macros/Config_PythiaHeavyFlavours.C

   1 //*******************************************************************//
   2 // Configuration file for charm / beauty generation with PYTHIA      //
   3 //                                                                   //
   4 // The parameters have been tuned in order to reproduce the inclusive//
   5 // heavy quark pt distribution given by the NLO pQCD calculation by  //
   6 // Mangano, Nason and Ridolfi.                                       //
   7 //                                                                   //
   8 // For details and for the NORMALIZATION of the yields see:          //
   9 // - "Charm and beauty production at the LHC", ALICE note submitted  //
  10 //   and available at: http://www.pd.infn.it/alipd/Docs.html         //
  11 // - Current version of the ALICE PPR (Chapter 6.5)                  //
  12 //   at: http://alice.web.cern.ch/Alice/ppr/web/CurrentVersion.html  //
  13 //*******************************************************************//
  14
  15 //--- Heavy Flavour Production ---
  16 enum ProcessHvFl_t
  17 {
  18   kCharmPbPb5500,  kCharmpPb8800,  kCharmpp14000,
  19   kD0PbPb5500,     kD0pPb8800,     kD0pp14000,
  20   kBeautyPbPb5500, kBeautypPb8800, kBeautypp14000
  21 };
  22 //--- Decay Mode ---
  23 enum DecayHvFl_t
  24 {
  25   kNature,  kHadr, kSemiEl, kSemiMu
  26 };
  27 //--- Rapidity Cut ---
  28 enum YCut_t
  29 {
  30   kFull, kBarrel, kMuonArm
  31 };
  32 //--- Magnetic Field ---
  33 enum Mag_t
  34 {
  35     k2kG, k4kG, k5kG
  36 };
  37
  38 // This part for configuration
  39 static ProcessHvFl_t procHvFl = kCharmPbPb5500;
  40 static DecayHvFl_t   decHvFl  = kNature;
  41 static YCut_t        ycut     = kFull;
  42 static Mag_t         mag      = k4kG;
  43 // nEvts = -1  : you get 1 QQbar pair and all the fragmentation and
  44 //               decay chain
  45 // nEvts = N>0 : you get N charm / beauty Hadrons
  46 Int_t nEvts = -1;
  47 // stars = kTRUE : all heavy resonances and their decay stored
  48 //       = kFALSE: only final heavy hadrons and their decays stored
  49 Bool_t stars = kTRUE;
  50
  51
  52 // Comment line
  53 static TString comment;
  54
  55 void Config()
  56 {
  57
  58   //========================//
  59   // Set Random Number seed //
  60   //========================//
  61   TDatime dt;
  62   UInt_t curtime=dt.Get();
  63   UInt_t procid=gSystem->GetPid();
  64   UInt_t seed=curtime-procid;
  65
  66   gRandom->SetSeed(12345);
  67   cerr<<"Seed for random number generation= "<<seed<<endl;
  68
  69   // libraries required by geant321
  70   gSystem->Load("libgeant321");
  71
  72   new TGeant3("C++ Interface to Geant3");
  73
  74   //=======================================================================
  75   //  Create the output file
  76   TFile *rootfile = new TFile("galice.root","recreate");
  77   rootfile->SetCompressionLevel(2);
  78   TGeant3 *geant3 = (TGeant3*)gMC;
  79   //
  80   //
  81   //=======================================================================
  82   // ******* GEANT STEERING parameters FOR ALICE SIMULATION *******
  83   geant3->SetTRIG(1); //Number of events to be processed
  84   geant3->SetSWIT(4,10);
  85   geant3->SetDEBU(0,0,1);
  86   //geant3->SetSWIT(2,2);
  87   geant3->SetDCAY(1);
  88   geant3->SetPAIR(1);
  89   geant3->SetCOMP(1);
