Possibility to force transport of all particles.
[u/mrichter/AliRoot.git] / EVGEN / AliGenCorrHF.cxx
index 81bf8f4d7114b15d04045ed2ad2fa1cc1cf51b34..22bdd1bcdc588fa7055b5ac542de6445d2d4f7af 100644 (file)
 // and quark fragmentation functions.
 // Is a generalisation of AliGenParam class for correlated pairs of hadrons.
 // In this version quark pairs and fragmentation functions are obtained from
-// Pythia6.124 using 100K events generated with kCharmppMNRwmi&kBeautyppMNRwmi 
-// in pp collisions at 14 TeV.
-// Decays are performed by Pythia. Used AliRoot version: v4-04-Release
+// ~2.10^6 Pythia6.214 events generated with kCharmppMNRwmi & kBeautyppMNRwmi, 
+// CTEQ5L PDF and Pt_hard = 2.76 GeV/c for p-p collisions at 7, 10 and 14 TeV,
+// and with kCharmppMNR (Pt_hard = 2.10 GeV/c) & kBeautyppMNR (Pt_hard = 2.75 GeV/c), 
+// CTEQ4L PDF for Pb-Pb at 3.94 TeV, for p-Pb & Pb-p at 8.8 TeV. 
+// Decays are performed by Pythia.
 // Author: S. Grigoryan, LPC Clermont-Fd & YerPhI, Smbat.Grigoryan@cern.ch
 // July 07: added quarks in the stack (B. Vulpescu)
+// April 09: added energy choice between 10 and 14 TeV (S. Grigoryan)
+// Sept 09: added hadron pair composition probabilities via 2D histo (X.M. Zhang)
+// Oct 09: added energy choice between 7, 10, 14 TeV (for p-p), 4 TeV (for Pb-Pb),
+// 9 TeV (for p-Pb) and -9 TeV (for Pb-p) (S. Grigoryan)
+// April 10: removed "static" from definition of some variables (B. Vulpescu)
 //-------------------------------------------------------------------------
-// How it works (for the given flavor):
+// How it works (for the given flavor and p-p energy):
 //
-// 1) Reads QQbar kinematical grid from the Input file and generates
+// 1) Reads QQbar kinematical grid (TTree) from the Input file and generates
 // quark pairs according to the weights of the cells.
 // It is a 5D grid in y1,y2,pt1,pt2 and deltaphi, with occupancy weights
 // of the cells obtained from Pythia (see details in GetQuarkPair).
@@ -39,7 +46,7 @@
 // on 2 variables - light cone energy-momentum fractions:
 //     z1=(E_H + Pz_H)/(E_Q + Pz_Q),  z2=(E_H - Pz_H)/(E_Q - Pz_Q).
 // "soft" & "hard" FFs correspond to "slower" & "faster" quark of a pair 
-// (see details in GetHadronPair).
+// (see details in GetHadronPair). Fragmentation does not depend on p-p energy.
 // 3) Decays the hadrons and saves all the particles in the event stack in the
 // following order: HF hadron from Q, then its decay products, then HF hadron
 // from Qbar, then its decay productes, then next HF hadon pair (if any) 
 // 4) It is fast, e.g., generates the same number of events with a beauty pair 
 //  ~15 times faster than AliGenPythia with kBeautyppMNRwmi (w/o tracking)
 //
-// An Input file for each quark flavor is included in EVGEN/dataCorrHF/
+// An Input file for each quark flavor and p-p energy is in EVGEN/dataCorrHF/
 // One can use also user-defined Input files.
 //
 // More details could be found in my presentation at DiMuonNet Workshop, Dec 2006: 
-// http://www-dapnia.cea.fr/Sphn/Alice/DiMuonNet
-// and will be published in an Internal Note. 
+// http://www-dapnia.cea.fr/Sphn/Alice/DiMuonNet.
 //
 //-------------------------------------------------------------------------
 // How to use it:
 // add the following typical lines in Config.C
 /*
   if (!strcmp(option,"corr")) {
-    // Example for correlated charm or beauty hadron pair production 
+    // An example for correlated charm or beauty hadron pair production at 14 TeV
 
