Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Kereszt-korrelációs módszerek alkalmazása gravitációshullám-kitörések kutatásában Bartos Imre, Raffai Péter Országos TDK Konferencia, 2005.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Kereszt-korrelációs módszerek alkalmazása gravitációshullám-kitörések kutatásában Bartos Imre, Raffai Péter Országos TDK Konferencia, 2005."— Előadás másolata:

1 Kereszt-korrelációs módszerek alkalmazása gravitációshullám-kitörések kutatásában Bartos Imre, Raffai Péter Országos TDK Konferencia, 2005.

2 Az előadás tartalma 1.Bevezetés - a gravitációs hullámokról - a GW-k detektálása - detektálás több interferométerrel 2.Jelkeresés adatsorokban - kereszt-korreláció és teszt-statisztikák - teszt-statisztikák együttes alkalmazása - a program - gyakorlati alkalmazás

3 Gravitációs hullámok A téridő gyorsuló tömeg-kvadrupól momentumok által létrehozott torzulásai, melyek forrásukról leválni képesek Terjedési sebesség: c Gyenge kölcsönhatás az anyaggal Asztrofizikai objektumokról és a korai Univerzumról egyaránt információt hordoz Kitörések: 20 sec-nál rövidebb jelek

4 Az interferométer-típusú detektorok Szabad tömegekre Ahogy a GW a berendezésen áthalad, a karok relatív hosszváltozást szenvednek… …ami a fotodiódákkal mért interferenciaképet is megváltoztatja Ortogonálisan osztott lézernyaláb öninterferenciája fotodetektorok felületén Mivel h kicsi, L legyen minél nagyobb! Mérhető: ΔL => L = 4 km;ΔL~ m! Relatív hosszváltozás: h = ΔL / L A detektor vázlata

5 Detektorok világszerte 3 km 300 m 600 m 4 km 2 km 4 km Σ Több detektor adatsora összevethető! CÉLOK A jelek minél több tulajdonságának megállapítása (jelhossz, amplitúdó, forrás helye, stb.) A jel háttérzajból történő kiemelése kereszt-korrelációs módszerekkel és teszt-statisztikákkal Különböző detektorok adatsoraiban: a zaj korrelálatlan a jel korrelált

6 jelkorrelációzajátlag = 0 Generált jel + zaj 2 adatsorban Egyszerű kereszt-korreláció

7 Integrációs ablak Korrelált felesleg Integrációs mag

8 Felesleg = Σ Mag [ (Mag – Átlag(Zaj))/ Szórás(Zaj) ] Gap Integrációs mag „Zaj”-tartomány Korrelált felesleg Integrációs ablak

9 S (Szignifikancia) = a Nullhipotézis igaz voltának valószínűsége [0,1] (meghatározás: Kolmogorov-teszttel) C („Konfidencia”) = 0 vagy 1, attól függően, hogy S egy választott érték fölött vagy alatt van (pl.: S limit =0.05) Két adatsor korrelálatlansága esetén „r” normális eloszlású zérus átlaggal, σ = 1/sqrt(N {toff} ) szórással. (Nullhipotézis) Korrelációs együttható R (t,t w ) = C × r max (t,t w,t off )| toff

10 Teszt-statisztikák Jelek: –az {időpont, integrációs hossz} sík bármely pontján lehetnek –több pontban is eredményezhetnek korrelációt Korrelált tartományokat keresünk

11 Események keresése A legnagyobb pixel helyéből: (időpont, hossz) a jelre amplitúdó meghatározása a korrelált tartomány pontjaiból

12 Téves Riasztási Valószínűség  az eloszlásra exponenciális függvény illeszthető Nem tudjuk, hogy melyik ténylegesen jel Az egész síkot felosztva meghatároztuk az amplitúdó-értékek eloszlását Meghatározható a téves riasztás valószínűsége a lehetséges jelekre Output: - jel időpontja - false alarm rate - jel érkezési iránya - jel amplitúdója

13 Korrelált felesleg-levágás EKK levágás Nem érzékelt jelek Érzékenység RMS -zaj = 45, RMS -jel = 58 A teszt-statisztikák megfelelő kombinálása növeli az érzékenységet Kombinált-levágás - háttér mérése - jel mérése

14 Cél: valós idő analízis x 3alapprogram – sebesség x 3 teszt statisztikák – a számolás együttesen végezhető fejlesztés párhuzamosan 2 programnyelven Sebesség

15 közelebbi nézet Alkalmazás: villámok Milyen hatással van egy közeli villám az adatsorokra? A hanfordi detektorok közelében lezajlott viharok (4db) hatásait tanulmányoztuk. A villámok az adott érzékenység mellett nem voltak hatással az adatra… Eredmény: Itt csapott be a villám

16 Konklúzió új kereszt-korrelációs analízis kód: párhuzamos fejlesztés két programnyelven megnövelt sebesség együttesen alkalmazott teszt-statisztikák megnövelt érzékenység alkalmazás: villámok hatásának vizsgálata kitekintés: valós idő analízis felhasználás gravitációs hullámok érzékelésére

17 Irodalomjegyzék Rainer Weiss, The LIGO interferometers, AAAS Annual Meeting (2003) Flanagan et al., Phys. Rev. D, 57 (1998) Flanagan et al.: The Basics of Gravitational Wave Theory Kip S. Thorne: Black Holes and Time Warps (Norton, 1994) Press et al., Numerical Recipes in C (Cambridge, 1992) Stoyan Gisbert: A textbook on MATLAB 4 and 5 (Typotex, 1999) Köszönetnyilvánítás Márka Szabolcs, Laura Cadonati, Pinkesh Patel Patrick Sutton, John Zweizig, Alan Weinstein, Kenneth G. Libbrecht

18 Forrás:

19 Forrás:

20 Forrás:

21 Az adatfolyam Nyers adat Adattárolás, frekvenciaspektrum-szűrés Bemeneti adat a korrelációs vizsgálatokhoz Nyers adat LIGO - HanfordLIGO - Livingston

22 Köszönetnyilvánítás Márka Szabolcs Laura Cadonati Pinkesh Patel Patrick Sutton John Zweizig Alan Weinstein Kenneth G. Libbrecht


Letölteni ppt "Kereszt-korrelációs módszerek alkalmazása gravitációshullám-kitörések kutatásában Bartos Imre, Raffai Péter Országos TDK Konferencia, 2005."

Hasonló előadás


Google Hirdetések