  90   geant3->SetPHOT(1);
  91   geant3->SetPFIS(0);
  92   geant3->SetDRAY(0);
  93   geant3->SetANNI(1);
  94   geant3->SetBREM(1);
  95   geant3->SetMUNU(1);
  96   geant3->SetCKOV(1);
  97   geant3->SetHADR(1); //Select pure GEANH (HADR 1) or GEANH/NUCRIN (HADR 3)
  98   geant3->SetLOSS(2);
  99   geant3->SetMULS(1);
 100   geant3->SetRAYL(1);
 101   geant3->SetAUTO(1); //Select automatic STMIN etc... calc. (AUTO 1) or manual (AUTO 0)
 102   geant3->SetABAN(0); //Restore 3.16 behaviour for abandoned tracks
 103   geant3->SetOPTI(2); //Select optimisation level for GEANT geometry searches (0,1,2)
 104   geant3->SetERAN(5.e-7);
 105
 106   Float_t cut    = 1.e-3; // 1MeV cut by default
 107   Float_t tofmax = 1.e10;
 108   //             GAM ELEC NHAD CHAD MUON EBREM MUHAB EDEL MUDEL MUPA TOFMAX
 109   geant3->SetCUTS(cut,cut, cut, cut, cut, cut,  cut,  cut, cut,  cut, tofmax);
 110   //
 111   //=======================================================================
 112   // ************* STEERING parameters FOR ALICE SIMULATION **************
 113   // --- Specify event type to be tracked through the ALICE setup
 114   // --- All positions are in cm, angles in degrees, and P and E in GeV
 115   //======================//
 116   // Set External decayer //
 117   //======================//
 118   TVirtualMCDecayer* decayer = new AliDecayerPythia();
 119   // DECAYS
 120   //
 121   switch(decHvFl) {
 122   case kNature:
 123     decayer->SetForceDecay(kAll);
 124     break;
 125   case kHadr:
 126     decayer->SetForceDecay(kHadronicD);
 127     break;
 128   case kSemiEl:
 129     decayer->SetForceDecay(kSemiElectronic);
 130     break;
 131   case kSemiMu:
 132     decayer->SetForceDecay(kSemiMuonic);
 133     break;
 134   }
 135   decayer->Init();
 136   gMC->SetExternalDecayer(decayer);
 137
 138   //=========================//
 139   // Generator Configuration //
 140   //=========================//
 141   AliGenPythia *pythia = PythiaHVQ(procHvFl);
 142   // FeedDown option
 143   pythia->SetFeedDownHigherFamily(kFALSE);
 144   // Stack filling option
 145   if(!stars) pythia->SetStackFillOpt(AliGenPythia::kParentSelection);
 146   // Set Count mode
 147   if(nEvts>0) pythia->SetCountMode(AliGenPythia::kCountParents);
 148   // DECAYS
 149   //
 150   switch(decHvFl) {
 151   case kNature:
 152     pythia->SetForceDecay(kAll);
 153     break;
 154   case kHadr:
 155     pythia->SetForceDecay(kHadronicD);
 156     break;
 157   case kSemiEl:
 158     pythia->SetForceDecay(kSemiElectronic);
 159     break;
 160   case kSemiMu:
 161     pythia->SetForceDecay(kSemiMuonic);
 162     break;
 163   }
 164   // GEOM & KINE CUTS
 165   //
 166   pythia->SetMomentumRange(0,99999999);
 167   pythia->SetPhiRange(-180.,180.);
 168   pythia->SetThetaRange(0,180);
 169   switch(ycut) {
 170   case kFull:
 171     pythia->SetYRange(-999,999);
 172     break;
 173   case kBarrel:
 174     pythia->SetYRange(-2,2);
 175     break;
 176   case kMuonArm:
 177     pythia->SetYRange(1,6);
 178     break;
 179   }
 180
 181   // PRIMARY VERTEX
 182   //
 183   pythia->SetOrigin(0, 0, 0);    // vertex position
 184   pythia->SetSigma(0, 0, 5.3);   // Sigma in (X,Y,Z) (cm) on IP position
 185   pythia->SetCutVertexZ(1.);     // Truncate at 1 sigma
 186   pythia->SetVertexSmear(kPerEvent);
 187
 188
 189
 190   pythia->SetTrackingFlag(0);
