Nit 2:El Microquasar es desperta
Més hores
Més hores
Amb la significança que tenim no podem anar molt lluny. Ningú ens prendrà seriosament si no aconseguim 5 sigmes.
Necessitem més hores d’observació per veure si amb més estadística la significança puja (bé!) o desapareix (arghhh!). Però fins i tot això serà difícill amb menys de 3 sigmes.
Que fàcil seria trucar al Daniel que està operant els telescopis i dir-li que segueixi apuntant a Cyg-X1, oi? Però no és ell qui ha de decidir. Qui gestiona les hores que es dediquen a cada observació són els del Time Allocation Commitee (TAC). És a ells a qui he de convèncer.
Per mail i en anglès. Així és com es treballa en una col·laboració internacional com MAGIC.
2.7 sigmes és una bona promesa que alguna cosa pot estar passant a Cyg-X1. Però no seria la primera vegada que una promesa no es compleix .... Quins nervis!
El TAC ens dóna el vistiplau per seguir observant. Amb els telescopis apuntats, seguim treballant.
Mira a la llibreta com analitzem les dades que ens arriben.
Què passarà amb la significança? Puc canviar els talls per millorar-la? Això últim és molt delicat ja que fàcilment es pot generar un resultat esbiaixat. Hi ha una màxima en la ciència que diu: Si un sap el que busca, troba el que vol". I cal evitar-ho!
Mirem totes les dades
Un cop més … ja saps com vam començar, no?
import pandas as pd
import matplotlib.pyplot as pl
from Significancia import *
%matplotlib inline
I ara, una cosa que ja sabem fer. Llegim els fitxers amb totes les dades i els valors que hi ha en les seves columnes. I aquesta vegada, llegim no solament el valor de Theta Quadrat, sinó també el de hadronness que són els valors que hi ha a la columna que es diu had
#Llegim els fitxers i els hi donem un nom
cygX1_ON= pd.read_csv('data/EvtList_ON_CygX3_All.txt', sep=' ')
cygX1_OFF= pd.read_csv('data/EvtList_OFF_CygX3_All.txt', sep=' ')
#Mirem quantes files estem carregant a les dades
len(cygX1_ON)
84597
#Mirem com són les dades de l'ON, per exemple
cygX1_ON.head()
| had | theta2 | |
|---|---|---|
| 0 | 1.000 | 0.149 |
| 1 | 0.126 | 0.178 |
| 2 | 1.000 | 0.011 |
| 3 | 0.970 | 0.020 |
| 4 | 0.995 | 0.317 |
Veus la columna anomenada had? Aquí està la informació del hadroness de cada esdeveniment detectat pel telescopi. Alguns tenen hadroness alt (1.000, 0.970), són probablement protons o nuclis lleugers. Altres tenen hadroness baix, això són probablement els gammas que busquem.
Amb més de vuitanta mil files, el millor que podem fer és representar les dades amb un Theta Plot. Però no volem totes les files, només ens quedarem amb aquelles que tinguin hadroness menor que 0.20
- Definim la variable had_cut = 0.20
- Seleccionem únicament les files que tenen hadroness <had_cut i les guardem amb el nom CygX1_ON_cut:
cygX1_ON_cut = cygX1_ON [cygX1_ON [‘had’] <had_cut] CygX1_ON_cut té menys files que CygX1_ON, però el mateix nombre de columnes. Sabries comporbar-ho?
- Faig el Theta Plot igual que sense el tall en hadronnes però ara fem servir CygX1_ON_cut.theta2
- I el mateix per a l’OFF, així la comparació té sentit.
