Corrected bug in the TPC geometry, thanks to Ivana Hrivnacova
[u/mrichter/AliRoot.git] / TPC / AliTPCv3.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 1.12  2000/04/17 09:37:33  kowal2
19 removed obsolete AliTPCDigitsDisplay.C
20
21 Revision 1.11.8.2  2000/04/10 08:36:12  kowal2
22
23 Updated readout chambers
24 Some modifications to StepManager by M. Kowalski
25
26 Revision 1.11.8.1  2000/04/10 07:56:53  kowal2
27 Not used anymore - removed
28
29 Revision 1.11  1999/11/04 17:28:07  fca
30 Correct barrel part of HV Degrader
31
32 Revision 1.10  1999/10/14 16:52:08  fca
33 Only use PDG codes and not GEANT ones
34
35 Revision 1.9  1999/10/08 06:27:23  fca
36 Corrected bug in the HV degrader geometry, thanks to G.Tabary
37
38 Revision 1.8  1999/10/04 13:39:55  fca
39 Correct array index problem
40
41 Revision 1.7  1999/09/29 09:24:34  fca
42 Introduction of the Copyright and cvs Log
43
44 */
45
46 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
47 //                                                                           //
48 //  Time Projection Chamber version 3 -- detailed TPC and slow simulation    //
49 //                                                                           //
50 //Begin_Html
51 /*
52 <img src="picts/AliTPCv3Class.gif">
53 */
54 //End_Html
55 //                                                                           //
56 //                                                                           //
57 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
58
59 #include <stdlib.h>
60 #include <TMath.h>
61 #include "AliTPCv3.h"
62 #include "AliRun.h"
63 #include "AliConst.h"
64 #include "AliTPCDigitsArray.h"
65 #include"AliTPCParam.h"
66 #include "AliPDG.h"
67
68 ClassImp(AliTPCv3)
69  
70 //_____________________________________________________________________________
71 AliTPCv3::AliTPCv3(const char *name, const char *title) :
72   AliTPC(name, title) 
73 {
74   //
75   // Standard constructor for Time Projection Chamber version 3
76   //
77
78   SetBufferSize(128000);
79 }
80  
81 //_____________________________________________________________________________
82 void AliTPCv3::CreateGeometry()
83 {
84   //
85   // Creation of the TPC coarse geometry (version 3)
86   // Origin Marek Kowalski Cracow
87   //
88   //Begin_Html
89   /*
90     <img src="picts/AliTPCv0.gif">
91   */
92   //End_Html
93   //Begin_Html
94   /*
95     <img src="picts/AliTPCv0Tree.gif">
96   */
97   //End_Html
98
99   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray();
100
101   Float_t dm[21];
102   Int_t idrotm[120];
103
104   Int_t nRotMat = 0;
105
106
107   // ---------------------------------------------------- 
108   //          FIELD CAGE WITH ENDCAPS - G10
109   //          THIS IS ALSO A TPC MOTHER VOLUME 
110   // ---------------------------------------------------- 
111
112   dm[0] = 76.;
113   dm[1] = 278.;
114   dm[2] = 275.;
115
116   gMC->Gsvolu("TPC ", "TUBE", idtmed[8], dm, 3); 
117
118   //-----------------------------------------------------
119   //  Endcap cover c-fibre 0.86% X0
120   //-----------------------------------------------------
121
122   dm[0] = 78.;
123   dm[1] = 258.;
124   dm[2] = 0.95;
125
126   gMC->Gsvolu("TPEC","TUBE",idtmed[10],dm,3);
127
128   //-----------------------------------------------------
129   // Drift gas , leave 2 cm at the outer radius
130   // and inner raddius
131   //-----------------------------------------------------
132
133   dm[0] = 78.;
134   dm[1] = 258.;
135   dm[2] = 250.;
136
137   gMC->Gsvolu("TGAS", "TUBE", idtmed[4], dm, 3);
138
139
140   //------------------------------------------------------
141   //  membrane holder - carbon fiber
142   //------------------------------------------------------
143
144
145   gMC->Gsvolu("TPMH","TUBE",idtmed[6],dm,0);
146
147   dm[0] = 252.;
148   dm[1] = 258.;
149   dm[2] = 0.2;
150
151   gMC->Gsposp("TPMH",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
152  
153   dm[0] = 78.;
154   dm[1] = 82.;
155   dm[2] = 0.1;
156
157   gMC->Gsposp("TPMH",2,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
158
159   //----------------------------------------------------------
160   //  HV membrane - 25 microns of mylar
161   //----------------------------------------------------------
162
163   dm[0] = 82.;
164   dm[1] = 252.;
165   dm[2] = 0.00125;
166
167   gMC->Gsvolu("TPHV","TUBE",idtmed[5],dm,3);
168
169   gMC->Gspos("TPHV",1,"TGAS",0.,0.,0.,0,"ONLY");
170
171   gMC->Gspos("TGAS",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
172
173   //----------------------------------------------------------
174   // "side" gas volume, the same as the drift gas
175   // the readout chambers are placed there.  
