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