# 1 Definim la variable had_cut
had_cut = 0.20
# 2 eleccionem les dades: hadroness menor que 0.20
cygX1_ON_cut = cygX1_ON[cygX1_ON['had'] < had_cut]
cygX1_OFF_cut = cygX1_OFF[cygX1_OFF['had'] < had_cut]
# 3 Fem el Theta Plot
pl.figure(1, figsize=(10, 5), facecolor='w', edgecolor='k')
Noff, ThetasOff, _ = pl.hist(cygX1_OFF_cut.theta2, bins=30, histtype='stepfilled', color='red', alpha=0.5, normed=False)
Non, ThetasOn, _ = pl.hist(cygX1_ON_cut.theta2, bins=30, histtype='step', color = 'blue',alpha=0.9, normed=False)
pl.xlabel('$\Theta^2$ [$grados^2$]')
pl.ylabel('Numero de Eventos')
pl.show()
CalcularSignificancia(Non, Noff)
-0.48949852089254597
És cert, he fet alguna cosa diferent. Davant de la instrucció:
“pl.hist(CutHad.compressed(), bins=30, histtype=‘step’, color = ‘blue’,alpha=0.9, normed=False)”
he posat:
Non, ThetasOn, _ =
Això em permet guardar el nombre d’esdeveniments que hi ha a cada barra del gràfic en Non i el valor de Theta Quadrat que representa aquesta barra a ThetasOn.
I llavors utilitzo Non i Noff per calcular la significança i …
Res de res, ja es veu al gràfic. Amb totes les dades no hi ha senyal i la significança és -0.49 sigmes.
I què passa si canviem el tall en hadronness? De fet si en lloc de 0.20 tallo a 0.06 recupero les sigmes que tenia.
# 1 Definim la variable had_cut
had_cut = 0.06
# 2 Seleccionem les dades: hadroness menor que 0.06
cygX1_ON_cut = cygX1_ON[cygX1_ON['had'] < had_cut]
cygX1_OFF_cut = cygX1_OFF[cygX1_OFF['had'] < had_cut]
# 3 Fem el Theta Plot
pl.figure(1, figsize=(10, 5), facecolor='w', edgecolor='k')
Noff, ThetasOff, _ = pl.hist(cygX1_OFF_cut.theta2, bins=30, histtype='stepfilled', color='red', alpha=0.5, normed=False)
Non, ThetasOn, _ = pl.hist(cygX1_ON_cut.theta2, bins=30, histtype='step', color = 'blue',alpha=0.9, normed=False)
pl.xlabel('$\Theta^2$ [$grados^2$]')
pl.ylabel('Numero de Eventos')
pl.show()
CalcularSignificancia(Non, Noff)
2.4003967925959162
“Trial factors”, “Trial factors”, “Trial factors”, “Trial factors”, “Trial factors”
Sí, sí … aquí està la meva veu de la consciència que de tant treballar en un entorn internacional ja em parla en anglès. No val buscar a les dades quin és el millor tall.
Si fem això amb les observacions que hem simulat abans, també aconseguirem valors de Significana majors i aquestes observacions simulades segueixen sent per construcció fluctuacions estadístiques.
El que si puc fer és buscar el millor tall per exemple a les dades del primer dia i després utilitzar aquest tall (encara que estrictament parlant llavors no hauria de fer servir les dades del primer dia en l’anàlisi final, però bé …)
Què em sortirà com a millor tall per a les dades del primer dia?
from EntrenarCorteHadronness import *
MejorCorte()
El primer gràfic mostra com canvia la Significança per a diferents valors del tall.
Doncs no era 0.20 el millor sinó 0.15.
A veure què surt amb totes les dades si tallem en hadronness 0.15?
# 1 Definim la variable had_cut
had_cut = 0.15
# 2 Seleccionem les dades: hadroness menor que 0.15
cygX1_ON_cut = cygX1_ON[cygX1_ON['had'] < had_cut]
cygX1_OFF_cut = cygX1_OFF[cygX1_OFF['had'] < had_cut]
# 3 Fem el Theta Plot
pl.figure(1, figsize=(10, 5), facecolor='w', edgecolor='k')
Noff, ThetasOff, _ = pl.hist(cygX1_OFF_cut.theta2, bins=30, histtype='stepfilled', color='red', alpha=0.5, normed=False)
Non, ThetasOn, _ = pl.hist(cygX1_ON_cut.theta2, bins=30, histtype='step', color = 'blue',alpha=0.9, normed=False)
pl.xlabel('$\Theta^2$ [$grados^2$]')
pl.ylabel('Numero de Eventos')
pl.show()
CalcularSignificancia(Non, Noff)
1.2950435787475061
Res, no hi ha res. El que vam veure el primer dia o va ser una fluctuació estadísitica o alguna cosa que només va durar aquell dia. Mai ho sabrem i quedarà en la història com una fluctuació.
