/[PAMELA software]/calo/flight/CaloBragg/src/CaloBragg.cpp
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Contents of /calo/flight/CaloBragg/src/CaloBragg.cpp

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New version, tuned for high Z nuclei

1 #include <CaloBragg.h>
2
3
4 ClassImp(CaloBragg);
5 //--------------------------------------
6 /*
7 * Default constructor
8 */
9 CaloBragg::CaloBragg(){
10 Clear();
11 };
12
13 CaloBragg::CaloBragg(PamLevel2 *l2p){
14 //
15 Clear();
16 LoadParam();
17 //
18 L2 = l2p;
19 //
20 if ( !L2->IsORB() ) printf(" WARNING: OrbitalInfo Tree is needed, the plugin could not work properly without it \n");
21 //
22 OBT = 0;
23 PKT = 0;
24 atime = 0;
25 //
26 debug = false;
27 usetrack = false;
28 usepl18x = false;
29 //
30 };
31
32 void CaloBragg::Clear(){
33 //
34 tr = 0;
35 sntr = 0;
36 // qtchi2 = 0.;
37 // qtz = 0.;
38 // qtetot = 0.;
39 // qtpskip = 0.;
40 lpchi2 = 0.;
41 lpz = 0.;
42 lpetot = 0.;
43 lppskip = 0.;
44 memset(calorimetro,0,44*2*sizeof(Float_t));
45 memset(spessore,0,3*sizeof(Float_t));
46 memset(estremi,0,2*2*sizeof(Float_t));
47 Integrale=0.;
48
49 for(Int_t l=0;l<44;l++){
50 calorimetro[l][0]=-1.;
51 }
52
53 };
54
55 void CaloBragg::Print(){
56 //
57
58 if(!debug) Process();
59 //
60 printf("========================================================================\n");
61 printf(" OBT: %u PKT: %u ATIME: %u Track %i Use track %i \n",OBT,PKT,atime,tr,usetrack);
62 printf(" first plane: %f \n", estremi[0][0]);
63 printf(" last plane: %f \n", estremi[1][0]);
64 // printf(" chi 2 from truncated mean: %f \n", qtchi2);
65 // printf(" Z from truncated mean %f: \n", qtz);
66 // printf(" energy from truncated mean %f: \n", qtetot);
67 // printf(" plane not used for truncated mean %f: \n", qtpskip);
68 printf(" chi 2 from loop %f: \n", lpchi2);
69 printf(" Z from loop %f: \n", lpz);
70 printf(" energy from loop %f: \n", lpetot);
71 printf(" plane not used for loop %f: \n", lppskip);
72 printf("========================================================================\n");
73 //
74 };
75
76 void CaloBragg::Delete(){
77 Clear();
78 //delete this;
79 };
80
81
82 void CaloBragg::Process(){
83 Process(-1);
84 };
85
86
87 void CaloBragg::CleanPlanes(Float_t epiano[22][2]){
88 // return;
89 Int_t hitplanes = 0;
90 for (Int_t i = 0; i<22; i++){
91 for (Int_t j = 1; j>=0; j--){
92 if ( epiano[i][j] > 0.7 ) hitplanes++;
93 };
94 };
95 Float_t lowlim = 0.85;
96 Float_t dedxone = 0.;
97 Float_t step1 = 0.8*L2->GetCaloLevel2()->qtot/(Float_t)hitplanes;
98 while ( dedxone < step1 ){
99 for (Int_t i = 0; i<22; i++){
100 for (Int_t j = 1; j>=0; j--){
101 if ( epiano[i][j] >= step1 && dedxone < 0.7 ) dedxone = epiano[i][j];
102 };
103 };
104 }
105 if ( dedxone < 0.7 ){
106 for (Int_t i = 0; i<22; i++){
107 for (Int_t j = 1; j>=0; j--){
108 if ( epiano[i][j] > 0. && dedxone < 0.7 ) dedxone = epiano[i][j];
109 };
110 };
111 }
112 //
113 // printf(" dedxone = %f step1 %f \n",dedxone,step1);
114 Bool_t revulsera = false;
115 Bool_t nullius = false;
116 Int_t nulliferus = 0;
117 for (Int_t i = 0; i<22; i++){
118 for (Int_t j = 1; j>=0; j--){
119 if ( epiano[i][j] < dedxone*lowlim ){
120 // printf(" %i %i epiano %f limit %f nulliferus %i nullius %i \n",i,j,epiano[i][j],dedxone*lowlim,nulliferus,nullius);
121 epiano[i][j] = 0.;
122 } else {
123 //x printf(" %i %i epiano %f limit %f nulliferus %i nullius %i \n",i,j,epiano[i][j],dedxone*lowlim,nulliferus,nullius);
124 nulliferus = 0;
125 revulsera = true;
126 };
127 if ( epiano[i][j] < 0.7 && revulsera ) nulliferus++;
128 if ( nulliferus > 10 ) nullius = true;
129 if ( nullius ) epiano[i][j] = 0.;
130 };
131 };
132
133 }
134
135
136 void CaloBragg::Process(Int_t ntr){
137 //
138 if ( !L2 ){
