ZDC/AliGenZDC.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 1.2  2000/07/11 11:12:34  fca
  19 Some syntax corrections for non standard HP aCC
  20
  21 Revision 1.1  2000/07/10 13:58:01  fca
  22 New version of ZDC from E.Scomparin & C.Oppedisano
  23
  24 Revision 1.7  2000/01/19 17:17:40  fca
  25
  26 Revision 1.6  1999/09/29 09:24:35  fca
  27 Introduction of the Copyright and cvs Log
  28
  29 */
  30 #include <assert.h>
  31
  32 #include <TRandom.h>
  33 #include <TLorentzVector.h>
  34 #include <TVector3.h>
  35 #include "TDatabasePDG.h"
  36
  37 #include "AliGenZDC.h"
  38 #include "AliConst.h"
  39 #include "AliPDG.h"
  40 #include "AliRun.h"
  41
  42 ClassImp(AliGenZDC)
  43
  44 //_____________________________________________________________________________
  45 AliGenZDC::AliGenZDC()
  46    :AliGenerator()
  47 {
  48   //
  49   // Default constructor
  50   //
  51   fIpart = 0;
  52 }
  53
  54 //_____________________________________________________________________________
  55 AliGenZDC::AliGenZDC(Int_t npart)
  56    :AliGenerator(npart)
  57 {
  58   //
  59   // Standard constructor
  60   //
  61   fName = "AliGenZDC";
  62   fTitle = "Generation of Test Particles for ZDCs";
  63   fIpart = kNeutron;
  64   fCosx  = 0.;
  65   fCosy  = 0.;
  66   fCosz  = 1.;
  67   fPseudoRapidity = 0.;
  68   fFermiflag = 1;
  69   // LHC values for beam divergence and crossing angle
  70   fBeamDiv = 0.000032;
  71   fBeamCrossAngle = 0.0001;
  72   fBeamCrossPlane = 2;
  73 }
  74
  75 //_____________________________________________________________________________
  76 void AliGenZDC::Init()
  77 {
  78   printf("              Initializing AliGenZDC\n");
  79   printf("      Fermi flag = %d, Beam Divergence = %f, Crossing Angle "
  80          "= %f, Crossing Plane = %d\n\n", fFermiflag, fBeamDiv, fBeamCrossAngle,
  81          fBeamCrossPlane);
  82   //Initialize Fermi momentum distributions for Pb-Pb
  83   FermiTwoGaussian(207.,82.,fPp,fProbintp,fProbintn);
  84 }
  85
  86 //_____________________________________________________________________________
  87 void AliGenZDC::Generate()
  88 {
  89   //
  90   // Generate one trigger (n or p)
  91   //
  92   Int_t i;
  93
  94   Double_t mass, pLab[3], balp0, balp[3], ddp[3], dddp0, dddp[3];
  95   Float_t ptot = fPMin;
  96   Int_t nt;
  97
  98   if(fPseudoRapidity==0.){
  99     pLab[0] = ptot*fCosx;
 100     pLab[1] = ptot*fCosy;
 101     pLab[2] = ptot*fCosz;
 102   }
 103   else{
 104     Float_t scang = 2*TMath::ATan(TMath::Exp(-(fPseudoRapidity)));
 105     pLab[0] = -ptot*TMath::Sin(scang);
 106     pLab[1] = 0.;
 107     pLab[2] = ptot*TMath::Cos(scang);
 108   }
 109   for(i=0; i<=2; i++){
 110      fP[i] = pLab[i];
 111   }
 112
 113   // Beam divergence and crossing angle
 114   if(fBeamDiv!=0.) {BeamDivCross(0,fBeamDiv,fBeamCrossAngle,fBeamCrossPlane,pLab);}
 115   if(fBeamCrossAngle!=0.) {BeamDivCross(1,fBeamDiv,fBeamCrossAngle,fBeamCrossPlane,pLab);}
 116
 117   // If required apply the Fermi momentum
 118   if(fFermiflag==1){
 119     if((fIpart==kProton) || (fIpart==kNeutron)){
 120       ExtractFermi(fIpart,fPp,fProbintp,fProbintn,ddp);
 121     }
 122     mass=gAlice->PDGDB()->GetParticle(fIpart)->Mass();
 123 //  printf(" pLABx = %f  pLABy = %f  pLABz = %f \n",pLab[0],pLab[1],pLab[2]);
 124     for(i=0; i<=2; i++){
 125        balp[i] = -pLab[i];
 126     }
 127     balp0 = TMath::Sqrt(pLab[0]*pLab[0]+pLab[1]*pLab[1]+pLab[2]*pLab[2]+mass*mass);
 128     for(i=0; i<=2; i++){
