]> git.treefish.org Git - phys/u1casc.git/blob - u1casc-ordinary/obs_diagcorr.hpp
...
[phys/u1casc.git] / u1casc-ordinary / obs_diagcorr.hpp
1 #ifndef OBS_DIAGCORR_HPP
2 #define OBS_DIAGCORR_HPP
3
4 #include "latlib/o815/o815.h"
5
6 #include "latlib/writeout.h"
7
8 #include "latlib/obstat.hpp"
9
10 #include <iostream>
11 #include <complex>
12
13 #include <cmath>
14
15 #include <gsl/gsl_complex.h>
16 #include <gsl/gsl_complex_math.h>
17 #include <gsl/gsl_math.h>
18 #include <gsl/gsl_eigen.h>
19
20 using namespace std;
21
22 class obs_diagcorr : public o815::obs {
23
24 public:
25   obs_diagcorr(o815 *_O815);
26   
27 private:
28   void _start();
29   void _meas(bool loadedobs, const int& nthmeas);
30   void _finish();
31
32   void corrCompute();
33   static complex<double> effMass(vector < complex<double> > *preCalculated, vector< complex<double> > *excludedMeas, int nmeas, void *para);
34   static void preEffMass(vector< vector < complex<double> > > *allVals, vector < complex<double> > *preCalculated, void *para);
35
36   sim *Sim;
37
38   int spatialV;
39
40   complex<double> *OM[16+1];
41
42   gsl_matrix_complex ***measurements;
43
44   gsl_vector_complex **measurements_disco;
45   
46   static void cdiag (gsl_vector *v, gsl_matrix_complex *m);
47 };
48
49 obs_diagcorr::obs_diagcorr(o815 *_O815) : o815::obs("diagcorr", 
50                                                     _O815->paraQ->getParaNames() + 
51                                                     "tsep"
52                                                     "...", 
53                                                     _O815, sizeof(complex<double>) * ( 16*_O815->comargs.lsize[1]/2 + 1*4 ) ) {
54   for (int ivar = 0; ivar<16+1; ivar++)
55     OM[ivar]  = (complex<double>*)( obsMem + ivar*sizeof(complex<double>)*( _O815->comargs.lsize[1]/2 ) );
56   
57   Sim = (sim*)O815->Sim;
58   spatialV = O815->comargs.lsize[0] * O815->comargs.lsize[0] * O815->comargs.lsize[0];
59
60   measurements = new gsl_matrix_complex**[O815->comargs.nmeas];
61   for (int imeas = 0; imeas<O815->comargs.nmeas; imeas++) {
62     measurements[imeas] = new gsl_matrix_complex*[_O815->comargs.lsize[1]/2];
63     for (int itsep=0; itsep<_O815->comargs.lsize[1]/2; itsep++)
64       measurements[imeas][itsep] = gsl_matrix_complex_alloc(4,4);
65   }
66
67   measurements_disco = new gsl_vector_complex*[O815->comargs.nmeas];
68   for (int imeas = 0; imeas<O815->comargs.nmeas; imeas++)
69     measurements_disco[imeas] = gsl_vector_complex_alloc(4);
70 }
71
72 void obs_diagcorr::_start() {
73   //  *out << O815->comargs.nmeas << endl;
74   
75   //*out << "OBS_test: start" << endl;
76 };
77
78 void obs_diagcorr::_meas(bool loadedobs, const int& nthmeas) {
79   if (!loadedobs)
80     corrCompute();
81
82   for (int icorr=0; icorr<4; icorr++)
83     for (int jcorr=0; jcorr<4; jcorr++)
84       for (int itsep=0; itsep<O815->comargs.lsize[1]/2; itsep++) {
85         gsl_matrix_complex_set(measurements[nthmeas][itsep], icorr, jcorr,
86                                gsl_complex_rect( OM[icorr*4+jcorr][itsep].real(), OM[icorr*4+jcorr][itsep].imag() ));
87       }