 191   // Specify GEANT tracking limits (Rmax, Zmax)
 192   //gAlice->TrackingLimits(90.,1.0e10);
 193
 194
 195   pythia->Init();
 196
 197   // FIELD
 198   //
 199   if (mag == k2kG) {
 200     comment = comment.Append(" | L3 field 0.2 T");
 201   } else if (mag == k4kG) {
 202     comment = comment.Append(" | L3 field 0.4 T");
 203   } else if (mag == k5kG) {
 204     comment = comment.Append(" | L3 field 0.5 T");
 205   }
 206   printf("\n \n Comment: %s \n \n", (char*) comment);
 207
 208   AliMagFMaps* field = new AliMagFMaps("Maps","Maps", 2, 1., 10., mag);
 209   rootfile->cd();
 210   gAlice->SetField(field);
 211
 212
 213   // By default all ALICE is switched off
 214   Int_t iABSO=0;
 215   Int_t iCRT=0;
 216   Int_t iDIPO=0;
 217   Int_t iFMD=0;
 218   Int_t iFRAME=0;
 219   Int_t iHALL=0;
 220   Int_t iITS=0;
 221   Int_t iMAG=0;
 222   Int_t iMUON=0;
 223   Int_t iPHOS=0;
 224   Int_t iPIPE=0;
 225   Int_t iPMD=0;
 226   Int_t iRICH=0;
 227   Int_t iSHIL=0;
 228   Int_t iSTART=0;
 229   Int_t iTOF=0;
 230   Int_t iTPC=0;
 231   Int_t iTRD=0;
 232   Int_t iZDC=0;
 233
 234   //=================== Alice BODY parameters =============================
 235   AliBODY *BODY = new AliBODY("BODY","Alice envelop");
 236
 237   if(iMAG) {
 238     //=================== MAG parameters ============================
 239     // --- Start with Magnet since detector layouts may be depending ---
 240     // --- on the selected Magnet dimensions ---
 241     AliMAG *MAG  = new AliMAG("MAG","Magnet");
 242   }
 243
 244
 245   if(iABSO) {
 246     //=================== ABSO parameters ============================
 247     AliABSO *ABSO  = new AliABSOv0("ABSO","Muon Absorber");
 248   }
 249
 250   if(iDIPO) {
 251     //=================== DIPO parameters ============================
 252
 253     AliDIPO *DIPO  = new AliDIPOv2("DIPO","Dipole version 2");
 254   }
 255
 256   if(iHALL) {
 257     //=================== HALL parameters ============================
 258
 259     AliHALL *HALL  = new AliHALL("HALL","Alice Hall");
 260   }
 261
 262
 263   if(iFRAME) {
 264     //=================== FRAME parameters ============================
 265
 266     AliFRAME *FRAME  = new AliFRAMEv2("FRAME","Space Frame");
 267
 268   }
 269
 270   if(iSHIL) {
 271     //=================== SHIL parameters ============================
 272
 273     AliSHIL *SHIL  = new AliSHILv2("SHIL","Shielding");
 274   }
 275
 276
 277   if(iPIPE) {
 278     //=================== PIPE parameters ============================
 279
 280     AliPIPE *PIPE  = new AliPIPEv0("PIPE","Beam Pipe");
 281   }
 282
 283
 284   if(iITS) {
 285
 286 //=================== ITS parameters ============================
 287     //
 288     // As the innermost detector in ALICE, the Inner Tracking System "impacts" on
 289     // almost all other detectors. This involves the fact that the ITS geometry
 290     // still has several options to be followed in parallel in order to determine
 291     // the best set-up which minimizes the induced background. All the geometries
 292     // available to date are described in the following. Read carefully the comments
 293     // and use the default version (the only one uncommented) unless you are making
 294     // comparisons and you know what you are doing. In this case just uncomment the
 295     // ITS geometry you want to use and run Aliroot.
