Actualización de la librería Dirac Solver

Resumen

Se realizaron modificaciones en la librería Dirac Solver para simplificar el manejo de constantes y matrices de Pauli, eliminando la dependencia de la clase Constants(). La librería ahora:

• Funciona únicamente en unidades naturales.
• Permite acceder a constantes globales directamente desde el paquete.
• Mantiene compatibilidad con las clases Grid, ConstantSpinor y GaussianPacket.
• Incluye documentación Doxygen en __init__.py y initial_state.py.

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Cambios realizados

1. Eliminación de <tt>constants.py</tt>

• Se removió la clase Constants().
• Todas las referencias a Constants().get("c"), Constants().get("HBAR"), etc., fueron reemplazadas por constantes globales.

2. Nuevas constantes globales definidas en <tt>__init__.py</tt>

c = 1.0
hbar = 1.0
electron_mass = 1.0
electron_charge = 1.0
 
sigma_1 = np.array([[0,1],[1,0]], dtype=np.complex128)
sigma_2 = np.array([[0,-1j],[1j,0]], dtype=np.complex128)
sigma_3 = np.array([[1,0],[0,-1]], dtype=np.complex128)
````
 
- Todas las clases que necesiten estas constantes pueden importarlas directamente:

python import dirac_solver as ds

print(ds.c) print(ds.hbar) print(ds.electron_mass)

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### 3. Modificaciones en `initial_state.py`
 
- **Uso de constantes globales** en lugar de `Constants()`.
    
- Eliminación de definiciones locales de matrices de Pauli; ahora se usan `sigma_1`, `sigma_2`, `sigma_3` importadas desde el paquete.
    
- Por defecto, los spinors se crean en **unidades naturales** (`mass=electron_mass`).
    
- Limpieza de redundancias y comentarios innecesarios.
    
- Documentación Doxygen añadida a:
    
    - Clases: `ConstantSpinor`, `GaussianPacket`
        
    - Métodos: `__init__`, `_base`, `_pauli_spinor`, `_constant_spinor`, `evaluate`.
        
 
**Ejemplo de creación de un spinor constante:**

python spinor = ds.ConstantSpinor(spin_polarization=[0,0,1], spin_superposition=[1,0], momentum=[1,0,0]) gauss = ds.GaussianPacket(constant_spinor=spinor, center=[0,0,0], spatial_width=1.0)

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### 4. Modificaciones en `geometry.py`
 
- Eliminación de `Constants()`.
    
- Uso directo de `c` y `hbar` importadas desde el paquete en la clase `Grid`.
    
- Métodos como `courant_limit()` y `dv` funcionan igual, ahora usando las constantes globales.
    
 
**Ejemplo de prueba interna de Courant 1D:**

python grid_test = ds.Grid(shape=(11,), spacing=0.1) dt_calc = grid_test.courant_limit() print(dt_calc)

- La prueba confirma que `Grid.c` usa correctamente la constante global `c`.
    
 
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### 5. Creación del notebook de prueba definitiva
 
Se diseñó un **notebook de Jupyter** para validar que todas las clases y funciones funcionan correctamente con las **constantes globales**, sin depender de `Constants()`.
 
#### Contenido del notebook:
 
1. **Importar librería y constantes globales**

python import dirac_solver as ds print(ds.c, ds.hbar, ds.electron_mass) ```

1. Pruebas de Grid en 1D, 2D y 3D
   • Validación de coords y courant_limit().
   • Confirmación de dimensiones correctas de la malla.
2. Prueba de ConstantSpinor
   • Creación de un spinor constante.
   • Impresión del spinor 4x1 resultante.
3. Prueba de GaussianPacket
   • Evaluación del paquete de ondas en múltiples puntos.
   • Confirmación de que el cálculo del spinor y la parte espacial funcionan correctamente.
4. Prueba de DiracSolver (básica)
   • Inicialización del solver con Grid y GaussianPacket.
   • Ejecución de run_simulation (placeholder) y graficación de densidad de probabilidad.

5. Validación de consistencia de constantes

   • Se verifica que todas las clases usan las constantes globales correctamente.

   python assert np.isclose(ds.c, solver.c) assert np.isclose(ds.hbar, solver.hbar) assert np.isclose(ds.electron_mass, solver.mass)

El notebook sirve como prueba integral de la actualización de la librería enfocada en las constantes globales.

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Conclusión

• La librería ya no depende de sistemas de unidades ni de Constants().
• Todas las funciones de Grid, ConstantSpinor y GaussianPacket funcionan correctamente con las constantes globales en unidades naturales.
• Se creó un notebook de prueba definitiva que permite validar rápidamente la correcta propagación de las constantes y el comportamiento esperado de los objetos de la librería.