-    // AliGenCorrHF *gener = new AliGenCorrHF(1, 4);  // for charm, 1 pair per event
-    AliGenCorrHF *gener = new AliGenCorrHF(1, 5);  // for beauty, 1 pair per event
+    // AliGenCorrHF *gener = new AliGenCorrHF(1, 4, 14);  // for charm, 1 pair per event
+    AliGenCorrHF *gener = new AliGenCorrHF(1, 5, 14);  // for beauty, 1 pair per event
 
     gener->SetMomentumRange(0,9999);
-    gener->SetCutOnChild(0);        // 1/0 means cuts on children enable/disable
+    gener->SetCutOnChild(0);          // 1/0 means cuts on children enable/disable
     gener->SetChildThetaRange(171.0,178.0);
     gener->SetOrigin(0,0,0);          //vertex position    
     gener->SetSigma(0,0,0);           //Sigma in (X,Y,Z) (cm) on IP position
@@ -113,42 +119,68 @@ ClassImp(AliGenCorrHF)
 
 Double_t AliGenCorrHF::fgdph[19] = {0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180};
 Double_t AliGenCorrHF::fgy[31] = {-10,-7, -6.5, -6, -5.5, -5, -4.5, -4, -3.5, -3, -2.5, -2,- 1.5, -1, -0.5, 0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 10};
-Double_t AliGenCorrHF::fgpt[33] = {0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.6, 7.2, 7.8, 8.4, 9, 9.6, 10.3, 11.1, 12, 13.1, 14.3, 15.6, 17.1, 19, 21, 24, 28, 35, 50, 100};
+Double_t AliGenCorrHF::fgpt[51] = {0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.6, 7.2, 7.8, 8.4, 9, 9.6, 10.3, 11.1, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20.1, 21.5, 23, 24.5, 26, 27.5, 29.1, 31, 33, 35, 37, 39.2, 42, 45, 48, 51, 55.2, 60, 65, 71, 81, 100};
 Int_t AliGenCorrHF::fgnptbins = 12;
 Double_t AliGenCorrHF::fgptbmin[12] = {0, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 7, 9};
 Double_t AliGenCorrHF::fgptbmax[12] = {0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 4, 5, 6, 7, 9, 100};
 
-Double_t* AliGenCorrHF::fgIntegral = 0;
-
 //____________________________________________________________
     AliGenCorrHF::AliGenCorrHF():
        fFileName(0),
        fFile(0),
        fQuark(0),
+       fEnergy(0),
        fBias(0.),
        fTrials(0),
-       fDecayer(0)
+       fSelectAll(kFALSE),
+       fDecayer(0),
+       fgIntegral(0)
 {
 // Default constructor
 }
 
 //____________________________________________________________
-AliGenCorrHF::AliGenCorrHF(Int_t npart, Int_t param):
+AliGenCorrHF::AliGenCorrHF(Int_t npart, Int_t idquark, Int_t energy):
     AliGenMC(npart),
     fFileName(0),
     fFile(0),
-    fQuark(param),
+    fQuark(idquark),
+    fEnergy(energy),
     fBias(0.),
     fTrials(0),
-    //    fDecayer(new AliDecayerPythia())
-    fDecayer(0)
+    fSelectAll(kFALSE),
+    fDecayer(0),
+    fgIntegral(0)
 {
-// Constructor using number of particles, quark type & default InputFile
+// Constructor using particle number, quark type, energy & default InputFile
 //
-    if (fQuark != 5) fQuark = 4;
-    fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmppMNRwmiCorr100K.root";
-    if (fQuark == 5) fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyppMNRwmiCorr100K.root";
-
+    if (fQuark == 5) {
+      if (fEnergy == 7)
+           fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPP7PythiaMNRwmi.root";
+      else if (fEnergy == 10)
+           fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPP10PythiaMNRwmi.root";
+      else if (fEnergy == 14)
+           fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPP14PythiaMNRwmi.root";
+      else if (fEnergy == 4)
+          fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPbPb394PythiaMNR.root";
+      else if (fEnergy == 9 || fEnergy == -9)
+          fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPPb88PythiaMNR.root";
+      else fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/BeautyPbPb394PythiaMNR.root";
+    }
+    else {
+      fQuark = 4;
+      if (fEnergy == 7)
+           fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPP7PythiaMNRwmi.root";
+      else if (fEnergy == 10)
+           fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPP10PythiaMNRwmi.root";
+      else if (fEnergy == 14)
+           fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPP14PythiaMNRwmi.root";
+      else if (fEnergy == 4)
+           fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPbPb394PythiaMNR.root";
+      else if (fEnergy == 9 || fEnergy == -9)
+           fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPPb88PythiaMNR.root";
+      else fFileName = "$ALICE_ROOT/EVGEN/dataCorrHF/CharmPbPb394PythiaMNR.root";
+    }
     fName = "Default";
     fTitle= "Generator for correlated pairs of HF hadrons";
       
