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 }