176   //----------------------------------------------------------
177
178   dm[0] = 78.;
179   dm[1] = 258.;
180   dm[2] = 0.5*(275. - 250.);
181    
182   gMC->Gsvolu("TPSG", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
183
184   Float_t z_side = dm[2]; // 1/2 of the side gas thickness
185
186   //-----------------------------------------------------------
187   //   Readout chambers , 25% of X0, I use Al as the material
188   //-----------------------------------------------------------
189
190   Float_t InnerOpenAngle = fTPCParam->GetInnerAngle();
191   Float_t OuterOpenAngle = fTPCParam->GetOuterAngle();
192
193   Float_t InnerAngleShift = fTPCParam->GetInnerAngleShift();
194   Float_t OuterAngleShift = fTPCParam->GetOuterAngleShift();
195
196
197   Int_t nInnerSector = fTPCParam->GetNInnerSector()/2;
198   Int_t nOuterSector = fTPCParam->GetNOuterSector()/2;
199
200
201   Float_t InSecLowEdge = fTPCParam->GetInnerRadiusLow();
202   Float_t InSecUpEdge =  fTPCParam->GetInnerRadiusUp();
203
204   Float_t OuSecLowEdge = fTPCParam->GetOuterRadiusLow();
205   Float_t OuSecUpEdge = fTPCParam->GetOuterRadiusUp();
206
207   Float_t SecThick = 2.225; // Al
208
209   Float_t LowEdge = fTPCParam->GetInnerFrameSpace();
210
211   //  S (Inner) sectors
212
213   dm[0] = InSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-LowEdge;
214   dm[1] = InSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*InnerOpenAngle)-LowEdge;
215   dm[2] = SecThick;
216   dm[3] = 0.5*(InSecUpEdge-InSecLowEdge);
217
218   Float_t xCenterS = InSecLowEdge+dm[3];
219
220   gMC->Gsvolu("TRCS", "TRD1", idtmed[0], dm, 4); 
221
222   //  L (Outer) sectors
223
224   Float_t UpEdge = fTPCParam->GetOuterFrameSpace();
225
226   dm[0] = OuSecLowEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-UpEdge;
227   dm[1] = OuSecUpEdge*TMath::Tan(0.5*OuterOpenAngle)-UpEdge;
228   dm[2] = SecThick;
229   dm[3] = 0.5*(OuSecUpEdge-OuSecLowEdge);
230
231   Float_t xCenterL = OuSecLowEdge+dm[3];  
232
233   gMC->Gsvolu("TRCL", "TRD1", idtmed[0], dm, 4);
234
235   Float_t z1 = -z_side + SecThick*0.5;
236
237   //------------------------------------------------------------------
238   // Positioning of the S-sector readout chambers
239   //------------------------------------------------------------------
240
241   Int_t ns;
242   Float_t theta1,theta2,theta3;
243   Float_t phi1,phi2,phi3;
244   Float_t alpha;
245   Float_t x,y;
246
247   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
248     
249     phi1 = ns * InnerOpenAngle + 270.*kDegrad + InnerAngleShift;
250     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
251
252     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
253
254     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
255       
256     theta1 = 90.;
257     phi2   = 90.;
258     theta2 = 180.;
259     phi3   = ns * InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
260     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
261
262     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
263       