 129        dddp[i] = ddp[i];
 130     }
 131     dddp0 = TMath::Sqrt(dddp[0]*dddp[0]+dddp[1]*dddp[1]+dddp[2]*dddp[2]+mass*mass);
 132
 133     TVector3 b(balp[0]/balp0, balp[1]/balp0, balp[2]/balp0);
 134     TLorentzVector pFermi(dddp[0], dddp[1], dddp[2], dddp0);
 135
 136 //    printf(" pmu -> pLABx = %f  pLABy = %f  pLABz = %f  E = %f\n",
 137 //           balp[0],balp[1],balp[2],balp0);
 138 //    printf(" Beta -> bx = %f  by = %f  bz = %f\n", b[0], b[1], b[2]);
 139 //    printf(" pFermi -> px = %f, py = %f, pz = %f\n", pFermi[0], pFermi[1], pFermi[2]);
 140
 141     pFermi.Boost(b);
 142
 143 //    printf(" Boosted momentum -> px = %f, py = %f, pz = %f\n",
 144 //           pFermi[0], pFermi[1], pFermi[2]);
 145     for(i=0; i<=2; i++){
 146        fBoostP[i] = pFermi[i];
 147     }
 148
 149   }
 150
 151   Float_t polar[3] = {0,0,0};
 152   gAlice->SetTrack(fTrackIt,-1,fIpart,fBoostP,fOrigin.GetArray(),polar,0,
 153                    "Primary",nt);
 154 }
 155
 156 //_____________________________________________________________________________
 157 void AliGenZDC::FermiTwoGaussian(Double_t A, Float_t Z, Double_t* fPp, Double_t*
 158                 fProbintp, Double_t* fProbintn)
 159 {
 160 //
 161 // Momenta distributions according to the "double-gaussian"
 162 // distribution (Ilinov) - equal for protons and neutrons
 163 //
 164 //   printf("           Initialization of Fermi momenta distribution\n");
 165    fProbintp[0] = 0;
 166    fProbintn[0] = 0;
 167    Double_t sig1 = 0.113;
 168    Double_t sig2 = 0.250;
 169    Double_t alfa = 0.18*(TMath::Power((A/12.),(Float_t)1/3));
 170    Double_t xk = (2*k2PI)/((1.+alfa)*(TMath::Power(k2PI,1.5)));
 171
 172    for(Int_t i=1; i<=200; i++){
 173       Double_t p = i*0.005;
 174       fPp[i] = p;
 175 //      printf(" fPp[%d] = %f\n",i,fPp[i]);
 176       Double_t e1 = (p*p)/(2.*sig1*sig1);
 177       Double_t e2 = (p*p)/(2.*sig2*sig2);
 178       Double_t f1 = TMath::Exp(-(e1));
 179       Double_t f2 = TMath::Exp(-(e2));
 180       Double_t probp = xk*p*p*(f1/(TMath::Power(sig1,3.))+
 181                       alfa*f2/(TMath::Power(sig2,3.)))*0.005;
 182 //      printf("        probp = %f\n",probp);
 183       fProbintp[i] = fProbintp[i-1] + probp;
 184       fProbintn[i] = fProbintp[i];
 185 //      printf(" fProbintp[%d] = %f, fProbintp[%d] = %f\n",i,fProbintp[i],i,fProbintn[i]);
 186    }
 187 }
 188 //_____________________________________________________________________________
 189 void AliGenZDC::ExtractFermi(Int_t id, Double_t* fPp, Double_t* fProbintp,
 190                 Double_t* fProbintn, Double_t* ddp)
 191 {
 192 //
 193 // Compute Fermi momentum for spectator nucleons
 194 //
 195   Int_t i;
 196   Float_t xx = gRandom->Rndm();
 197   assert ( id==kProton && id==kNeutron );
 198   if(id==kProton){
 199     for(i=0; i<=200; i++){
 200        if((xx>=fProbintp[i-1]) && (xx<fProbintp[i])) break;
 201        }
 202   }
 203   else {
 204     for(i=0; i<=200; i++){
 205        if((xx>=fProbintn[i-1]) && (xx<fProbintn[i])) break;
 206        }
 207    }
 208          Float_t pext = fPp[i]+0.001;
 209          Float_t phi = k2PI*(gRandom->Rndm());
 210          Float_t cost = (1.-2.*(gRandom->Rndm()));
 211          Float_t tet = TMath::ACos(cost);
 212          ddp[0] = pext*TMath::Sin(tet)*TMath::Cos(phi);
 213          ddp[1] = pext*TMath::Sin(tet)*TMath::Sin(phi);
 214          ddp[2] = pext*cost;
 215 }
 216
 217 //_____________________________________________________________________________