139 printf(" ERROR: cannot find PamLevel2 object, use the correct constructor or check your program!\n");
140 printf(" ERROR: CaloBragg variables not filled \n");
141 return;
142 };
143 //
144 Bool_t newentry = false;
145 //
146 if ( L2->IsORB() ){
147 if ( L2->GetOrbitalInfo()->pkt_num != PKT || L2->GetOrbitalInfo()->OBT != OBT || L2->GetOrbitalInfo()->absTime != atime || ntr != sntr ){
148 newentry = true;
149 OBT = L2->GetOrbitalInfo()->OBT;
150 PKT = L2->GetOrbitalInfo()->pkt_num;
151 atime = L2->GetOrbitalInfo()->absTime;
152 sntr = ntr;
153 };
154 } else {
155 newentry = true;
156 };
157 //
158 if ( !newentry ) return;
159 //
160 tr = ntr;
161 //
162 if ( debug ) printf(" Processing event at OBT %u PKT %u time %u \n",OBT,PKT,atime);
163 //
164 Clear();
165
166 //
167 //
168 //
169 Int_t view = 0;
170 Int_t plane = 0;
171 Int_t strip = 0;
172 Float_t mip = 0.;
173 Float_t epiano[22][2];
174 memset(epiano,0,22*2*sizeof(Float_t));
175 for ( Int_t i=0; i<L2->GetCaloLevel1()->istrip; i++ ){
176 //
177 mip = L2->GetCaloLevel1()->DecodeEstrip(i,view,plane,strip);
178 //
179 if ( !usepl18x && view==0 && plane==18 ) mip = 0.;
180 //
181 epiano[plane][view]+=mip;
182 //
183 //
184 };
185 //
186 this->CleanPlanes(*&epiano);
187 //
188 PamTrack *ptrack = 0;
189 CaloTrkVar *track = 0;
190 //
191 if ( usetrack ){
192 if ( ntr >= 0 ){
193 ptrack = L2->GetTrack(ntr);
194 if ( ptrack ) track = ptrack->GetCaloTrack();
195 } else {
196 track = L2->GetCaloStoredTrack(ntr); //al momento e' vera solo questa riga
197 };
198 //
199 if ( !track && ntr >= 0 ){
200 printf(" ERROR: cannot find any track!\n");
201 printf(" ERROR: CaloBragg variables not completely filled \n");
202 return;
203 };
204 } else {
205 if ( ntr >= 0 ){
206 if ( debug ) printf(" ERROR: you asked not to use a track but you are looking for track number %i !\n",ntr);
207 if ( debug ) printf(" ERROR: CaloBragg variables not completely filled \n");
208 return;
209 };
210 };
211 //
212 if(L2->GetCaloLevel2()->npcfit[0]==0 && L2->GetCaloLevel2()->npcfit[1]==0 && L2->GetCaloLevel2()->npcfit[2]==0 && L2->GetCaloLevel2()->npcfit[3]==0) return;// controllo sulla traccia nel calorimetro
213
214 //
215 for(Int_t p=0; p<22; p++){
216 for(Int_t v=0; v<2; v++){
217 /*per usare traccia non del calo camboare cibar*/
218 calorimetro[(2*p)+1-v][0] = L2->GetCaloLevel2()->cibar[p][v];//strip attraversata
219 calorimetro[(2*p)+1-v][1] = epiano[p][v]; //energia del piano //(epiano[p][v])/0.89
220 };
221 };
222
223 /*per ogni evento calcolo la conversione mip e w attraversato in equivalente Si*/
224 conversione(); // out: 1) g/cm2 Si , 2) spessoreW equivalente in Si, 3)Mip corretta per inclinazione
225
226 /*settaggio della soglia per il loop sulla determinazione del piano di partenza */
227 Float_t ordplane[44];//mi serve per la media troncata
228 memset(ordplane,0,44*sizeof(Float_t));
229
230 for(Int_t ipla=0; ipla< 2*NPLA; ipla++) ordplane[ipla]=calorimetro[ipla][1]; //energia del piano
231
232
233 //ordino tutte le energie dei piani in ordine crescente
234
235 Long64_t work[200];
236 Int_t ind = 0;
237 //Int_t l = 0;
238 Int_t RN = 0;
239 Float_t sum4 = 0.;
240 Float_t qm = 0.;
241 while ( RN < 4 && ind < 44 ){
242 qm = TMath::KOrdStat((Long64_t)44,ordplane,(Long64_t)ind,work);
243 if (qm >= 0.7 ){
244 if ( RN < 4 ){
245 sum4 += qm;
246 RN++;
247 };
248 };
249 ind++;
250 };
251 //
252 //sum4 /= (Float_t)RN;
253 Float_t Zmean = (sqrt((sum4*MIP)/(((Float_t)RN)*spessore[2])));
254 if(Zmean ==0.) Zmean=1.;
255 if ( Zmean < 1. ) Zmean = 1.;
256
257
258 /*trova primo e ultimo piano attraversati*/
259 Int_t p = 0;//contatore piani
260 //per il primo parte da 0 e va in giu'
261 while( estremi[0][1] <= 0. && p<(2*NPLA) ){ // era ==0 ma ricorda i problemi con Float == !!!!!
