dol 0.8.1

// ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════
// Physics Spirit - Physical Constants Module
// DOL v0.9.0
// ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════

module physics.constants @ 0.9.0

docs {
    Physical constants for scientific calculations.

    All constants are in SI units unless otherwise noted.
    Values are from CODATA 2018 recommended values.
}

// ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════
// FUNDAMENTAL CONSTANTS
// ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════

docs {
    Speed of light in vacuum (m/s).
    Exact value by definition since 2019.
}

pub const C: f64 = 299792458.0

docs {
    Planck constant (J·s).
    Exact value by definition since 2019.
}

pub const H: f64 = 6.62607015e-34

docs {
    Reduced Planck constant ℏ = h/(2π) (J·s).
}

pub const HBAR: f64 = 1.054571817e-34

docs {
    Elementary charge (C).
    Exact value by definition since 2019.
}

pub const E: f64 = 1.602176634e-19

docs {
    Boltzmann constant (J/K).
    Exact value by definition since 2019.
}

pub const K_B: f64 = 1.380649e-23

docs {
    Avogadro constant (mol⁻¹).
    Exact value by definition since 2019.
}

pub const N_A: f64 = 6.02214076e23

docs {
    Newtonian constant of gravitation (m³/(kg·s²)).
}

pub const G: f64 = 6.67430e-11

// ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════
// ELECTROMAGNETIC CONSTANTS
// ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════

docs {
    Vacuum electric permittivity ε₀ (F/m).
}

pub const EPSILON_0: f64 = 8.8541878128e-12

docs {
    Vacuum magnetic permeability μ₀ (H/m).
}

pub const MU_0: f64 = 1.25663706212e-6

docs {
    Coulomb constant k_e = 1/(4πε₀) (N·m²/C²).
}

pub const K_E: f64 = 8.9875517923e9

docs {
    Fine-structure constant α (dimensionless).
}

pub const ALPHA: f64 = 7.2973525693e-3

// ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════
// ATOMIC AND PARTICLE CONSTANTS
// ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════

docs {
    Electron mass (kg).
}

pub const M_E: f64 = 9.1093837015e-31

docs {
    Proton mass (kg).
}

pub const M_P: f64 = 1.67262192369e-27

docs {
    Neutron mass (kg).
}

pub const M_N: f64 = 1.67492749804e-27

docs {
    Atomic mass unit (kg).
}

pub const U: f64 = 1.66053906660e-27

docs {
    Bohr radius (m).
}

pub const A_0: f64 = 5.29177210903e-11

docs {
    Electron volt (J).
}

pub const EV: f64 = 1.602176634e-19

docs {
    Rydberg constant (m⁻¹).
}

pub const R_INF: f64 = 10973731.568160

// ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════
// THERMODYNAMIC CONSTANTS
// ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════

docs {
    Molar gas constant R = N_A · k_B (J/(mol·K)).
}

pub const R: f64 = 8.314462618

docs {
    Stefan-Boltzmann constant (W/(m²·K⁴)).
}

pub const SIGMA: f64 = 5.670374419e-8

docs {
    Standard atmosphere (Pa).
}

pub const ATM: f64 = 101325.0

docs {
    Standard temperature (K).
}

pub const T_STD: f64 = 273.15

// ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════
// MATHEMATICAL CONSTANTS
// ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════

docs {
    Pi.
}

pub const PI: f64 = 3.14159265358979323846

docs {
    Euler's number e.
}

pub const EULER: f64 = 2.71828182845904523536

docs {
    Square root of 2.
}

pub const SQRT2: f64 = 1.41421356237309504880

docs {
    Square root of 3.
}

pub const SQRT3: f64 = 1.73205080756887729353

docs {
    Golden ratio φ.
}

pub const PHI: f64 = 1.61803398874989484820

// ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════
// CONVERSION FACTORS
// ═══════════════════════════════════════════════════════════════════════════════

docs {
    Joules per electron volt.
}

pub const J_PER_EV: f64 = 1.602176634e-19

docs {
    Electron volts per Joule.
}

pub const EV_PER_J: f64 = 6.241509074e18

docs {
    Meters per Angstrom.
}

pub const M_PER_ANGSTROM: f64 = 1.0e-10

docs {
    Kelvin per degree Celsius offset.
}

pub const KELVIN_OFFSET: f64 = 273.15