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. The indices used for color objects should not have a
  39  *  variance. */
  40 class color : public indexed
  41 {
  42         GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(color, indexed)
  43
  44         // other constructors
  45 public:
  46         color(const ex & b, unsigned rl = 0);
  47         color(const ex & b, const ex & i1, unsigned rl = 0);
  48
  49         // internal constructors
  50         color(unsigned rl, const exvector & v, bool discardable = false);
  51         color(unsigned rl, exvector * vp); // vp will be deleted
  52
  53         // functions overriding virtual functions from base classes
  54 protected:
  55         ex simplify_ncmul(const exvector & v) const;
  56         ex thisexprseq(const exvector & v) const;
  57         ex thisexprseq(exvector * vp) const;
  58         unsigned return_type(void) const { return return_types::noncommutative; }
  59         unsigned return_type_tinfo(void) const { return TINFO_color; }
  60
  61         // member variables
  62 private:
  63         unsigned representation_label; /**< Representation label to distinguish independent color matrices coming from separated fermion lines */
  64 };
  65
  66
  67 /** This class represents the su(3) unity element. */
  68 class su3one : public tensor
  69 {
  70         GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(su3one, tensor)
  71
  72         // functions overriding virtual functions from bases classes
  73 public:
  74         void print(const print_context & c, unsigned level = 0) const;
  75 };
  76
  77 /** This class represents an su(3) generator. */
  78 class su3t : public tensor
  79 {
  80         GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(su3t, tensor)
  81
  82         // functions overriding virtual functions from bases classes
  83 public:
  84         void print(const print_context & c, unsigned level = 0) const;
  85 };
  86
  87 /** This class represents the tensor of antisymmetric su(3) structure
  88  *  constants. */
  89 class su3f : public tensor
  90 {
  91         GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(su3f, tensor)
  92
  93         // functions overriding virtual functions from bases classes
  94 public:
  95         void print(const print_context & c, unsigned level = 0) const;
  96         ex eval_indexed(const basic & i) const;
  97         bool contract_with(exvector::iterator self, exvector::iterator other, exvector & v) const;
  98 };
  99
 100 /** This class represents the tensor of symmetric su(3) structure constants. */
 101 class su3d : public tensor
 102 {
 103         GINAC_DECLARE_REGISTERED_CLASS(su3d, tensor)
 104
 105         // functions overriding virtual functions from bases classes
 106 public:
 107         void print(const print_context & c, unsigned level = 0) const;
 108         ex eval_indexed(const basic & i) const;
 109         bool contract_with(exvector::iterator self, exvector::iterator other, exvector & v) const;
 110 };
 111
 112
 113 // global functions
 114 inline const color &ex_to_color(const ex &e)
 115 {
 116         return static_cast<const color &>(*e.bp);
 117 }
 118
 119
 120 /** Create the su(3) unity element. This is an indexed object, although it
 121  *  has no indices.
 122  *
 123  *  @param rl Representation label
 124  *  @return newly constructed unity element */
 125 ex color_ONE(unsigned rl = 0);
 126
 127 /** Create an su(3) generator.
 128  *
 129  *  @param a Index
 130  *  @param rl Representation label
 131  *  @return newly constructed unity generator */
 132 ex color_T(const ex & a, unsigned rl = 0);
 133
 134 /** Create an su(3) antisymmetric structure constant.
 135  *
 136  *  @param a First index
 137  *  @param b Second index
 138  *  @param c Third index
 139  *  @return newly constructed structure constant */
 140 ex color_f(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
 141
 142 /** Create an su(3) symmetric structure constant.
 143  *
 144  *  @param a First index
 145  *  @param b Second index
 146  *  @param c Third index
 147  *  @return newly constructed structure constant */
 148 ex color_d(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
 149
 150 /** This returns the linear combination d.a.b.c+I*f.a.b.c. */
 151 ex color_h(const ex & a, const ex & b, const ex & c);
 152
 153
 154 } // namespace GiNaC
 155
 156 #endif // ndef __GINAC_COLOR_H__