?

Log in

No account? Create an account
Про посевы, про покосы - Maxim Pshenichnikov

[Recent Entries][Archive][Friends][Profile]

September 25th, 2011
05:22 pm

[Link]

Previous Entry Share Next Entry
Про посевы, про покосы
Точнее - про сверхсветовую нейтрину. Посмотрел я статью и вот что мне непонятно. Импульс нейтрино, с которым они работают, имеет длительность в 10500 нс, и прибывает на 60 нс раньше, чем надо бы (рис.11). То есть их точность (грубо) должна быть лучше, чем 10500/60=175, на что требуется регистрация 175^2=30625 событий. А у них была только половина от требуемых, порядка 16000. Как с таким количеством событий можно  получить заявленную точность в 6.9 нс, я не очень понимаю.

Авторы статьи, к сожалению, тоже крайне скупы на описание процесса обработки данных. А вопрос тут принципиальный: точность в 6.9 нс - это почти на порядок меньше измеренной величины. А если точность будет, скажем, в 50 нс - это уже внутри ширины распределения, это за весомый результат не считается.

К проблеме можно подойти и с другой стороны. Импульс нейтрино не гауссовый, а, грубо говоря, трапециидальный. То есть события на верхушке не играют никакой роли для определения времени -- верхушка-то плоская, ее можно сдвигать куда угодно. Что имеет значения - это фронты (рис.12). Берем для примера диаграмму (а) -- на ней показаны 538 событий, распределенные по 1160 нс. Делаем упомянутый рассчет, и получаем точность в 50 нс, т.е. примерно тот же порядок, как и раньше. Заметьте, что декларируемая точность в 6.9 нс и рядом не стояла.

Я еще немного повозился с фиттингом, и там тоже точность получается порядка 50 нс.Кому интересно, под катом картинго с результатами:


По горизонтальной оси - время, по вертикальной - количество событий, сгруппированных в бины по 50 нс. Черные точки - эксперимент (ошибки - полбина и кв.корень из числа событий). Кривые - наилучший фит ожидаемой плотности нейтрино. Красная кривая совпадает с авторским фитом, синяя сдвинута на 30 нс в "правильную" сторону, зеленая - на 60 нс. Иными словами, зеленая кривая должна получиться, если скорость нейтрино была бы равна световой.

Красная кривая - это Открытие, а зеленая - как должно быть. Чуете разницу?

(27 comments | Leave a comment)

Comments
 
[User Picture]
From:podmoskovnik
Date:September 25th, 2011 04:22 pm (UTC)
(Link)
Если я правильно понял, импульс у них был модулированный, и совмещали они не фронты, а модуляцию на плоской верхушке, отсюда и более высокая заявленная точность.
[User Picture]
From:oude_rus
Date:September 25th, 2011 04:29 pm (UTC)
(Link)
ты можешь сам открыть статью и посмотреть на модуляцию: она процентов в 10 (в лучшем случае) и практически не видна под шумом. А совмещали они именно что фроны -- потому их и показали крупным планом.

выложили бы они цифровые данные -- можно было бы поиграться.
[User Picture]
From:podmoskovnik
Date:September 25th, 2011 05:11 pm (UTC)
(Link)
Хм, а мне при первом прочтении показалось, что они говорили о совмещении по модуляции. Я как-то с этим сразу согласился, поскольку это бы давало частотную фильтрацию шума. Может, я и неправ.
[User Picture]
From:oude_rus
Date:September 26th, 2011 05:23 am (UTC)
(Link)
была б серьеьзная (и известная) модуляция - так оно и было бы.
[User Picture]
From:miroshka
Date:September 25th, 2011 08:02 pm (UTC)
(Link)
я вот чего думаю (сдав и забыв физику в рамках не то, что универа, но и средней школы): допустим, они все правильно сделали и нейтрино показывает не сверхсветовую, а именно световую скорость - просто все прежние точные измерения скорости фотонов давали заниженные оценки за счет их взаимодействия с чем-нибудь?
[User Picture]
From:in_kant
Date:September 25th, 2011 08:16 pm (UTC)
(Link)
Да я даже больше спрошу. По сути ведь что постулировал Эйнштейн? Не то, что скорость света - предельно возможная. Он лишь предположил, что есть какая-то предельная скорость. Так как про нейтрино тогда и слыхом не слыхивали, он предположил, что это есть скорость света в вакууме. Но ведь принципиально же ничего не меняется, если выяснится, что предельная скорость c, которую надо подставлять в релятивистские уравнения - это не 299792458 м/с, а например 299792459 м/с. Или нет?
[User Picture]
From:bgmt
Date:September 25th, 2011 08:45 pm (UTC)
(Link)
Меняется. Если скорость света не предельна, то у фотона есть масса покоя. Если у него есть масса покоя, он может двигаться с любой скоростью, в том числе с нулевой. То есть вообще всё меняется. Весь даже классический электромагнетизм меняется.