88   
89   for (int icorr=0; icorr<4; icorr++) {
90     gsl_vector_complex_set(measurements_disco[nthmeas], icorr,
91                            gsl_complex_rect( OM[16][icorr].real(), OM[16][icorr].imag() ) );
92   }
93 };
94
95 void obs_diagcorr::cdiag (gsl_vector *v, gsl_matrix_complex *m)
96 {
97   gsl_eigen_herm_workspace *wspace = gsl_eigen_herm_alloc(100);
98   gsl_eigen_herm(m, v, wspace);
99   gsl_eigen_herm_free(wspace);
100 }
101
102 void obs_diagcorr::_finish() {
103   gsl_matrix_complex *totalval = gsl_matrix_complex_alloc(4,4);
104   gsl_matrix_complex *tmpmatrix = gsl_matrix_complex_alloc(4,4);
105   gsl_vector *tmpvec = gsl_vector_alloc(4);
106   gsl_vector_complex *tmpvecc = gsl_vector_complex_alloc(4);
107   gsl_vector *tmpvec2 = gsl_vector_alloc(4);
108   gsl_vector *jackres = gsl_vector_alloc(4);
109   gsl_vector *jackerrornorm = gsl_vector_alloc(4);
110   gsl_vector_complex *totaldisco = gsl_vector_complex_alloc(4);
111
112   gsl_vector_complex_set_zero(totaldisco);
113   for (int imeas=0; imeas<O815->comargs.nmeas; imeas++)
114     gsl_vector_complex_add( totaldisco, measurements_disco[imeas] );
115   
116   for (int itsep = 0; itsep < O815->comargs.lsize[1]/2; itsep++) {
117     gsl_matrix_complex_set_zero(totalval);
118     gsl_vector_set_zero(jackerrornorm);
119
120     for (int imeas=0; imeas<O815->comargs.nmeas; imeas++)
121       gsl_matrix_complex_add( totalval, measurements[imeas][itsep] );
122     
123     gsl_matrix_complex_memcpy (tmpmatrix, totalval);
124     gsl_matrix_complex_scale (tmpmatrix, gsl_complex_rect(1.0/O815->comargs.nmeas, 0.0) );
125     for (int icorr=0; icorr<4; icorr++)
126       for (int jcorr=0; jcorr<4; jcorr++) {
127         gsl_complex discopart = gsl_complex_mul( gsl_vector_complex_get(totaldisco, icorr),
128                                                  gsl_complex_conjugate( gsl_vector_complex_get(totaldisco, jcorr) )
129                                                  );
130         discopart = gsl_complex_mul_real(discopart, pow(1.0/O815->comargs.nmeas,2));
131         gsl_matrix_complex_set( tmpmatrix, icorr, jcorr, 
132                                 gsl_complex_sub( gsl_matrix_complex_get( tmpmatrix, icorr, jcorr ),
133                                                  discopart
134                                                  )
135                                 );
136       }
137     cdiag(jackres, tmpmatrix);
138
139     for (int imeas=0; imeas<O815->comargs.nmeas; imeas++) {
140       gsl_matrix_complex_memcpy (tmpmatrix, totalval);
141       gsl_matrix_complex_sub (tmpmatrix, measurements[imeas][itsep]);
142       gsl_matrix_complex_scale ( tmpmatrix, gsl_complex_rect(1.0/(O815->comargs.nmeas-1), 0.0) );
143       gsl_vector_complex_memcpy( tmpvecc, totaldisco );
144       gsl_vector_complex_sub( tmpvecc, measurements_disco[imeas] );
145       for (int icorr=0; icorr<4; icorr++)
146         for (int jcorr=0; jcorr<4; jcorr++) {
147           gsl_complex discopart = gsl_complex_mul( gsl_vector_complex_get(tmpvecc, icorr),
148                                                    gsl_complex_conjugate( gsl_vector_complex_get(tmpvecc, jcorr) )
