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 1.7  2001/05/28 17:07:58  hristov
  19 Last minute changes; ExB correction in AliTRDclusterizerV1; taking into account of material in G10 TEC frames and material between TEC planes (C.Blume,S.Sedykh)
  20
  21 Revision 1.4  2000/12/08 16:07:02  cblume
  22 Update of the tracking by Sergei
  23
  24 Revision 1.3  2000/10/15 23:40:01  cblume
  25 Remove AliTRDconst
  26
  27 Revision 1.2  2000/10/06 16:49:46  cblume
  28 Made Getters const
  29
  30 Revision 1.1.2.1  2000/09/22 14:47:52  cblume
  31 Add the tracking code
  32
  33 */
  34
  35 #include <iostream.h>
  36
  37 #include <TObject.h>
  38
  39 #include "AliTRD.h"
  40 #include "AliTRDgeometry.h"
  41 #include "AliTRDcluster.h"
  42 #include "AliTRDtrack.h"
  43
  44 ClassImp(AliTRDtrack)
  45
  46
  47 //_____________________________________________________________________________
  48
  49 AliTRDtrack::AliTRDtrack(const AliTRDcluster *c, UInt_t index,
  50 const Double_t xx[5], const Double_t cc[15], Double_t xref, Double_t alpha) {
  51   //-----------------------------------------------------------------
  52   // This is the main track constructor.
  53   //-----------------------------------------------------------------
  54   fLab=-1;
  55   fChi2=0.;
  56   fdEdx=0.;
  57
  58   fAlpha=alpha;
  59   fX=xref;
  60
  61   fY=xx[0]; fZ=xx[1]; fC=xx[2]; fE=xx[3]; fT=xx[4];
  62
  63   fCyy=cc[0];
  64   fCzy=cc[1];  fCzz=cc[2];
  65   fCcy=cc[3];  fCcz=cc[4];  fCcc=cc[5];
  66   fCey=cc[6];  fCez=cc[7];  fCec=cc[8];  fCee=cc[9];
  67   fCty=cc[10]; fCtz=cc[11]; fCtc=cc[12]; fCte=cc[13]; fCtt=cc[14];
  68
  69   fN=0;
  70   fIndex[fN]=index;
  71
  72   Float_t q = c->GetQ();
  73   Double_t s = fX*fC - fE, t=fT;
  74   q *= TMath::Sqrt((1-s*s)/(1+t*t));
  75   fdQdl[fN++] = q;
  76 }
  77
  78 //_____________________________________________________________________________
  79 AliTRDtrack::AliTRDtrack(const AliTRDtrack& t) {
  80   //
  81   // Copy constructor.
  82   //
  83
  84   fLab=t.fLab;
  85
  86   fChi2=t.fChi2;
  87   fdEdx=t.fdEdx;
  88
  89   fAlpha=t.fAlpha;
  90   fX=t.fX;
  91
  92   fY=t.fY; fZ=t.fZ; fC=t.fC; fE=t.fE; fT=t.fT;
  93
  94   fCyy=t.fCyy;
  95   fCzy=t.fCzy;  fCzz=t.fCzz;
  96   fCcy=t.fCcy;  fCcz=t.fCcz;  fCcc=t.fCcc;
  97   fCey=t.fCey;  fCez=t.fCez;  fCec=t.fCec;  fCee=t.fCee;
  98   fCty=t.fCty;  fCtz=t.fCtz;  fCtc=t.fCtc;  fCte=t.fCte;  fCtt=t.fCtt;
  99
 100   fN=t.fN;
 101   for (Int_t i=0; i<fN; i++) {
 102     fIndex[i]=t.fIndex[i];
 103     fdQdl[i]=t.fdQdl[i];
 104   }
 105 }
 106
 107 //_____________________________________________________________________________
 108 void AliTRDtrack::GetCovariance(Double_t cc[15]) const {
 109   cc[0]=fCyy;
 110   cc[1]=fCzy;  cc[2]=fCzz;
 111   cc[3]=fCcy;  cc[4]=fCcz;  cc[5]=fCcc;
 112   cc[6]=fCey;  cc[7]=fCez;  cc[8]=fCec;  cc[9]=fCee;
 113   cc[10]=fCty; cc[11]=fCtz; cc[12]=fCtc; cc[13]=fCte; cc[14]=fCtt;
 114 }
 115
 116 //_____________________________________________________________________________
 117 Int_t AliTRDtrack::Compare(const TObject *o) const {
 118
 119 // Compares tracks according to their Y2
 120
 121   AliTRDtrack *t=(AliTRDtrack*)o;
 122   //  Double_t co=t->GetSigmaY2();
 123   //  Double_t c =GetSigmaY2();
 124
 125   Double_t co=TMath::Abs(t->GetC());
 126   Double_t c =TMath::Abs(GetC());
 127
 128   if (c>co) return 1;
 129   else if (c<co) return -1;
 130   return 0;
 131 }
 132
 133 //_____________________________________________________________________________
 134 void AliTRDtrack::CookdEdx(Double_t low, Double_t up) {
 135   //-----------------------------------------------------------------
 136   // Calculates dE/dX within the "low" and "up" cuts.