Ну это не говоря о том, что когда вы пользуетесь GPS, вы пользуетесь системой, куда включены поправки за счёт и специальной, и общей ТО. А она, между прочим, работает, а без поправок не работала бы. И поправки там не абстрактные (предельная скорость), а конкретные (это скорость распространения ЭМ волн).
[User Picture]
From:miroshka
Date:September 25th, 2011 08:48 pm (UTC)
(Link)
не, Вы не о том. сравниваются две гипотезы, и в обеих скорость света предельна.
[User Picture]
From:bgmt
Date:September 25th, 2011 09:56 pm (UTC)
(Link)
так я ж не на ваш коммент отвечал, а на ин-кантовский. На ваш ответить сложнее.

[User Picture]
From:miroshka
Date:September 25th, 2011 10:02 pm (UTC)
(Link)
ага. он чо ж...
[User Picture]
From:in_kant
Date:September 25th, 2011 09:27 pm (UTC)
(Link)
О как! Спасибо.
[User Picture]
From:miroshka
Date:September 25th, 2011 08:47 pm (UTC)
(Link)
да, вот так точнее, потому что "световая" это фотоны, а они тормозят.
[User Picture]
From:oude_rus
Date:September 26th, 2011 05:21 am (UTC)
(Link)
во-первых, слишком много для "заниженной" оценки.
во-вторых, сейчас не скорость света определяется через длину, на наоборот -- длина через скорость света. То есть говорить надо о том, насколько хорошо померена длина, а мерялась она через жпс. Но вот тут я ничего не могу сказать, не спец.
[User Picture]
From:jjvpu
Date:September 26th, 2011 05:11 pm (UTC)
(Link)
извините, а какой характерный размер детектора нейтрино вдоль оси пучка?
http://san-diegan.livejournal.com/140056.html?thread=5533464#t5533464

интегрирование фронтов "толщей" как-то учитывалось?
[User Picture]
From:jjvpu
Date:September 26th, 2011 05:21 pm (UTC)
(Link)
с оценкой точности по длительности импульса не согласен. возьмём "бесконечные" но с характерным фронтом импульсы. намеряем задержку _фронтов_. и что - надо нормировать на "бесконечность" импульса?
как-то иначе надо прикидывать точность "измерения прихода фронтов"
[User Picture]
From:oude_rus
Date:September 26th, 2011 05:26 pm (UTC)
(Link)
на это возражение я и привел 2 оценки, по всему импульсу и по фронтам.
[User Picture]
From:oude_rus
Date:September 26th, 2011 05:25 pm (UTC)
(Link)
не знаю, надеюсь, что как-то учитывалось, или было несущественным.
[User Picture]
From:jjvpu
Date:September 26th, 2011 06:12 pm (UTC)
(Link)
несущественным оно быть не может

заявлено измерение скорости, как результат деления расстояния между событиями на время между событиями.
Нужно, кроме погрешности времени, оценить погрешность измерения расстояния (между событиями, а не иллюзорным "геом центром" и 1).

меж тем известно не расстояние, между событиями, а расстояние между событием типа 1 и геом центром детектора событий типа 2.

нужно знать характерный размер детектора (или характерное разрешение детектора по оси, если вводится аппаратное[линии задержки] или числовое сведение).

если элементы детектора - это бочки с диаметром скажем 1.5 м (запаздывание между бочками устранено введением поправок), то в качестве фронта мы воспримем время нарастание сигнала за счет интегрирования, а в качестве пика "фронта" мы будем видеть момент прохождения фронтом задней (по отношению к пучку) стенки бочки, что и даст нам запаздывание "прихода фронта" в 1.5/2=0.75m. (те самые 10^-6)
[User Picture]
From:oude_rus
Date:September 26th, 2011 06:24 pm (UTC)
(Link)
вы все правильно написали (это называется "конволюция с аппратной функцией"), только 0.75 м - это 2.5 нс, на которые на фоне декларируемых 60 нс можно смело забить.

