]> www.ginac.de Git - ginac.git/blobdiff - check/exam_clifford.cpp
Bugs w.r.t. raising/lowering dummy indices when doing simplify_indexed.
[ginac.git] / check / exam_clifford.cpp
index e43708f232e409f328b51cf25984734ed72827cf..e8ee3f70939e2131ede1bc549c554f18eaabd5a2 100644 (file)
@@ -59,12 +59,19 @@ static unsigned check_equal_lst(const ex & e1, const ex & e2)
        return 0;
 }
 
-static unsigned check_equal_simplify_term(const ex & e1, const ex & e2, varidx & mu)
+static unsigned check_equal_simplify_term(const ex & e1, const ex & e2, idx & mu)
 {
        ex e = expand_dummy_sum(normal(simplify_indexed(e1) - e2), true);
 
        for (int j=0; j<4; j++) {
-               ex esub = e.subs(lst(mu == idx(j, mu.get_dim()), mu.toggle_variance() == idx(j, mu.get_dim())));
+               ex esub = e.subs(
+                               is_a<varidx>(mu)
+                                       ? lst (
+                                                       mu == idx(j, mu.get_dim()),
+                                                       ex_to<varidx>(mu).toggle_variance() == idx(j, mu.get_dim())
+                                               )
+                                       : lst(mu == idx(j, mu.get_dim()))
+                       );
                if (!(canonicalize_clifford(esub).is_zero())) {
                        clog << "simplify_indexed(" << e1 << ") - (" << e2 << ") erroneously returned "
                                 << canonicalize_clifford(esub) << " instead of 0 for mu=" << j << endl;
@@ -306,21 +313,29 @@ static unsigned clifford_check5()
        return result;
 }
 
+/* We make two identical checks with metrics defined through a matrix in
+ * the cases when used indexes have or have not variance.
+ * To this end we recycle the code through the following macros */
 
-static unsigned clifford_check6(const matrix & A)
+template <typename IDX> unsigned clifford_check6(const matrix &A)
 {
-       varidx v(symbol("v"), 4), nu(symbol("nu"), 4), mu(symbol("mu"), 4),
-              psi(symbol("psi"),4), lam(symbol("lambda"), 4),
-              xi(symbol("xi"), 4),  rho(symbol("rho"),4);
+       unsigned result = 0;
 
        matrix A_symm(4,4), A2(4, 4);
        A_symm = A.add(A.transpose()).mul(half);
        A2 = A_symm.mul(A_symm);
-       
+
+       IDX v(symbol("v"), 4), nu(symbol("nu"), 4), mu(symbol("mu"), 4),
+              psi(symbol("psi"),4), lam(symbol("lambda"), 4),
+              xi(symbol("xi"), 4),  rho(symbol("rho"),4);
+       ex mu_TOGGLE = is_a<varidx>(mu) ? ex_to<varidx>(mu).toggle_variance() : mu;
+       ex nu_TOGGLE = is_a<varidx>(nu) ? ex_to<varidx>(nu).toggle_variance() : nu;
+       ex rho_TOGGLE
+               = is_a<varidx>(rho) ? ex_to<varidx>(rho).toggle_variance() : rho;
+
        ex e, e1;
-       int result = 0;
 
-       // checks general identities and contractions for clifford_unit
+/* checks general identities and contractions for clifford_unit*/
        e = dirac_ONE(2) * clifford_unit(mu, A, 2) * dirac_ONE(2);
        result += check_equal(e, clifford_unit(mu, A, 2));
 
@@ -328,56 +343,56 @@ static unsigned clifford_check6(const matrix & A)
          * clifford_unit(idx(1, 4), A) * clifford_unit(idx(2, 4), A);
        result += check_equal(e, A(1, 1) * A(2, 2) * dirac_ONE());
 
-       e = clifford_unit(varidx(2, 4), A) * clifford_unit(varidx(1, 4), A)
-         * clifford_unit(varidx(1, 4), A) * clifford_unit(varidx(2, 4), A);
+       e = clifford_unit(IDX(2, 4), A) * clifford_unit(IDX(1, 4), A)
+         * clifford_unit(IDX(1, 4), A) * clifford_unit(IDX(2, 4), A);
        result += check_equal(e, A(1, 1) * A(2, 2) * dirac_ONE());
 
-       e = clifford_unit(nu, A) * clifford_unit(nu.toggle_variance(), A);
+       e = clifford_unit(nu, A) * clifford_unit(nu_TOGGLE, A);
        result += check_equal_simplify(e, A.trace() * dirac_ONE());
 
        e = clifford_unit(nu, A) * clifford_unit(nu, A);
        result += check_equal_simplify(e, indexed(A_symm, sy_symm(), nu, nu) * dirac_ONE());
 