262 // if( (calorimetro[p][0] != -1) && (calorimetro[p][1] >50.)){
263 // if( (calorimetro[p][0] >0) && (calorimetro[p][1]*MIP >0.3)){ //0.7 mip = 70MeV soglia minima
264 if( (calorimetro[p][0] >0) && (calorimetro[p][1]*MIP >Zmean*0.7)){ // 70% della MIP
265 estremi[0][0]=p;
266 estremi[0][1]=calorimetro[p][1] *MIP; //energia in MeV
267 };
268 p++;
269 };
270
271 //ultimo parte da 44 e sale
272 p=43;
273 while( (estremi[1][1] <= 0.) && (p>(int)estremi[0][0]) ){
274 if( (calorimetro[p][0] != -1) && (calorimetro[p][1] >0.7)){
275 estremi[1][0]=p;//
276 estremi[1][1]=calorimetro[p][1] *MIP;//energia in MeV
277 };
278 p = p-1;
279 };
280 //
281
282 Float_t lastok = 0.;
283 // Bool_t goback = false;
284 for ( int o = 0; o < estremi[1][0]; o++ ){
285 //
286 if ( calorimetro[o][1] > 0.7 ) lastok = calorimetro[o][1];
287 if ( calorimetro[o][1] < 0.7 && lastok > 0. ) calorimetro[o][1] = lastok;
288 // if ( calorimetro[o][1] < 0.7 ) goback = true;
289 //
290 };
291 lastok = 0.;
292 // if ( goback ){
293 for ( int o = estremi[1][0]; o >= 0; o-- ){
294 //
295 // printf(" goback1: o %i calo %f lastok %f \n",o,calorimetro[o][1],lastok);
296 if ( o < estremi[1][0] && calorimetro[o][1] > calorimetro[o+1][1]*1.2 && lastok > 0. ) calorimetro[o][1] = lastok;
297 if ( calorimetro[o][1] > 0.7 ) lastok = calorimetro[o][1];
298 if ( calorimetro[o][1] < 0.7 && lastok > 0. ) calorimetro[o][1] = lastok;
299 // printf(" goback2: o %i calo %f lastok %f \n",o,calorimetro[o][1],lastok);
300 //
301 };
302 // };
303
304
305
306 /*integrale: energia totale rilasciata nel calo (aggiungendo quella 'teorica' nel W )*/
307 for(Int_t pl=0; pl<(2*NPLA); pl++){
308 // printf(" integrale: calorimetro %f \n",calorimetro[pl][1]);
309 //calcolo intergale in unita di spessori di silicio
310 Integrale += calorimetro[pl][1] * MIP;//piano di silicio
311 // se non e'il 1o dopo l'Y (tutti i pari) c'e' il W
312 if(pl%2!=0){ //equival W in Si
313 Integrale+= 0.5*((calorimetro[pl-1][1] * MIP)+(calorimetro[pl][1] * MIP))*(spessore[1]);
314 };
315 };
316 //Integrale=24000;//Integrale*1000;
317 Integrale *= 1000.;
318
319 /*z ed energia con media troncata*/
320 // mediatroncata(); // out: 1)chi2, 2)z, 3)Etot, 4)Pskip
321
322 /*z ed energia con loop*/
323 Zdaloop(); // out: 1)chi2, 2)z, 3)Etot, 4)Pskip
324
325
326 if ( debug ) this->Print();
327 if ( debug ) printf(" fine evento \n");
328 //
329 };
330
331
332 void CaloBragg::Draw(){
333
334 Process();
335
336 // Float_t dEpianimean[44];
337 Float_t dEpianiloop[44];
338 Float_t Depth[44];
339 // Int_t tz=(Int_t)qtz;
340 Int_t tz1=(Int_t)lpz;
341 // Enetrack(&tz, &qtetot, &estremi[0][0],&estremi[1][0], dEpianimean);//calcola rilascio energetico sui piani da media troncata
342 Enetrack(&tz1, &lpetot, &estremi[0][0],&estremi[1][0], dEpianiloop);//calcola rilascio energetico sui piani da loop
343
344 Float_t sp= spessore[0]*spessore[1];
345 for(Int_t i=0;i<44;i++)Depth[i]=i*sp;
346 //
347 gStyle->SetLabelSize(0.04);
348 gStyle->SetNdivisions(510,"XY");
349 //
350 TString hid = Form("cCaloBragg");
351 TCanvas *tc = dynamic_cast<TCanvas*>(gDirectory->FindObject(hid));
352 if ( tc ){
353 // tc->Clear();
354 } else {
355 tc = new TCanvas(hid,hid);
356 // tc->Divide(1,2);
357 };
358 //
359 // TString thid = Form("hCaloBragg");
360 // TH2F *th = dynamic_cast<TH2F*>(gDirectory->FindObject(thid));
361 // if ( th ) th->Delete();
362 // th->Clear();
363 // th->Reset();
364 // } else {
365 // th = new TH2F(thid,thid,300,-0.5,300.,1000,0.,150.);
366 // th->SetMarkerStyle(20);
367 // };
368 //
369 tc->cd();
370 TString thid2 = Form("hCaloBragg2");
