Made Getters const
[u/mrichter/AliRoot.git] / TRD / AliTRDtrack.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 1.1.2.1  2000/09/22 14:47:52  cblume
19 Add the tracking code
20
21 */                                                        
22
23 #include <iostream.h>
24
25 #include <TObject.h>
26
27 #include "AliTRD.h" 
28 #include "AliTRDconst.h"
29 #include "AliTRDgeometry.h" 
30 #include "AliTRDcluster.h" 
31 #include "AliTRDtrack.h"
32
33 ClassImp(AliTRDtrack)
34
35
36 //_____________________________________________________________________________
37
38 AliTRDtrack::AliTRDtrack(UInt_t index, const Double_t xx[5],
39 const Double_t cc[15], Double_t xref, Double_t alpha) {
40   //-----------------------------------------------------------------
41   // This is the main track constructor.
42   //-----------------------------------------------------------------
43   fLab=-1;
44   fChi2=0.;
45   fdEdx=0.;
46
47   fAlpha=alpha;
48   fX=xref;
49
50   fY=xx[0]; fZ=xx[1]; fC=xx[2]; fE=xx[3]; fT=xx[4];
51
52   fCyy=cc[0];
53   fCzy=cc[1];  fCzz=cc[2];
54   fCcy=cc[3];  fCcz=cc[4];  fCcc=cc[5];
55   fCey=cc[6];  fCez=cc[7];  fCec=cc[8];  fCee=cc[9];
56   fCty=cc[10]; fCtz=cc[11]; fCtc=cc[12]; fCte=cc[13]; fCtt=cc[14];
57
58   fN=0;
59   fIndex[fN++]=index;
60 }                              
61            
62 //_____________________________________________________________________________
63 AliTRDtrack::AliTRDtrack(const AliTRDtrack& t) {
64   //
65   // Copy constructor.
66   //
67
68   fLab=t.fLab;
69
70   fChi2=t.fChi2;
71   fdEdx=t.fdEdx;
72
73   fAlpha=t.fAlpha;
74   fX=t.fX;
75
76   fY=t.fY; fZ=t.fZ; fC=t.fC; fE=t.fE; fT=t.fT;
77
78   fCyy=t.fCyy;
79   fCzy=t.fCzy;  fCzz=t.fCzz;
80   fCcy=t.fCcy;  fCcz=t.fCcz;  fCcc=t.fCcc;
81   fCey=t.fCey;  fCez=t.fCez;  fCec=t.fCec;  fCee=t.fCee;
82   fCty=t.fCty;  fCtz=t.fCtz;  fCtc=t.fCtc;  fCte=t.fCte;  fCtt=t.fCtt;
83
84   fN=t.fN;
85   for (Int_t i=0; i<fN; i++) fIndex[i]=t.fIndex[i];
86 }                                                       
87
88 //_____________________________________________________________________________
89 void AliTRDtrack::GetCovariance(Double_t cc[15]) const {
90   cc[0]=fCyy;
91   cc[1]=fCzy;  cc[2]=fCzz;
92   cc[3]=fCcy;  cc[4]=fCcz;  cc[5]=fCcc;
93   cc[6]=fCey;  cc[7]=fCez;  cc[8]=fCec;  cc[9]=fCee;
94   cc[10]=fCty; cc[11]=fCtz; cc[12]=fCtc; cc[13]=fCte; cc[14]=fCtt;
95 }    
96
97 //_____________________________________________________________________________
98 Int_t AliTRDtrack::Compare(TObject *o) {
99
100 // Compares tracks according to their Y2
101
102   AliTRDtrack *t=(AliTRDtrack*)o;
103   //  Double_t co=t->GetSigmaY2();
104   //  Double_t c =GetSigmaY2();
105
106   Double_t co=TMath::Abs(t->GetC());
107   Double_t c =TMath::Abs(GetC());  
108
109   if (c>co) return 1;
110   else if (c<co) return -1;
111   return 0;
112 }                
113
114 //_____________________________________________________________________________
115 Int_t AliTRDtrack::PropagateTo(Double_t xk,Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