 137   //-----------------------------------------------------------------
 138   Int_t i;
 139   Int_t nc=GetNclusters();
 140
 141   Float_t sorted[200];
 142   for (i=0; i<200; i++) sorted[i]=fdQdl[i];
 143
 144   Int_t swap;
 145   do {
 146     swap=0;
 147     for (i=0; i<nc-1; i++) {
 148       if (sorted[i]<=sorted[i+1]) continue;
 149       Float_t tmp=sorted[i];
 150       sorted[i]=sorted[i+1]; sorted[i+1]=tmp;
 151       swap++;
 152     }
 153   } while (swap);
 154
 155   Int_t nl=Int_t(low*nc), nu=Int_t(up*nc);
 156   Float_t dedx=0;
 157   for (i=nl; i<=nu; i++) dedx += sorted[i];
 158   dedx /= (nu-nl+1);
 159   SetdEdx(dedx);
 160 }
 161
 162
 163
 164 //_____________________________________________________________________________
 165 Int_t AliTRDtrack::PropagateTo(Double_t xk,Double_t x0,Double_t rho,Double_t pm)
 166 {
 167   // Propagates a track of particle with mass=pm to a reference plane
 168   // defined by x=xk through media of density=rho and radiationLength=x0
 169
 170   if (TMath::Abs(fC*xk - fE) >= 0.99999) {
 171     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Propagation failed !\n";
 172     return 0;
 173   }
 174
 175   Double_t x1=fX, x2=x1+(xk-x1), dx=x2-x1, y1=fY, z1=fZ;
 176   Double_t c1=fC*x1 - fE, r1=sqrt(1.- c1*c1);
 177   Double_t c2=fC*x2 - fE, r2=sqrt(1.- c2*c2);
 178
 179   fY += dx*(c1+c2)/(r1+r2);
 180   fZ += dx*(c1+c2)/(c1*r2 + c2*r1)*fT;
 181
 182   //f = F - 1
 183   Double_t rr=r1+r2, cc=c1+c2, xx=x1+x2;
 184   Double_t f02= dx*(rr*xx + cc*(c1*x1/r1+c2*x2/r2))/(rr*rr);
 185   Double_t f03=-dx*(2*rr + cc*(c1/r1 + c2/r2))/(rr*rr);
 186   Double_t cr=c1*r2+c2*r1;
 187   Double_t f12= dx*fT*(cr*xx-cc*(r1*x2-c2*c1*x1/r1+r2*x1-c1*c2*x2/r2))/(cr*cr);
 188   Double_t f13=-dx*fT*(2*cr + cc*(c2*c1/r1-r1 + c1*c2/r2-r2))/(cr*cr);
 189   Double_t f14= dx*cc/cr;
 190
 191   //b = C*ft
 192   Double_t b00=f02*fCcy + f03*fCey, b01=f12*fCcy + f13*fCey + f14*fCty;
 193   Double_t b10=f02*fCcz + f03*fCez, b11=f12*fCcz + f13*fCez + f14*fCtz;
 194   Double_t b20=f02*fCcc + f03*fCec, b21=f12*fCcc + f13*fCec + f14*fCtc;
 195   Double_t b30=f02*fCec + f03*fCee, b31=f12*fCec + f13*fCee + f14*fCte;
 196   Double_t b40=f02*fCtc + f03*fCte, b41=f12*fCtc + f13*fCte + f14*fCtt;
 197
 198   //a = f*b = f*C*ft
 199   Double_t a00=f02*b20+f03*b30,a01=f02*b21+f03*b31,a11=f12*b21+f13*b31+f14*b41;
 200
 201   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
 202   fCyy += a00 + 2*b00;
 203   fCzy += a01 + b01 + b10;
 204   fCcy += b20;
 205   fCey += b30;
 206   fCty += b40;
 207   fCzz += a11 + 2*b11;
 208   fCcz += b21;
 209   fCez += b31;
 210   fCtz += b41;
 211
 212   fX=x2;
 213
 214
 215   //Multiple scattering  ******************
 216
 217   Double_t d=sqrt((x1-fX)*(x1-fX)+(y1-fY)*(y1-fY)+(z1-fZ)*(z1-fZ));
