Do the proper unit conversion
[u/mrichter/AliRoot.git] / TTherminator / AliGenTherminator.cxx
1 // ALICE event generator based on the THERMINATOR model
2 // It reads the test output of the model and puts it onto
3 // the stack
4 // It has an option to use the Lhyquid3D input freeze-out
5 // hypersurface
6 // Author: Adam.Kisiel@cern.ch
7
8 #include <iostream>
9 #include <fstream>
10 #include <sstream>
11 #include <TClonesArray.h>
12 #include <TMCProcess.h>
13 #include <TDatabasePDG.h>
14 #include <TParticle.h>
15
16 #include "AliConst.h"
17 #include "AliDecayer.h"
18 #include "AliGenEventHeader.h"
19 #include "AliGenHijingEventHeader.h"
20 #include "AliGenTherminator.h"
21 #include "AliLog.h"
22 #include "AliRun.h"
23
24 ClassImp(AliGenTherminator)
25
26 using namespace std;
27
28 AliGenTherminator::AliGenTherminator():
29   AliGenMC(),
30   fNt(0),
31   fEventNumber(0),
32   fFileName(""),
33   fFreezeOutModel(""),
34   fTemperature(0.1656),
35   fMiuI(-0.0009),
36   fMiuS(0.0),
37   fMiuB(0.0008),
38   fAlfaRange(6.0),
39   fRapRange(4.0),
40   fRhoMax(8.0),
41   fTau(8.0),
42   fBWA(0.0),
43   fBWVt(1.41),
44   fBWDelay(0.0)
45 {
46   // Default constructor
47 }
48 AliGenTherminator::AliGenTherminator(Int_t npart):
49   AliGenMC(npart),
50   fNt(0),
51   fEventNumber(0),
52   fFileName(""),
53   fFreezeOutModel(""),
54   fTemperature(0.1656),
55   fMiuI(-0.0009),
56   fMiuS(0.0),
57   fMiuB(0.0008),
58   fAlfaRange(6.0),
59   fRapRange(4.0),
60   fRhoMax(8.0),
61   fTau(8.0),
62   fBWA(0.0),
63   fBWVt(1.41),
64   fBWDelay(0.0)
65 {
66   // Constructor specifying the size of the particle table
67   fNprimaries = 0;
68 }
69
70 AliGenTherminator::~AliGenTherminator()
71 {
72   //  AliGenMC::~AliGenMC();
73   //  if (fTherminator) delete fTherminator;
74 }
75
76 void AliGenTherminator::Generate()
77 {
78   // Run single event generation with the Therminator model
79   AliWarning("Generating event from AliGenTherminator");
80
81   Float_t polar[3]    =   {0,0,0};
82   Float_t origin[3]   =   {0,0,0};
83   Float_t origin0[3]  =   {0,0,0};
84   Float_t p[3];
85   Float_t mass, energy;
86
87   Int_t nt  = 0;
88   Int_t j, kf, ks, imo;
89   kf = 0;
90
91   Vertex();
92   for (j=0; j < 3; j++) origin0[j] = fVertex[j];
93
94   // Generate one event
95
96   ((TTherminator *) fMCEvGen)->GenerateEvent();
97   AliWarning("Generated");
98   ((TTherminator *) fMCEvGen)->ImportParticles(&fParticles);
99
100   Int_t np = fParticles.GetEntriesFast();
101   AliWarning(Form("Imported %d particles", np));
102
103   TParticle *iparticle;
104   Double_t evrot = gRandom->Rndm()*TMath::Pi();
105   
106   for (int i = 0; i < np; i++) {
107     iparticle = (TParticle *) fParticles.At(i);
108     Bool_t  hasMother   = (iparticle->GetFirstMother()     >=0);
109     Bool_t  hasDaughter = (iparticle->GetFirstDaughter()   >=0);
110     
111     if (hasDaughter) {
112       // This particle has decayed
113       // It will not be tracked
114       // Add it only once with coorduinates not
115       // smeared with primary vertex position
116
117       kf   = iparticle->GetPdgCode();
118       ks   = iparticle->GetStatusCode();
119       Double_t aphi = TMath::ATan2(iparticle->Py(), iparticle->Px());
120       Double_t arho = TMath::Hypot(iparticle->Px(), iparticle->Py());
121       p[0] = arho*TMath::Cos(aphi + evrot);
122       p[1] = arho*TMath::Sin(aphi + evrot);
123       //     p[0] = iparticle->Px();
124       //     p[1] = iparticle->Py();
125       p[2] = iparticle->Pz();
126       mass = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(kf)->Mass();
127       energy = sqrt(mass*mass + p[0]*p[0] + p[1]*p[1] + p[2]*p[2]);
128       
129       Double_t vphi = TMath::ATan2(iparticle->Vy(), iparticle->Vx());
130       Double_t vrho = TMath::Hypot(iparticle->Vx(), iparticle->Vy());
131       origin[0] = vrho*TMath::Cos(vphi + evrot);
132       origin[1] = vrho*TMath::Sin(vphi + evrot);
133       origin[2] = iparticle->Vz();
134       
135       imo = -1;
136       TParticle* mother = 0;
137       if (hasMother) {
138         imo = iparticle->GetFirstMother();
139         mother = (TParticle *) fParticles.At(imo);
140       } // if has mother   
141       Bool_t tFlag = (!hasDaughter);
142       
143       printf("Pushing Track %d with status %d mother %d\n", kf, tFlag, imo);