371 TH2F *th2 = dynamic_cast<TH2F*>(gDirectory->FindObject(thid2));
372 if ( th2 ) th2->Delete();
373 th2 = new TH2F(thid2,thid2,300,-0.5,300.,1000,0.,150.);
374 th2->SetMarkerStyle(20);
375 th2->SetMarkerColor(kRed);
376 //
377 TString thid3 = Form("hCaloBragg3");
378 TH2F *th3 = dynamic_cast<TH2F*>(gDirectory->FindObject(thid3));
379 if ( th3 ) th3->Delete();
380 th3 = new TH2F(thid3,thid3,300,-0.5,300.,1000,0.,150.);
381 th3->SetMarkerStyle(20);
382 th3->SetMarkerColor(kBlue);
383
384
385 // tc->cd(1);
386 //
387 // for(Int_t i=0;i<=estremi[1][0];i++)th->Fill(Depth[i],dEpianimean[i]);
388 for(Int_t i=0;i<=estremi[1][0];i++)th2->Fill(Depth[i],calorimetro[i][1]*MIP);
389 // th->Draw();
390 th2->Draw("same");
391
392 // tc->cd(2);
393 tc->cd();
394 //
395 for(Int_t i=0;i<=estremi[1][0];i++)th3->Fill(Depth[i],dEpianiloop[i]);
396 th3->Draw();
397 th2->Draw("same");
398
399 tc->Modified();
400 tc->Update();
401
402 //
403 gStyle->SetLabelSize(0);
404 gStyle->SetNdivisions(1,"XY");
405 //
406 };
407
408
409
410 void CaloBragg::LoadParam(){
411
412 //
413 elem[0] = 1.00794; //H 1
414 elem[1] = 4.0026; //He 2
415 elem[2] = 6.941; //Li 3
416 elem[3] = 9.012182;//Be 4
417 elem[4] = 10.811; //B 5
418 elem[5] = 12.0107; //C 6
419 elem[6] = 14.00674;//N 7
420 elem[7] = 15.9994; //O 8
421 elem[8] = 18.9984; //F 9
422 elem[9] = 20.1797; //Ne 10
423 elem[10] = 22.98977;//Na 11
424 elem[11] = 24.3050; //Mg 12
425 elem[12] = 26.9815; //Al 13
426 elem[13] = 28.0855; //Si 14
427 elem[14] = 30.974; //P 15
428 elem[15] = 32.066; //S 16
429 elem[16] = 35.4527; //Cl 17
430 elem[17] = 39.948; //Ar 18
431 elem[18] = 39.0983; //K 19
432 elem[19] = 40.078; //Ca 20
433 elem[20] = 44.95591;//Sc 21
434 elem[21] = 47.867; //Ti 22
435 elem[22] = 50.9415; //V 23
436 elem[23] = 51.9961; //Cr 24
437 elem[24] = 54.938049;//Mn 25
438 elem[25] = 55.845; //Fe 26
439 elem[26] = 58.9332; //Co 27
440 elem[27] = 58.6934; //Ni 28
441 elem[28] = 63.546; //Cu 29
442 elem[29] = 65.39; //Zn 30
443 elem[30] = 69.723; //Ga 31
444 elem[31] = 72.61; //Ge 32
445
446
447 //parametri calorimetro
448 NPLA = 22;
449 NCHA = 96;
450 nView = 2;
451
452 AA = 0.96;//mm larghezza strip
453 ADIST = 80.5;//mm distanza tra pad
454 PIANO = 8.59;//mm distanza
455
456 ySi = 0.38;//mm spessore silicio
457 yW = 2.66;//mm spessore tungsteno
458 rhoSi = 2.33;//g/cm3 densita' silicio
459 rhoW = 19.3;//g/cm3 densita' tugsteno
460 MIP = 0.106;//Mev g/cm2 energia al minimo nel silicio per 0.38 mm
461
462 emin = 0.;
463
464 //parametri bethe-bloch
465 pigr = 3.1415;
466 Na = 6.02e-23;
467 ZA = 0.49; /*Z/A per Si*/
468 ISi =182e-06; /*MeV*/
469 Me = 0.511; /* MeV*/
470 MassP = 931.27;/*MeV*/
471 r2 = 7.95e-26; /*ro*ro in cm */
472
473 };
474
475
476
477 //
478 void CaloBragg::conversione(){
479
480 // calcolo spessore Si attraverato in funzione dell'inclinazione
481 // e conversione dello spessore di W in Si e correzione del valore
482 // della Mip pe lo spessore effettivo
483 //
484 // in : evento
485 //
486 // out: out[0] = gcm2Si = spessore silicio attraversato nel piano
487 // out[1] = WinSi = spessore equivalente in Si del W attraversato
488 // out[2] = Mip = fattore conversione energia riscalato allo spessore attrversatonel piano
489
490 Float_t SiCross=0.;
491 Float_t WCross = 0.;
492 Float_t ytgx = 0;
493 Float_t ytgy = 0;
494 Float_t a = 0.;
495
496 /*silicio*/
497 ytgx = ySi * L2->GetCaloLevel2()->tanx[0];
498 ytgy = ySi * L2->GetCaloLevel2()->tany[0];
499
500 //lunghezza effettiva di silicio attraversata (mm)
501 SiCross = sqrt(SQ(ySi) + SQ(ytgx) + SQ(ytgy));
502
