Beam crossing angle and divergence (Chiara)
authorcvetan <cvetan@f7af4fe6-9843-0410-8265-dc069ae4e863>
Wed, 12 Jun 2013 18:18:56 +0000 (18:18 +0000)
committercvetan <cvetan@f7af4fe6-9843-0410-8265-dc069ae4e863>
Wed, 12 Jun 2013 18:18:56 +0000 (18:18 +0000)
EVGEN/AliGenSlowNucleons.cxx
EVGEN/AliGenSlowNucleons.h

index 7bf44a4..9688e62 100644 (file)
@@ -31,6 +31,7 @@
 #include <TF1.h>
 #include <TCanvas.h>
 
+#include "AliConst.h"
 #include "AliCollisionGeometry.h"
 #include "AliGenSlowNucleons.h"
 #include "AliSlowNucleonModel.h"
@@ -60,6 +61,9 @@ AliGenSlowNucleons::AliGenSlowNucleons()
      fThetaDistribution(),
      fCosThetaGrayHist(),
      fCosTheta(),
+     fBeamCrossingAngle(0.),
+     fBeamDivergence(0.),
+     fBeamDivEvent(0.),
      fSlowNucleonModel(0)
 {
 // Default constructor
@@ -88,7 +92,11 @@ AliGenSlowNucleons::AliGenSlowNucleons(Int_t npart)
      fThetaDistribution(),
      fCosThetaGrayHist(),
      fCosTheta(),
+     fBeamCrossingAngle(0.),
+     fBeamDivergence(0.),
+     fBeamDivEvent(0.),
      fSlowNucleonModel(new AliSlowNucleonModel())
+
 {
 // Constructor
     fName  = "SlowNucleons";
@@ -130,6 +138,8 @@ void AliGenSlowNucleons::Init()
                            "(2./3.14159265358979312)/(exp(2./3.14159265358979312)-exp(-2./3.14159265358979312))*exp(2.*x/3.14159265358979312)",
                            -1., 1.);
     }
+   
+    printf("\n  AliGenSlowNucleons: applying crossing angle %f mrad to slow nucleons\n",fBeamCrossingAngle*1000.);
 }
 
 void AliGenSlowNucleons::FinishRun()
@@ -171,6 +181,7 @@ void AliGenSlowNucleons::Generate()
            printf("Slow nucleons: %d grayp  %d grayn  %d blackp  %d blackn \n", fNgp, fNgn, fNbp, fNbn);
            fDebugHist1->Fill(Float_t(fNgp + fNgn + fNbp + fNbn), fCollisionGeometry->NNw(), 1.);
            fDebugHist2->Fill(Float_t(fNgp + fNgn + fNbp + fNbn), b, 1.);
+
        }
     }     
 
@@ -181,7 +192,12 @@ void AliGenSlowNucleons::Generate()
     Float_t polar [3] = {0., 0., 0.};    
     Int_t nt, i, j;
     Int_t kf;
-    
+     
+    // Extracting 1 value per event for the divergence angle
+    Double_t rvec = gRandom->Gaus(0.0, 1.0);
+    fBeamDivEvent = fBeamDivergence * TMath::Abs(rvec);
+    printf("\n  AliGenSlowNucleons: applying beam divergence %f mrad to slow nucleons\n",fBeamDivEvent*1000.);
+
     if(fVertexSmear == kPerEvent) {
        Vertex();
        for (j=0; j < 3; j++) origin[j] = fVertex[j];
@@ -289,16 +305,22 @@ void AliGenSlowNucleons::GenerateSlow(Int_t charge, Double_t T,
  q[0] = p * TMath::Sin(theta) * TMath::Cos(phi);
  q[1] = p * TMath::Sin(theta) * TMath::Sin(phi);
  q[2] = p * TMath::Cos(theta);
+ //if(fDebug==1) printf("\n Momentum in RS of the moving source: p = (%f, %f, %f)\n",q[0],q[1],q[2]);
 
