TRD/AliTRD.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 1.16.2.2  2000/02/28 17:53:24  cblume
  19 Introduce TRD geometry classes
  20
  21 Revision 1.16.2.1  2000/02/28 17:04:19  cblume
  22 Include functions and data members for AliTRDrecPoint
  23
  24 Revision 1.16  2000/01/19 17:17:35  fca
  25 Introducing a list of lists of hits -- more hits allowed for detector now
  26
  27 Revision 1.15  1999/11/02 17:04:25  fca
  28 Small syntax change for HP compiler
  29
  30 Revision 1.14  1999/11/02 16:57:02  fca
  31 Avoid non ansi warnings on HP compilers
  32
  33 Revision 1.13  1999/11/02 16:35:56  fca
  34 New version of TRD introduced
  35
  36 Revision 1.12  1999/11/01 20:41:51  fca
  37 Added protections against using the wrong version of FRAME
  38
  39 Revision 1.11  1999/09/29 09:24:34  fca
  40 Introduction of the Copyright and cvs Log
  41
  42 */
  43
  44 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  45 //                                                                           //
  46 //  Transition Radiation Detector                                            //
  47 //  This class contains the basic functions for the Transition Radiation     //
  48 //  Detector, as well as the geometry.                                       //
  49 //  Functions specific to one particular geometry are contained in the       //
  50 //  derived classes.                                                         //
  51 //                                                                           //
  52 //Begin_Html
  53 /*
  54 <img src="picts/AliTRDClass.gif">
  55 */
  56 //End_Html
  57 //                                                                           //
  58 //                                                                           //
  59 ///////////////////////////////////////////////////////////////////////////////
  60
  61 #include <stdlib.h>
  62
  63 #include <TMath.h>
  64 #include <TNode.h>
  65 #include <TPGON.h>
  66
  67 #include "AliTRD.h"
  68 #include "AliRun.h"
  69 #include "AliConst.h"
  70 #include "AliTRDdigitizer.h"
  71 #include "AliTRDclusterizer.h"
  72 #include "AliTRDgeometryHole.h"
  73 #include "AliTRDgeometryFull.h"
  74 #include "AliTRDrecPoint.h"
  75
  76 ClassImp(AliTRD)
  77
  78 //_____________________________________________________________________________
  79 AliTRD::AliTRD()
  80 {
  81   //
  82   // Default constructor
  83   //
  84
  85   fIshunt      = 0;
  86   fGasMix      = 0;
  87   fHits        = 0;
  88   fDigits      = 0;
  89
  90   fRecPoints   = 0;
  91   fNRecPoints  = 0;
  92
  93   fGeometry    = 0;
  94
  95 }
  96
  97 //_____________________________________________________________________________
  98 AliTRD::AliTRD(const char *name, const char *title)
  99        : AliDetector(name,title)
 100 {
 101   //
 102   // Standard constructor for the TRD
 103   //
 104
 105   // Check that FRAME is there otherwise we have no place where to
 106   // put TRD
 107   AliModule* FRAME=gAlice->GetModule("FRAME");
 108   if (!FRAME) {
 109     Error("Ctor","TRD needs FRAME to be present\n");
 110     exit(1);
 111   }
 112
 113   // Define the TRD geometry according to the FRAME geometry
 114   if      (FRAME->IsVersion() == 0) {
 115     // Geometry with hole
 116     fGeometry = new AliTRDgeometryHole();