503 spessore[0] = SiCross/10. * rhoSi; //spessore silicio in g/cm2
504
505 /*tungsteno*/
506 ytgx = yW * L2->GetCaloLevel2()->tanx[0];
507 ytgy = yW * L2->GetCaloLevel2()->tany[0];
508
509 //rapporto tra rilasci energetici nei due materiali
510 WCross = sqrt((yW*yW) + (ytgx*ytgx) + (ytgy*ytgy));//mm* rapporto lunghezze rad
511 //gcm2W = WCross/10. * rhoW;
512
513 a=(WCross/SiCross)*(rhoW/rhoSi)*(1.145/1.664); //(gcm2W)/(SiCross/10. * rhoSi)* (1.145/1.664);
514
515 // (g/cm2W)/(g/cm2Si)
516 spessore[1] = a;
517
518 //riscala mip allo spessore attraversato
519 spessore[2] = MIP*(SiCross/ySi);
520
521 };//end conversione
522
523
524
525
526
527 void CaloBragg::BetheBloch(Float_t *x, Float_t *z, Float_t *Mass, Float_t *gam, Float_t *Bet, Float_t *out){
528
529 //rilascio energetico con bethe bloch con correzioni
530 //in: x: g/cm2
531 // z: carica
532 // Mass: Massa uma
533 // Ene: energia particella MeV//tolta
534 // gam: (etot/massa)
535 // Bet: rad((g2-1)/g2)
536 //
537 //out: energia rilasciata MeV
538
539
540 Float_t eta =0.;
541 Float_t Wmax =0.;
542 Float_t lg =0.;
543 Float_t Energia=0.;
544 Float_t C=0.;
545
546 eta = (*gam)*(*Bet);
547
548 //Bet=3/gam; SQ(*gam) * SQ(*Bet)
549 Wmax = 2.* Me * SQ(eta) / (1. + 2.*(*gam)*Me/(*Mass) + SQ(Me)/SQ(*Mass));
550
551 lg = 2.* Me * SQ(eta) * Wmax / SQ(ISi);
552 // Energia = x* 2 * pigr * Na * r2 * Me * rhoSi *ZA* SQ(z)/SQ(Bet) * lg;
553 C=(0.42237*pow(eta,-2.) + 0.0304*pow(eta,-4.) - 0.00038*pow(eta,-6.))*pow(10.,-6.)* pow(ISi,2.) +
554 (3.858*pow(eta,-2.) - 0.1668*pow(eta,-4.) + 0.00158*pow(eta,-6.))*pow(10.,-9.)*pow(ISi,3.);
555
556 if(eta <= 0.13) C= C * log(eta/0.0653)/log(0.13/0.0653);
557
558 Energia = (*x) * 0.307/28.09 * 14. *SQ(*z)/SQ(*Bet)*(0.5*log(lg) - SQ(*Bet) - C/14.);
559
560 *out =Energia;//out
561
562 };//end Bethebloch
563
564
565
566
567 void CaloBragg::ELOSS(Float_t *dx, Int_t *Z, Float_t *Etot, Float_t *out){
568
569 /*perdita di energia per ioni pesanti (come da routine geant)*/
570 // in : dx => spessore g/cm2
571 // Z => carica
572 // Etot => energia perticella
573 //
574 // out: energia persa
575
576
577 Float_t Q=0.;
578 Float_t v=0.;
579 Float_t gam=0.;
580 Float_t Bet=0.;
581 Float_t dEP=0.;
582
583 // gamma // Mass = A * MassP; /*in Mev/c2*/
584 gam = (*Etot)/(elem[*Z-1]*MassP); // E = gamma M c2
585
586
587 Bet = sqrt((SQ(gam) -1.)/SQ(gam));
588
589 v= 121.4139*(Bet/pow((*Z),(2./3.))) + 0.0378*sin(190.7165*(Bet/pow((*Z),(2./3.))));
590
591 //carica effettiva
592 Q= (*Z)*(1- (1.034 - 0.1777*exp(-0.08114*(*Z)))*exp(-v));
593
594 //perdita energia per un protone
595 Float_t protone =1.;
596 Float_t Mass=(elem[*Z-1]*MassP);
597 BetheBloch(dx, &protone, &Mass, &gam, &Bet, &dEP);//ene non serve..go gamma.. BetheBloch(dx, 1, MassP, Etot/A, gam, Bet, &dEP);
598
599 *out= (SQ(Q)*(dEP));//*dx;
600
601
602 };//end ELOSS
603
604
605
606
607 void CaloBragg::Enetrack(Int_t* Z, Float_t* E0, Float_t* primo,Float_t* ultimo, Float_t out[]){
608
609 //calcola energia rilasciata sulla traccia (usa ELOSS)
610 // in : Z =>carica
611 // E0 =>energia
612 // spess2[3] => conversione spessore Si, Si in W, mip
613 // primo => posizione primo piano attraversato
614 //
615 // out: array[44] =>rilasci energetici calcolati per ogni piano[44] dopo il primo(estremi[0][0])
616
617
618
619 Float_t dE=0.; //energia rilasciata
620 Float_t Ezero= *E0;//energia iniziale
621
622 //azzero energia rilasciata sui piani
623 memset(out, 0, 2*NPLA*sizeof(Float_t));
624
625 Float_t Massa = (elem[(*Z)-1] * MassP);
626
627 for( Int_t ipla=((int)(*primo)); ipla<= ((int)(*ultimo)); ipla++){
628 dE=0.;