 
  /* Transform to system of the target nucleus                             */
  /* beta is passed as negative, because the gray nucleons are slowed down */
  Lorentz(m, -beta, q);
+ //if(fDebug==1) printf(" Momentum in RS of the target nucleus: p = (%f, %f, %f)\n",q[0],q[1],q[2]);
+
  /* Transform to laboratory system */
  Lorentz(m, fBeta, q);
  q[2] *= fProtonDirection; 
-
+ if(fDebug==1)printf("\n Momentum after LHC boost: p = (%f, %f, %f)\n",q[0],q[1],q[2]);
+ if(fBeamCrossingAngle>0.) BeamCrossDivergence(1, q); // applying crossing angle
+ if(fBeamDivergence>0.) BeamCrossDivergence(2, q);    // applying divergence
 }
 
 Double_t AliGenSlowNucleons::Maxwell(Double_t m, Double_t p, Double_t T)
@@ -310,6 +332,7 @@ Double_t AliGenSlowNucleons::Maxwell(Double_t m, Double_t p, Double_t T)
 }
 
 
+//_____________________________________________________________________________
 void AliGenSlowNucleons::Lorentz(Double_t m, Double_t beta, Float_t* q)
 {
 /* Lorentz transform in the direction of q[2] */
@@ -320,3 +343,83 @@ void AliGenSlowNucleons::Lorentz(Double_t m, Double_t beta, Float_t* q)
     //printf(" \t beta %1.10f gamma %f energy %f -> p_z = %f\n",beta, gamma, energy,q[2]);
 }
 
