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