 117   }
 118   else if (FRAME->IsVersion() == 1) {
 119     // Geometry without hole
 120     fGeometry = new AliTRDgeometryFull();
 121   }
 122   else {
 123     Error("Ctor","Could not find valid FRAME version\n");
 124     exit(1);
 125   }
 126
 127   // Allocate the hit array
 128   fHits       = new TClonesArray("AliTRDhit"    ,  405);
 129   gAlice->AddHitList(fHits);
 130
 131   // Allocate the digits array
 132   fDigits     = 0;
 133
 134   // Allocate the rec point array
 135   fRecPoints  = new TClonesArray("AliTRDrecPoint",  400);
 136   fNRecPoints = 0;
 137
 138   fIshunt = 0;
 139   fGasMix = 0;
 140
 141   SetMarkerColor(kWhite);
 142
 143 }
 144
 145 //_____________________________________________________________________________
 146 AliTRD::~AliTRD()
 147 {
 148   //
 149   // TRD destructor
 150   //
 151
 152   fIshunt = 0;
 153
 154   delete fGeometry;
 155   delete fHits;
 156   delete fRecPoints;
 157
 158 }
 159
 160 //_____________________________________________________________________________
 161 void AliTRD::AddRecPoint(Float_t *pos, Int_t *digits, Int_t det, Float_t amp)
 162 {
 163   //
 164   // Add a reconstructed point for the TRD
 165   //
 166
 167   TClonesArray   &lRecPoints = *fRecPoints;
 168   AliTRDrecPoint *RecPoint   = new(lRecPoints[fNRecPoints++]) AliTRDrecPoint();
 169   TVector3        posVec(pos[0],pos[1],pos[2]);
 170   RecPoint->SetLocalPosition(posVec);
 171   RecPoint->SetDetector(det);
 172   RecPoint->SetAmplitude(amp);
 173   for (Int_t iDigit = 0; iDigit < 3; iDigit++) {
 174     RecPoint->AddDigit(digits[iDigit]);
 175   }
 176
 177 }
 178
 179 //_____________________________________________________________________________
 180 void AliTRD::AddDigit(Int_t *digits)
 181 {
 182   //
 183   // Add a digit for the TRD
 184   //
 185
 186   TClonesArray &ldigits = *fDigits;
 187   new(ldigits[fNdigits++]) AliTRDdigit(digits);
 188
 189 }
 190
 191 //_____________________________________________________________________________
 192 void AliTRD::AddHit(Int_t track, Int_t det, Float_t *hits)
 193 {
 194   //
 195   // Add a hit for the TRD
 196   //
 197
 198   TClonesArray &lhits = *fHits;
 199   new(lhits[fNhits++]) AliTRDhit(fIshunt,track,det,hits);
 200
 201 }
 202
 203 //_____________________________________________________________________________
 204 void AliTRD::BuildGeometry()
 205 {
 206   //
 207   // Create the ROOT TNode geometry for the TRD
 208   //
 209
 210   TNode *Node, *Top;
 211   TPGON *pgon;
 212   const Int_t kColorTRD = 46;
 213
 214   // Find the top node alice
 215   Top = gAlice->GetGeometry()->GetNode("alice");
 216
 217   pgon = new TPGON("S_TRD","TRD","void",0,360,kNsect,4);
 218   Float_t ff    = TMath::Cos(kDegrad * 180 / kNsect);
 219   Float_t rrmin = kRmin / ff;
 220   Float_t rrmax = kRmax / ff;
 221   pgon->DefineSection(0,-kZmax1,rrmax,rrmax);
 222   pgon->DefineSection(1,-kZmax2,rrmin,rrmax);
 223   pgon->DefineSection(2, kZmax2,rrmin,rrmax);
 224   pgon->DefineSection(3, kZmax1,rrmax,rrmax);
 225   Top->cd();
 226   Node = new TNode("TRD","TRD","S_TRD",0,0,0,"");
 227   Node->SetLineColor(kColorTRD);
 228   fNodes->Add(Node);
 229
 230 }
 231
 232 //_____________________________________________________________________________
 233 void AliTRD::CreateGeometry()