116 {
117   // Propagates a track of particle with mass=pm to a reference plane 
118   // defined by x=xk through media of density=rho and radiationLength=x0
119
120   if (TMath::Abs(fC*xk - fE) >= 0.99999) {
121     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Propagation failed !\n";
122     return 0;
123   }
124
125   Double_t x1=fX, x2=x1+(xk-x1), dx=x2-x1, y1=fY, z1=fZ;
126   Double_t c1=fC*x1 - fE, r1=sqrt(1.- c1*c1);
127   Double_t c2=fC*x2 - fE, r2=sqrt(1.- c2*c2);
128
129   fY += dx*(c1+c2)/(r1+r2);
130   fZ += dx*(c1+c2)/(c1*r2 + c2*r1)*fT;
131
132   //f = F - 1
133   Double_t rr=r1+r2, cc=c1+c2, xx=x1+x2;
134   Double_t f02= dx*(rr*xx + cc*(c1*x1/r1+c2*x2/r2))/(rr*rr);
135   Double_t f03=-dx*(2*rr + cc*(c1/r1 + c2/r2))/(rr*rr);
136   Double_t cr=c1*r2+c2*r1;
137   Double_t f12= dx*fT*(cr*xx-cc*(r1*x2-c2*c1*x1/r1+r2*x1-c1*c2*x2/r2))/(cr*cr);
138   Double_t f13=-dx*fT*(2*cr + cc*(c2*c1/r1-r1 + c1*c2/r2-r2))/(cr*cr);
139   Double_t f14= dx*cc/cr;
140
141   //b = C*ft
142   Double_t b00=f02*fCcy + f03*fCey, b01=f12*fCcy + f13*fCey + f14*fCty;
143   Double_t b10=f02*fCcz + f03*fCez, b11=f12*fCcz + f13*fCez + f14*fCtz;
144   Double_t b20=f02*fCcc + f03*fCec, b21=f12*fCcc + f13*fCec + f14*fCtc;
145   Double_t b30=f02*fCec + f03*fCee, b31=f12*fCec + f13*fCee + f14*fCte;
146   Double_t b40=f02*fCtc + f03*fCte, b41=f12*fCtc + f13*fCte + f14*fCtt;
147
148   //a = f*b = f*C*ft
149   Double_t a00=f02*b20+f03*b30,a01=f02*b21+f03*b31,a11=f12*b21+f13*b31+f14*b41;
150
151   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
152   fCyy += a00 + 2*b00;
153   fCzy += a01 + b01 + b10;
154   fCcy += b20;
155   fCey += b30;
156   fCty += b40;
157   fCzz += a11 + 2*b11;
158   fCcz += b21;
159   fCez += b31;
160   fCtz += b41;                  
161
162   fX=x2;
163
164
165   //Multiple scattering  ******************
166
167   Double_t d=sqrt((x1-fX)*(x1-fX)+(y1-fY)*(y1-fY)+(z1-fZ)*(z1-fZ));
168   Double_t p2=GetPt()*GetPt()*(1.+fT*fT);
169   Double_t beta2=p2/(p2 + pm*pm);
170
171   Double_t ey=fC*fX - fE, ez=fT;
172   Double_t xz=fC*ez, zz1=ez*ez+1, xy=fE+ey;
173
174   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*d/x0*rho;
175   fCcc += xz*xz*theta2;
176   fCec += xz*ez*xy*theta2;
177   fCtc += xz*zz1*theta2;
178   fCee += (2*ey*ez*ez*fE+1-ey*ey+ez*ez+fE*fE*ez*ez)*theta2;
179   fCte += ez*zz1*xy*theta2;
180   fCtt += zz1*zz1*theta2;
181
182
183   //Energy losses************************
184
185   Double_t dE=0.153e-3/beta2*(log(5940*beta2/(1-beta2)) - beta2)*d*rho;
186   if (x1 < x2) dE=-dE;
187   fC*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
188   //fE*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
189
190   return 1;        
191
192 }     
193
194
195 //_____________________________________________________________________________
196 void AliTRDtrack::PropagateToVertex(Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
197 {
198   // This function propagates tracks to the "vertex".