@@ -163,17 +195,19 @@ AliGenCorrHF::AliGenCorrHF(Int_t npart, Int_t param):
 }
 
 //___________________________________________________________________
-AliGenCorrHF::AliGenCorrHF(char* tname, Int_t npart, Int_t param):
+AliGenCorrHF::AliGenCorrHF(char* tname, Int_t npart, Int_t idquark, Int_t energy):
     AliGenMC(npart),
     fFileName(tname),
     fFile(0),
-    fQuark(param),
+    fQuark(idquark),
+    fEnergy(energy),
     fBias(0.),
     fTrials(0),
-    //    fDecayer(new AliDecayerPythia())
-    fDecayer(0)
+    fSelectAll(kFALSE),
+    fDecayer(0),
+    fgIntegral(0)
 {
-// Constructor using number of particles, quark type & user-defined InputFile
+// Constructor using particle number, quark type, energy & user-defined InputFile
 //
     if (fQuark != 5) fQuark = 4;
     fName = "UserDefined";
@@ -261,23 +295,21 @@ void AliGenCorrHF::Generate()
   if (fQuark == 4) qm = 1.20;
   else             qm = 4.75;
 
-  static TClonesArray *particles;
-  //
-  if(!particles) particles = new TClonesArray("TParticle",1000);
+  TClonesArray *particles = new TClonesArray("TParticle",1000);
   
   TDatabasePDG *pDataBase = TDatabasePDG::Instance();
   //
   
   // Calculating vertex position per event
   for (j=0;j<3;j++) origin0[j]=fOrigin[j];
-  if(fVertexSmear==kPerEvent) {
+  if (fVertexSmear==kPerEvent) {
     Vertex();
     for (j=0;j<3;j++) origin0[j]=fVertex[j];
   }
   
   ipa=0;
   
-  // Generating fNpart particles
+  // Generating fNpart HF-hadron pairs
   fNprimaries = 0;
   
   while (ipa<2*fNpart) {
@@ -286,13 +318,30 @@ void AliGenCorrHF::Generate()
     
     GetHadronPair(fFile, fQuark, yq[0], yq[1], ptq[0], ptq[1], ihadron[0], ihadron[1], plh[0], plh[1], pth[0], pth[1]);
     
+    if (fEnergy == 9 || fEnergy == -9) {      // boost particles from c.m.s. to ALICE lab frame
+      Double_t dyBoost = 0.47;
+      Double_t beta  = TMath::TanH(dyBoost);
+      Double_t gamma = 1./TMath::Sqrt((1.-beta)*(1.+beta));
+      Double_t gb    = gamma * beta;
+      yq[0] += dyBoost;
+      yq[1] += dyBoost;
+      plh[0] = gb * TMath::Sqrt(plh[0]*plh[0] + pth[0]*pth[0]) + gamma * plh[0];
+      plh[1] = gb * TMath::Sqrt(plh[1]*plh[1] + pth[1]*pth[1]) + gamma * plh[1];
+      if (fEnergy == 9) {
+       yq[0] *= -1;
+       yq[1] *= -1;
+       plh[0] *= -1;
+       plh[1] *= -1;
+      }
+    }      
+
     // Cuts from AliGenerator
     
     // Cut on theta
     theta=TMath::ATan2(pth[0],plh[0]);
-    if(theta<fThetaMin || theta>fThetaMax) continue;
+    if (theta<fThetaMin || theta>fThetaMax) continue;
     theta=TMath::ATan2(pth[1],plh[1]);
-    if(theta<fThetaMin || theta>fThetaMax) continue;
+    if (theta<fThetaMin || theta>fThetaMax) continue;
     
     // Cut on momentum
     ph[0]=TMath::Sqrt(pth[0]*pth[0]+plh[0]*plh[0]);
@@ -403,7 +452,7 @@ void AliGenCorrHF::Generate()
        }
        
        if (np >1) {
-         TParticle* iparticle =  (TParticle *) particles->At(0);
+         TParticle* iparticle = 0;
          Int_t ipF, ipL;
          for (i = 1; i<np ; i++) {
            trackIt[i] = 1;
@@ -431,7 +480,7 @@ void AliGenCorrHF::Generate()
                ipF = iparticle->GetFirstDaughter();
                ipL = iparticle->GetLastDaughter();     
                if (ipF > 0) for (j=ipF-1; j<ipL; j++) pFlag[j]=1;
-             } else{
+             } else {
                trackIt[i]     = 0;
                pSelected[i]   = 1;
              }
@@ -439,7 +488,7 @@ void AliGenCorrHF::Generate()
            //
            // children
            