264     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
265
266     theta3 = 90.;
267
268     alpha = phi3*kDegrad;
269
270     x = xCenterS * TMath::Cos(alpha);
271     y = xCenterS * TMath::Sin(alpha); 
272  
273     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);  
274      
275     gMC->Gspos("TRCS", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY");
276
277     nRotMat++;     
278
279   }
280     
281   //-------------------------------------------------------------------
282   //  Positioning of the L-sectors readout chambers
283   //-------------------------------------------------------------------
284     
285   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
286     phi1 = ns * OuterOpenAngle + 270.*kDegrad + OuterAngleShift;
287     phi1 *= kRaddeg; // in degrees
288
289     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
290     
291
292     if (phi1 > 360.) phi1 -= 360.;
293       
294     theta1 = 90.;
295     phi2   = 90.;
296     theta2 = 180.;
297     phi3   = ns * OuterOpenAngle+OuterAngleShift;
298     phi3 *= kRaddeg; // in degrees
299
300     phi3 = (Float_t)TMath::Nint(phi3);
301
302       
303     if(phi3 > 360.) phi3 -= 360.;
304
305     theta3 = 90.;
306
307     alpha = phi3*kDegrad;
308
309     x = xCenterL * TMath::Cos(alpha);
310     y = xCenterL * TMath::Sin(alpha); 
311  
312     AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);  
313      
314
315     gMC->Gspos("TRCL", ns+1, "TPSG", x, y, z1, idrotm[nRotMat], "ONLY"); 
316
317     nRotMat++;   
318
319   }
320
321   Float_t z0 = z_side - 0.95;
322
323   gMC->Gspos("TPEC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
324
325   // ========================================================== 
326   //                  wheels 
327   // ========================================================== 
328
329   //
330   //  auxilary structures
331   //
332
333
334   gMC->Gsvolu("TPWI","TUBE",idtmed[24],dm,0); // "air" 
335
336   // ---------------------------------------------------------- 
337   //       Large wheel -> positioned in the TPC 
338   // ---------------------------------------------------------- 
339   
340
341   z0 = 263.5; // TPC length - 1/2 spoke wheel width
342
343   dm[0] = 258.;
344   dm[1] = 278.;
345   dm[2] = 11.5;
346   
347   gMC->Gsvolu("TPWL", "TUBE", idtmed[0], dm, 3); 
348
349   dm[0] = dm[0]+2.;
350   dm[1] = 278.;
351   dm[2] = dm[2]-2.;
352
353   gMC->Gsposp("TPWI",1,"TPWL",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
354
355   gMC->Gspos("TPWL", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
356   gMC->Gspos("TPWL", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, 0, "ONLY");
357
358   //
359   //  Outer vessel + CO2 HV degrader
360   //
361
362   dm[0] = 260.;
363   dm[1] = 278.;
364   dm[2] = 252.;
365
366   gMC->Gsvolu("TPCO","TUBE",idtmed[12],dm,3);
367
368   dm[0] = 275.;
369   dm[1] = 278.;
370   
371   gMC->Gsvolu("TPOV","TUBE",idtmed[10],dm,3);
372
373   gMC->Gspos("TPOV",1,"TPCO",0.,0.,0.,0,"ONLY");
374
375
376
377   gMC->Gspos("TPCO",1,"TPC ",0.,0.,0.,0,"ONLY");
