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