-           if ((ChildSelected(TMath::Abs(kf)) || fForceDecay == kAll) && trackIt[i])
+           if ((ChildSelected(TMath::Abs(kf)) || fForceDecay == kAll || fSelectAll) && trackIt[i])
              {
                if (fCutOnChild) {
                  pc[0]=iparticle->Px();
@@ -521,10 +570,10 @@ void AliGenCorrHF::Generate()
          fNprimaries++;
        }
       break;
-    } // while(1)
+    } // while(1) loop
     } // hadron pair loop
-  } // event loop
-  
+  }   // while (ipa<2*fNpart) loop
+
   SetHighWaterMark(nt);
   
   AliGenEventHeader* header = new AliGenEventHeader("CorrHF");
@@ -532,60 +581,38 @@ void AliGenCorrHF::Generate()
   header->SetNProduced(fNprimaries);
   AddHeader(header);
 
+  delete particles;
+
 }
 //____________________________________________________________________________________
-Int_t AliGenCorrHF::IpCharm(TRandom* ran)
+void AliGenCorrHF::IpCharm(TH2F *hProbHH, Int_t &pdg3, Int_t &pdg4)
 {  
-// Composition of lower state charm hadrons, containing a c-quark
-    Float_t random;
-    Int_t ip;            // +- 411,421,431,4122,4132,4232,4332
-    random = ran->Rndm();
-//  Rates from Pythia6.214 using 100Kevents with kPyCharmppMNRwmi at 14 TeV.   
-  
-    if (random < 0.6027) {                       
-        ip=421;
-    } else if (random < 0.7962) {
-        ip=411;
-    } else if (random < 0.9127) {
-        ip=431;        
-    } else if (random < 0.9899) {
-        ip=4122;        
-    } else if (random < 0.9948) {
-        ip=4132;        
-    } else if (random < 0.9999) {
-        ip=4232;        
-    } else {
-        ip=4332;
-    }
-    
-    return ip;
+// Composition of a lower state charm hadron pair from a ccbar quark pair
+   Int_t pdgH[] = {411, 421, 431, 4122, 4132, 4232, 4332};
+
+   Double_t id3, id4;
+   hProbHH->GetRandom2(id3, id4);
+   pdg3 = pdgH[(Int_t)TMath::Floor(id3)];
+   pdg4 = -1*pdgH[(Int_t)TMath::Floor(id4)];
+
+   return;
 }
 
-Int_t AliGenCorrHF::IpBeauty(TRandom* ran)
+void AliGenCorrHF::IpBeauty(TH2F *hProbHH, Int_t &pdg3, Int_t &pdg4)
 {  
-// Composition of lower state beauty hadrons, containing a b-quark
-    Float_t random;
-    Int_t ip;            // +- 511,521,531,5122,5132,5232,5332
-    random = ran->Rndm(); 
-//  Rates from Pythia6.214 using 100Kevents with kPyBeautyppMNRwmi at 14 TeV.   
-                        // B-Bbar mixing will be done by Pythia at the decay point
- if (random < 0.3965) {                       
-        ip=-511;
-    } else if (random < 0.7930) {
-        ip=-521;
-    } else if (random < 0.9112) {
-        ip=-531;        
-    } else if (random < 0.9887) {
-        ip=5122;        
-    } else if (random < 0.9943) {
-        ip=5132;        
-    } else if (random < 0.9999) {
-        ip=5232;        
-    } else {
-        ip=5332;
-    }
-    
-  return ip;
+// Composition of a lower state beauty hadron pair from a bbbar quark pair
+   // B-Bbar mixing will be done by Pythia at their decay point
+   Int_t pdgH[] = {511, 521, 531, 5122, 5132, 5232, 5332};
+
+   Double_t id3, id4;
+   hProbHH->GetRandom2(id3, id4);
+   pdg3 = pdgH[(Int_t)TMath::Floor(id3)];
+   pdg4 = -1*pdgH[(Int_t)TMath::Floor(id4)];
+
+   if ( (pdg3== 511) || (pdg3== 521) || (pdg3== 531) ) pdg3 *= -1;
+   if ( (pdg4==-511) || (pdg4==-521) || (pdg4==-531) ) pdg4 *= -1;
+
+   return;
 }
 