 234 {
 235   //
 236   // Creates the volumes for the TRD chambers
 237   //
 238
 239   // Check that FRAME is there otherwise we have no place where to put the TRD
 240   AliModule* FRAME = gAlice->GetModule("FRAME");
 241   if (!FRAME) {
 242     printf(" The TRD needs the FRAME to be defined first\n");
 243     return;
 244   }
 245
 246   fGeometry->CreateGeometry(fIdtmed->GetArray() - 1299);
 247
 248 }
 249
 250 //_____________________________________________________________________________
 251 void AliTRD::CreateMaterials()
 252 {
 253   //
 254   // Create the materials for the TRD
 255   // Origin Y.Foka
 256   //
 257
 258   Int_t   ISXFLD = gAlice->Field()->Integ();
 259   Float_t SXMGMX = gAlice->Field()->Max();
 260
 261   // For polyethilene (CH2)
 262   Float_t ape[2] = { 12., 1. };
 263   Float_t zpe[2] = {  6., 1. };
 264   Float_t wpe[2] = {  1., 2. };
 265   Float_t dpe    = 0.95;
 266
 267   // For mylar (C5H4O2)
 268   Float_t amy[3] = { 12., 1., 16. };
 269   Float_t zmy[3] = {  6., 1.,  8. };
 270   Float_t wmy[3] = {  5., 4.,  2. };
 271   Float_t dmy    = 1.39;
 272
 273   // For CO2
 274   Float_t aco[2] = { 12., 16. };
 275   Float_t zco[2] = {  6.,  8. };
 276   Float_t wco[2] = {  1.,  2. };
 277   Float_t dco    = 0.001977;
 278
 279   // For water
 280   Float_t awa[2] = {  1., 16. };
 281   Float_t zwa[2] = {  1.,  8. };
 282   Float_t wwa[2] = {  2.,  1. };
 283   Float_t dwa    = 1.0;
 284
 285   // For isobutane (C4H10)
 286   Float_t ais[2] = { 12.,  1. };
 287   Float_t zis[2] = {  6.,  1. };
 288   Float_t wis[2] = {  4., 10. };
 289   Float_t dis    = 0.00267;
 290
 291   // For Xe/CO2-gas-mixture
 292   // Xe-content of the Xe/CO2-mixture (90% / 10%)
 293   Float_t fxc    = .90;
 294   // Xe-content of the Xe/Isobutane-mixture (97% / 3%)
 295   Float_t fxi    = .97;
 296   Float_t dxe    = .005858;
 297
 298   // General tracking parameter
 299   Float_t tmaxfd = -10.;
 300   Float_t stemax = -1e10;
 301   Float_t deemax = -0.1;
 302   Float_t epsil  =  1e-4;
 303   Float_t stmin  = -0.001;
 304
 305   Float_t absl, radl, d, buf[1];
 306   Float_t agm[2], dgm, zgm[2], wgm[2];
 307   Int_t   nbuf;
 308
 309   //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 310   //     Define Materials
 311   //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 312
 313   AliMaterial( 1, "Al $",  26.98, 13.0, 2.7     ,     8.9 ,    37.2);
 314   AliMaterial( 2, "Air$",  14.61,  7.3, 0.001205, 30420.0 , 67500.0);
 315   AliMaterial( 4, "Xe $", 131.29, 54.0, dxe     ,  1447.59,     0.0);
 316   AliMaterial( 5, "Cu $",  63.54, 29.0, 8.96    ,     1.43,    14.8);
 317   AliMaterial( 6, "C  $",  12.01,  6.0, 2.265   ,    18.8 ,    74.4);
 318   AliMaterial(12, "G10$",  20.00, 10.0, 1.7     ,    19.4 ,   999.0);
 319
 320   // Mixtures
 321   AliMixture(3, "Polyethilene$",   ape, zpe, dpe, -2, wpe);
 322   AliMixture(7, "Mylar$",          amy, zmy, dmy, -3, wmy);
 323   AliMixture(8, "CO2$",            aco, zco, dco, -2, wco);
 324   AliMixture(9, "Isobutane$",      ais, zis, dis, -2, wis);
 325   AliMixture(13,"Water$",          awa, zwa, dwa, -2, wwa);
 326
 327   // Gas mixtures
 328   Char_t namate[21];
 329   // Xe/CO2-mixture
 330   // Get properties of Xe
 331   gMC->Gfmate((*fIdmate)[4], namate, agm[0], zgm[0], d, radl, absl, buf, nbuf);