149                                                    );
150           discopart = gsl_complex_mul_real(discopart, pow(1.0/(O815->comargs.nmeas-1),2));
151           gsl_matrix_complex_set( tmpmatrix, icorr, jcorr, 
152                                   gsl_complex_sub( gsl_matrix_complex_get( tmpmatrix, icorr, jcorr ),
153                                                    discopart
154                                                    )
155                                   );
156         }
157       cdiag(tmpvec, tmpmatrix);
158       gsl_vector_sub(tmpvec, jackres);
159       gsl_vector_memcpy(tmpvec2, tmpvec);
160       gsl_vector_mul(tmpvec, tmpvec2);
161       gsl_vector_add(jackerrornorm, tmpvec);
162     } 
163     gsl_vector_scale( jackerrornorm,
164                       (double)(O815->comargs.nmeas-1)/O815->comargs.nmeas );
165
166     *out << O815->paraQ->getParaVals();
167     *out << "\t" << itsep;
168     for (int iev = 0; iev < 4; iev++) {
169       *out << "\t" << gsl_vector_get(jackres,iev)
170            << "\t" << sqrt(gsl_vector_get(jackerrornorm,iev));
171     }
172     *out << endl;
173   }
174
175   gsl_matrix_complex_free(totalval);
176   gsl_matrix_complex_free(tmpmatrix);
177   gsl_vector_free(tmpvec);
178   gsl_vector_complex_free(tmpvecc);
179   gsl_vector_free(tmpvec2);
180   gsl_vector_free(jackres);
181   gsl_vector_free(jackerrornorm);
182   gsl_vector_complex_free(totaldisco);
183 };
184
185 void obs_diagcorr::corrCompute()
186 {
187   complex<double> phislice[4][O815->comargs.lsize[1]];
188
189   for (int icorr=0; icorr<4; icorr++)
190     OM[16][icorr] = 0;
191   
192   for (int it = 0; it < O815->comargs.lsize[1]; it++) {
193     for (int icorr=0; icorr<4; icorr++)
194       phislice[icorr][it] = 0;
195     
196     for (int ix = 0; ix < spatialV; ix++) {
197       phislice[0][it] += conj(Sim->phi[ 0*Sim->lsize4 + it*spatialV + ix ]) * Sim->phi[ 0*Sim->lsize4 + it*spatialV + ix ];
198       phislice[1][it] += Sim->phi[ 0*Sim->lsize4 + it*spatialV + ix ] * Sim->phi[ 1*Sim->lsize4 + it*spatialV + ix ];
199       phislice[2][it] += conj(Sim->phi[ 0*Sim->lsize4 + it*spatialV + ix ]) * conj(Sim->phi[ 1*Sim->lsize4 + it*spatialV + ix ]);
200       phislice[3][it] += conj(Sim->phi[ 1*Sim->lsize4 + it*spatialV + ix ]) * Sim->phi[ 1*Sim->lsize4 + it*spatialV + ix ];
201     }
202
203     for (int icorr=0; icorr<4; icorr++) {
204       phislice[icorr][it] /= spatialV;
205       OM[16][icorr] += phislice[icorr][it];
206     }
207   }
208
209   for (int icorr = 0; icorr < 4; icorr++) {
210     for (int jcorr = 0; jcorr < 4; jcorr++) {
211       for (int itsep = 0; itsep < O815->comargs.lsize[1]/2; itsep++) {
212         OM[icorr*4+jcorr][itsep] = 0;
213         
214         for (int it = 0; it < O815->comargs.lsize[1]; it++)
215           OM[icorr*4+jcorr][itsep] += phislice[icorr][ (it+itsep)%O815->comargs.lsize[1] ] * conj( phislice[jcorr][it] );
216       
217         OM[icorr*4+jcorr][itsep] /= O815->comargs.lsize[1];
218       }
219     }
220     
221     OM[16][icorr] /= O815->comargs.lsize[1];
222   }
223 }
224
225 #endif