 //____________________________________________________________________________________
@@ -640,20 +667,24 @@ void AliGenCorrHF::GetQuarkPair(TFile* fG, Double_t* fInt, Double_t &y1, Double_
 void AliGenCorrHF::GetHadronPair(TFile* fG, Int_t idq, Double_t y1, Double_t y2, Double_t pt1, Double_t pt2, Int_t &id3, Int_t &id4, Double_t &pz3, Double_t &pz4, Double_t &pt3, Double_t &pt4) 
 {
     // Generate a hadron pair
-    Int_t (*fIpParaFunc )(TRandom*);//Pointer to particle type parametrisation function
+    void (*fIpParaFunc)(TH2F *, Int_t &, Int_t &);//Pointer to hadron pair composition function
     fIpParaFunc = IpCharm;
     Double_t mq = 1.2;              // c & b quark masses (used in AliPythia)
     if (idq == 5) {
       fIpParaFunc = IpBeauty;
       mq = 4.75;
     }
-    Double_t z11, z12, z21, z22, pz1, pz2, e1, e2, mh, ptemp, rand[2];
+    Double_t z11 = 0.;
+    Double_t z12 = 0.;
+    Double_t z21 = 0.;
+    Double_t z22 = 0.;
+    Double_t pz1, pz2, e1, e2, mh, ptemp, rand[2];
     char tag[100]; 
-    TH2F *h2h[12], *h2s[12];      // hard & soft Fragmentation Functions
+    TH2F *h2h[12], *h2s[12], *hProbHH; // hard & soft fragmentation and HH-probability functions
     for (Int_t ipt = 0; ipt<fgnptbins; ipt++) { 
-      sprintf(tag,"h2h_pt%d",ipt); 
+      snprintf(tag,100, "h2h_pt%d",ipt); 
       h2h[ipt] = (TH2F*) fG->Get(tag); 
-      sprintf(tag,"h2s_pt%d",ipt); 
+      snprintf(tag,100, "h2s_pt%d",ipt); 
       h2s[ipt] = (TH2F*) fG->Get(tag); 
     }
 
@@ -691,19 +722,21 @@ void AliGenCorrHF::GetHadronPair(TFile* fG, Int_t idq, Double_t y1, Double_t y2,
       pz2   = ptemp*TMath::SinH(y2); 
       e2    = ptemp*TMath::CosH(y2); 
 
-      id3   = fIpParaFunc(gRandom);
+      hProbHH = (TH2F*)fG->Get("hProbHH");
+      fIpParaFunc(hProbHH, id3, id4);
       mh    = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(id3)->Mass();
       ptemp = z11*z21*(e1*e1-pz1*pz1) - mh*mh;
-      pt3   = (idq-3)*rand[0];                // some smearing at low pt, try better
+      if (idq==5) pt3   = pt1;                // an approximation at low pt, try better
+      else        pt3   = rand[0];            // pt3=pt1 gives less D-hadrons at low pt 
       if (ptemp > 0) pt3 = TMath::Sqrt(ptemp);
       if (pz1 > 0)   pz3 = (z11*(e1 + pz1) - z21*(e1 - pz1)) / 2;
       else           pz3 = (z21*(e1 + pz1) - z11*(e1 - pz1)) / 2;
       e1 = TMath::Sqrt(pz3*pz3 + pt3*pt3 + mh*mh);
 
-      id4   = - fIpParaFunc(gRandom);
       mh    = TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(id4)->Mass();
       ptemp = z12*z22*(e2*e2-pz2*pz2) - mh*mh;
-      pt4   = (idq-3)*rand[1];                // some smearing at low pt, try better
+      if (idq==5) pt4   = pt2;                // an approximation at low pt, try better
+      else        pt4   = rand[1];
       if (ptemp > 0) pt4 = TMath::Sqrt(ptemp);
       if (pz2 > 0)   pz4 = (z12*(e2 + pz2) - z22*(e2 - pz2)) / 2;
       else           pz4 = (z22*(e2 + pz2) - z12*(e2 - pz2)) / 2;
@@ -715,9 +748,10 @@ void AliGenCorrHF::GetHadronPair(TFile* fG, Int_t idq, Double_t y1, Double_t y2,
       y3 = 0.5 * TMath::Log((e1 + pz3 + 1.e-13)/(e1 - pz3 + 1.e-13));
       y4 = 0.5 * TMath::Log((e2 + pz4 + 1.e-13)/(e2 - pz4 + 1.e-13));
       if(TMath::Abs(y3)<ycorr && TMath::Abs(y4)<ycorr && rand[0]>0.5) {
-       ptemp = TMath::Sqrt(e1*e1 - pz3*pz3);
+       ptemp = TMath::Sqrt((e1-pz3)*(e1+pz3));
        y3  = 4*(1 - 2*rand[1]);
        pz3 = ptemp*TMath::SinH(y3);
        pz4 = pz3;
       }
 }
+