 296     //
 297     // Detailed geometries:
 298     //
 299     //
 300     //AliITS *ITS  = new AliITSv5symm("ITS","Updated ITS TDR detailed version with symmetric services");
 301     //
 302     //AliITS *ITS  = new AliITSv5asymm("ITS","Updates ITS TDR detailed version with asymmetric services");
 303     //
 304     AliITSvPPRasymm *ITS  = new AliITSvPPRasymm("ITS","New ITS PPR detailed version with asymmetric services");
 305     ITS->SetMinorVersion(2);                                         // don't touch this parameter if you're not an ITS developer
 306     ITS->SetReadDet(kFALSE);                                         // don't touch this parameter if you're not an ITS developer
 307     ITS->SetWriteDet("$ALICE_ROOT/ITS/ITSgeometry_vPPRasymm2.det");  // don't touch this parameter if you're not an ITS developer
 308     ITS->SetThicknessDet1(200.);   // detector thickness on layer 1 must be in the range [150,300]
 309     ITS->SetThicknessDet2(200.);   // detector thickness on layer 2 must be in the range [150,300]
 310     ITS->SetThicknessChip1(200.);  // chip thickness on layer 1 must be in the range [100,300]
 311     ITS->SetThicknessChip2(200.);  // chip thickness on layer 2 must be in the range [100,300]
 312     ITS->SetRails(1);              // 1 --> rails in ; 0 --> rails out
 313     ITS->SetCoolingFluid(1);       // 1 --> water ; 0 --> freon
 314     //
 315     //AliITSvPPRsymm *ITS  = new AliITSvPPRsymm("ITS","New ITS PPR detailed version with symmetric services");
 316     //ITS->SetMinorVersion(2);                                       // don't touch this parameter if you're not an ITS developer
 317     //ITS->SetReadDet(kFALSE);                                       // don't touch this parameter if you're not an ITS developer
 318     //ITS->SetWriteDet("$ALICE_ROOT/ITS/ITSgeometry_vPPRsymm2.det"); // don't touch this parameter if you're not an ITS developer
 319     //ITS->SetThicknessDet1(300.);   // detector thickness on layer 1 must be in the range [150,300]
 320     //ITS->SetThicknessDet2(300.);   // detector thickness on layer 2 must be in the range [150,300]
 321     //ITS->SetThicknessChip1(300.);  // chip thickness on layer 1 must be in the range [100,300]
 322     //ITS->SetThicknessChip2(300.);  // chip thickness on layer 2 must be in the range [100,300]
 323     //ITS->SetRails(1);              // 1 --> rails in ; 0 --> rails out
 324     //ITS->SetCoolingFluid(1);       // 1 --> water ; 0 --> freon
 325     //
 326     //
 327     // Coarse geometries (warning: no hits are produced with these coarse geometries and they unuseful
 328     // for reconstruction !):
 329     //
 330     //
 331     //AliITSvPPRcoarseasymm *ITS  = new AliITSvPPRcoarseasymm("ITS","New ITS PPR coarse version with asymmetric services");
 332     //ITS->SetRails(1);                // 1 --> rails in ; 0 --> rails out
 333     //ITS->SetSupportMaterial(0);      // 0 --> Copper ; 1 --> Aluminum ; 2 --> Carbon
 334     //
 335     //AliITS *ITS  = new AliITSvPPRcoarsesymm("ITS","New ITS PPR coarse version with symmetric services");
 336     //ITS->SetRails(1);                // 1 --> rails in ; 0 --> rails out
 337     //ITS->SetSupportMaterial(0);      // 0 --> Copper ; 1 --> Aluminum ; 2 --> Carbon
 338     //
 339     //
 340     //
 341     // Geant3 <-> EUCLID conversion
 342     // ============================
 343     //
 344     // SetEUCLID is a flag to output (=1) or not to output (=0) both geometry and
 345     // media to two ASCII files (called by default ITSgeometry.euc and
 346     // ITSgeometry.tme) in a format understandable to the CAD system EUCLID.
 347     // The default (=0) means that you dont want to use this facility.
 348     //
 349     ITS->SetEUCLID(0);
 350   }
 351
 352
 353   if(iTPC) {
 354     //============================ TPC parameters ================================
 355     // --- This allows the user to specify sectors for the SLOW (TPC geometry 2)
 356     // --- Simulator. SecAL (SecAU) <0 means that ALL lower (upper)
 357     // --- sectors are specified, any value other than that requires at least one
 358     // --- sector (lower or upper)to be specified!
 359     // --- Reminder: sectors 1-24 are lower sectors (1-12 -> z>0, 13-24 -> z<0)
 360     // ---           sectors 25-72 are the upper ones (25-48 -> z>0, 49-72 -> z<0)
 361     // --- SecLows - number of lower sectors specified (up to 6)
 362     // --- SecUps - number of upper sectors specified (up to 12)
 363     // --- Sens - sensitive strips for the Slow Simulator !!!