 218   Double_t p2=GetPt()*GetPt()*(1.+fT*fT);
 219   Double_t beta2=p2/(p2 + pm*pm);
 220
 221   Double_t ey=fC*fX - fE, ez=fT;
 222   Double_t xz=fC*ez, zz1=ez*ez+1, xy=fE+ey;
 223
 224   Double_t theta2=14.1*14.1/(beta2*p2*1e6)*d/x0*rho;
 225   fCcc += xz*xz*theta2;
 226   fCec += xz*ez*xy*theta2;
 227   fCtc += xz*zz1*theta2;
 228   fCee += (2*ey*ez*ez*fE+1-ey*ey+ez*ez+fE*fE*ez*ez)*theta2;
 229   fCte += ez*zz1*xy*theta2;
 230   fCtt += zz1*zz1*theta2;
 231
 232
 233   //Energy losses************************
 234
 235   Double_t dE=0.153e-3/beta2*(log(5940*beta2/(1-beta2)) - beta2)*d*rho;
 236   if (x1 < x2) dE=-dE;
 237   fC*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
 238   //fE*=(1.- sqrt(p2+pm*pm)/p2*dE);
 239
 240   return 1;
 241
 242 }
 243
 244
 245 //_____________________________________________________________________________
 246 void AliTRDtrack::Update(const AliTRDcluster *c, Double_t chisq, UInt_t index)
 247 {
 248   // Assignes found cluster to the track and updates track information
 249
 250   Double_t r00=c->GetSigmaY2(), r01=0., r11=c->GetSigmaZ2();
 251   r00+=fCyy; r01+=fCzy; r11+=fCzz;
 252   Double_t det=r00*r11 - r01*r01;
 253   Double_t tmp=r00; r00=r11/det; r11=tmp/det; r01=-r01/det;
 254
 255   Double_t k00=fCyy*r00+fCzy*r01, k01=fCyy*r01+fCzy*r11;
 256   Double_t k10=fCzy*r00+fCzz*r01, k11=fCzy*r01+fCzz*r11;
 257   Double_t k20=fCcy*r00+fCcz*r01, k21=fCcy*r01+fCcz*r11;
 258   Double_t k30=fCey*r00+fCez*r01, k31=fCey*r01+fCez*r11;
 259   Double_t k40=fCty*r00+fCtz*r01, k41=fCty*r01+fCtz*r11;
 260
 261   Double_t dy=c->GetY() - fY, dz=c->GetZ() - fZ;
 262   Double_t cur=fC + k20*dy + k21*dz, eta=fE + k30*dy + k31*dz;
 263   if (TMath::Abs(cur*fX-eta) >= 0.99999) {
 264     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Filtering failed !\n";
 265     return;
 266   }
 267
 268   fY += k00*dy + k01*dz;
 269   fZ += k10*dy + k11*dz;
 270   fC  = cur;
 271   fE  = eta;
 272   fT += k40*dy + k41*dz;
 273
 274   Double_t c01=fCzy, c02=fCcy, c03=fCey, c04=fCty;
 275   Double_t c12=fCcz, c13=fCez, c14=fCtz;
 276
 277   fCyy-=k00*fCyy+k01*fCzy; fCzy-=k00*c01+k01*fCzz;
 278   fCcy-=k00*c02+k01*c12; fCey-=k00*c03+k01*c13;
 279   fCty-=k00*c04+k01*c14;
 280
 281   fCzz-=k10*c01+k11*fCzz;
 282   fCcz-=k10*c02+k11*c12; fCez-=k10*c03+k11*c13;
 283   fCtz-=k10*c04+k11*c14;
 284
 285   fCcc-=k20*c02+k21*c12; fCec-=k20*c03+k21*c13;
 286   fCtc-=k20*c04+k21*c14;
 287
 288   fCee-=k30*c03+k31*c13;
 289   fCte-=k30*c04+k31*c14;
 290
 291   fCtt-=k40*c04+k41*c14;
 292
 293   fIndex[fN]=index;
 294
 295   Float_t q = c->GetQ();
 296   Double_t s = fX*fC - fE, t=fT;
 297   q *= TMath::Sqrt((1-s*s)/(1+t*t));
 298   fdQdl[fN++] = q;
 299
 300   fChi2 += chisq;
 301
 302   //  cerr<<"in update: fIndex["<<fN<<"] = "<<index<<endl;
 303 }
 304