 218 void AliGenZDC::BeamDivCross(Int_t icross, Float_t fBeamDiv, Float_t fBeamCrossAngle,
 219                 Int_t fBeamCrossPlane, Double_t* pLab)
 220 {
 221   Double_t tetpart, fipart, tetdiv=0, fidiv=0, angleSum[2], tetsum, fisum, dplab[3];
 222   Double_t rvec;
 223
 224   Int_t i;
 225
 226   Double_t pmq = 0.;
 227   for(i=0; i<=2; i++){
 228      dplab[i] = pLab[i];
 229      pmq = pmq+pLab[i]*pLab[i];
 230   }
 231   Double_t pmod = TMath::Sqrt(pmq);
 232 //  printf("    pmod = %f\n",pmod);
 233
 234 //  printf("    icross = %d, fBeamDiv = %f\n",icross,fBeamDiv);
 235   if(icross==0){
 236     rvec = gRandom->Gaus(0.0,1.0);
 237     tetdiv = fBeamDiv * TMath::Abs(rvec);
 238     fidiv = (gRandom->Rndm())*k2PI;
 239   }
 240   else if(icross==1){
 241     if(fBeamCrossPlane==0.){
 242       tetdiv = 0.;
 243       fidiv = 0.;
 244     }
 245     else if(fBeamCrossPlane==1.){
 246       tetdiv = fBeamCrossAngle;
 247       fidiv = 0.;
 248     }
 249     else if(fBeamCrossPlane==2.){
 250       tetdiv = fBeamCrossAngle;
 251       fidiv = k2PI/4.;
 252     }
 253   }
 254 //  printf("    tetdiv = %f, fidiv = %f\n",tetdiv,fidiv);
 255   tetpart = TMath::ATan(TMath::Sqrt(dplab[0]*dplab[0]+dplab[1]*dplab[1])/dplab[2]);
 256   if(dplab[1]!=0. || dplab[0]!=0.){
 257     fipart = TMath::ATan2(dplab[1],dplab[0]);
 258   }
 259   else{
 260     fipart = 0.;
 261   }
 262   if(fipart<0.) {fipart = fipart+k2PI;}
 263 //  printf("    tetpart = %f, fipart = %f\n",tetpart,fipart);
 264   tetdiv = tetdiv*kRaddeg;
 265   fidiv = fidiv*kRaddeg;
 266   tetpart = tetpart*kRaddeg;
 267   fipart = fipart*kRaddeg;
 268   AddAngle(tetpart,fipart,tetdiv,fidiv,angleSum);
 269   tetsum = angleSum[0];
 270   fisum  = angleSum[1];
 271 //  printf("    tetsum = %f, fisum = %f\n",tetsum,fisum);
 272   tetsum = tetsum*kDegrad;
 273   fisum = fisum*kDegrad;
 274   pLab[0] = pmod*TMath::Sin(tetsum)*TMath::Cos(fisum);
 275   pLab[1] = pmod*TMath::Sin(tetsum)*TMath::Sin(fisum);
 276   pLab[2] = pmod*TMath::Cos(tetsum);
 277 //  printf("    pLab[0] = %f pLab[1] = %f pLab[2] = %f \n\n",
 278 //         pLab[0],pLab[1],pLab[2]);
 279   for(i=0; i<=2; i++){
 280      fDivP[i] = pLab[i];
 281   }
 282 }
 283
 284 //_____________________________________________________________________________
 285 void  AliGenZDC::AddAngle(Double_t theta1, Double_t phi1, Double_t theta2,
 286                Double_t phi2, Double_t* angleSum)
 287 {
 288   Double_t temp, conv, cx, cy, cz, ct1, st1, ct2, st2, cp1, sp1, cp2, sp2;
 289   Double_t rtetsum, tetsum, fisum;
 290
 291   temp = -1.;
 292   conv = 180./TMath::ACos(temp);
 293
 294   ct1 = TMath::Cos(theta1/conv);
 295   st1 = TMath::Sin(theta1/conv);
 296   cp1 = TMath::Cos(phi1/conv);
 297   sp1 = TMath::Sin(phi1/conv);
 298   ct2 = TMath::Cos(theta2/conv);
 299   st2 = TMath::Sin(theta2/conv);
 300   cp2 = TMath::Cos(phi2/conv);
 301   sp2 = TMath::Sin(phi2/conv);
 302   cx = ct1*cp1*st2*cp2+st1*cp1*ct2-sp1*st2*sp2;
 303   cy = ct1*sp1*st2*cp2+st1*sp1*ct2+cp1*st2*sp2;
 304   cz = ct1*ct2-st1*st2*cp2;
 305
 306   rtetsum = TMath::ACos(cz);
 307   tetsum = conv*rtetsum;
 308   if(tetsum==0. || tetsum==180.){
 309     fisum = 0.;
 310     return;
 311   }
 312   temp = cx/TMath::Sin(rtetsum);
 313   if(temp>1.) temp=1.;
 314   if(temp<-1.) temp=-1.;
 315   fisum = conv*TMath::ACos(temp);
 316   if(cy<0) {fisum = 360.-fisum;}
 317 //  printf("    AddAngle -> tetsum = %f, fisum = %f\n",tetsum, fisum);
 318   angleSum[0] = tetsum;
 319   angleSum[1] = fisum;
 320 }
 321