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