 364     // --- This does NOT work if all S or L-sectors are specified, i.e.
 365     // --- if SecAL or SecAU < 0
 366     //
 367     //
 368     //-----------------------------------------------------------------------------
 369
 370     //  gROOT->LoadMacro("SetTPCParam.C");
 371     //  AliTPCParam *param = SetTPCParam();
 372     AliTPC *TPC  = new AliTPCv2("TPC","Default");
 373     // All sectors included
 374     TPC->SetSecAL(-1);
 375     TPC->SetSecAU(-1);
 376
 377   }
 378
 379
 380   if(iTOF) {
 381     //=================== TOF parameters ============================
 382     AliTOF *TOF  = new AliTOFv2("TOF","normal TOF");
 383   }
 384
 385   if(iRICH) {
 386     //=================== RICH parameters ===========================
 387     AliRICH *RICH  = new AliRICHv1("RICH","normal RICH");
 388
 389   }
 390
 391
 392   if(iZDC) {
 393     //=================== ZDC parameters ============================
 394
 395     AliZDC *ZDC  = new AliZDCv1("ZDC","normal ZDC");
 396   }
 397
 398   if(iCRT) {
 399     //=================== CRT parameters ============================
 400
 401     AliCRT *CRT  = new AliCRTv1("CRT","normal CRT");
 402   }
 403
 404   if(iTRD) {
 405     //=================== TRD parameters ============================
 406
 407     AliTRD *TRD  = new AliTRDv1("TRD","TRD slow simulator");
 408
 409     // Select the gas mixture (0: 97% Xe + 3% isobutane, 1: 90% Xe + 10% CO2)
 410     TRD->SetGasMix(1);
 411
 412     // With hole in front of PHOS
 413     TRD->SetPHOShole();
 414     // With hole in front of RICH
 415     TRD->SetRICHhole();
 416     // Switch on TR
 417     AliTRDsim *TRDsim = TRD->CreateTR();
 418   }
 419
 420   if(iFMD) {
 421     //=================== FMD parameters ============================
 422
 423     AliFMD *FMD  = new AliFMDv0("FMD","normal FMD");
 424   }
 425
 426   if(iMUON) {
 427     //=================== MUON parameters ===========================
 428     AliMUON *MUON  = new AliMUONv1("MUON","default");
 429   }
 430
 431   //=================== PHOS parameters ===========================
 432
 433   if(iPHOS) {
 434     AliPHOS *PHOS  = new AliPHOSv1("PHOS","GPS2");
 435   }
 436
 437
 438   //=================== CRT parameters ===========================
 439
 440   if(iCRT) {
 441     AliCRT *CRT  = new AliCRTv1("CRT","Normal CRTGPS2");
 442   }
 443
 444
 445   if(iPMD) {
 446     //=================== PMD parameters ============================
 447
 448     AliPMD *PMD  = new AliPMDv1("PMD","normal PMD");
 449     PMD->SetPAR(1., 1., 0.8, 0.02);
 450     PMD->SetIN(6., 18., -580., 27., 27.);
 451     PMD->SetGEO(0.0, 0.2, 4.);
 452     PMD->SetPadSize(0.8, 1.0, 1.0, 1.5);
 453
 454   }
 455
 456   if(iSTART) {
 457     //=================== START parameters ============================
 458     AliSTART *START  = new AliSTARTv1("START","START Detector");
 459   }
 460
 461
 462 }
 463 //
 464 //           PYTHIA
 465 //
 466 AliGenPythia *PythiaHVQ(ProcessHvFl_t proc) {
 467
 468   switch(proc) {
 469   case kCharmPbPb5500:
 470     comment = comment.Append(" Charm in Pb-Pb at 5.5 TeV");
 471     AliGenPythia *gener = new AliGenPythia(nEvts);
