Line data Source code
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 : /* $Id$ */
17 :
18 : //////////////////////////////////////////////////////////////////////
19 : // // //
20 : // Generator of spectator nucleons (either protons or neutrons)//
21 : // computes beam crossing and divergence and Fermi momentum //
22 : // //
23 : /////////////////////////////////////////////////////////////////////
24 :
25 : #include <assert.h>
26 :
27 : #include <TDatabasePDG.h>
28 : #include <TLorentzVector.h>
29 : #include <TMCProcess.h>
30 : #include <TPDGCode.h>
31 : #include <TRandom.h>
32 : #include <TVector3.h>
33 :
34 : #include "AliConst.h"
35 : #include "AliGenZDC.h"
36 : #include "AliRun.h"
37 : #include "AliMC.h"
38 :
39 12 : ClassImp(AliGenZDC)
40 :
41 : //_____________________________________________________________________________
42 : AliGenZDC::AliGenZDC()
43 0 : :AliGenerator(),
44 0 : fIpart(0),
45 0 : fCosx(0),
46 0 : fCosy(0),
47 0 : fCosz(0),
48 0 : fPseudoRapidity(0),
49 0 : fFermiflag(0),
50 0 : fBeamDiv(0),
51 0 : fBeamCrossAngle(0),
52 0 : fBeamCrossPlane(0),
53 0 : fDebugOpt(0)
54 0 : {
55 : //
56 : // Default constructor
57 : //
58 0 : for(Int_t i=0; i<201; i++){
59 0 : fProbintp[i]=0.;
60 0 : fProbintn[i]=0.;
61 0 : fPp[i]=0.;
62 : }
63 0 : }
64 :
65 : //_____________________________________________________________________________
66 : AliGenZDC::AliGenZDC(Int_t npart)
67 0 : :AliGenerator(npart),
68 0 : fIpart(kNeutron),
69 0 : fCosx(0.),
70 0 : fCosy(0.),
71 0 : fCosz(1.),
72 0 : fPseudoRapidity(0.),
73 0 : fFermiflag(1),
74 0 : fBeamDiv(0.000032),
75 0 : fBeamCrossAngle(0.0001),
76 0 : fBeamCrossPlane(2),
77 0 : fDebugOpt(0)
78 0 : {
79 : //
80 : // Standard constructor
81 : //
82 0 : fName = "AliGenZDC";
83 0 : fTitle = "Generation of Test Particles for ZDCs";
84 :
85 0 : for(Int_t i=0; i<201; i++){
86 0 : fProbintp[i] = 0;
87 0 : fProbintn[i] = 0;
88 0 : fPp[i] = 0;
89 : }
90 0 : }
91 :
92 : //_____________________________________________________________________________
93 : void AliGenZDC::Init()
94 : {
95 : //Initialize Fermi momentum distributions for Pb-Pb
96 : //
97 0 : printf("\n\n AliGenZDC initialization:\n");
98 0 : printf(" Particle: %d, Track cosines: x = %f, y = %f, z = %f \n",
99 0 : fIpart,fCosx,fCosy,fCosz);
100 0 : printf(" Fermi flag = %d, Beam divergence = %f, Crossing angle "
101 0 : "= %f, Crossing plane = %d\n\n", fFermiflag, fBeamDiv, fBeamCrossAngle,
102 0 : fBeamCrossPlane);
103 :
104 0 : FermiTwoGaussian(208.);
105 0 : }
106 :
107 : //_____________________________________________________________________________
108 : void AliGenZDC::Generate()
109 : {
110 : //
111 : // Generate one trigger (n or p)
112 : //