 305 //_____________________________________________________________________________
 306 Int_t AliTRDtrack::Rotate(Double_t alpha)
 307 {
 308   // Rotates track parameters in R*phi plane
 309
 310   fAlpha += alpha;
 311
 312   Double_t x1=fX, y1=fY;
 313   Double_t ca=cos(alpha), sa=sin(alpha);
 314   Double_t r1=fC*fX - fE;
 315
 316   fX = x1*ca + y1*sa;
 317   fY=-x1*sa + y1*ca;
 318   fE=fE*ca + (fC*y1 + sqrt(1.- r1*r1))*sa;
 319
 320   Double_t r2=fC*fX - fE;
 321   if (TMath::Abs(r2) >= 0.99999) {
 322     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Rotation failed !\n";
 323     return 0;
 324   }
 325
 326   Double_t y0=fY + sqrt(1.- r2*r2)/fC;
 327   if ((fY-y0)*fC >= 0.) {
 328     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Rotation failed !!!\n";
 329     return 0;
 330   }
 331
 332   //f = F - 1
 333   Double_t f00=ca-1,    f32=(y1 - r1*x1/sqrt(1.- r1*r1))*sa,
 334            f30=fC*sa, f33=(ca + sa*r1/sqrt(1.- r1*r1))-1;
 335
 336   //b = C*ft
 337   Double_t b00=fCyy*f00, b03=fCyy*f30+fCcy*f32+fCey*f33;
 338   Double_t b10=fCzy*f00, b13=fCzy*f30+fCcz*f32+fCez*f33;
 339   Double_t b20=fCcy*f00, b23=fCcy*f30+fCcc*f32+fCec*f33;
 340   Double_t b30=fCey*f00, b33=fCey*f30+fCec*f32+fCee*f33;
 341   Double_t b40=fCty*f00, b43=fCty*f30+fCtc*f32+fCte*f33;
 342
 343   //a = f*b = f*C*ft
 344   Double_t a00=f00*b00, a03=f00*b03, a33=f30*b03+f32*b23+f33*b33;
 345
 346   // *** Double_t dy2=fCyy;
 347
 348   //F*C*Ft = C + (a + b + bt)
 349   fCyy += a00 + 2*b00;
 350   fCzy += b10;
 351   fCcy += b20;
 352   fCey += a03+b30+b03;
 353   fCty += b40;
 354   fCez += b13;
 355   fCec += b23;
 356   fCee += a33 + 2*b33;
 357   fCte += b43;
 358
 359   // *** fCyy+=dy2*sa*sa*r1*r1/(1.- r1*r1);
 360   // *** fCzz+=d2y*sa*sa*fT*fT/(1.- r1*r1);
 361
 362   return 1;
 363 }
 364
 365
 366 //_____________________________________________________________________________
 367 Double_t AliTRDtrack::GetPredictedChi2(const AliTRDcluster *c) const
 368 {
 369   /*
 370   Double_t r00=c->GetSigmaY2(), r01=0., r11=c->GetSigmaZ2();
 371   r00+=fCyy; r01+=fCzy; r11+=fCzz;
 372
 373   Double_t det=r00*r11 - r01*r01;
 374   if (TMath::Abs(det) < 1.e-10) {
 375     if (fN>4) cerr<<fN<<" AliTRDtrack warning: Singular matrix !\n";
 376     return 1e10;
 377   }
 378   Double_t tmp=r00; r00=r11; r11=tmp; r01=-r01;
 379
 380   Double_t dy=c->GetY() - fY, dz=c->GetZ() - fZ;
 381
 382   return (dy*r00*dy + 2*r01*dy*dz + dz*r11*dz)/det;
 383   */
 384
 385   Double_t dy=c->GetY() - fY;
 386   Double_t r00=c->GetSigmaY2();
 387
 388   return (dy*dy)/r00;
 389
 390 }
 391
 392
 393 //_________________________________________________________________________
 394 void AliTRDtrack::GetPxPyPz(Double_t& px, Double_t& py, Double_t& pz) const
 395 {
 396   // Returns reconstructed track momentum in the global system.