-       e = clifford_unit(nu, A) * clifford_unit(nu.toggle_variance(), A) * clifford_unit(mu, A);
+       e = clifford_unit(nu, A) * clifford_unit(nu_TOGGLE, A) * clifford_unit(mu, A);
        result += check_equal_simplify(e, A.trace() * clifford_unit(mu, A));
 
-       e = clifford_unit(nu, A) * clifford_unit(mu, A) * clifford_unit(nu.toggle_variance(), A);
+       e = clifford_unit(nu, A) * clifford_unit(mu, A) * clifford_unit(nu_TOGGLE, A);
        
-       result += check_equal_simplify_term(e,  2 * indexed(A_symm, sy_symm(), nu.toggle_variance(), mu) *clifford_unit(nu, A)-A.trace()*clifford_unit(mu, A), mu);
+       result += check_equal_simplify_term(e,  2 * indexed(A_symm, sy_symm(), nu_TOGGLE, mu) *clifford_unit(nu, A)-A.trace()*clifford_unit(mu, A), mu);
 
-       e = clifford_unit(nu, A) * clifford_unit(nu.toggle_variance(), A)
-         * clifford_unit(mu, A) * clifford_unit(mu.toggle_variance(), A);
+       e = clifford_unit(nu, A) * clifford_unit(nu_TOGGLE, A)
+         * clifford_unit(mu, A) * clifford_unit(mu_TOGGLE, A);
        result += check_equal_simplify(e, pow(A.trace(), 2) * dirac_ONE());
 
        e = clifford_unit(mu, A) * clifford_unit(nu, A)
-         * clifford_unit(nu.toggle_variance(), A) * clifford_unit(mu.toggle_variance(), A);
+         * clifford_unit(nu_TOGGLE, A) * clifford_unit(mu_TOGGLE, A);
        result += check_equal_simplify(e, pow(A.trace(), 2)  * dirac_ONE());
 
        e = clifford_unit(mu, A) * clifford_unit(nu, A)
-         * clifford_unit(mu.toggle_variance(), A) * clifford_unit(nu.toggle_variance(), A);
+         * clifford_unit(mu_TOGGLE, A) * clifford_unit(nu_TOGGLE, A);
 
-       result += check_equal_simplify_term2(e, 2*indexed(A_symm, sy_symm(), nu.toggle_variance(), mu.toggle_variance()) * clifford_unit(mu, A) * clifford_unit(nu, A) - pow(A.trace(), 2)*dirac_ONE());
+       result += check_equal_simplify_term2(e, 2*indexed(A_symm, sy_symm(), nu_TOGGLE, mu_TOGGLE) * clifford_unit(mu, A) * clifford_unit(nu, A) - pow(A.trace(), 2)*dirac_ONE());
 
-       e = clifford_unit(mu.toggle_variance(), A) * clifford_unit(nu, A)
-         * clifford_unit(mu, A) * clifford_unit(nu.toggle_variance(), A);
+       e = clifford_unit(mu_TOGGLE, A) * clifford_unit(nu, A)
+         * clifford_unit(mu, A) * clifford_unit(nu_TOGGLE, A);
 
-       result += check_equal_simplify_term2(e, 2*indexed(A_symm, nu, mu) * clifford_unit(mu.toggle_variance(), A) * clifford_unit(nu.toggle_variance(), A) - pow(A.trace(), 2)*dirac_ONE());
+       result += check_equal_simplify_term2(e, 2*indexed(A_symm, nu, mu) * clifford_unit(mu_TOGGLE, A) * clifford_unit(nu_TOGGLE, A) - pow(A.trace(), 2)*dirac_ONE());
 
-       e = clifford_unit(nu.toggle_variance(), A) * clifford_unit(rho.toggle_variance(), A)
+       e = clifford_unit(nu_TOGGLE, A) * clifford_unit(rho_TOGGLE, A)
          * clifford_unit(mu, A) * clifford_unit(rho, A) * clifford_unit(nu, A);
        e = e.simplify_indexed().collect(clifford_unit(mu, A));
        
-       result += check_equal_simplify_term(e, 4* indexed(A_symm, sy_symm(), nu.toggle_variance(),  rho)*indexed(A_symm, sy_symm(), rho.toggle_variance(), mu) *clifford_unit(nu, A) 
-                                           - 2*A.trace() * (clifford_unit(rho, A) * indexed(A_symm, sy_symm(), rho.toggle_variance(), mu) 
-                                                            + clifford_unit(nu, A) * indexed(A_symm, sy_symm(), nu.toggle_variance(), mu)) + pow(A.trace(),2)* clifford_unit(mu, A), mu);
+       result += check_equal_simplify_term(e, 4* indexed(A_symm, sy_symm(), nu_TOGGLE,  rho)*indexed(A_symm, sy_symm(), rho_TOGGLE, mu) *clifford_unit(nu, A) 
+                                           - 2*A.trace() * (clifford_unit(rho, A) * indexed(A_symm, sy_symm(), rho_TOGGLE, mu) 
+                                                            + clifford_unit(nu, A) * indexed(A_symm, sy_symm(), nu_TOGGLE, mu)) + pow(A.trace(),2)* clifford_unit(mu, A), mu);
 