378
379
380   //----------------------------------------------------------
381   //  Small wheel -> positioned in "side gas
382   //----------------------------------------------------------
383
384   dm[0] = 78.;
385   dm[1] = 82.;
386   dm[2] = 11.5;
387
388   gMC->Gsvolu("TPWS", "TUBE", idtmed[0], dm, 3);
389
390   dm[0] = 78.;
391   dm[1] = dm[1]-2;
392   dm[2] = dm[2]-2.;
393
394   gMC->Gsvolu("TPW1", "TUBE", idtmed[2], dm, 3);
395   
396   gMC->Gspos("TPW1", 1, "TPWS", 0., 0., 0., 0, "ONLY");
397
398   z0 = 1.; // spoke wheel is shifted w.r.t. center of the "side gas"
399
400   gMC->Gspos("TPWS", 1, "TPSG", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
401
402
403   // to avoid overlaps
404
405   dm[0] = 76.;
406   dm[1] = 78.;
407   dm[2] = 11.5;
408
409   gMC->Gsvolu("TPS1","TUBE",idtmed[0],dm,3);
410
411   dm[2] = 9.5;
412
413   gMC->Gsvolu("TPS2","TUBE",idtmed[24],dm,3);
414
415   gMC->Gspos("TPS2",1,"TPS1",0.,0.,0.,0,"ONLY");
416
417   z0= 263.5;
418   
419   gMC->Gspos("TPS1",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
420   gMC->Gspos("TPS1",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
421
422   // G10 plug
423
424   dm[0] = 76.;
425   dm[1] = 78.;
426   dm[2] = 1.;
427
428   gMC->Gsvolu("TPG2","TUBE",idtmed[8],dm,3);
429
430   z0 = 251.;
431
432   gMC->Gspos("TPG2",1,"TPC ",0.,0.,z0,0,"ONLY");
433   gMC->Gspos("TPG2",2,"TPC ",0.,0.,-z0,0,"ONLY");
434
435
436   //---------------------------------------------------------
437   //  central wheel  6 (radial direction) x 4 (along z) cm2
438   //---------------------------------------------------------
439
440   dm[0] = 140.;
441   dm[1] = 146.;
442   dm[2] = 2.;
443
444   gMC->Gsvolu("TPWC","TUBE",idtmed[0],dm,3);
445
446   dm[0] = dm[0] + 2.;
447   dm[1] = dm[1] - 2.;
448   dm[2] = dm[2] - 1.;
449
450   gMC->Gsposp("TPWI",2,"TPWC",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
451
452   z0 = z_side - 1.9 - 2.;
453
454   gMC->Gspos("TPWC",1,"TPSG",0.,0.,z0,0,"ONLY");
455
456   //
457
458   gMC->Gsvolu("TPSE","BOX ",idtmed[24],dm,0); // "empty" part of the spoke 
459
460  
461   //---------------------------------------------------------
462   //  inner spokes (nSectorInner)
463   //---------------------------------------------------------
464
465   dm[0] = 0.5*(139.9-82.1);
466   dm[1] = 3.;
467   dm[2] = 2.;
468
469   Float_t x1 = dm[0]+82.;
470
471   gMC->Gsvolu("TPSI","BOX",idtmed[0],dm,3);
472
473   dm[1] = dm[1]-1.;
474   dm[2] = dm[2]-1.;
475
476   gMC->Gsposp("TPSE",1,"TPSI",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
477
478   for(ns=0;ns<nInnerSector;ns++){
479
480     phi1 = 0.5*InnerOpenAngle + ns*InnerOpenAngle + InnerAngleShift;
481     theta1=90.;
482     phi1 *=kRaddeg;
483
484     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
485
486     phi2 = phi1+90.;
487     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
488     theta2=90.;
489     phi3=0.;
490     theta3=0.;
491
492     alpha = phi1 * kDegrad;
493     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