629 //spessore silicio corretto x inclinazione, z, energia, out:rilascio
630 ELOSS(&spessore[0], Z, &Ezero, &dE);//spessore in g/cm2!!
631 if((Ezero-dE) <= Massa){//se l'energia depositata e' maggiore dell'energia della perticella stop
632 out[ipla] = Ezero - Massa; //MeV
633 return;
634
635 }else{
636 out[ipla] = dE; //MeV
637 Ezero = Ezero - dE;//energia residua
638 };
639 //se sono su un piano Y (tutti i pari) dopo c'e' il tungsteno
640 if(ipla%2 == 0){
641 /*tungsteno*/
642 dE=0.;
643 Float_t sp= spessore[0]*spessore[1]; //((gcm2Si)*(WinSi))//spessore attraversato in g/cm2
644 ELOSS(&sp, Z, &Ezero, &dE);
645 if((Ezero-dE) <= Massa){//se l'energia depositata e' maggiore dell'energia della perticella stop
646 return;
647 }else{
648 Ezero = Ezero -dE;//energia residua
649 };
650 };
651
652 };//fine loop piani
653
654
655 };//end Enetrack
656
657
658
659 void CaloBragg::chiquadro(Float_t dE[], Float_t out[]){
660
661 // calcola chi2 tra energia calcolata e misurata
662 // in : dE[44] =>energia calcolata
663 // calo3[44][2]=> [0]strip attraversata [1]energia misurata per ogni piano
664 // estr2 => array con primo[0][0] e ultimo[1][0] piano attraversati ed energie[][1]
665 //
666 // out: array[3]=> (chi2; piani scartati consecutivi(79= >3 quindi frammentato); piani scartati totale)
667
668
669 Float_t sum = 0.;
670 Float_t PianoPrecedente=0.;
671 Float_t badplane=0.;
672 Float_t badplanetot=0.;
673 Float_t w,wi;
674
675 for(Int_t ipla=0; ipla<2*NPLA; ipla++){
676 //tutti i piani attraversati dalla traiettoria
677 if(calorimetro[ipla][0] != -1.){ //
678 w=0.; //normalizzazione;
679 wi=1.;//peso
680
681 //tolgo piani attraversati dalla traccia ma precedenti il piano individuato come ingresso
682 if (ipla<estremi[0][0]) wi=0.;
683
684 //tolgo piani attraversati da traccia ma successivi all'ultimo se sono diversi da 0
685 //if((ipla>estremi[1][0]) && (calorimetro[ipla][1] >0.) ) wi=0.;
686 if((ipla>estremi[1][0])) wi=0.;
687
688 //normalizzazione
689 if (calorimetro[ipla][1] != 0.) w=1./(calorimetro[ipla][1]* MIP); //
690
691 //tolgo piani con rilasci inferiori al 30% del precedente
692 if(calorimetro[ipla][1] < (0.7*PianoPrecedente)){ // cosi' i piani senza rilascio non vengono considerati nel calcolo del chi2
693 wi=0.;
694 //se sono piani intermedi (non si e' fermta) li considero non buoni
695 if( (ipla <= estremi[1][0]) && (calorimetro[ipla][1] !=0.)){//
696 badplane+=1.;
697 badplanetot+=1.;
698 };
699 };
700
701 //meno peso ai piani con rilasci maggiori di 1000 MIP
702 // if(calorimetro[ipla][1] > 1000) wi=0.5;
703 if(calorimetro[ipla][1] > 1200.) wi=0.5;
704
705 Float_t arg = w*wi*(dE[ipla] - (calorimetro[ipla][1] * MIP));
706
707 sum += SQ(arg); // w*wi*(dEpiani[p][v]-(eplane[p][v]*MIP))));//( dEpiani[p][v] - (eplane[p][v]*MIP));
708 if(debug){
709 printf("dedx calcolata %f e reale %f \n",dE[ipla],(calorimetro[ipla][1] * MIP));
710 }
711 //se trovo piano non buono (tolto quindi wi=0) non modifico il piano precedente
712 if(wi != 0.){//
713 PianoPrecedente= calorimetro[ipla][1];//tengo piano precedente
714 badplane = 0.;//azzero contatore piani scartati consecutivi
715 };
716 };
717
718 //da Emi
719 if(badplane > 2){
720 // printf(" AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG\n");
721 out[1] =79.;
722 break;
723 };
724
725 };//fine loop piani
726 //chi2,frammentato,pskip
727 out[0]=sum;
728 out[2]=badplanetot;
729
730 };//end chiquadro
731
732
733
734 void CaloBragg::loopze( Float_t step, Float_t E0,Float_t Zstart, Float_t Zlimite, Int_t nostep = 1000){
735 //
736 //loop su z ed energie per trovare miglior z (ed energia)
737 //in: nloop => energia massima da provare (nloop x E0)
738 // E0 => energia iniziale (intergale)
739 // Zstart => minimo z da cui patire
740 // Zlimite => z a cui fermarsi (z al minimo di ionizz sul 1o piano)
741 //
742 //out: array[4]=> chi2,Zbest,Ebest,piani saltati nel chi2
743 //
744
745
746 Float_t dEplan[2*NPLA];//energia rilasciata calcolata