199
200   Double_t c=fC*fX - fE;
201   Double_t tgf=-fE/(fC*fY + sqrt(1-c*c));
202   Double_t snf=tgf/sqrt(1.+ tgf*tgf);
203   Double_t xv=(fE+snf)/fC;
204   PropagateTo(xv,x0,rho,pm); 
205 }          
206
207
208 //_____________________________________________________________________________
209 void AliTRDtrack::Update(const AliTRDcluster *c, Double_t chisq, UInt_t index)
210 {
211   // Assignes found cluster to the track and updates track information
212
213   Double_t r00=c->GetSigmaY2(), r01=0., r11=c->GetSigmaZ2()*12;
214   r00+=fCyy; r01+=fCzy; r11+=fCzz;
215   Double_t det=r00*r11 - r01*r01;
216   Double_t tmp=r00; r00=r11/det; r11=tmp/det; r01=-r01/det;
217
218   Double_t k00=fCyy*r00+fCzy*r01, k01=fCyy*r01+fCzy*r11;
219   Double_t k10=fCzy*r00+fCzz*r01, k11=fCzy*r01+fCzz*r11;
220   Double_t k20=fCcy*r00+fCcz*r01, k21=fCcy*r01+fCcz*r11;
221   Double_t k30=fCey*r00+fCez*r01, k31=fCey*r01+fCez*r11;
222   Double_t k40=fCty*r00+fCtz*r01, k41=fCty*r01+fCtz*r11;
223
224   Double_t dy=c->GetY() - fY, dz=c->GetZ() - fZ;
225   Double_t cur=fC + k20*dy + k21*dz, eta=fE + k30*dy + k31*dz;
226   if (TMath::Abs(cur*fX-eta) >= 0.99999) {
227     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Filtering failed !\n";
228     return;
229   }
230
231   fY += k00*dy + k01*dz;
232   fZ += k10*dy + k11*dz;
233   fC  = cur;
234   fE  = eta;
235   fT += k40*dy + k41*dz;
236
237   Double_t c01=fCzy, c02=fCcy, c03=fCey, c04=fCty;
238   Double_t c12=fCcz, c13=fCez, c14=fCtz;
239
240   fCyy-=k00*fCyy+k01*fCzy; fCzy-=k00*c01+k01*fCzz;
241   fCcy-=k00*c02+k01*c12; fCey-=k00*c03+k01*c13;
242   fCty-=k00*c04+k01*c14;
243
244   fCzz-=k10*c01+k11*fCzz;
245   fCcz-=k10*c02+k11*c12; fCez-=k10*c03+k11*c13;
246   fCtz-=k10*c04+k11*c14;
247
248   fCcc-=k20*c02+k21*c12; fCec-=k20*c03+k21*c13;
249   fCtc-=k20*c04+k21*c14;
250
251   fCee-=k30*c03+k31*c13;
252   fCte-=k30*c04+k31*c14;        
253
254   fCtt-=k40*c04+k41*c14;
255
256   fIndex[fN++]=index;
257   fChi2 += chisq;   
258
259   //  cerr<<"in update: fIndex["<<fN<<"] = "<<index<<endl;
260 }                     
261
262 //_____________________________________________________________________________
263 Int_t AliTRDtrack::Rotate(Double_t alpha)
264 {
265   // Rotates track parameters in R*phi plane
266
267   fAlpha += alpha;
268
269   Double_t x1=fX, y1=fY;
270   Double_t ca=cos(alpha), sa=sin(alpha);
271   Double_t r1=fC*fX - fE;
272
273   fX = x1*ca + y1*sa;
274   fY=-x1*sa + y1*ca;
275   fE=fE*ca + (fC*y1 + sqrt(1.- r1*r1))*sa;
276
277   Double_t r2=fC*fX - fE;
278   if (TMath::Abs(r2) >= 0.99999) {
279     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Rotation failed !\n";
280     return 0;
281   }
282
283   Double_t y0=fY + sqrt(1.- r2*r2)/fC;
284   if ((fY-y0)*fC >= 0.) {
285     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Rotation failed !!!\n";
286     return 0;
287   }
288
289   //f = F - 1
290   Double_t f00=ca-1,    f32=(y1 - r1*x1/sqrt(1.- r1*r1))*sa,
291            f30=fC*sa, f33=(ca + sa*r1/sqrt(1.- r1*r1))-1;
292
293   //b = C*ft
294   Double_t b00=fCyy*f00, b03=fCyy*f30+fCcy*f32+fCey*f33;
295   Double_t b10=fCzy*f00, b13=fCzy*f30+fCcz*f32+fCez*f33;
296   Double_t b20=fCcy*f00, b23=fCcy*f30+fCcc*f32+fCec*f33;
297   Double_t b30=fCey*f00, b33=fCey*f30+fCec*f32+fCee*f33;
298   Double_t b40=fCty*f00, b43=fCty*f30+fCtc*f32+fCte*f33;
299
300   //a = f*b = f*C*ft
301   Double_t a00=f00*b00, a03=f00*b03, a33=f30*b03+f32*b23+f33*b33;
302
303   // *** Double_t dy2=fCyy;  
304           
305   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
306   fCyy += a00 + 2*b00;
307   fCzy += b10;
308   fCcy += b20;
309   fCey += a03+b30+b03;
310   fCty += b40;
311   fCez += b13;
312   fCec += b23;
313   fCee += a33 + 2*b33;
314   fCte += b43;
315
316   // *** fCyy+=dy2*sa*sa*r1*r1/(1.- r1*r1);
317   // *** fCzz+=d2y*sa*sa*fT*fT/(1.- r1*r1);   
318
319   return 1;
320 }                         
321
322
323
324
325 //_____________________________________________________________________________
326 Double_t AliTRDtrack::GetPredictedChi2(const AliTRDcluster *c) const
327 {
328   Double_t r00=c->GetSigmaY2(), r01=0., r11=c->GetSigmaZ2()*12;
329   r00+=fCyy; r01+=fCzy; r11+=fCzz;
330
331   Double_t det=r00*r11 - r01*r01;
332   if (TMath::Abs(det) < 1.e-10) {
333     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Singular matrix !\n";
334     return 1e10;
335   }
336   Double_t tmp=r00; r00=r11; r11=tmp; r01=-r01;
337
338   Double_t dy=c->GetY() - fY, dz=c->GetZ() - fZ;
339
340   return (dy*r00*dy + 2*r01*dy*dz + dz*r11*dz)/det;  
341 }            
342
343
344 //_________________________________________________________________________
345 void AliTRDtrack::GetPxPyPz(Double_t& px, Double_t& py, Double_t& pz) const
346 {
347   // Returns reconstructed track momentum in the global system.