 472     gener->SetProcess(kPyCharmPbPbMNR);
 473     gener->SetStrucFunc(kCTEQ4L);
 474     gener->SetPtHard(2.1,-1.0);
 475     gener->SetEnergyCMS(5500.);
 476     gener->SetNuclei(208,208);
 477     break;
 478   case kCharmpPb8800:
 479     comment = comment.Append(" Charm in p-Pb at 8.8 TeV");
 480     AliGenPythia *gener = new AliGenPythia(nEvts);
 481     gener->SetProcess(kPyCharmpPbMNR);
 482     gener->SetStrucFunc(kCTEQ4L);
 483     gener->SetPtHard(2.1,-1.0);
 484     gener->SetEnergyCMS(8800.);
 485     gener->SetProjectile("P",1,1);
 486     gener->SetTarget("Pb",208,82);
 487     break;
 488   case kCharmpp14000:
 489     comment = comment.Append(" Charm in pp at 14 TeV");
 490     AliGenPythia *gener = new AliGenPythia(nEvts);
 491     gener->SetProcess(kPyCharmppMNR);
 492     gener->SetStrucFunc(kCTEQ4L);
 493     gener->SetPtHard(2.1,-1.0);
 494     gener->SetEnergyCMS(14000.);
 495     break;
 496   case kD0PbPb5500:
 497     comment = comment.Append(" D0 in Pb-Pb at 5.5 TeV");
 498     AliGenPythia *gener = new AliGenPythia(nEvts);
 499     gener->SetProcess(kPyD0PbPbMNR);
 500     gener->SetStrucFunc(kCTEQ4L);
 501     gener->SetPtHard(2.1,-1.0);
 502     gener->SetEnergyCMS(5500.);
 503     gener->SetNuclei(208,208);
 504     break;
 505   case kD0pPb8800:
 506     comment = comment.Append(" D0 in p-Pb at 8.8 TeV");
 507     AliGenPythia *gener = new AliGenPythia(nEvts);
 508     gener->SetProcess(kPyD0pPbMNR);
 509     gener->SetStrucFunc(kCTEQ4L);
 510     gener->SetPtHard(2.1,-1.0);
 511     gener->SetEnergyCMS(8800.);
 512     gener->SetProjectile("P",1,1);
 513     gener->SetTarget("Pb",208,82);
 514     break;
 515   case kD0pp14000:
 516     comment = comment.Append(" D0 in pp at 14 TeV");
 517     AliGenPythia *gener = new AliGenPythia(nEvts);
 518     gener->SetProcess(kPyD0ppMNR);
 519     gener->SetStrucFunc(kCTEQ4L);
 520     gener->SetPtHard(2.1,-1.0);
 521     gener->SetEnergyCMS(14000.);
 522     break;
 523   case kBeautyPbPb5500:
 524     comment = comment.Append(" Beauty in Pb-Pb at 5.5 TeV");
 525     AliGenPythia *gener = new AliGenPythia(nEvts);
 526     gener->SetProcess(kPyBeautyPbPbMNR);
 527     gener->SetStrucFunc(kCTEQ4L);
 528     gener->SetPtHard(2.75,-1.0);
 529     gener->SetEnergyCMS(5500.);
 530     gener->SetNuclei(208,208);
 531     break;
 532   case kBeautypPb8800:
 533     comment = comment.Append(" Beauty in p-Pb at 8.8 TeV");
 534     AliGenPythia *gener = new AliGenPythia(nEvts);
 535     gener->SetProcess(kPyBeautypPbMNR);
 536     gener->SetStrucFunc(kCTEQ4L);
 537     gener->SetPtHard(2.75,-1.0);
 538     gener->SetEnergyCMS(8800.);
 539     gener->SetProjectile("P",1,1);
 540     gener->SetTarget("Pb",208,82);
 541     break;
 542   case kBeautypp14000:
 543     comment = comment.Append(" Beauty in pp at 14 TeV");
 544     AliGenPythia *gener = new AliGenPythia(nEvts);
 545     gener->SetProcess(kPyBeautyppMNR);
 546     gener->SetStrucFunc(kCTEQ4L);
 547     gener->SetPtHard(2.75,-1.0);
 548     gener->SetEnergyCMS(14000.);
 549     break;
 550   }
 551
 552   return gener;
 553 }
 554
 555
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 557
 558