144       PushTrack(tFlag,imo,kf,
145                 p[0],p[1],p[2],energy,
146                 origin[0],origin[1],origin[2],iparticle->T(),
147                 polar[0],polar[1],polar[2],
148                 hasMother ? kPDecay:kPNoProcess,nt);
149       fNprimaries++;
150       KeepTrack(nt);
151     }
152     else {
153       // This is a final state particle
154       // It will be tracked
155       // Add it TWICE to the stack !!!
156       // First time with event-wide coordicates (for femtoscopy) - 
157       //   this one will not be tracked
158       // Second time with event-wide ccordiantes and vertex smearing
159       //   this one will be tracked
160       
161       kf   = iparticle->GetPdgCode();
162       ks   = iparticle->GetStatusCode();
163       Double_t aphi = TMath::ATan2(iparticle->Py(), iparticle->Px());
164       Double_t arho = TMath::Hypot(iparticle->Px(), iparticle->Py());
165       p[0] = arho*TMath::Cos(aphi + evrot);
166       p[1] = arho*TMath::Sin(aphi + evrot);
167       //     p[0] = iparticle->Px();
168       //     p[1] = iparticle->Py();
169       p[2] = iparticle->Pz();
170       mass = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(kf)->Mass();
171       energy = sqrt(mass*mass + p[0]*p[0] + p[1]*p[1] + p[2]*p[2]);
172       
173       Double_t vphi = TMath::ATan2(iparticle->Vy(), iparticle->Vx());
174       Double_t vrho = TMath::Hypot(iparticle->Vx(), iparticle->Vy());
175       origin[0] = vrho*TMath::Cos(vphi + evrot);
176       origin[1] = vrho*TMath::Sin(vphi + evrot);
177       origin[2] = iparticle->Vz();
178       
179       imo = -1;
180       TParticle* mother = 0;
181       if (hasMother) {
182         imo = iparticle->GetFirstMother();
183         mother = (TParticle *) fParticles.At(imo);
184       } // if has mother   
185       Bool_t tFlag = (hasDaughter);
186       
187       printf("Pushing Track %d with status %d mother %d\n", kf, tFlag, imo);
188       PushTrack(tFlag,imo,kf,
189                 p[0],p[1],p[2],energy,
190                 origin[0],origin[1],origin[2],iparticle->T(),
191                 polar[0],polar[1],polar[2],
192                 hasMother ? kPDecay:kPNoProcess,nt);
193       fNprimaries++;
194       KeepTrack(nt);
195
196       origin[0] = origin0[0]+vrho*TMath::Cos(vphi + evrot);
197       origin[1] = origin0[1]+vrho*TMath::Sin(vphi + evrot);
198       origin[2] = origin0[2]+iparticle->Vz();
199
200       imo = nt;
201       mother = (TParticle *) fParticles.At(nt);
202       tFlag = (!hasDaughter);
203       
204       printf("Pushing Track %d with status %d mother %d\n", kf, tFlag, imo);
205       PushTrack(tFlag,imo,kf,
206                 p[0],p[1],p[2],energy,
207                 origin[0],origin[1],origin[2],iparticle->T(),
208                 polar[0],polar[1],polar[2],
209                 hasMother ? kPDecay:kPNoProcess,nt);
210       fNprimaries++;
211       KeepTrack(nt);
212     }
213   }
214
215   SetHighWaterMark(fNprimaries);
216
217   TArrayF eventVertex;
218   eventVertex.Set(3);
219   eventVertex[0] = origin0[0];
220   eventVertex[1] = origin0[1];
221   eventVertex[2] = origin0[2];
222
223 // Builds the event header, to be called after each event
224   AliGenEventHeader* header = new AliGenHijingEventHeader("Therminator");
225
226   // Header
227   //  AliGenEventHeader* header = new AliGenEventHeader("Therminator");
228   // Event Vertex
229 //   header->SetPrimaryVertex(eventVertex);
230 //   header->SetNProduced(fNprimaries);
231
232   ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetNProduced(fNprimaries);
233   ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetPrimaryVertex(eventVertex);
234   ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetImpactParameter(0.0);
235   ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetTotalEnergy(0.0);
236   ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetHardScatters(0);
237   ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetParticipants(0, 0);
238   ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetCollisions(0, 0, 0, 0);
239   ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetSpectators(0, 0, 0, 0);
240   ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetReactionPlaneAngle(evrot);
241
242
243 // 4-momentum vectors of the triggered jets.