494     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);    
495
496    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
497
498    gMC->Gspos("TPSI",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");  
499
500    nRotMat++;
501
502   }
503
504   //-------------------------------------------------------------
505   // outer spokes (nSectorOuter)
506   //-------------------------------------------------------------
507
508   dm[0] = 0.5*(257.9-146.1);
509   dm[1] = 3.;
510   dm[2] = 2.;
511
512   x1 = dm[0] + 146.;
513
514   gMC->Gsvolu("TPSO","BOX ",idtmed[0],dm,3);
515
516   dm[1] = dm[1] - 1.;
517   dm[2] = dm[2] - 1.;
518
519   gMC->Gsposp("TPSE",2,"TPSO",0.,0.,0.,0,"ONLY",dm,3);
520
521   for(ns=0;ns<nOuterSector;ns++){
522
523     phi1 = 0.5*OuterOpenAngle + ns*OuterOpenAngle + OuterAngleShift;
524     theta1=90.;
525     phi1 *=kRaddeg;
526
527     phi1 = (Float_t)TMath::Nint(phi1);
528
529     phi2 = phi1+90.;
530     if(phi2>360.) phi2 -= 360.;
531     theta2=90.;
532     phi3=0.;
533     theta3=0.;
534
535     alpha = phi1 * kDegrad;
536     x     = x1 * TMath::Cos(alpha);
537     y     = x1 * TMath::Sin(alpha);    
538
539    AliMatrix(idrotm[nRotMat],theta1,phi1,theta2,phi2,theta3,phi3);
540
541    gMC->Gspos("TPSO",ns+1,"TPSG",x,y,z0,idrotm[nRotMat],"ONLY");  
542
543    nRotMat++;
544
545   }  
546   
547
548   
549   // -------------------------------------------------------- 
550   //         put the readout chambers into the TPC 
551   // -------------------------------------------------------- 
552
553   theta1 = 90.;
554   phi1   = 0.;
555   theta2 = 90.;
556   phi2   = 270.;
557   theta3 = 180.;
558   phi3   = 0.;
559   
560   AliMatrix(idrotm[nRotMat], theta1, phi1, theta2, phi2, theta3, phi3);
561   
562   z0 = z_side + 250.;
563   
564   gMC->Gspos("TPSG", 1, "TPC ", 0, 0, z0, 0, "ONLY");
565   gMC->Gspos("TPSG", 2, "TPC ", 0, 0, -z0, idrotm[nRotMat], "ONLY");
566   
567   gMC->Gspos("TPC ", 1, "ALIC", 0, 0, 0, 0, "ONLY");
568
569   //----------------------------------------------------
570   //  Inner vessel and HV degrader
571   //----------------------------------------------------
572
573   dm[0] = 0.;
574   dm[1] = 360.;
575   dm[2] = 4.;
576   
577   dm[3] = -250.;
578   dm[4] = 74.4;
579   dm[5] = 76.;
580
581   dm[6] = -64.5;
582   dm[7] = 50.;
583   dm[8] = 76.;
584
585   dm[9] = 64.5;
586   dm[10] = 50.;
587   dm[11] = 76.;
588
589   dm[12] = 250.;
590   dm[13] = 74.4;
591   dm[14] = 76.;
592
593   gMC->Gsvolu("TPVD", "PCON", idtmed[12], dm, 15); // CO2
594
595   // cone parts
596
597   dm[0] = 0.;
598   dm[1] = 360.;
599   dm[2] = 2.;
600
601   dm[3] = 64.5;
602   dm[4] = 50.;
603   dm[5] = 51.6;
604  
605   dm[6] = 250.;
606   dm[7] = 74.4;
607   dm[8] = 76.;
608
609
610   gMC->Gsvolu("TIVC","PCON",idtmed[11],dm,9); // C-fibre
611
612   gMC->Gspos("TIVC",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
613   gMC->Gspos("TIVC",2,"TPVD",0.,0.,0.,idrotm[nRotMat],"ONLY");
614
615   // barrel part
616
617   dm[0] = 50.;
618   dm[1] = 50.5;
619   dm[2] = 64.5;
620
621   gMC->Gsvolu("TIVB","TUBE",idtmed[9],dm,3);