113 : Int_t i;
114 :
115 0 : Double_t mass, pLab[3], fP0, fP[3], fBoostP[3], ddp[3]={0.,0.,0.}, dddp0, dddp[3];
116 0 : Float_t fPTrack[3], ptot = fPMin;
117 0 : Int_t nt;
118 :
119 0 : if(fPseudoRapidity==0.){
120 0 : pLab[0] = ptot*fCosx;
121 0 : pLab[1] = ptot*fCosy;
122 0 : pLab[2] = ptot*fCosz;
123 0 : }
124 : else{
125 0 : Float_t scang = 2*TMath::ATan(TMath::Exp(-(fPseudoRapidity)));
126 0 : pLab[0] = -ptot*TMath::Sin(scang);
127 0 : pLab[1] = 0.;
128 0 : pLab[2] = ptot*TMath::Cos(scang);
129 : }
130 0 : for(i=0; i<=2; i++) fP[i] = pLab[i];
131 0 : if(fDebugOpt == 1){
132 0 : printf("\n\n Particle momentum before divergence and crossing\n");
133 0 : for(i=0; i<=2; i++)printf(" pLab[%d] = %f\n",i,pLab[i]);
134 : }
135 :
136 : // Beam divergence and crossing angle
137 0 : if(fBeamCrossAngle!=0.) {
138 0 : BeamDivCross(1, pLab);
139 0 : for(i=0; i<=2; i++) fP[i] = pLab[i];
140 : }
141 0 : if(fBeamDiv!=0.) {
142 0 : BeamDivCross(0, pLab);
143 0 : for(i=0; i<=2; i++) fP[i] = pLab[i];
144 : }
145 :
146 : // If required apply the Fermi momentum
147 0 : if(fFermiflag==1){
148 0 : if((fIpart==kProton) || (fIpart==kNeutron))
149 0 : ExtractFermi(fIpart, ddp);
150 0 : mass=TDatabasePDG::Instance()->GetParticle(fIpart)->Mass();
151 0 : fP0 = TMath::Sqrt(fP[0]*fP[0]+fP[1]*fP[1]+fP[2]*fP[2]+mass*mass);
152 0 : for(i=0; i<=2; i++) dddp[i] = ddp[i];
153 0 : dddp0 = TMath::Sqrt(dddp[0]*dddp[0]+dddp[1]*dddp[1]+dddp[2]*dddp[2]+mass*mass);
154 :
155 0 : TVector3 b(fP[0]/fP0, fP[1]/fP0, fP[2]/fP0);
156 0 : TLorentzVector pFermi(dddp[0], dddp[1], dddp[2], dddp0);
157 :
158 0 : pFermi.Boost(b);
159 0 : for(i=0; i<=2; i++){
160 0 : fBoostP[i] = pFermi[i];
161 0 : fP[i] = pFermi[i];
162 : }
163 :
164 0 : }
165 :
166 0 : for(i=0; i<=2; i++) fPTrack[i] = fP[i];
167 :
168 0 : Float_t polar[3] = {0,0,0};
169 0 : gAlice->GetMCApp()->PushTrack(fTrackIt,-1,fIpart,fPTrack,fOrigin.GetArray(),polar,0,
170 : kPPrimary,nt);
171 : // -----------------------------------------------------------------------
172 0 : if(fDebugOpt == 1){
173 0 : printf("\n\n Track momentum:\n");
174 0 : printf("\n fPTrack = %f, %f, %f \n",fPTrack[0],fPTrack[1],fPTrack[2]);
175 0 : }
176 0 : else if(fDebugOpt == 2){
177 : FILE *file;
178 0 : if((file = fopen("SpectMomentum.dat","a")) == NULL){
179 0 : printf("Cannot open file SpectMomentum.dat\n");
180 0 : return;
181 : }
182 0 : fprintf(file," %f \t %f \t %f \n",fPTrack[0],fPTrack[1],fPTrack[2]);
183 0 : fclose(file);
184 0 : }
185 :
186 0 : }
187 :
188 : //_____________________________________________________________________________
189 : void AliGenZDC::FermiTwoGaussian(Float_t A)
190 : {
191 : //
192 : // Momenta distributions according to the "double-gaussian"
