TRD/AliTRDPartID.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 #include "AliTRDPartID.h"
  17 #include "AliESDtrack.h"
  18 #include <TProfile.h>
  19 #include <TF1.h>
  20 #include <TFile.h>
  21 #include <TROOT.h>
  22 #include <TMath.h>
  23 #include <Riostream.h>
  24
  25 ClassImp(AliTRDPartID)
  26
  27
  28 AliTRDPartID::AliTRDPartID()
  29 {
  30 // create a TRD particle identifier
  31
  32   fBetheBloch = NULL;
  33   fRes = 0.2;
  34   fRange = 3.;
  35 }
  36
  37 AliTRDPartID::AliTRDPartID(TF1* betheBloch, Double_t res, Double_t range)
  38 {
  39 // create a TRD particle identifier with custom settings
  40
  41   fBetheBloch = betheBloch;
  42   fRes = res;
  43   fRange = range;
  44 }
  45
  46 AliTRDPartID::~AliTRDPartID()
  47 {
  48   if (fBetheBloch) delete fBetheBloch;
  49 }
  50
  51
  52 Bool_t AliTRDPartID::MakePID(AliESDtrack* track)
  53 {
  54 // This function calculates the "detector response" PID probabilities
  55
  56   static const Double_t masses[AliESDtrack::kSPECIES] =
  57     {0.000511, 0.105658, 0.139570, 0.493677, 0.938272};
  58
  59   if (((track->GetStatus()&AliESDtrack::kTRDin) == 0) &&
  60       ((track->GetStatus()&AliESDtrack::kTRDout) == 0)) return kFALSE;
  61   Double_t momentum = track->GetP();
  62   if (momentum < 0.001) return kFALSE;
  63
  64   // get the probability densities
  65   Double_t pSum = 0;
  66   for (Int_t iSpecies = 0; iSpecies < AliESDtrack::kSPECIES; iSpecies++) {
  67     Double_t expectedSignal = fBetheBloch->Eval(momentum/masses[iSpecies]);
  68     Double_t expectedError = fRes * expectedSignal;
  69     Double_t measuredSignal = track->GetTRDsignal();
  70     if (TMath::Abs(measuredSignal - expectedSignal) > fRange * expectedError) {
  71       track->SetTRDpid(iSpecies, 0.);
  72     } else {
  73       Double_t delta = (measuredSignal-expectedSignal) / expectedError;
  74       const Double_t kInvSqr2Pi = 0.398942280401432703;
  75       Double_t p = kInvSqr2Pi / expectedError * TMath::Exp(-delta*delta / 2.);
  76       pSum += p;
  77       track->SetTRDpid(iSpecies, p);
  78     }
  79   }
  80
  81   // "normalize" the probability densities
  82   if (pSum <= 0) return kFALSE;
  83   for (Int_t iSpecies = 0; iSpecies < AliESDtrack::kSPECIES; iSpecies++) {
  84     track->SetTRDpid(iSpecies, track->GetTRDpid(iSpecies) / pSum);
  85   }
  86
  87   return kTRUE;
  88 }
  89
  90
  91 void AliTRDPartID::FitBetheBloch(TProfile* dEdxVsBetaGamma)
  92 {
  93 // determine the parameters of the bethe bloch function
  94
  95   if (fBetheBloch) delete fBetheBloch;
  96   fBetheBloch = new TF1("fBetheBlochTRD", fcnBetheBloch, 0.001, 100000., 5);
  97   fBetheBloch->SetParameters(1, 10, 0.00002, 2, 2);
  98   fBetheBloch->SetParLimits(2, 0., 0.01);
  99   fBetheBloch->SetParLimits(3, 0., 10.);
 100   fBetheBloch->SetParLimits(4, 0., 10.);
 101   fBetheBloch->SetFillStyle(0);
 102   fBetheBloch->SetLineColor(kRed);
 103   dEdxVsBetaGamma->Fit(fBetheBloch, "NIR", "goff", 0.6, dEdxVsBetaGamma->GetXaxis()->GetXmax());
 104 }
 105
 106 TF1* AliTRDPartID::CreateBetheBloch(Double_t mass)
 107 {
 108 // create a function for expected dE/dx vs p
 109
 110   TF1* result = new TF1("betheBlochMass", fcnBetheBlochMass,
 111                         0.001, 100000., 6);
 112   result->SetParameter(0, mass);
 113   if (fBetheBloch) {
 114     for (Int_t iPar = 0; iPar < 5; iPar++) {
 115       result->SetParameter(iPar+1, fBetheBloch->GetParameter(iPar));
 116       result->SetParError(iPar+1, fBetheBloch->GetParError(iPar));
 117     }
 118   }
 119   result->SetFillStyle(0);
 120   return result;
 121 }
 122
 123 AliTRDPartID* AliTRDPartID::GetFromFile(const char* fileName)
 124 {
 125 // read an AliTRDPartID object from a file
 126
 127   TFile* pidFile = (TFile*) gROOT->GetListOfFiles()->FindObject(fileName);
 128   Bool_t fileOpened = kFALSE;
 129   if (!pidFile) {
 130     pidFile = TFile::Open(fileName);
 131     fileOpened = kTRUE;
 132   }
 133   if (!pidFile->IsOpen()) {
 134     cerr << "Can't open " << fileName << " !\n";
 135     if (fileOpened) delete pidFile;
 136     return NULL;
 137   }
 138   gROOT->cd();
 139
 140   AliTRDPartID* trdPID = (AliTRDPartID*) pidFile->Get("AliTRDPartID")->Clone();
 141   if (!trdPID) {
 142     cerr << "Can't get PID object !\n";
 143   } else {
 144     trdPID->GetBetheBloch()->SetFunction(fcnBetheBloch);
 145   }
 146
 147   if (fileOpened) {
 148     pidFile->Close();
 149     delete pidFile;
 150   }
 151
 152   return trdPID;
 153 }
 154
 155 Double_t AliTRDPartID::fcnBetheBloch(Double_t* xx, Double_t* par)
 156 {
 157 // parametrized bethe bloch function (xx[0] = beta*gamma = p/m):
 158 //
 159 //   p0/beta^p3 * [ p1 - log(p2 + 1/(beta*gamma)^p4) - beta^p3 ]
 160 //
 161
 162   Double_t betaGamma2 = xx[0] * xx[0];
 163   Double_t beta2 = betaGamma2 / (1. + betaGamma2);
 164   Double_t betaPar3 = TMath::Power(beta2, par[3]/2.);
 165   return par[0]/betaPar3 * (par[1] - TMath::Log(TMath::Abs(par[2] + TMath::Power(betaGamma2, -par[4]/2.))) - betaPar3);
 166 }
 167
 168 Double_t AliTRDPartID::fcnBetheBlochMass(Double_t* xx, Double_t* par)
 169 {
 170 // parametrized bethe bloch function:  xx[0] = p,  p0 = mass
 171
 172   Double_t betaGamma = xx[0] / par[0];
 173   return fcnBetheBloch(&betaGamma, &par[1]);
 174 }