622
623   gMC->Gspos("TIVB",1,"TPVD",0.,0.,0.,0,"ONLY");
624
625   gMC->Gspos("TPVD",1,"ALIC",0.,0.,0.,0,"ONLY");
626
627   
628
629   
630
631   // --------------------------------------------------- 
632   //               volumes ordering 
633   // --------------------------------------------------- 
634   gMC->Gsord("TPSG", 6);
635  
636 } // end of function
637
638  
639  
640 //_____________________________________________________________________________
641 void AliTPCv3::DrawDetector()
642 {
643   //
644   // Draw a shaded view of the Time Projection Chamber version 1
645   //
646
647
648   // Set everything unseen
649   gMC->Gsatt("*", "seen", -1);
650   // 
651   // Set ALIC mother transparent
652   gMC->Gsatt("ALIC","SEEN",0);
653   //
654   // Set the volumes visible
655   gMC->Gsatt("TPC","SEEN",0);
656   gMC->Gsatt("TGAS","SEEN",0);
657   gMC->Gsatt("TPSG","SEEN",0);
658   gMC->Gsatt("TPHV","SEEN",1);
659   gMC->Gsatt("TPMH","SEEN",1);
660   gMC->Gsatt("TPEC","SEEN",0);
661   gMC->Gsatt("TRCS","SEEN",1);
662   gMC->Gsatt("TRCL","SEEN",1);
663   gMC->Gsatt("TPWL","SEEN",1);
664   gMC->Gsatt("TPWI","SEEN",1);
665   gMC->Gsatt("TPWS","SEEN",1);
666   gMC->Gsatt("TPW1","SEEN",1);
667   gMC->Gsatt("TPS1","SEEN",1);
668   gMC->Gsatt("TPS2","SEEN",1);
669   gMC->Gsatt("TPG1","SEEN",1);
670   gMC->Gsatt("TPG2","SEEN",1);
671   gMC->Gsatt("TPWC","SEEN",1);
672   gMC->Gsatt("TPSI","SEEN",1); 
673   gMC->Gsatt("TPSO","SEEN",1);
674   gMC->Gsatt("TPCO","SEEN",1);
675   gMC->Gsatt("TPOV","SEEN",1);
676   gMC->Gsatt("TPVD","SEEN",1);
677   //
678   gMC->Gdopt("hide", "on");
679   gMC->Gdopt("shad", "on");
680   gMC->Gsatt("*", "fill", 7);
681   gMC->SetClipBox(".");
682   gMC->SetClipBox("*", 0, 1000, -1000, 1000, -1000, 1000);
683   gMC->DefaultRange();
684   gMC->Gdraw("alic", 40, 30, 0, 12, 9.5, .025, .025);
685   gMC->Gdhead(1111, "Time Projection Chamber");
686   gMC->Gdman(18, 4, "MAN");
687   gMC->Gdopt("hide","off");
688 }
689
690 //_____________________________________________________________________________
691 void AliTPCv3::CreateMaterials()
692 {
693   //
694   // Define materials for version 2 of the Time Projection Chamber
695   //
696
697
698   //
699   // Increase maximum number of steps
700   gMC->SetMaxNStep(30000);
701   //
702   AliTPC::CreateMaterials();
703 }
704
705 //_____________________________________________________________________________
706 void AliTPCv3::Init()
707 {
708   //
709   // Initialises version 3 of the TPC after that it has been built
710   //
711   Int_t *idtmed = fIdtmed->GetArray()-399;
712
713   AliTPC::Init();
714
715   fIdSens1=gMC->VolId("TGAS"); // drift gas as a sensitive volume
716
717   gMC->SetMaxNStep(30000); // max. number of steps increased
718
719   gMC->Gstpar(idtmed[403],"LOSS",5);
720
721   printf("*** TPC version 3 initialized ***\n");
722   printf("Maximum number of steps = %d\n",gMC->GetMaxNStep());
723
724   //
725   
726 }
727
728 //_____________________________________________________________________________
729 void AliTPCv3::StepManager()
