ginac/color.h

   1 /** @file color.h
   2  *
   3  *  Interface to GiNaC's color (SU(3) Lie algebra) objects. */
   4
   5 /*
   6  *  GiNaC Copyright (C) 1999-2001 Johannes Gutenberg University Mainz, Germany
   7  *
   8  *  This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   9  *  it under the terms of the GNU General Public License as published by
  10  *  the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  11  *  (at your option) any later version.
  12  *
  13  *  This program is distributed in the hope that it will be useful,
  14  *  but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  15  *  MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  16  *  GNU General Public License for more details.
  17  *
  18  *  You should have received a copy of the GNU General Public License
  19  *  along with this program; if not, write to the Free Software
  20  *  Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  21  */
  22
  23 #ifndef __GINAC_COLOR_H__
  24 #define __GINAC_COLOR_H__
  25
  26 #include "indexed.h"
  27 #include "tensor.h"
  28
  29 namespace GiNaC {
  30
  31
  32 /** This class holds a generator T_a or the unity element of the Lie algebra
  33  *  of SU(3), as used for calculations in quantum chromodynamics. A
  34  *  representation label (an unsigned integer) is used to distinguish
  35  *  elements from different Lie algebra representations (only objects with
  36  *  the same label "interact" with each other). These objects implement an
  37  *  abstract representation of the group, not a specific matrix
  38  *  representation. */
  39 class color : public indexed
  40 {
  41         GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(color, indexed)
  42
  43         // other constructors
  44 public:
  45         color(const ex & b, unsigned rl = 0);
  46         color(const ex & b, const ex & i1, unsigned rl = 0);
  47
  48         // internal constructors
  49         color(unsigned rl, const exvector & v, bool discardable = false);
  50         color(unsigned rl, exvector * vp); // vp will be deleted
  51
  52         // functions overriding virtual functions from base classes
  53 protected:
  54         ex simplify_ncmul(const exvector & v) const;
  55         ex thisexprseq(const exvector & v) const;
  56         ex thisexprseq(exvector * vp) const;
  57         unsigned return_type(void) const { return return_types::noncommutative; }
  58         unsigned return_type_tinfo(void) const { return TINFO_color; }
  59
  60         // member variables
  61 private:
  62         unsigned representation_label; /**< Representation label to distinguish independent color matrices coming from separated fermion lines */
  63 };
  64
  65
  66 /** This class represents the su(3) unity element. */
  67 class su3one : public tensor
  68 {
  69         GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(su3one, tensor)
  70
  71         // functions overriding virtual functions from bases classes
  72 public:
  73         void print(std::ostream & os, unsigned upper_precedence=0) const;
  74 };
  75
  76 /** This class represents an su(3) generator. */
  77 class su3t : public tensor
  78 {
  79         GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(su3t, tensor)
  80
  81         // functions overriding virtual functions from bases classes
  82 public:
  83         void print(std::ostream & os, unsigned upper_precedence=0) const;
  84 };
  85
  86 /** This class represents the tensor of antisymmetric su(3) structure
  87  *  constants. */
  88 class su3f : public tensor
  89 {
  90         GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(su3f, tensor)
  91
  92         // functions overriding virtual functions from bases classes
  93 public:
  94         void print(std::ostream & os, unsigned upper_precedence=0) const;
  95 //      ex eval_indexed(const basic & i) const;
  96 //      bool contract_with(exvector::iterator self, exvector::iterator other, exvector & v) const;
  97 };
  98
  99 /** This class represents the tensor of symmetric su(3) structure constants. */
 100 class su3d : public tensor
 101 {
 102         GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(su3d, tensor)
 103
 104         // functions overriding virtual functions from bases classes
 105 public:
 106         void print(std::ostream & os, unsigned upper_precedence=0) const;
 107 //      ex eval_indexed(const basic & i) const;
 108 //      bool contract_with(exvector::iterator self, exvector::iterator other, exvector & v) const;
 109 };
 110
 111
 112 // global functions
 113 inline const color &ex_to_color(const ex &e)
 114 {
 115         return static_cast<const color &>(*e.bp);
 116 }
 117
 118
 119 /** Create the su(3) unity element. This is an indexed object, although it
 120  *  has no indices.
 121  *
 122  *  @param rl Representation label
 123  *  @return newly constructed unity element */
 124 ex color_ONE(unsigned rl = 0);
 125
 126 /** Create an su(3) generator.
 127  *
 128  *  @param a Index
 129  *  @param rl Representation label
 130  *  @return newly constructed unity generator */
 131 ex color_T(const ex & a, unsigned rl = 0);
 132
 133 /** Create an su(3) antisymmetric structure constant.
 134  *
 135  *  @param a First index
 136  *  @param b Second index
 137  *  @param c Third index
 138  *  @return newly constructed structure constant */
 139 ex color_f(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
 140
 141 /** Create an su(3) symmetric structure constant.
 142  *
 143  *  @param a First index
 144  *  @param b Second index
 145  *  @param c Third index
 146  *  @return newly constructed structure constant */
 147 ex color_d(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
 148
 149 /** This returns the linear combination d.a.b.c+I*f.a.b.c. */
 150 ex color_h(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
 151
 152
 153 } // namespace GiNaC
 154
 155 #endif // ndef __GINAC_COLOR_H__