+//_____________________________________________________________________________
+void AliGenSlowNucleons::BeamCrossDivergence(Int_t iwhat, Float_t *pLab)
+{
+  // Applying beam divergence and crossing angle
+  //
+  Double_t pmod = TMath::Sqrt(pLab[0]*pLab[0]+pLab[1]*pLab[1]+pLab[2]*pLab[2]);
+
+  Double_t tetdiv = 0.;
+  Double_t fidiv = 0.;
+  if(iwhat==1){
+    tetdiv = fBeamCrossingAngle;
+    fidiv = k2PI/4.;
+  }
+  else if(iwhat==2){
+    tetdiv = fBeamDivEvent;
+    fidiv = (gRandom->Rndm())*k2PI;
+  }
+
+  Double_t tetpart = TMath::ATan2(TMath::Sqrt(pLab[0]*pLab[0]+pLab[1]*pLab[1]), pLab[2]);
+  Double_t fipart=0.;
+  if(TMath::Abs(pLab[1])>0. || TMath::Abs(pLab[0])>0.) fipart = TMath::ATan2(pLab[1], pLab[0]);
+  if(fipart<0.) {fipart = fipart+k2PI;}
+  tetdiv = tetdiv*kRaddeg;
+  fidiv = fidiv*kRaddeg;
+  tetpart = tetpart*kRaddeg;
+  fipart = fipart*kRaddeg;
+  
+  Double_t angleSum[2]={0., 0.};
+  AddAngle(tetpart,fipart,tetdiv,fidiv,angleSum);
+  
+  Double_t tetsum = angleSum[0];
+  Double_t fisum  = angleSum[1];
+  //printf("tetpart %f fipart %f tetdiv %f fidiv %f angleSum %f %f\n",tetpart,fipart,tetdiv,fidiv,angleSum[0],angleSum[1]);
+  tetsum = tetsum*kDegrad;
+  fisum = fisum*kDegrad;
+  
+  pLab[0] = pmod*TMath::Sin(tetsum)*TMath::Cos(fisum);
+  pLab[1] = pmod*TMath::Sin(tetsum)*TMath::Sin(fisum);
+  pLab[2] = pmod*TMath::Cos(tetsum);
+  if(fDebug==1){
+    if(iwhat==1) printf(" Beam crossing angle %f mrad ", fBeamCrossingAngle*1000.);
+    else if(iwhat==2) printf(" Beam divergence %f mrad ", fBeamDivEvent*1000.);
+    printf("  p = (%f, %f, %f)\n",pLab[0],pLab[1],pLab[2]);
+  }
+}
+  
+//_____________________________________________________________________________
+void  AliGenSlowNucleons::AddAngle(Double_t theta1, Double_t phi1, 
+       Double_t theta2, Double_t phi2, Double_t *angleSum)
+{ 
+  // Calculating the sum of 2 angles  
+  Double_t temp = -1.;
+  Double_t conv = 180./TMath::ACos(temp);
+  
+  Double_t ct1 = TMath::Cos(theta1/conv);
+  Double_t st1 = TMath::Sin(theta1/conv);
+  Double_t cp1 = TMath::Cos(phi1/conv);
+  Double_t sp1 = TMath::Sin(phi1/conv);
+  Double_t ct2 = TMath::Cos(theta2/conv);
+  Double_t st2 = TMath::Sin(theta2/conv);
+  Double_t cp2 = TMath::Cos(phi2/conv);
+  Double_t sp2 = TMath::Sin(phi2/conv);
+  Double_t cx = ct1*cp1*st2*cp2+st1*cp1*ct2-sp1*st2*sp2;
+  Double_t cy = ct1*sp1*st2*cp2+st1*sp1*ct2+cp1*st2*sp2;
+  Double_t cz = ct1*ct2-st1*st2*cp2;
+  
+  Double_t rtetsum = TMath::ACos(cz);
+  Double_t tetsum = conv*rtetsum;
+  if(TMath::Abs(tetsum)<1e-4 || tetsum==180.) return;
+
+  temp = cx/TMath::Sin(rtetsum);
+  if(temp>1.) temp=1.;
+  if(temp<-1.) temp=-1.;
+  Double_t fisum = conv*TMath::ACos(temp);
+  if(cy<0) {fisum = 360.-fisum;}
+  
+  angleSum[0] = tetsum;
+  angleSum[1] = fisum;
+}  
+
index 0b3515f..010a45e 100644 (file)
@@ -48,6 +48,9 @@ public:
     // Added by Chiara to take into account angular distribution 4 gray tracks
     virtual void   SetThetaDist(Int_t flag=0) {fThetaDistribution = flag;}
     //
+    virtual void   SetBeamCrossingAngle(Float_t crossAngle) {fBeamCrossingAngle = crossAngle;}
+    virtual void   SetBeamDivergence(Float_t divergence) {fBeamDivergence = divergence;}
+    //
     virtual Int_t  GetNGrayProtons()   {return fNgp;}
     virtual Int_t  GetNGrayNeutrons()  {return fNgn;}
     virtual Int_t  GetNBlackProtons()  {return fNbp;}
@@ -57,6 +60,9 @@ public:
     void     GenerateSlow(Int_t charge, Double_t T, Double_t beta, Float_t* q, Float_t &theta);
     Double_t Maxwell(Double_t m, Double_t p, Double_t t);
     void     Lorentz(Double_t m, Double_t beta, Float_t* q);
+    void     BeamCrossDivergence(Int_t iwhat, Float_t *pLab);;
+    void     AddAngle(Double_t theta1, Double_t phi1, Double_t theta2,
+                       Double_t phi2, Double_t *angle);
  protected:
     Float_t  fCMS;             // Center of mass energy
     Double_t fMomentum;        // Target nucleus momentum
@@ -79,7 +85,10 @@ public:
     Int_t    fThetaDistribution;// 0 -> flat dist., 1 -> fwd. peaked distribution
     TH1F*    fCosThetaGrayHist; // Histogram for debugging
     TF1*     fCosTheta;         // Function for non-uniform cos(theta) distribution
-    
+    //
+    Float_t  fBeamCrossingAngle; // beam crossing angle (in radians)
+    Float_t  fBeamDivergence;    // beam divergence    (in radians)
+    Float_t  fBeamDivEvent;      // beam divergence    (in radians)
     //
     AliSlowNucleonModel* fSlowNucleonModel; // The slow nucleon model
 
@@ -87,7 +96,7 @@ public:
     AliGenSlowNucleons(const AliGenSlowNucleons &sn);
     AliGenSlowNucleons & operator=(const AliGenSlowNucleons & rhs);
 
-    ClassDef(AliGenSlowNucleons,2) // Slow Nucleon Generator
+    ClassDef(AliGenSlowNucleons,3) // Slow Nucleon Generator
 };
 #endif