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       1            0 : // Distributed under the MIT License.
       2              : // See LICENSE.txt for details.
       3              : 
       4              : #pragma once
       5              : 
       6              : #include <cstddef>
       7              : 
       8              : #include "DataStructures/DataBox/Prefixes.hpp"
       9              : #include "DataStructures/DataBox/Tag.hpp"
      10              : #include "DataStructures/Tensor/TypeAliases.hpp"
      11              : #include "Domain/Tags.hpp"
      12              : #include "PointwiseFunctions/GeneralRelativity/Psi4.hpp"
      13              : #include "PointwiseFunctions/GeneralRelativity/Tags.hpp"
      14              : 
      15              : /// \cond
      16              : namespace domain::Tags {
      17              : template <size_t Dim, typename Frame>
      18              : struct Coordinates;
      19              : }  // namespace domain::Tags
      20              : namespace gsl {
      21              : template <typename>
      22              : struct not_null;
      23              : }  // namespace gsl
      24              : /// \endcond
      25              : 
      26              : namespace gr {
      27              : 
      28              : /// @{
      29              : /*!
      30              :  * \ingroup GeneralRelativityGroup
      31              :  * \brief Computes the real part of the Newman Penrose quantity \f$\Psi_4\f$
      32              :  * using  \f$\Psi_4[Real] = -0.5*U^{8+}_{ij}*(x^ix^j - y^iy^j)\f$.
      33              :  */
      34              : template <typename Frame>
      35            1 : void psi_4_real(
      36              :     gsl::not_null<Scalar<DataVector>*> psi_4_real_result,
      37              :     const tnsr::ii<DataVector, 3, Frame>& spatial_ricci,
      38              :     const tnsr::ii<DataVector, 3, Frame>& extrinsic_curvature,
      39              :     const tnsr::ijj<DataVector, 3, Frame>& cov_deriv_extrinsic_curvature,
      40              :     const tnsr::ii<DataVector, 3, Frame>& spatial_metric,
      41              :     const tnsr::II<DataVector, 3, Frame>& inverse_spatial_metric,
      42              :     const tnsr::I<DataVector, 3, Frame>& inertial_coords);
      43              : 
      44              : template <typename Frame>
      45            1 : Scalar<DataVector> psi_4_real(
      46              :     const tnsr::ii<DataVector, 3, Frame>& spatial_ricci,
      47              :     const tnsr::ii<DataVector, 3, Frame>& extrinsic_curvature,
      48              :     const tnsr::ijj<DataVector, 3, Frame>& cov_deriv_extrinsic_curvature,
      49              :     const tnsr::ii<DataVector, 3, Frame>& spatial_metric,
      50              :     const tnsr::II<DataVector, 3, Frame>& inverse_spatial_metric,
      51              :     const tnsr::I<DataVector, 3, Frame>& inertial_coords);
      52              : 
      53              : namespace Tags {
      54              : /// Computes the real part of the Newman Penrose quantity \f$\Psi_4\f$ using
      55              : /// \f$\Psi_4[Real] = -0.5*U^{8+}_{ij}*(x^ix^j - y^iy^j)\f$.
      56              : ///
      57              : /// Can be retrieved using `gr::Tags::Psi4Real`
      58              : template <typename Frame>
      59            1 : struct Psi4RealCompute : Psi4Real<DataVector>, db::ComputeTag {
      60            0 :   using argument_tags = tmpl::list<
      61              :       gr::Tags::SpatialRicci<DataVector, 3, Frame>,
      62              :       gr::Tags::ExtrinsicCurvature<DataVector, 3, Frame>,
      63              :       ::Tags::deriv<gr::Tags::ExtrinsicCurvature<DataVector, 3, Frame>,
      64              :                     tmpl::size_t<3>, Frame>,
      65              :       gr::Tags::SpatialMetric<DataVector, 3, Frame>,
      66              :       gr::Tags::InverseSpatialMetric<DataVector, 3, Frame>,
      67              :       domain::Tags::Coordinates<3, Frame>>;
      68              : 
      69            0 :   using return_type = Scalar<DataVector>;
      70            0 :   static constexpr auto function = static_cast<void (*)(
      71              :       gsl::not_null<Scalar<DataVector>*>, const tnsr::ii<DataVector, 3, Frame>&,
      72              :       const tnsr::ii<DataVector, 3, Frame>&,
      73              :       const tnsr::ijj<DataVector, 3, Frame>&,
      74              :       const tnsr::ii<DataVector, 3, Frame>&,
      75              :       const tnsr::II<DataVector, 3, Frame>&,
      76              :       const tnsr::I<DataVector, 3, Frame>&)>(&psi_4_real<Frame>);
      77            0 :   using base = Psi4Real<DataVector>;
      78              : };
      79              : }  // namespace Tags
      80              : }  // namespace gr