193 : // distribution (Ilinov) - equal for protons and neutrons
194 : //
195 :
196 : Double_t sig1 = 0.113;
197 : Double_t sig2 = 0.250;
198 0 : Double_t alfa = 0.18*(TMath::Power((A/12.),(Float_t)1/3));
199 0 : Double_t xk = (2*k2PI)/((1.+alfa)*(TMath::Power(k2PI,1.5)));
200 :
201 0 : for(Int_t i=1; i<=200; i++){
202 0 : Double_t p = i*0.005;
203 0 : fPp[i] = p;
204 0 : Double_t e1 = (p*p)/(2.*sig1*sig1);
205 0 : Double_t e2 = (p*p)/(2.*sig2*sig2);
206 0 : Double_t f1 = TMath::Exp(-(e1));
207 0 : Double_t f2 = TMath::Exp(-(e2));
208 0 : Double_t probp = xk*p*p*(f1/(TMath::Power(sig1,3.))+
209 0 : alfa*f2/(TMath::Power(sig2,3.)))*0.005;
210 0 : fProbintp[i] = fProbintp[i-1] + probp;
211 0 : fProbintn[i] = fProbintp[i];
212 : }
213 0 : if(fDebugOpt == 1){
214 0 : printf("\n\n Initialization of Fermi momenta distribution \n");
215 : //for(Int_t i=0; i<=200; i++)
216 : // printf(" fProbintp[%d] = %f, fProbintn[%d] = %f\n",i,fProbintp[i],i,fProbintn[i]);
217 0 : }
218 0 : }
219 : //_____________________________________________________________________________
220 : void AliGenZDC::ExtractFermi(Int_t id, Double_t *ddp)
221 : {
222 : //
223 : // Compute Fermi momentum for spectator nucleons
224 : //
225 :
226 : Int_t index=0;
227 0 : Float_t xx = gRandom->Rndm();
228 0 : assert ( id==kProton || id==kNeutron );
229 0 : if(id==kProton){
230 0 : for(Int_t i=1; i<=200; i++){
231 0 : if((xx>=fProbintp[i-1]) && (xx<fProbintp[i])) break;
232 : index = i;
233 : }
234 0 : }
235 : else {
236 0 : for(Int_t i=1; i<=200; i++){
237 0 : if((xx>=fProbintn[i-1]) && (xx<fProbintn[i])) break;
238 : index = i;
239 : }
240 : }
241 0 : Float_t pext = fPp[index]+0.001;
242 0 : Float_t phi = k2PI*(gRandom->Rndm());
243 0 : Float_t cost = (1.-2.*(gRandom->Rndm()));
244 0 : Float_t tet = TMath::ACos(cost);
245 0 : ddp[0] = pext*TMath::Sin(tet)*TMath::Cos(phi);
246 0 : ddp[1] = pext*TMath::Sin(tet)*TMath::Sin(phi);
247 0 : ddp[2] = pext*cost;
248 :
249 0 : if(fDebugOpt == 1){
250 0 : printf("\n\n Extraction of Fermi momentum\n");
251 0 : printf("\n pxFermi = %f pyFermi = %f pzFermi = %f \n",ddp[0],ddp[1],ddp[2]);
252 0 : }
253 0 : }
254 :
255 : //_____________________________________________________________________________
256 : void AliGenZDC::BeamDivCross(Int_t icross, Double_t *pLab)
257 : {
258 : // Applying beam divergence and crossing angle
259 : //
260 0 : Double_t tetpart, fipart, tetdiv=0, fidiv=0, angleSum[2], tetsum, fisum;
261 : Double_t rvec;
262 :
263 : Double_t pmq = 0.;
264 : Int_t i;
265 0 : for(i=0; i<=2; i++) pmq = pmq+pLab[i]*pLab[i];
266 0 : Double_t pmod = TMath::Sqrt(pmq);
267 :
268 0 : if(icross==0){ // ##### Beam divergence
269 0 : rvec = gRandom->Gaus(0.0,1.0);