244 //
245 // Before final state gluon radiation.
246 //     TLorentzVector* jet1 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(21), 
247 //                                            fHijing->GetHINT1(22),
248 //                                            fHijing->GetHINT1(23),
249 //                                            fHijing->GetHINT1(24));
250
251 //     TLorentzVector* jet2 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(31), 
252 //                                            fHijing->GetHINT1(32),
253 //                                            fHijing->GetHINT1(33),
254 //                                            fHijing->GetHINT1(34));
255 // // After final state gluon radiation.
256 //     TLorentzVector* jet3 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(26), 
257 //                                            fHijing->GetHINT1(27),
258 //                                            fHijing->GetHINT1(28),
259 //                                            fHijing->GetHINT1(29));
260
261 //     TLorentzVector* jet4 = new TLorentzVector(fHijing->GetHINT1(36), 
262 //                                            fHijing->GetHINT1(37),
263 //                                            fHijing->GetHINT1(38),
264 //                                            fHijing->GetHINT1(39));
265 //     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetJets(jet1, jet2, jet3, jet4);
266 // Bookkeeping for kinematic bias
267 //     ((AliGenHijingEventHeader*) header)->SetTrials(fTrials);
268 // Event Vertex
269   header->SetPrimaryVertex(fVertex);
270   AddHeader(header);
271   fCollisionGeometry = (AliGenHijingEventHeader*)  header;
272
273   //  gAlice->SetGenEventHeader(header); 
274 }
275
276 void AliGenTherminator::Init()
277 {
278   // Initialize global variables and
279   // particle and decay tables
280   if (fFileName.Length() == 0)
281     fFileName = "event.out";
282   ReadShareParticleTable();
283
284   SetMC(new TTherminator());
285   
286   AliGenMC::Init();
287   ((TTherminator *) fMCEvGen)->Initialize();
288 }
289 void AliGenTherminator::SetFileName(const char *infilename)
290 {
291   // Set parameter filename
292   fFileName = infilename;
293 }
294 void AliGenTherminator::SetEventNumberInFile(int evnum)
295 {
296   // Set number of events to generate - default: 1
297   fEventNumber = evnum;
298 }
299
300 void AliGenTherminator::ReadShareParticleTable()
301 {
302   // Read in particle table from share
303   // and add missing particle type to TDatabasePDG
304
305   char str[50];
306   char str1[200];
307     
308   TDatabasePDG *tInstance = TDatabasePDG::Instance();
309   TParticlePDG *tParticleType;
310
311   AliWarning(Form("Reading particle types from particles.data"));
312
313   TString aroot = gSystem->Getenv("ALICE_ROOT");
314   ifstream in((aroot+"/TTherminator/data/SHARE/particles.data").Data());
315   //  ifstream in("particles.data");
316   
317   int charge;
318     
319   int number=0;
320   if ((in) && (in.is_open()))
321     {
322       //START OF HEAD-LINE
323       in.ignore(200,'\n');
324       in.ignore(200,'\n');
325       in.ignore(200,'\n');
326       //END OF HEAD-LINE
327       
328       while (in>>str)
329         {
330           if (/*(*str == '#')||*/(*str<65)||(*str>122))
331             {
332               in.getline(str1,200);
333               continue;
334             }
335           double mass, gamma, spin, tI3, tI, q, s, aq, as, c, ac, mc;
336           
337           in>>mass>>gamma>>spin>>tI>>tI3>>q>>s>>aq>>as>>c>>ac>>mc;
338           number++;
339           tParticleType = tInstance->GetParticle((int) mc);
340           if (!tParticleType) {