-       e = clifford_unit(nu.toggle_variance(), A) * clifford_unit(rho, A)
-         * clifford_unit(mu, A) * clifford_unit(rho.toggle_variance(), A) * clifford_unit(nu, A);
+       e = clifford_unit(nu_TOGGLE, A) * clifford_unit(rho, A)
+         * clifford_unit(mu, A) * clifford_unit(rho_TOGGLE, A) * clifford_unit(nu, A);
        e = e.simplify_indexed().collect(clifford_unit(mu, A));
        
-       result += check_equal_simplify_term(e, 4* indexed(A_symm, sy_symm(), nu.toggle_variance(),  rho)*indexed(A_symm, sy_symm(), rho.toggle_variance(), mu) *clifford_unit(nu, A) 
-                                           - 2*A.trace() * (clifford_unit(rho, A) * indexed(A_symm, sy_symm(), rho.toggle_variance(), mu) 
-                                                            + clifford_unit(nu, A) * indexed(A_symm, sy_symm(), nu.toggle_variance(), mu)) + pow(A.trace(),2)* clifford_unit(mu, A), mu);
+       result += check_equal_simplify_term(e, 4* indexed(A_symm, sy_symm(), nu_TOGGLE,  rho)*indexed(A_symm, sy_symm(), rho_TOGGLE, mu) *clifford_unit(nu, A) 
+                                           - 2*A.trace() * (clifford_unit(rho, A) * indexed(A_symm, sy_symm(), rho_TOGGLE, mu) 
+                                                            + clifford_unit(nu, A) * indexed(A_symm, sy_symm(), nu_TOGGLE, mu)) + pow(A.trace(),2)* clifford_unit(mu, A), mu);
 
        e = clifford_unit(mu, A) * clifford_unit(nu, A) + clifford_unit(nu, A) * clifford_unit(mu, A);
        result += check_equal(canonicalize_clifford(e), 2*dirac_ONE()*indexed(A_symm, sy_symm(), mu, nu));
@@ -394,46 +409,50 @@ static unsigned clifford_check6(const matrix & A)
                - clifford_unit(mu, A) * clifford_unit(nu, A) * clifford_unit(lam, A);
        result += check_equal(canonicalize_clifford(e), 0);
 
-       // lst_to_clifford() and clifford_inverse()  check
+/* lst_to_clifford() and clifford_inverse()  check*/
        realsymbol x("x"), y("y"), t("t"), z("z");
-       
+
        ex c = clifford_unit(nu, A, 1);
        e = lst_to_clifford(lst(t, x, y, z), mu, A, 1) * lst_to_clifford(lst(1, 2, 3, 4), c);
        e1 = clifford_inverse(e);
-       result += check_equal((e*e1).simplify_indexed(), dirac_ONE(1));
+       result += check_equal_simplify_term2((e*e1).simplify_indexed(), dirac_ONE(1));
 
-       // Moebius map (both forms) checks for symmetric metrics only 
+/* Moebius map (both forms) checks for symmetric metrics only */
        matrix M1(2, 2),  M2(2, 2);
        c = clifford_unit(nu, A);
-       
+
        e = clifford_moebius_map(0, dirac_ONE(), 
-                                                        dirac_ONE(), 0, lst(t, x, y, z), A); // this is just the inversion
+                                                        dirac_ONE(), 0, lst(t, x, y, z), A); 
+/* this is just the inversion*/
        M1 = 0, dirac_ONE(),
                dirac_ONE(), 0;
-       e1 = clifford_moebius_map(M1, lst(t, x, y, z), A); // the inversion again
+       e1 = clifford_moebius_map(M1, lst(t, x, y, z), A); 
+/* the inversion again*/
        result += check_equal_lst(e, e1);
-       
+
        e1 = clifford_to_lst(clifford_inverse(lst_to_clifford(lst(t, x, y, z), mu, A)), c);
        result += check_equal_lst(e, e1);
-       
+
        e = clifford_moebius_map(dirac_ONE(), lst_to_clifford(lst(1, 2, 3, 4), nu, A), 
-                                                        0, dirac_ONE(), lst(t, x, y, z), A); //this is just a shift
+                                                        0, dirac_ONE(), lst(t, x, y, z), A); 
+/*this is just a shift*/
        M2 = dirac_ONE(), lst_to_clifford(lst(1, 2, 3, 4), c),
                0, dirac_ONE();
-       e1 = clifford_moebius_map(M2, lst(t, x, y, z), c); // the same shift
+       e1 = clifford_moebius_map(M2, lst(t, x, y, z), c); 
+/* the same shift*/
        result += check_equal_lst(e, e1);
-               
+
        result += check_equal(e, lst(t+1, x+2, y+3, z+4));
-       
-       // Check the group law for Moebius maps 
-       e = clifford_moebius_map(M1, ex_to<lst>(e1), c); //composition of M1 and M2
-       e1 = clifford_moebius_map(M1.mul(M2), lst(t, x, y, z), c); // the product M1*M2
-       result += check_equal_lst(e, e1);
 