747 memset(dEplan,0,2*NPLA*sizeof(Float_t));
748
749 Int_t Z = 0;// z iniziale
750
751 Float_t Massa = 0.;
752
753 Float_t Stepint =(step)/(Float_t)nostep;//passo per il calcolo di energia
754
755 Float_t energia =0.;//energia del loop
756
757 Float_t chi2[3] = {0,0,0};//out dal calcolo chi2: chi2, piani consecutivi saltati, piani totali saltati
758
759 Int_t max=32;//max z di cui so la massa :P
760 if((Zlimite)<=31) max=(int)(Zlimite) + 1;
761
762 Int_t colmax=32;
763 Int_t rowmax=3000;
764
765 Float_t matrixchi2[colmax][rowmax][3];
766 memset(matrixchi2, 0, colmax*rowmax*3*sizeof(Float_t));
767
768 Int_t imin = 1-nostep/2;
769 Int_t imax = nostep/2;
770
771 //loop elementi
772 for(Int_t inucl=(int)(Zstart); inucl<max; inucl++){
773
774 Z= inucl;
775
776 Massa = elem[inucl-1]*MassP;
777
778 //loop energia
779 Int_t iene2 = 0;
780 // for(Int_t iene= 0; iene<1000; iene++){// da non cambiare in base a Stepint altrimenti cambia la matrice bestchi2!!!cosi' non raggiungo mai integrale!!!!! mettere <=??
781 for(Int_t iene= imin; iene<imax; iene++){// da non cambiare in base a Stepint altrimenti cambia la matrice bestchi2!!!cosi' non raggiungo mai integrale!!!!! mettere <=??
782
783 iene2++;
784 energia= Massa + (E0)+ iene*Stepint;//gli do un'energia totale (momento) massa+energia cinetica, aumentando la cinetica..
785
786 Enetrack(&Z, &energia, &estremi[0][0],&estremi[1][0], dEplan);//calcola rilascio energetico sui piani
787
788 //calcolo chi2
789 chiquadro(dEplan,chi2);
790
791 if( (chi2[1] != 79.) ){//salto quelli che frammentano
792 matrixchi2[inucl][iene2][0]=chi2[0];//valore chi2 per questo z a questa energia
793 matrixchi2[inucl][iene2][1]=energia;//energia per questo chi2
794 matrixchi2[inucl][iene2][2]=chi2[2];//piani saltati nel chi2
795 } else {
796 matrixchi2[inucl][iene2][0]=1000.;//valore chi2 per questo z a questa energia
797 matrixchi2[inucl][iene2][1]=1000.;//energia per questo chi2
798 matrixchi2[inucl][iene2][2]=1000.;//piani saltati nel chi2
799 break;
800 }
801 }//fine loop energia
802
803
804 };//fine loop z
805
806
807 //Emi
808 for (Int_t nu=(int)(Zstart); nu<max; nu++){
809 for (Int_t en=0; en<nostep; en++){
810 if((matrixchi2[nu][en][0]<bestchi2[0]) && (matrixchi2[nu][en][0] >0.)){
811 bestchi2[0]= matrixchi2[nu][en][0];// chi2
812 bestchi2[1]= (Float_t)nu; // z
813 bestchi2[2]= matrixchi2[nu][en][1];//energia;
814 bestchi2[3]= matrixchi2[nu][en][2];// totale piani saltati
815 }
816 }
817 }
818
819
820 };//endloopze
821
822
823
824
825
826 // void CaloBragg::mediatroncata(){
827 // //calcolo Z con media troncata e utilizzo questo Z per trovare l'energia migliore
828 // //in: ordplane[44] => array con energia dei piani
829 // // spess[3] => conversioni spessore di silicio, w, mip
830 // // estr[2][2] => primo[0][0] e ultimo[1][0] piano attraversati ed energie[][1]
831 // // calo[44][2]=> energia[][1] e strip[][0] passaggio su ogni piano
832 // // integrale => energia totale nel calorimetro considerando il W
833 // //
834 // // out[4] chi2,z,Etot,Pskip
835
836 // Float_t ordplane[44];//mi serve per la media troncata
837 // memset(ordplane,0,44*sizeof(Float_t));
838
839 // for(Int_t ipla=0; ipla< 2*NPLA; ipla++) ordplane[ipla]=calorimetro[ipla][1]; //energia del piano
840
841
842 // //ordino tutte le energie dei piani in ordine crescente
843
844 // Long64_t work[200];
845 // Int_t ind = 0;
846 // //Int_t l = 0;
847 // Int_t RN = 0;
848 // Float_t sum4 = 0.;
849 // Float_t qm = 0.;
850 // //
851 // //Float_t qmt = ethr*0.8; // *0.9
852 // //
853 // //Int_t uplim = TMath::Max(3,N);
854 // //
855 // while ( RN < 4 && ind < 44 ){
856 // qm = TMath::KOrdStat(44,ordplane,ind,work);
857 // if (qm >= 0.7 ){
858 // if ( RN < 4 ){
859 // sum4 += qm;
860 // RN++;
861 // };
862 // // l++;
863 // // if ( debug ) printf(" value no %i qm %f sum4 %f \n",l,qm,sum4);
864 // };
865 // ind++;
866 // };
867 // //
868 // sum4 /= (Float_t)RN;
869 // Float_t Zmean = (sqrt((sum4*MIP)/(((Float_t)RN)*spessore[2])));//ma non e'/1??