730 {
731   //
732   // Called for every step in the Time Projection Chamber
733   //
734
735   //
736   // parameters used for the energy loss calculations
737   //
738   const Float_t prim = 14.35; // number of primary collisions per 1 cm
739   const Float_t poti = 20.77e-9; // first ionization potential for Ne/CO2
740   const Float_t w_ion = 35.97e-9; // energy for the ion-electron pair creation 
741  
742  
743   const Float_t big = 1.e10;
744
745   Int_t id,copy;
746   TLorentzVector pos;
747   Float_t hits[4];
748   Int_t vol[2];  
749   TClonesArray &lhits = *fHits;
750   
751   vol[1]=0;
752   vol[0]=0;
753
754   //
755
756   gMC->SetMaxStep(big);
757   
758   if(!gMC->IsTrackAlive()) return; // particle has disappeared
759   
760   Float_t charge = gMC->TrackCharge();
761   
762   if(TMath::Abs(charge)<=0.) return; // take only charged particles
763   
764   
765   id=gMC->CurrentVolID(copy);
766   
767   // Check the sensitive volume
768   
769   if (id != fIdSens1) return;
770   
771   //
772   //  charged particle is in the sensitive volume
773   //
774   
775   if(gMC->TrackStep() > 0) {
776
777     
778     Int_t nel = (Int_t)(((gMC->Edep())-poti)/w_ion) + 1;
779     nel=TMath::Min(nel,300); // 300 electrons corresponds to 10 keV
780     
781     gMC->TrackPosition(pos);
782     hits[0]=pos[0];
783     hits[1]=pos[1];
784     hits[2]=pos[2];
785
786     //
787     // check the selected side of the TPC
788     //
789  
790     if(fSide && fSide*hits[2]<=0.) return;
791
792     hits[3]=(Float_t)nel;
793     
794     // Add this hit
795    
796     new(lhits[fNhits++]) AliTPChit(fIshunt,gAlice->CurrentTrack(),vol,hits);
797     
798   } 
799   
800   // Stemax calculation for the next step
801   
802   Float_t pp;
803   TLorentzVector mom;
804   gMC->TrackMomentum(mom);
805   Float_t ptot=mom.Rho();
806   Float_t beta_gamma = ptot/gMC->TrackMass();
807   
808   Int_t pid=gMC->TrackPid();
809   if((pid==kElectron || pid==kPositron) && ptot > 0.002)
810     { 
811       pp = prim*1.58; // electrons above 20 MeV/c are on the plateau!
812     }
813   else
814     {
815       pp=prim*BetheBloch(beta_gamma);    
816       if(TMath::Abs(charge) > 1.) pp *= (charge*charge);
817     }
818   
819   Float_t random[1];
820   gMC->Rndm(random,1); // good, old GRNDM from Geant3
821   
822   Double_t rnd = (Double_t)random[0];
823   
824   gMC->SetMaxStep(-TMath::Log(rnd)/pp);
825   
826 }
827
828 //_____________________________________________________________________________
829 Float_t AliTPCv3::BetheBloch(Float_t bg)
830 {
831   //
832   // Bethe-Bloch energy loss formula
833   //
834   const Double_t p1=0.76176e-1;
835   const Double_t p2=10.632;
836   const Double_t p3=0.13279e-4;
837   const Double_t p4=1.8631;
838   const Double_t p5=1.9479;
839
840   Double_t dbg = (Double_t) bg;
841
842   Double_t beta = dbg/TMath::Sqrt(1.+dbg*dbg);
843
844   Double_t aa = TMath::Power(beta,p4);
845   Double_t bb = TMath::Power(1./dbg,p5);
846
847   bb=TMath::Log(p3+bb);
848   
849   return ((Float_t)((p2-aa-bb)*p1/aa));
850 }