 332   // Get properties of CO2
 333   gMC->Gfmate((*fIdmate)[8], namate, agm[1], zgm[1], d, radl, absl, buf, nbuf);
 334   // Create gas mixture
 335   wgm[0] = fxc;
 336   wgm[1] = 1. - fxc;
 337   dgm    = wgm[0] * dxe + wgm[1] * dco;
 338   AliMixture(10, "Gas mixture 1$", agm, zgm, dgm,  2, wgm);
 339   // Xe/Isobutane-mixture
 340   // Get properties of Xe
 341   gMC->Gfmate((*fIdmate)[4], namate, agm[0], zgm[0], d, radl, absl, buf, nbuf);
 342   // Get properties of Isobutane
 343   gMC->Gfmate((*fIdmate)[9], namate, agm[1], zgm[1], d, radl, absl, buf, nbuf);
 344   // Create gas mixture
 345   wgm[0] = fxi;
 346   wgm[1] = 1. - fxi;
 347   dgm    = wgm[0] * dxe + wgm[1] * dis;
 348   AliMixture(11, "Gas mixture 2$", agm, zgm, dgm,  2, wgm);
 349
 350   //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 351   //     Tracking Media Parameters
 352   //////////////////////////////////////////////////////////////////////////
 353
 354   // Al Frame
 355   AliMedium(1, "Al Frame$",   1, 0, ISXFLD, SXMGMX
 356                 , tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 357   // Air
 358   AliMedium(2, "Air$",        2, 0, ISXFLD, SXMGMX
 359                 , tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 360   // Polyethilene
 361   AliMedium(3, "Radiator$",   3, 0, ISXFLD, SXMGMX
 362                 , tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 363   // Xe
 364   AliMedium(4, "Xe$",         4, 1, ISXFLD, SXMGMX
 365                 , tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 366   // Cu pads
 367   AliMedium(5, "Padplane$",   5, 1, ISXFLD, SXMGMX
 368                 , tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 369   // Fee + cables
 370   AliMedium(6, "Readout$",    1, 0, ISXFLD, SXMGMX
 371                 , tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 372   // C frame
 373   AliMedium(7, "C Frame$",    6, 0, ISXFLD, SXMGMX
 374                 , tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 375   // Mylar foils
 376   AliMedium(8, "Mylar$",      7, 0, ISXFLD, SXMGMX
 377                 , tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 378   if (fGasMix == 1) {
 379     // Gas-mixture (Xe/CO2)
 380     AliMedium(9, "Gas-mix$",   10, 1, ISXFLD, SXMGMX
 381                   , tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 382   }
 383   else {
 384     // Gas-mixture (Xe/Isobutane)
 385     AliMedium(9, "Gas-mix$",   11, 1, ISXFLD, SXMGMX
 386                   , tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 387   }
 388   // Nomex-honeycomb (use carbon for the time being)
 389   AliMedium(10, "Nomex$",      6, 0, ISXFLD, SXMGMX
 390                 , tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 391   // Kapton foils (use Mylar for the time being)
 392   AliMedium(11, "Kapton$",     7, 0, ISXFLD, SXMGMX
 393                 , tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 394   // Gas-filling of the radiator
 395   AliMedium(12, "CO2$",        8, 0, ISXFLD, SXMGMX
 396                 , tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 397   // G10-plates
 398   AliMedium(13, "G10-plates$",12, 0, ISXFLD, SXMGMX
 399                 , tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 400   // Cooling water
