EvtDiracSpinor.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/EvtDiracSpinor.hh
//
// Description:Class to manipulate dirac spinors
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// Modification history:
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//    DJL/RYD     September 25, 1996         Module created
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#ifndef EVTDIRACSPINOR_HH
#define EVTDIRACSPINOR_HH
 
#include "EvtComplex.hh"
// #include "EvtVector4C.hh"
// #include "EvtTensor4C.hh"
#include "EvtVector3R.hh"
#include "EvtVector4R.hh"
 
class EvtTensor4C;
class EvtVector4C;
class EvtDiracSpinor;
EvtDiracSpinor rotateEuler( const EvtDiracSpinor& sp, double alpha, double beta,
                            double gamma );
EvtDiracSpinor boostTo( const EvtDiracSpinor& sp, const EvtVector4R p4 );
EvtDiracSpinor boostTo( const EvtDiracSpinor& sp, const EvtVector3R boost );
EvtVector4C    EvtLeptonVACurrent( const EvtDiracSpinor& d, const EvtDiracSpinor& dp );
EvtVector4C    EvtLeptonVCurrent( const EvtDiracSpinor& d, const EvtDiracSpinor& dp );
EvtVector4C    EvtLeptonACurrent( const EvtDiracSpinor& d, const EvtDiracSpinor& dp );
EvtComplex     EvtLeptonSCurrent( const EvtDiracSpinor& d, const EvtDiracSpinor& dp );
EvtComplex     EvtLeptonPCurrent( const EvtDiracSpinor& d, const EvtDiracSpinor& dp );
EvtTensor4C    EvtLeptonTCurrent( const EvtDiracSpinor& d, const EvtDiracSpinor& dp );
EvtTensor4C    EvtLeptonTg5Current( const EvtDiracSpinor& d,
                                    const EvtDiracSpinor& dp ); // u-bar sigma^{mu,nu} gamma_5
                                                                // v,pingrg
inline EvtDiracSpinor operator+( const EvtDiracSpinor& u1, const EvtDiracSpinor& u2 );
inline EvtDiracSpinor operator-( const EvtDiracSpinor& u1, const EvtDiracSpinor& u2 );
std::ostream&         operator<<( std::ostream& s, const EvtDiracSpinor& c );
EvtDiracSpinor        operator*( const EvtComplex& c, const EvtDiracSpinor& d );
 
//=====================
class EvtDiracSpinor {
 
  friend EvtDiracSpinor rotateEuler( const EvtDiracSpinor& sp, double alpha, double beta,
                                     double gamma );
  friend EvtDiracSpinor boostTo( const EvtDiracSpinor& sp, const EvtVector4R p4 );
  friend EvtDiracSpinor boostTo( const EvtDiracSpinor& sp, const EvtVector3R boost );
  friend EvtVector4C EvtLeptonVACurrent( const EvtDiracSpinor& d, const EvtDiracSpinor& dp );
  friend EvtVector4C EvtLeptonVCurrent( const EvtDiracSpinor& d, const EvtDiracSpinor& dp );
  friend EvtVector4C EvtLeptonACurrent( const EvtDiracSpinor& d, const EvtDiracSpinor& dp );
  friend EvtComplex  EvtLeptonSCurrent( const EvtDiracSpinor& d, const EvtDiracSpinor& dp );
  friend EvtComplex  EvtLeptonPCurrent( const EvtDiracSpinor& d, const EvtDiracSpinor& dp );
  friend EvtTensor4C EvtLeptonTCurrent( const EvtDiracSpinor& d, const EvtDiracSpinor& dp );
  friend EvtTensor4C EvtLeptonTg5Current( const EvtDiracSpinor& d, const EvtDiracSpinor& dp );
  friend EvtDiracSpinor operator+( const EvtDiracSpinor& u1, const EvtDiracSpinor& u2 );
  friend EvtDiracSpinor operator-( const EvtDiracSpinor& u1, const EvtDiracSpinor& u2 );
  friend EvtDiracSpinor operator*( const EvtComplex& c, const EvtDiracSpinor& d );
 
  friend std::ostream& operator<<( std::ostream& s, const EvtDiracSpinor& c );
 
public:
  inline EvtDiracSpinor();
  EvtDiracSpinor( const EvtComplex& sp0, const EvtComplex& sp1, const EvtComplex& sp2,
                  const EvtComplex& sp3 );
  virtual ~EvtDiracSpinor();
  inline EvtDiracSpinor( const EvtDiracSpinor& dspinor );
  inline EvtDiracSpinor& operator=( const EvtDiracSpinor& dspinor );
 
  inline EvtDiracSpinor& operator+=( const EvtDiracSpinor& u2 );
  inline EvtDiracSpinor& operator-=( const EvtDiracSpinor& u2 );
 
  void              set( const EvtComplex& sp0, const EvtComplex& sp1, const EvtComplex& sp2,
                         const EvtComplex& sp3 );
  void              set_spinor( int i, const EvtComplex& sp );
  const EvtComplex& get_spinor( int i ) const;
  EvtDiracSpinor    conj() const;
  void              applyRotateEuler( double alpha, double beta, double gamma );
  void              applyBoostTo( const EvtVector4R& p4 );
  void              applyBoostTo( const EvtVector3R& boost );
  EvtDiracSpinor    adjoint() const;
 
private:
  EvtComplex spinor[4];
};
 
EvtDiracSpinor::EvtDiracSpinor() {
 
  spinor[0] = EvtComplex();
  spinor[1] = EvtComplex();
  spinor[2] = EvtComplex();
  spinor[3] = EvtComplex();
}
 
EvtDiracSpinor::EvtDiracSpinor( const EvtDiracSpinor& dspinor ) {
 
  spinor[0] = dspinor.spinor[0];
  spinor[1] = dspinor.spinor[1];
  spinor[2] = dspinor.spinor[2];
  spinor[3] = dspinor.spinor[3];
}
 
EvtDiracSpinor& EvtDiracSpinor::operator=( const EvtDiracSpinor& dspinor ) {
 
  spinor[0] = dspinor.spinor[0];
  spinor[1] = dspinor.spinor[1];
  spinor[2] = dspinor.spinor[2];
  spinor[3] = dspinor.spinor[3];
 
  return *this;
}
 
inline EvtDiracSpinor& EvtDiracSpinor::operator+=( const EvtDiracSpinor& u2 ) {
 
  spinor[0] += u2.spinor[0];
  spinor[1] += u2.spinor[1];
  spinor[2] += u2.spinor[2];
  spinor[3] += u2.spinor[3];
 
  return *this;
}
 
inline EvtDiracSpinor operator+( const EvtDiracSpinor& u1, const EvtDiracSpinor& u2 ) {
 
  return EvtDiracSpinor( u1 ) += u2;
}
 
inline EvtDiracSpinor& EvtDiracSpinor::operator-=( const EvtDiracSpinor& u2 ) {
 
  spinor[0] -= u2.spinor[0];
  spinor[1] -= u2.spinor[1];
  spinor[2] -= u2.spinor[2];
  spinor[3] -= u2.spinor[3];
 
  return *this;
}
 
inline EvtDiracSpinor operator-( const EvtDiracSpinor& u1, const EvtDiracSpinor& u2 ) {
 
  return EvtDiracSpinor( u1 ) -= u2;
}
 
#endif