 397
 398   Double_t pt=TMath::Abs(GetPt()); // GeV/c
 399   Double_t r=fC*fX-fE;
 400   Double_t y0=fY + sqrt(1.- r*r)/fC;
 401   px=-pt*(fY-y0)*fC;    //cos(phi);
 402   py=-pt*(fE-fX*fC);   //sin(phi);
 403   pz=pt*fT;
 404   Double_t tmp=px*TMath::Cos(fAlpha) - py*TMath::Sin(fAlpha);
 405   py=px*TMath::Sin(fAlpha) + py*TMath::Cos(fAlpha);
 406   px=tmp;
 407
 408 }
 409
 410 //____________________________________________________________________________
 411 void AliTRDtrack::Streamer(TBuffer &R__b)
 412 {
 413   Int_t i;
 414
 415    if (R__b.IsReading()) {
 416       Version_t R__v = R__b.ReadVersion(); if (R__v) { }
 417       TObject::Streamer(R__b);
 418       R__b >> fLab;
 419       R__b >> fChi2;
 420       R__b >> fdEdx;
 421       R__b >> fAlpha;
 422       R__b >> fX;
 423       R__b >> fY;
 424       R__b >> fZ;
 425       R__b >> fC;
 426       R__b >> fE;
 427       R__b >> fT;
 428       R__b >> fCyy;
 429       R__b >> fCzy;
 430       R__b >> fCzz;
 431       R__b >> fCcy;
 432       R__b >> fCcz;
 433       R__b >> fCcc;
 434       R__b >> fCey;
 435       R__b >> fCez;
 436       R__b >> fCec;
 437       R__b >> fCee;
 438       R__b >> fCty;
 439       R__b >> fCtz;
 440       R__b >> fCtc;
 441       R__b >> fCte;
 442       R__b >> fCtt;
 443       R__b >> fN;
 444       for (i=0; i<fN; i++) R__b >> fIndex[i];
 445       for (i=0; i<fN; i++) R__b >> fdQdl[i];
 446    } else {
 447       R__b.WriteVersion(AliTRDtrack::IsA());
 448       TObject::Streamer(R__b);
 449       R__b << fLab;
 450       R__b << fChi2;
 451       R__b << fdEdx;
 452       R__b << fAlpha;
 453       R__b << fX;
 454       R__b << fY;
 455       R__b << fZ;
 456       R__b << fC;
 457       R__b << fE;
 458       R__b << fT;
 459       R__b << fCyy;
 460       R__b << fCzy;
 461       R__b << fCzz;
 462       R__b << fCcy;
 463       R__b << fCcz;
 464       R__b << fCcc;
 465       R__b << fCey;
 466       R__b << fCez;
 467       R__b << fCec;
 468       R__b << fCee;
 469       R__b << fCty;
 470       R__b << fCtz;
 471       R__b << fCtc;
 472       R__b << fCte;
 473       R__b << fCtt;
 474       R__b << fN;
 475       for (i=0; i<fN; i++) R__b << fIndex[i];
 476       for (i=0; i<fN; i++) R__b << fdQdl[i];
 477    }
 478 }
 479
 480