 401   AliMedium(14, "Water$",     13, 0, ISXFLD, SXMGMX
 402                 , tmaxfd, stemax, deemax, epsil, stmin);
 403
 404 }
 405
 406 //_____________________________________________________________________________
 407 void AliTRD::DrawModule()
 408 {
 409   //
 410   // Draw a shaded view of the Transition Radiation Detector version 0
 411   //
 412
 413   // Set everything unseen
 414   gMC->Gsatt("*"   ,"SEEN",-1);
 415
 416   // Set ALIC mother transparent
 417   gMC->Gsatt("ALIC","SEEN", 0);
 418
 419   // Set the volumes visible
 420   if (fGeometry->IsVersion() == 0) {
 421     gMC->Gsatt("B071","SEEN", 0);
 422     gMC->Gsatt("B074","SEEN", 0);
 423     gMC->Gsatt("B075","SEEN", 0);
 424     gMC->Gsatt("B077","SEEN", 0);
 425     gMC->Gsatt("BTR1","SEEN", 0);
 426     gMC->Gsatt("BTR2","SEEN", 0);
 427     gMC->Gsatt("BTR3","SEEN", 0);
 428     gMC->Gsatt("TRD1","SEEN", 0);
 429     gMC->Gsatt("TRD2","SEEN", 0);
 430     gMC->Gsatt("TRD3","SEEN", 0);
 431   }
 432   else {
 433     gMC->Gsatt("B071","SEEN", 0);
 434     gMC->Gsatt("B074","SEEN", 0);
 435     gMC->Gsatt("B075","SEEN", 0);
 436     gMC->Gsatt("B077","SEEN", 0);
 437     gMC->Gsatt("BTR1","SEEN", 0);
 438     gMC->Gsatt("BTR2","SEEN", 0);
 439     gMC->Gsatt("BTR3","SEEN", 0);
 440     gMC->Gsatt("TRD1","SEEN", 0);
 441   }
 442   gMC->Gsatt("UCII","SEEN", 0);
 443   gMC->Gsatt("UCIM","SEEN", 0);
 444   gMC->Gsatt("UCIO","SEEN", 0);
 445   gMC->Gsatt("UL02","SEEN", 1);
 446   gMC->Gsatt("UL05","SEEN", 1);
 447   gMC->Gsatt("UL06","SEEN", 1);
 448
 449   gMC->Gdopt("hide", "on");
 450   gMC->Gdopt("shad", "on");
 451   gMC->Gsatt("*", "fill", 7);
 452   gMC->SetClipBox(".");
 453   gMC->SetClipBox("*", 0, 2000, -2000, 2000, -2000, 2000);
 454   gMC->DefaultRange();
 455   gMC->Gdraw("alic", 40, 30, 0, 12, 9.4, .021, .021);
 456   gMC->Gdhead(1111, "Transition Radiation Detector");
 457   gMC->Gdman(18, 4, "MAN");
 458
 459 }
 460
 461 //_____________________________________________________________________________
 462 Int_t AliTRD::DistancetoPrimitive(Int_t , Int_t )
 463 {
 464   //
 465   // Distance between the mouse and the TRD detector on the screen
 466   // Dummy routine
 467
 468   return 9999;
 469
 470 }
 471
 472 //_____________________________________________________________________________
 473 void AliTRD::Init()
 474 {
 475   //
 476   // Initialize the TRD detector after the geometry has been created
 477   //
 478
 479   Int_t i;
 480
 481   printf("\n");
 482   for (i = 0; i < 35; i++) printf("*");
 483   printf(" TRD_INIT ");
 484   for (i = 0; i < 35; i++) printf("*");
 485   printf("\n");
 486   printf("\n");
 487
 488   if      (fGeometry->IsVersion() == 0) {
 489     printf("          Geometry with holes initialized.\n\n");
 490   }
 491   else if (fGeometry->IsVersion() == 1) {
 492     printf("          Geometry without holes initialized.\n\n");
 493   }
 494
 495   if (fGasMix == 1)
 496     printf("          Gas Mixture: 90%% Xe + 10%% CO2\n\n");
 497   else
 498     printf("          Gas Mixture: 97%% Xe + 3%% Isobutane\n\n");
 499
 500 }
 501
 502 //_____________________________________________________________________________
 503 void AliTRD::MakeBranch(Option_t* option)
 504 {
 505   //
 506   // Create Tree branches for the TRD digits and cluster.
