ROOT Tutorial
Parte 3
Esempio: distribuzione uniforme in x, gaussiana in y
void randomGaus(){
Double_t x, y;
TH2D *h2 = new TH2D(“h2”,”Uniform Distribution”, 100,0,10,100,0,10);
for(Int_t i=0; i < 100000; i++){
x = gRandom->Uniform(0,10);
y = gRandom->Gaus(5,1);
h2->Fill(x,y);
}
gStyle->SetPalette(1);
h2->Draw();
}
h2->Draw(“colz”);
h2->Draw(“lego”);
Esempio: distribuzione uniforme nello spazio
Estrazione uniforme (,)?
void sfera(){
Int_t raggio=1;
Double_t teta, phi;
TH3D *hsemisfera = new TH3D("hsemisfera","hsemisfera",200,1,1,200,-1,1,100,0,1);
for(Int_t i=0; i<10000; i++){
teta = gRandom->Uniform(0,TMath::Pi()/2); //semisfera
// teta = gRandom->Uniform(0,TMath::Pi()); // sfera
phi = gRandom->Uniform(0,2*TMath::Pi());
Double_t x = raggio * TMath::Cos(phi)*TMath::Sin(teta);
Double_t y = raggio * TMath::Sin(phi)*TMath::Sin(teta);
Double_t z = raggio * TMath::Cos(teta);
hsemisfera->Fill(x,y,z);
}
hsemisfera->Draw();
}
Estrazione uniforme in  e in sin()
void sfera2(){
Int_t raggio=1;
Double_t teta, phi;
TH3D *hsemisfera = new TH3D("hsemisfera","hsemisfera",200,1,1,200,-1,1,100,0,1);
for(Int_t i=0; i<10000; i++){
teta = TMath::ACos(gRandom->Uniform(0,1)); //Semisfera
//teta = TMath::ACos(-1 + 2*gRandom->Uniform(0,1)); //Sfera
phi = gRandom->Uniform(0,2*TMath::Pi());
Double_t x = raggio * TMath::Cos(phi)*TMath::Sin(teta);
Double_t y = raggio * TMath::Sin(phi)*TMath::Sin(teta);
Double_t z = raggio * TMath::Cos(teta);
hsemisfera->Fill(x,y,z);
}
hsemisfera->Draw();
}
ROOT Files
Si tratta di file salvati in un formato leggibile da ROOT. Può contenere
vari tipi di oggetti.
Esempio:
TFile f(“esempio.root","recreate");
h0->Write();
f.Close();
Per creare un file ROOT
e salvare un istogramma
Opzioni: NEW, CREATE, RECREATE, UPDATE, READ
TFile f("demo.root");
TBrowser browser;
Per aprire un file ROOT
e vederne il contenuto
Tree ROOT
Ogni esperimento di fisica nucleare produce in genere degli eventi,
definiti da una serie ordinata di variabili.
Esempio: 2 rivelatori in coincidenza, con le seguenti informazioni:
energia depositata in ciascuno dei due e tempo di volo tra i due: E1, E2,
T
Struttura dell’evento:
N.Evento
E1
E2
T
1
2.35
3.46
5.61
2
3.43
4.21
5.66
3
4
…………………………….