348
349   Double_t pt=TMath::Abs(GetPt()); // GeV/c
350   Double_t r=fC*fX-fE;
351   Double_t y0=fY + sqrt(1.- r*r)/fC;
352   px=-pt*(fY-y0)*fC;    //cos(phi);
353   py=-pt*(fE-fX*fC);   //sin(phi);
354   pz=pt*fT;
355   Double_t tmp=px*TMath::Cos(fAlpha) - py*TMath::Sin(fAlpha);
356   py=px*TMath::Sin(fAlpha) + py*TMath::Cos(fAlpha);
357   px=tmp;            
358
359 }                                
360
361 //____________________________________________________________________________
362 void AliTRDtrack::Streamer(TBuffer &R__b)
363 {
364    if (R__b.IsReading()) {
365       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(); if (R__v) { }
366       TObject::Streamer(R__b);
367       R__b >> fLab;
368       R__b >> fChi2;
369       R__b >> fdEdx;
370       R__b >> fAlpha;
371       R__b >> fX;
372       R__b >> fY;
373       R__b >> fZ;
374       R__b >> fC;
375       R__b >> fE;
376       R__b >> fT;
377       R__b >> fCyy;
378       R__b >> fCzy;
379       R__b >> fCzz;
380       R__b >> fCcy;
381       R__b >> fCcz;
382       R__b >> fCcc;
383       R__b >> fCey;
384       R__b >> fCez;
385       R__b >> fCec;
386       R__b >> fCee;
387       R__b >> fCty;
388       R__b >> fCtz;
389       R__b >> fCtc;
390       R__b >> fCte;
391       R__b >> fCtt;
392       R__b >> fN;
393       for (Int_t i=0; i<fN; i++) R__b >> fIndex[i];
394    } else {                                
395       R__b.WriteVersion(AliTRDtrack::IsA());
396       TObject::Streamer(R__b);
397       R__b << fLab;
398       R__b << fChi2;
399       R__b << fdEdx;
400       R__b << fAlpha;
401       R__b << fX;
402       R__b << fY;
403       R__b << fZ;
404       R__b << fC;
405       R__b << fE;
406       R__b << fT;
407       R__b << fCyy;
408       R__b << fCzy;
409       R__b << fCzz;
410       R__b << fCcy;
411       R__b << fCcz;
412       R__b << fCcc;
413       R__b << fCey;
414       R__b << fCez;
415       R__b << fCec;
416       R__b << fCee;
417       R__b << fCty;
418       R__b << fCtz;
419       R__b << fCtc;
420       R__b << fCte;
421       R__b << fCtt;
422       R__b << fN;
423       for (Int_t i=0; i<fN; i++) R__b << fIndex[i];
424    }
425 }                                                          
426
427 //_____________________________________________________________________________
428 void AliTRDseed::CookdEdx(Double_t low, Double_t up) {
429
430   // Calculates dE/dX within the "low" and "up" cuts.
431
432   Int_t i;
433   Int_t nc=this->GetNclusters();
434
435   Int_t swap;//stupid sorting
436   do {
437     swap=0;
438     for (i=0; i<nc-1; i++) {
439       if (fdEdx[i]<=fdEdx[i+1]) continue;
440       Float_t tmp=fdEdx[i]; fdEdx[i]=fdEdx[i+1]; fdEdx[i+1]=tmp;
441       swap++;
442     }
443   } while (swap);
444
445   Int_t nl=Int_t(low*nc), nu=Int_t(up*nc);
446   Float_t dedx=0;
447   for (i=nl; i<=nu; i++) dedx += fdEdx[i];
448   dedx /= (nu-nl+1);
449   SetdEdx(dedx);
450 }
451