870 // if(Zmean ==0.) Zmean=1.;
871 // if ( Zmean < 1. ) Zmean = 1.;
872
873
874 // // Zmean =round(Zmean);
875 // // if(Zmean <1.) Zmean=1.;
876
877 // // if(Zmean >0.)Zmean =round(Zmean);
878
879 // //======== per i nuclei=======
880 // if (Zmean >=2.){
881 // ind = 0;
882 // RN = 0;
883 // sum4 = 0.;
884 // qm = 0.;
885 // while ( RN < 4 && ind < 44 ){
886 // qm = TMath::KOrdStat(44,ordplane,ind,work);
887 // if (qm >= (Zmean*Zmean)-Zmean*Zmean*0.2 ){
888 // if ( RN < 4 ){
889 // sum4 += qm;
890 // RN++;
891 // };
892 // };
893 // ind++;
894 // };
895 // //
896 // sum4 /= (Float_t)RN;
897 // Zmean = (sqrt((sum4*MIP)/(4.*spessore[2])));//ma non e' /1??
898 // }
899
900
901 // //calcolo energia migliore per Z trovato con media troncata
902 // // Float_t zmin=Zmean;
903 // Float_t zmin=round(Zmean);
904
905 // bestchi2[0]=10000.;
906 // bestchi2[1]=0.;
907 // bestchi2[2]=0.;
908 // bestchi2[3]=0.;
909 // Float_t zero=0.;
910
911 // // step energia zstart zstop
912 // loopze(Integrale,zero,zmin,zmin);
913
914
915 // qtchi2=bestchi2[0];
916 // qtz=bestchi2[1];
917 // qtetot=bestchi2[2];
918 // qtpskip=bestchi2[3];
919 // };//end mediatroncata
920
921
922
923 void CaloBragg::Zdaloop(){
924 //calcolo Z con un loop su tutti i possibli Z ed energie
925 //in: ordplane[44]=> array con energia dei piani
926 // spess1[3]=> conversioni spessore di silicio, w e mip
927 // estr3[2][2]=> primo[0][0] e ultimo[1][0] piano ed energie
928 // calo1[44][2]=> energia[][1] e strip[][0] passaggio su ogni piano
929 // integrale=> energia totale nel calorimetro considerando il W
930 //
931 // out[4] chi2,z,Etot,Pskip
932
933
934 /*z se particella fosse al minimo*/ //energia1piano/mip corretta
935 // Float_t zmax = round(sqrt(estremi[0][1]/spessore[2]));
936 // if(zmax<31)zmax=zmax+1;
937
938 /*calcolo Z ed E con loop sui vari elementi ed energie*/
939
940 Float_t zmin=1.;
941 Float_t zmax=32.;
942 Float_t bestchitemp[4] = {0,0,0,0};
943
944 bestchi2[0]=10000.;
945 bestchi2[1]=0.;
946 bestchi2[2]=0.;
947 bestchi2[3]=0.;
948 Float_t zero=0.;
949 //------------primo loop ----------------------
950 // energia ezero, zstart zstop
951 // loopze(Integrale,zero,zmin,zmax);
952 loopze(Integrale*1.2/500.,Integrale/1000.,zmin,zmax,50);
953 // loopze(Integrale*2.,Integrale/100.,zmin,zmax);
954 // printf(" Integrale %f , outene %f \n",Integrale,bestchi2[2]);
955
956 //------------secondo loop ----------------------
957 for(Int_t i=0;i<4;i++) bestchitemp[i]=bestchi2[i];
958 bestchi2[0] = 10000.;
959 bestchi2[1] = 0.;
960 bestchi2[2] = 0.;
961 bestchi2[3] = 0.;//riazzero
962
963 Float_t step = bestchitemp[2];//
964 zero=0.; // qualsiasi altro valore peggiora le cose
965 // zmin=zmax=bestchitemp[1];
966 zmin=bestchitemp[1]-1;
967 zmax=bestchitemp[1]+1;
968 // loopze(step,zero,zmin,zmax); //
969 loopze(step,step/2.,zmin,zmax,200); //
970
971
972 //chi2,z,Etot,Pskip
973 lpchi2=bestchi2[0];
974 lpz=bestchi2[1];
975 lpetot=bestchi2[2];
976 lppskip=bestchi2[3];
977
978 };//endZdaloop
979
980
981
982
983
984
985
986
987
988
989
990

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