270 0 : tetdiv = fBeamDiv * TMath::Abs(rvec);
271 0 : fidiv = (gRandom->Rndm())*k2PI;
272 0 : }
273 0 : else if(icross==1){ // ##### Crossing angle
274 0 : if(fBeamCrossPlane==0){
275 : tetdiv = 0.;
276 : fidiv = 0.;
277 0 : }
278 0 : else if(fBeamCrossPlane==1){ // Horizontal crossing plane
279 0 : tetdiv = fBeamCrossAngle;
280 : fidiv = 0.;
281 0 : }
282 0 : else if(fBeamCrossPlane==2){ // Vertical crossing plane
283 0 : tetdiv = fBeamCrossAngle;
284 0 : fidiv = k2PI/4.;
285 0 : }
286 : }
287 :
288 0 : tetpart = TMath::ATan2(TMath::Sqrt(pLab[0]*pLab[0]+pLab[1]*pLab[1]),pLab[2]);
289 0 : if(pLab[1]!=0. || pLab[0]!=0.) fipart = TMath::ATan2(pLab[1],pLab[0]);
290 : else fipart = 0.;
291 0 : if(fipart<0.) {fipart = fipart+k2PI;}
292 0 : tetdiv = tetdiv*kRaddeg;
293 0 : fidiv = fidiv*kRaddeg;
294 0 : tetpart = tetpart*kRaddeg;
295 0 : fipart = fipart*kRaddeg;
296 0 : AddAngle(tetpart,fipart,tetdiv,fidiv,angleSum);
297 0 : tetsum = angleSum[0];
298 0 : fisum = angleSum[1];
299 0 : tetsum = tetsum*kDegrad;
300 0 : fisum = fisum*kDegrad;
301 0 : pLab[0] = pmod*TMath::Sin(tetsum)*TMath::Cos(fisum);
302 0 : pLab[1] = pmod*TMath::Sin(tetsum)*TMath::Sin(fisum);
303 0 : pLab[2] = pmod*TMath::Cos(tetsum);
304 0 : if(fDebugOpt == 1){
305 0 : if(icross==0) printf("\n\n Beam divergence \n");
306 0 : else printf("\n\n Beam crossing \n");
307 0 : for(i=0; i<=2; i++)printf(" pLab[%d] = %f\n",i,pLab[i]);
308 : }
309 0 : }
310 :
311 : //_____________________________________________________________________________
312 : void AliGenZDC::AddAngle(Double_t theta1, Double_t phi1, Double_t theta2,
313 : Double_t phi2, Double_t *angleSum)
314 : {
315 : // Calculating the sum of 2 angles
316 : Double_t temp, conv, cx, cy, cz, ct1, st1, ct2, st2, cp1, sp1, cp2, sp2;
317 : Double_t rtetsum, tetsum, fisum;
318 :
319 : temp = -1.;
320 0 : conv = 180./TMath::ACos(temp);
321 :
322 0 : ct1 = TMath::Cos(theta1/conv);
323 0 : st1 = TMath::Sin(theta1/conv);
324 0 : cp1 = TMath::Cos(phi1/conv);
325 0 : sp1 = TMath::Sin(phi1/conv);
326 0 : ct2 = TMath::Cos(theta2/conv);
327 0 : st2 = TMath::Sin(theta2/conv);
328 0 : cp2 = TMath::Cos(phi2/conv);
329 0 : sp2 = TMath::Sin(phi2/conv);
330 0 : cx = ct1*cp1*st2*cp2+st1*cp1*ct2-sp1*st2*sp2;
331 0 : cy = ct1*sp1*st2*cp2+st1*sp1*ct2+cp1*st2*sp2;
332 0 : cz = ct1*ct2-st1*st2*cp2;
333 :
334 0 : rtetsum = TMath::ACos(cz);
335 0 : tetsum = conv*rtetsum;
336 0 : if(tetsum==0. || tetsum==180.){
337 : fisum = 0.;
338 0 : return;
339 : }
340 0 : temp = cx/TMath::Sin(rtetsum);
341 0 : if(temp>1.) temp=1.;
342 0 : if(temp<-1.) temp=-1.;
343 0 : fisum = conv*TMath::ACos(temp);
344 0 : if(cy<0) {fisum = 360.-fisum;}
345 0 : angleSum[0] = tetsum;
346 0 : angleSum[1] = fisum;
347 0 : }
348 :
|