 507   //
 508
 509   Int_t  buffersize = 4000;
 510   Char_t branchname[15];
 511
 512   AliDetector::MakeBranch(option);
 513
 514   //Char_t *D = strstr(option,"D");
 515   //sprintf(branchname,"%s",GetName());
 516   //if (fDigits    && gAlice->TreeD() && D) {
 517   //  gAlice->TreeD()->Branch(branchname,&fDigits,   buffersize);
 518   //  printf("* AliTRD::MakeBranch * Making Branch %s for digits in TreeD\n",branchname);
 519   //}
 520
 521   Char_t *R = strstr(option,"R");
 522   sprintf(branchname,"%srecPoints",GetName());
 523   if (fRecPoints && gAlice->TreeR() && R) {
 524     gAlice->TreeR()->Branch(branchname,&fRecPoints,buffersize);
 525     printf("* AliTRD::MakeBranch * Making Branch %s for points in TreeR\n",branchname);
 526   }
 527
 528 }
 529
 530 //_____________________________________________________________________________
 531 void AliTRD::ResetRecPoints()
 532 {
 533   //
 534   // Reset number of reconstructed points and the point array
 535   //
 536
 537   fNRecPoints = 0;
 538   if (fRecPoints) fRecPoints->Clear();
 539
 540 }
 541
 542 //_____________________________________________________________________________
 543 void AliTRD::SetTreeAddress()
 544 {
 545   //
 546   // Set the branch addresses for the trees.
 547   //
 548
 549   Char_t branchname[15];
 550
 551   AliDetector::SetTreeAddress();
 552
 553   TBranch *branch;
 554   TTree   *treeR = gAlice->TreeR();
 555
 556   if (treeR) {
 557     sprintf(branchname,"%srecPoints",GetName());
 558     if (fRecPoints) {
 559       branch = treeR->GetBranch(branchname);
 560       if (branch) {
 561         branch->SetAddress(&fRecPoints);
 562       }
 563     }
 564   }
 565
 566 }
 567
 568 //_____________________________________________________________________________
 569 void AliTRD::SetGasMix(Int_t imix)
 570 {
 571   //
 572   // Defines the gas mixture (imix=0:  Xe/Isobutane imix=1: Xe/CO2)
 573   //
 574
 575   if ((imix < 0) || (imix > 1)) {
 576     printf("Wrong input value: %d\n",imix);
 577     printf("Use standard setting\n");
 578     fGasMix = 0;
 579     return;
 580   }
 581
 582   fGasMix = imix;
 583
 584 }
 585
 586 //______________________________________________________________________________
 587 void AliTRD::Streamer(TBuffer &R__b)
 588 {
 589   //
 590   // Stream an object of class AliTRD.
 591   //
 592
 593   if (R__b.IsReading()) {
 594     Version_t R__v = R__b.ReadVersion(); if (R__v) { }
 595     AliDetector::Streamer(R__b);
 596     R__b >> fGasMix;
 597     R__b >> fGeometry;
 598     // Stream the pointers but not the TClonesArray
 599     R__b >> fRecPoints;     // diff
 600   }
 601   else {
 602     R__b.WriteVersion(AliTRD::IsA());
 603     AliDetector::Streamer(R__b);
 604     R__b << fGasMix;
 605     R__b << fGeometry;
 606     // Stream the pointers but not the TClonesArrays
 607     R__b << fRecPoints;     // diff
 608   }
 609
 610 }
 611
 612 ClassImp(AliTRDhit)
 613
 614 //_____________________________________________________________________________
 615 AliTRDhit::AliTRDhit(Int_t shunt, Int_t track, Int_t det, Float_t *hits)
 616           :AliHit(shunt, track)
 617 {
 618   //
 619   // Create a TRD hit
 620   //
 621
 622   // Store volume hierarchy
 623   fDetector = det;
 624
 625   // Store position and charge
 626   fX        = hits[0];
 627   fY        = hits[1];
 628   fZ        = hits[2];
 629   fQ        = hits[3];
 630
 631 }
 632