Doccionari del bon caçador of the gamma ray hunter
Blazar
No, no és un 'blazer', no ens anem de botigues
Es tracta d’un tipus particular de nucli galàctic actiu, amb la característica que el seu jet apunta directament a la Terra. En una frase, és una font d’energia molt compacta associada a un forat negre al centre d’una galàxia que ens està apuntant.
Cascada de partícules
Les cascades del Niàgara de les partícules!
Pluja de partícules resultants de la interacció entre partícules d’alta energia amb un mitjà dens, per exemple, l’atmosfera terrestre. Cadascuna d’aquestes partícules secundàries produïdes crea al seu torn un cascada pròpia, de manera que s’acaben produint una gran quantitat de partícules de baixa energia.
Covariància de Lorentz
Els privilegis de certes equacions ...
Aquesta propietat la tenen certes equacions físiques per la qual no canvien de forma quan es donen certs canvis de coordenades. La Teoria Especial de la Relativitat requereix que les Lleis de la Física han de prendre la mateixa forma en qualsevol sistema de referència inercial. És a dir, si tenim dos observadors les coordenades es poden relacionar per una transformació de Lorentz, qualsevol equació amb magnituds covariants s’escriurà igual per a tots dos.
Descobreix més:
Dualitat Ona Partícula
En què quedem?
Es tracta d’un fenomen quàntic pel qual en certes ocasions les partícules adquireixen característiques pròpies d’una ona. I a l’inrevés. El que esperaríem que es comportés sempre com una ona (per exemple la llum) de vegades ho fa com una partícula. Aquest concepte va ser introduït per Louis-Victor de Broglie i s’ha demostrat experimentalment.
Descobreix més:
Esdeveniment
Aquests sí són els esdeveniments de l'any
Quan parlem d’esdeveniments en aquest camp, ens referim a cadascuna de les deteccions que fem amb els telescopis. Per a cada un d’ells tenim certa informació com la posició en el cel, la intensitat, etc. Això ens permet classificar-los. Ens interessa tenir molts esdeveniments perquè puguem fer estadística a posteriori i treure conclusions.
Forat Negre
Ens encanta tot el desconegut i els secrets que hi ha dins un forat negre són molts
Es tracta d’un objecte astronòmic supermassiu que mostra uns efectes gravitacionals enormes de manera que res (ni partícules ni radiació electromagnètica) pot superar del seu horitzó de successos. És a dir res pot escapar del seu interior.
Galàxia de Nucli Actiu
La festa està dins
Aquest tipus de galàxies (conegudes com AGN) tenen un nucli central compacte que genera molta més lluminositat del que és habitual. Es creu que aquesta radiació és deguda a l’acreció de matèria en un forat negre supermassiu situat en el seu centre. Es tracta de les fonts persistents més lluminoses conegudes a l’Univers.
Descobreix més:
Gravetat Quàntica
Això cada vegada sona pitjor ...
Aquest camp de la física pretén unir la teoria quàntica de camps, que aplica els principis de la mecànica quàntica als sistemes clàssics de camps continus, amb la relativitat general. Es vol definir una base matemàtica unificada amb la qual es puguin descriure totes les forces de la naturalesa, la Teoria del Camp Unificat.
Descobreix més:
Matèria Fosca
I què serà?
Com definir una cosa que no es coneix? Sabem de la seva existència perquè la vam detectar de forma indirecta gràcies als efectes gravitacionals que causa a la matèria visible, però no podem estudiar-la de forma directa. Això és així perquè no interacciona amb la força electromagnètica així que no sabem de què està composta. I estem parlant d’una cosa que representa el 25% de tot el conegut! Així que més val no menysprear-ho i intentar trobar que és …
Descobreix més:
Microquasar
Més avall aprendràs què és un quasar ... doncs el mateix en petitó!
Es un sistema de estrellas binario que produce radiación electromagnética de alta energía. Sus características son similares a las de los cuásares, pero a una escala más pequeña. Los microquasars producen emisiones de radio fuertes y variables muchas veces en forma de jet y tienen un disco de acreción rodeando un objeto compacto (agujero negro o estrella de neutrones) que es muy luminosos en el rango de los rayos X.
Descobreix més:
Nebulosa
Quina forma tenen els núvols?