+/* Check the group law for Moebius maps */
+       e = clifford_moebius_map(M1, ex_to<lst>(e1), c);
+/*composition of M1 and M2*/
+       e1 = clifford_moebius_map(M1.mul(M2), lst(t, x, y, z), c);
+/* the product M1*M2*/
+       result += check_equal_lst(e, e1);
        return result;
 }
 
-
 static unsigned clifford_check7(const ex & G, const symbol & dim)
 {
        // checks general identities and contractions
@@ -519,45 +538,46 @@ unsigned exam_clifford()
        result += clifford_check5(); cout << '.' << flush;
 
        // anticommuting, symmetric examples
-       result += clifford_check6(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-1, 1, 1, 1)))); cout << '.' << flush;
-       result += clifford_check6(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-1, -1, -1, -1)))); cout << '.' << flush;
-       result += clifford_check6(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-1, 1, 1, -1)))); cout << '.' << flush;
-       result += clifford_check6(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-1, 0, 1, -1)))); cout << '.' << flush;
-       result += clifford_check6(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-3, 0, 2, -1)))); cout << '.' << flush;
+       result += clifford_check6<varidx>(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-1, 1, 1, 1))));
+       result += clifford_check6<idx>(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-1, 1, 1, 1))));; cout << '.' << flush;
+       result += clifford_check6<varidx>(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-1, -1, -1, -1))))+clifford_check6<idx>(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-1, -1, -1, -1))));; cout << '.' << flush;
+       result += clifford_check6<idx>(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-1, 1, 1, -1))))+clifford_check6<idx>(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-1, 1, 1, -1))));; cout << '.' << flush;
+       result += clifford_check6<varidx>(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-1, 0, 1, -1))))+clifford_check6<idx>(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-1, 0, 1, -1))));; cout << '.' << flush;
+       result += clifford_check6<varidx>(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-3, 0, 2, -1))))+clifford_check6<idx>(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-3, 0, 2, -1))));; cout << '.' << flush;
 
        realsymbol s("s"), t("t"); // symbolic entries in matric
-       result += clifford_check6(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-1, 1, s, t)))); cout << '.' << flush;
+       result += clifford_check6<varidx>(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-1, 1, s, t))))+clifford_check6<idx>(ex_to<matrix>(diag_matrix(lst(-1, 1, s, t))));; cout << '.' << flush;
 
        matrix A(4, 4);
        A = 1, 0, 0, 0, // anticommuting, not symmetric, Tr=0
                0, -1, 0, 0,
                0, 0, 0, -1,
                0, 0, 1, 0; 
-       result += clifford_check6(A); cout << '.' << flush;
+       result += clifford_check6<varidx>(A)+clifford_check6<idx>(A);; cout << '.' << flush;
 
        A = 1, 0, 0, 0, // anticommuting, not symmetric, Tr=2
                0, 1, 0, 0,
                0, 0, 0, -1,
                0, 0, 1, 0; 
-       result += clifford_check6(A); cout << '.' << flush;
+       result += clifford_check6<varidx>(A)+clifford_check6<idx>(A);; cout << '.' << flush;
 
        A = 1, 0, 0, 0, // not anticommuting, symmetric, Tr=0
                0, -1, 0, 0,
                0, 0, 0, -1,
                0, 0, -1, 0; 
-       result += clifford_check6(A); cout << '.' << flush;
+       result += clifford_check6<varidx>(A)+clifford_check6<idx>(A);; cout << '.' << flush;
 
        A = 1, 0, 0, 0, // not anticommuting, symmetric, Tr=2
                0, 1, 0, 0,
                0, 0, 0, -1,
                0, 0, -1, 0; 
-       result += clifford_check6(A); cout << '.' << flush;
+       result += clifford_check6<varidx>(A)+clifford_check6<idx>(A);; cout << '.' << flush;
 
        A = 1, 1, 0, 0, // not anticommuting, not symmetric, Tr=4
                0, 1, 1, 0,
                0, 0, 1, 1,
                0, 0, 0, 1; 
-       result += clifford_check6(A); cout << '.' << flush;
+       result += clifford_check6<varidx>(A)+clifford_check6<idx>(A);; cout << '.' << flush;
 
        symbol dim("D");
        result += clifford_check7(minkmetric(), dim); cout << '.' << flush;