341             charge = 0;
342             if (strstr(str, "plu")) charge = 1;
343             if (strstr(str, "min")) charge = -1;
344             if (strstr(str, "plb")) charge = -1;
345             if (strstr(str, "mnb")) charge = 1;
346             if (strstr(str, "plp")) charge = 2;
347             if (strstr(str, "ppb")) charge = -2;
348             tInstance->AddParticle(str, str, mass, gamma == 0.0 ? 1:0, gamma, charge , "meson", (int) mc);
349             AliWarning(Form("Added particle %s with PDG PID %d charge %d", str, (int) mc, charge));
350             //      AliWarning(Form("Quantum numbers q s c aq as ac tI3 %lf %lf %lf %lf %lf %lf %lf", q, s, c, aq, as, ac, tI3));
351
352           }
353         }
354       in.close();
355     }
356   CreateTherminatorInputFile();
357 }
358
359 void AliGenTherminator::CreateTherminatorInputFile()
360 {
361   // Create Therminator input file
362   const char *aroot = gSystem->Getenv("ALICE_ROOT");
363   ofstream *ostr = new ofstream("therminator.in");
364   (*ostr) << "NumberOfEvents = 1" << endl;
365   (*ostr) << "Randomize = 1" << endl;
366   (*ostr) << "TableType = SHARE" << endl;
367   (*ostr) << "InputDirSHARE = "<< aroot << "/TTherminator/data/SHARE" << endl;
368   (*ostr) << "EventOutputFile = " << fFileName.Data() << endl;
369   (*ostr) << "FOHSLocation = " << fFOHSlocation.Data() << endl;
370   (*ostr) << "FreezeOutModel = " << fFreezeOutModel.Data() << endl;
371   (*ostr) << "BWVt = " << fBWVt << endl;
372   (*ostr) << "Tau = " << fTau << endl;
373   (*ostr) << "RhoMax = " << fRhoMax << endl;
374   (*ostr) << "Temperature = " << fTemperature << endl;
375   (*ostr) << "MiuI = " << fMiuI << endl;
376   (*ostr) << "MiuS = " << fMiuS << endl;
377   (*ostr) << "MiuB = " << fMiuB << endl;
378   (*ostr) << "AlphaRange = " << fAlfaRange << endl;
379   (*ostr) << "RapidityRange = " << fRapRange << endl;
380   (*ostr) << "NumberOfIntegrateSamples = 1000000" << endl;
381 }
382
383 void AliGenTherminator::SetModel(const char *model)
384 {
385   // Set the freeze-out model to use
386   fFreezeOutModel = model;
387 }
388
389 void AliGenTherminator::SetLhyquidSet(const char *set)
390 {
391   // Select one of pregenerated Lhyquid hypersurfaces
392   const char *aroot = gSystem->Getenv("ALICE_ROOT");
393   if (strstr(set, "LHC500C0005")) {
394     AliWarning(Form("AliGenTherminator: Selected default Lhyquid hypersurface"));
395     AliWarning(Form("  Pb-Pb collisions, centrality 0-5%"));
396     AliWarning(Form("  initial temperature at tau=1 fm in the center Ti=500 MeV"));
397     AliWarning(Form("  freeze-out criteria Tf=145 MeV"));
398     AliWarning(Form("  for details see $(ALICE_ROOT)/TTherminator/data/LHC500C0005/FO.txt"));
399     fFOHSlocation = aroot;
400     fFOHSlocation += "/TTherminator/data/LHC500C0005";
401   }
402   else if (strstr(set, "LHC500C2030")) {
403     AliWarning(Form("AliGenTherminator: Selected default Lhyquid hypersurface"));
404     AliWarning(Form("  Pb-Pb collisions, centrality 20-30%"));
405     AliWarning(Form("  initial temperature at tau=1 fm in the center Ti=500 MeV"));
406     AliWarning(Form("  freeze-out criteria Tf=145 MeV"));
407     AliWarning(Form("  for details see $(ALICE_ROOT)/TTherminator/data/LHC500C2030/FO.txt"));
408     fFOHSlocation = aroot;
409     fFOHSlocation += "/TTherminator/data/LHC500C2030";
410   }
411   else {
412     AliWarning(Form("Did not find Lhyquid set %s", set));
413     AliWarning(Form("Reverting to default: current directory"));
414     fFOHSlocation = "";
415   }
416 }
417
418 void AliGenTherminator::SetLhyquidInputDir(const char *inputdir)
419 {
420   // Select Your own Lhyquid hypersurface
421   fFOHSlocation = inputdir;
422 }