Les nebuloses són regions del medi interestel·lar compostes bàsicament per gasos i alguns elements químics en forma de pols còsmica. En elles neixen moltes de les estrelles per condensació i agregació de matèria. De vegades només es tracta de restes d’estrelles extingides.
Descobreix més:
Pulsar
Ara em veus, ara no em veus
La paraula ‘pulsar’ ve de l’anglès pulsating star i és precisament això: un estel de la qual ens arriba senyal de manera discontínua. Dit més formalment, és una estrella de neutrons que emet radiació electromagnètica mentres gira. Les emissions són degudes al fort camp magnètic que tenen i el pols està relacionat amb el període de rotació de l’objecte i l’orientació relativa a la Terra. Un dels més coneguts i estudiats és el púlsar de la Nebulosa del Cranc, molt bonica, per cert.
Descobreix més:
Quasar
'Quasi' els confonem amb estrelles
Són els membres més llunyans i més energètics d’una classe d’objectes anomenats galàxies de nucli actiu. El seu nom prové de l’anglès ‘quasi-stellar’, gairebé estrelles, ja que, quan es van descobrir, utilitzant instruments òptics, era molt difícil distingir-les de les estrelles. No obstant això, el seu espectre d’emissió era clarament singular. Normalment han estat formats per la col·lisió de galàxies de les quals els forats negres centrals s’han fusionat per formar un forat negre super massiu o un sistema binari de forats negres.
Descobreix més:
Radiació Cherenkov
Aquest fenomen amb nom de dolent de James Bond és el nostre màxim objecte d'estudi
Radiació electromagnètica emesa quan una partícula carregada passa a través d’un medi dielèctric a una velocitat més gran que la velocitat de fase de la llum en aquest mitjà. Quan un fotó gamma molt energètic o un raig còsmic interactua amb l’atmosfera terrestre, produeixen una cascada de partícules d’alta velocitat. La radiació Cherenkov d’aquestes partícules carregades es fa servir per determinar la font i intensitat dels raigs còsmics o els gammas.
Descobreix més:
Raig Còsmic
Cal saber escollir entre 'llamps, partícules i trons!
Els raigs còsmics són radiació d’alta energia composta fonamentalment per protons molt energètics i nuclis atòmics. Viatgen gairebé a la velocitat de la llum i quan impacten amb l’atmosfera terrestre produeixen cascades de partícules: aquestes partícules generen radició Cherenkov i algunes fins i tot poden arribar a la superfície de la Terra. Però quan els raigs còsmics arriben a la Terra, és impossible saber la seva procedència ja que la seva trajectòria ha canviat perquè s’han desplaçat a través de diferents camps magnètics.
Descobreix més:
Raig Gamma
A per ells!
Radiació electromagnètica ionitzant d’extrema freqüència (per sobre dels 10 exahertz). Es tracta del rang més energètic de l’espectre electromagnètic. La direcció amb la que arriben a la Terra ens indica la direcció on es van originar.
Descobreix més:
Remanent de supernova
Una gran núvol de caramel en el cosmos
Quan explota una estrella (supernova) es crea una estructura nebulosa al seu voltant formada pel material ejectat de l’explosió juntament amb material interestel·lar.
Descobreix més:
Telescopi Cherenkov
Els nostres juguets preferits
Són detectors de fotons gamma d’altes energies situats a la superfície terrestre. Tenen un mirall per recollir la llum i focalitzar-la cap a la càmera. Detecten llum produïda per l’efecte Cherenkov des del blau finsel ultraviolt de l’espectre electromagnètic. Són Les imatges que pren la càmera permeten identificar si la partícula incident en l’atmosfera és un raig gamma o una altra diferent i alhora determinar la direcció i la seva energia. Els telescopis MAGIC al Roque de los Muchachos (La Palma) són un exemple.
Descobreix més:
Teoria de la Relativitat
En aquesta vida tot és relatiu, o no?
Albert Einstein va ser el geni que va decidir donar-li la volta a la mecànica newtoniana per fer-la compatible amb l’electromagnetisme amb les seves Teories de la Relativitat Especial i General. La primera és aplicable al moviment dels cossos en absència de forces gravitatòries i en la segona reemplaça la gravetat newtoniana amb fórmules més complexes encara que per a camps febles i velocitats petites coincideix numèricament amb la teoria clàssica.
Descobreix més:
