EvtGammaMatrix.hh

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// Environment:
//      This software is part of the EvtGen package developed jointly
//      for the BaBar and CLEO collaborations.  If you use all or part
//      of it, please give an appropriate acknowledgement.
//
// Copyright Information: See EvtGen/COPYRIGHT
//      Copyright (C) 1998      Caltech, UCSB
//
// Module: EvtGen/EvtGammaMatrix.hh
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// Description: Class to manipulate gamma matrices. The reperesentation
//              used is the "standard" Dirac representation.
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// Modification history:
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//    DJL/RYD     September 25, 1998         Module created
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#ifndef EVTGAMMAMATRIX_HH
#define EVTGAMMAMATRIX_HH
 
#include "EvtGenBase/EvtComplex.hh"
#include "EvtGenBase/EvtDiracSpinor.hh" // needed for adjoint
//#include <iostream.h>
#include <iosfwd>
class EvtGammaMatrix;
class EvtVector4C;
 
EvtGammaMatrix operator*(const EvtComplex& c,const EvtGammaMatrix& g);
EvtGammaMatrix operator*(const EvtGammaMatrix& g, const EvtComplex& c);
EvtGammaMatrix operator/(const EvtGammaMatrix& g, const double d);
EvtDiracSpinor operator*(const EvtGammaMatrix& g,const EvtDiracSpinor& d);
EvtComplex operator*(const EvtDiracSpinor& d,const EvtDiracSpinor& dp);
inline EvtGammaMatrix operator+(const EvtGammaMatrix& g1,const EvtGammaMatrix& g2);
inline EvtGammaMatrix operator-(const EvtGammaMatrix& g1,const EvtGammaMatrix& g2);
inline EvtGammaMatrix operator*(const EvtGammaMatrix& g1,const EvtGammaMatrix& g2);
std::ostream& operator<<(std::ostream& s, const EvtGammaMatrix& v);  
 
//=====================
class EvtGammaMatrix {
 
        friend EvtGammaMatrix operator*(const EvtComplex& c,const EvtGammaMatrix& g);
        friend EvtGammaMatrix operator*(const EvtGammaMatrix& g, const EvtComplex& c);
        friend EvtGammaMatrix operator/(const EvtGammaMatrix& g, const double d);
        friend EvtDiracSpinor operator*(const EvtGammaMatrix& g,const EvtDiracSpinor& d);
        friend EvtComplex operator*(const EvtDiracSpinor& d,const EvtDiracSpinor& dp);
        friend EvtGammaMatrix operator+(const EvtGammaMatrix& g1,const EvtGammaMatrix& g2);
        friend EvtGammaMatrix operator-(const EvtGammaMatrix& g1,const EvtGammaMatrix& g2);
        friend EvtGammaMatrix operator*(const EvtGammaMatrix& g1,const EvtGammaMatrix& g2);
        friend std::ostream& operator<<(std::ostream& s, const EvtGammaMatrix& v);
        friend EvtDiracSpinor EvtDiracSpinor::adjoint() const;
        
    public:
 
        EvtGammaMatrix();
        virtual ~EvtGammaMatrix();
        EvtGammaMatrix(const EvtGammaMatrix& gm);  
        EvtGammaMatrix& operator=(const EvtGammaMatrix& gm);  
 
        void init();
        //void dump();   
        static const EvtGammaMatrix& g0();
        static const EvtGammaMatrix& g1();
        static const EvtGammaMatrix& g2();
        static const EvtGammaMatrix& g3();
        static const EvtGammaMatrix& g5();
        static const EvtGammaMatrix& id();
        static const EvtGammaMatrix& va0();
        static const EvtGammaMatrix& va1();
        static const EvtGammaMatrix& va2();
        static const EvtGammaMatrix& va3();
        static const EvtGammaMatrix& v0();
        static const EvtGammaMatrix& v1();
        static const EvtGammaMatrix& v2();
        static const EvtGammaMatrix& v3();
        // Dirac sigma matrix with upper or lower indices (only one element)
        static const EvtGammaMatrix& sigmaUpper(unsigned int mu, unsigned int nu);
        static const EvtGammaMatrix& sigmaLower(unsigned int mu, unsigned int nu);
        
        EvtGammaMatrix& operator+=(const EvtGammaMatrix &g);
        EvtGammaMatrix& operator-=(const EvtGammaMatrix &g);
        EvtGammaMatrix& operator*=(const EvtGammaMatrix &g);
  
    private:
        EvtComplex gamma[4][4];
};
 
 
inline EvtGammaMatrix operator+(const EvtGammaMatrix& g1,const EvtGammaMatrix& g2){
    return EvtGammaMatrix(g1)+=g2;
}
 
inline EvtGammaMatrix operator-(const EvtGammaMatrix& g1,const EvtGammaMatrix& g2){
  return EvtGammaMatrix(g1)-=g2;
}
 
inline EvtGammaMatrix operator*(const EvtGammaMatrix& g1,const EvtGammaMatrix& g2){
  return EvtGammaMatrix(g1)*=g2;
}
 
inline EvtGammaMatrix operator/(const EvtGammaMatrix& g, const double d)
{
    return g * EvtComplex(1/d,0);
}
 
 
 
// slash or Feynman dagger a 4-vector
EvtGammaMatrix slash(const EvtVector4C& p);
 
#endif