
1146   Float_t beta_gamma = ptot/gMC->TrackMass();
1147   
1148   Int_t pid=gMC->TrackPid();
1149   if((pid==kElectron || pid==kPositron) && ptot > 0.002)
1150     { 
1151       pp = prim*1.58; // electrons above 20 MeV/c are on the plateau!
1152     }
1153   else
1154     {
1155       pp=prim*BetheBloch(beta_gamma);    
1156       if(TMath::Abs(charge) > 1.) pp *= (charge*charge);
1157     }
1158   
1159   Float_t random[1];
1160   gMC->Rndm(random,1); // good, old GRNDM from Geant3
1161   
1162   Double_t rnd = (Double_t)random[0];
1163   
1164   gMC->SetMaxStep(-TMath::Log(rnd)/pp);
1165   
1166 }
1167
1168 //_____________________________________________________________________________
1169 Float_t AliTPCv2::BetheBloch(Float_t bg)
1170 {
1171   //
1172   // Bethe-Bloch energy loss formula
1173   //
1174   const Double_t p1=0.76176e-1;
1175   const Double_t p2=10.632;
1176   const Double_t p3=0.13279e-4;
1177   const Double_t p4=1.8631;
1178   const Double_t p5=1.9479;
1179
1180   Double_t dbg = (Double_t) bg;
1181
1182   Double_t beta = dbg/TMath::Sqrt(1.+dbg*dbg);
1183
1184   Double_t aa = TMath::Power(beta,p4);
1185   Double_t bb = TMath::Power(1./dbg,p5);
1186
1187   bb=TMath::Log(p3+bb);
1188   
1189   return ((Float_t)((p2-aa-bb)*p1/aa));
1190 }