………………………
Il programma di acquisizione dati scriverà in un file, evento per evento,
questa serie ordinata di numeri, per la loro successiva analisi
I Tree di ROOT permettono di conservare facilmente queste strutture dati e
consentono un’analisi multiparametrica
Creare e riempire un Tree
Creare un oggetto TTree
TTree *tree = new TTree(“tree","A ROOT tree");
Aggiungere i Branches
Double_t var;
tree->Branch(“var",&var,”var/D”);
Riempire il tree
tree->Fill();
Scrivere un tree in un file
tree->Write();
Esempio
void createtree(){
//Output ROOT file
TFile *f = new TFile("esempiotree.root","RECREATE");
//Output tree
TTree *myTree = new TTree("myTree","a ROOT tree");
Int_t evno;
Float_t var1, var2, var3;
myTree->Branch("evno",&evno,"evno/I");
myTree->Branch("var1",&var1,"var1/F");
myTree->Branch("var2",&var2,"var2/F");
myTree->Branch("var3",&var3,"var3/F");
for(Int_t i=0; i<1000; i++){
evno = i;
var1 = gRandom->Uniform();
var2 = gRandom->Exp(1);
var3 = gRandom->Gaus(0,1);
myTree->Fill();
}
myTree->Write();
f->Close();
}
Alcuni metodi utili per l’analisi di un Tree (interattivamente)
root[ ]> myTree- >Scan()
root[ ]> myTree- >Print()
root[ ]> myTree- >Draw(“var3”) 1D
root[ ]> myTree- >Draw(“var1:var2”) 2D
root[ ]> myTree- >Draw(“var1:var2”, “”, “lego2”) 2D con opzioni
root[ ]> myTree- >Draw(“var1:var2”, “evno<500”, “lego”) 2D con taglio
root[ ]> myTree- >Draw(“var1:var2:var3”) 3D
root[ ]> myTree- >Fit(“gaus”, “var3”) Fit
root[ ]> myTree- >Fit(“gaus”, “var3”, “cut”) Fit con taglio
Leggere un tree da un
file ROOT
void readtree(){
TFile *f = new TFile("esempiotree.root");
TTree *tree = (TTree*)f->Get("myTree");
Int_t evno;
Float_t var1, var2, var3;
tree->SetBranchAddress("evno",&evno);
tree->SetBranchAddress("var1",&var1);
tree->SetBranchAddress("var2",&var2);
tree->SetBranchAddress("var3",&var3);
tree->Draw("var3","evno<500");
}
Un esempio di analisi su dati simulati
Diverse particelle (p, π, K in una certa proporzione)
Rivelatore costituito da 3
rivelatori sottili e da un
rivelatore spesso in silicio
Output: Un file di Root con 50000 eventi simulati che
contengono:
N.evento, Tipo di particella, Impulso, E1, E2, E3, Etot
Esercitazione: Costruire gli spettri
dell’energia depositata in ciascuno dei
rivelatori
Contenuto del Tree (file “deltae.root”)
Kpart=8 (pioni), 11 (kaoni), 14 (protoni)
Leggere il file deltae.root
void deltae(){
TFile *f = new TFile("deltae.root");
TTree *tree = (TTree*)f->Get("tree");
Int_t iev, kpart;
Double_t pmod, e1, e2, e3, etot;
tree->SetBranchAddress("iev",&iev);
tree->SetBranchAddress("kpart",&kpart);
tree->SetBranchAddress("pmod",&pmod);
tree->SetBranchAddress("e1",&e1);
tree->SetBranchAddress("e2",&e2);
tree->SetBranchAddress("e3",&e3);
tree->SetBranchAddress("etot",&etot);
…
Un esempio di analisi su dati simulati
Esercitazioni:
1 Costruire gli spettri dell’energia depositata in ciascuno dei rivelatori
2 Costruire gli spettri selezionando le particelle incidenti
3 Costruire dei plot bidimensionali Ej-Etot per j=1, 2, 3 (matrici DeltaE-E)
4 Studiare l’effetto dell’impulso delle particelle incidenti
5 Studiare l’effetto dell’inclinazione della traccia
Costruire gli spettri dell’energia depositata in ciascuno dei rivelatori
…
Tree->Draw(“e1”);
}
Costruire gli spettri selezionando le particelle incidenti
…
Tree->Draw(“e1”, “kpart==14”);
}
Costruire dei plot bidimensionali
…
Tree->Draw(“e1:etot”); //Oppure
TH2D *h2 = new TH2D("h2","deltaE-E",300,0,150,50,0,2.5);
for(Int_t i = 0; i < tree->GetEntries(); i++){
tree->GetEntry(i);
h2->Fill(etot,e1);
}
gStyle->SetPalette(1);
h2->Draw("colz");
}
Studiare l’effetto
dell’impulso
Tree->Draw(“e1:etot”,”kpart==11&&pmod<0.4”)
Studiare l’effetto
dell’inclinazione della traccia
deltae.root
Tree->Draw(“etot”,”kpart==8”)
deltae_cono.root