да и пишут они про это: interaction point - 2.0 ns.
[User Picture]
From:jjvpu
Date:September 26th, 2011 06:43 pm (UTC)
(Link)
ну, накуообразие, за ненадобностью, я давно забыл
профессия нынче не та

- я просто, знать, зациклился на 10^-6 (вроде б из 60 нан они что-то аппаратное выбросили? чуть не большую часть - после обсчета кабельной задержки и т.п.? нет? - я какой-то русский разбор просматривал (по чьей-то ссылке в том топике). в этом разборе что-то этакое упоминалось)

т.е. реально намерено отклонение не 10^-6 а ~30*10^-6 ?

ЗЫ а "interaction point" в каком, простите смысле? пространственного разрешения в пересчете на время?
[User Picture]
From:oude_rus
Date:September 27th, 2011 05:34 am (UTC)
(Link)
думаю, что да.
[User Picture]
From:igorivanov
Date:September 26th, 2011 09:05 pm (UTC)

вопрос по графику

(Link)
Скажите, а почему на вашем графике три кривые не являются просто смещениями друг друга, а еще и имеют раный наклон? Вы их нормировали на фиксированный интеграл под кривой? Но это тогда будет просто артефакт вашего анализа, ведь вы фитируете только фронт, а не всю трапецию.

Вот тут выложена картинка из их доклада: http://tony5m17h.net/OPERAx1x2.png
Они там для каждого фронта приводят кривую с нулевой сдвижкой и с 60,7 нс относительно опорного сигнала. Но это показаны, конечно, фиты всей трапеции, а не только фронтов. И судя по этим графикам, приходится признать, что сдвижка на 60 нс действительно резко ухужшает хи-квадрат, даже на глаз, а значит заявленная стат.погрешность 6,9 нс уже не кажется невероятной.
[User Picture]
From:oude_rus
Date:September 27th, 2011 05:33 am (UTC)

Re: вопрос по графику

(Link)
Они не имеют разный наклон, они имеют разную амплитуду, поскольку амплитуда - это тоже параметр фита. Надеюсь, что они амплитуду тоже фитили, хотя они как-то странно написали про нее в статье. Были бы численные данные для всей выборки -- я бы сделал всю трапецию, но увы.

По приведенной картинке: начальный фронт фитится практически без разницы (как и у меня наверху), вся разница только на заднем фронте, причем в 3х точках.

Так что я все же хотел бы видеть более подробный анализ данных.
[User Picture]
From:igorivanov
Date:September 27th, 2011 10:29 am (UTC)

Re: вопрос по графику

(Link)
Имеют другую форму, в общем, а амплитуда нормируется на интеграл.

Амплитуду всей трапеции они фитили (но по всей трапеции!), сдвижку по времени тоже, но и всё. Форма кривой была четко задана, посколько это просто усредненный профиль протонного пучка, а не подгоночный параметр. Поэтому в их погрешность, в принципе, можно поверить и на глаз (учитывая, конечно, и задний фронт). У вас же появляется дополнительная свобода, связанная с формой кривой, и из-за этого неопределенности растут. Я только про это говорю.

> Так что я все же хотел бы видеть более подробный анализ данных.

Я думаю, через пару-тройку недель-месяцев мы его увидим.
[User Picture]
From:oude_rus
Date:September 27th, 2011 10:41 am (UTC)

Re: вопрос по графику

(Link)
//У вас же появляется дополнительная свобода, связанная с формой кривой//

не с формой, а с амплитудой, это совершенно разные вещи. Амплитуда же является вторым параметром фита, который, похоже, авторы почему-то не использовали. Разумеется, балансом амплитуды можно оптимизировать отклонения на "плохих" точках на фронтах.

//в их погрешность, в принципе, можно поверить и на глаз //
аргумент "на глаз" тут плохо работает. например, на мой глаз (а он у меня весьма тренирован на подобные штуки), ошибка должна быть в районе 25-30 нс. Назови они эту цифру, вопросов бы не возникло.

вообще, я сильно удивлен, что они не выложили все данные в цифре, учитывая масштаб претензии.
[User Picture]
From:igorivanov
Date:September 28th, 2011 11:21 am (UTC)

Re: вопрос по графику

(Link)
Хорошо, пусть будет амплитуда.

Я не совсем правильно написал: амплитуду они не фитили, а отнормировали один раз на интеграл. Это совершенно естественно: если они жестко фиксируют форму импульса (почему они имеют право это делать — отдельный вопрос), то они всегда (при заданном бинировании) могут подобрать амплитуду так, чтоб интеграл под ней был равен этим 16111 событиям. После этой нормировки они ни форму, ни амплитуду кривой не трогают, а только сдвигают ее туда-сюда. Маленькая неопределенность связана именно с тем, что у них нет никакой другой свободы в фитировании.

Возможно, вы видели уже вот этот анализ: http://johncostella.webs.com/neutrino-blunder.pdf
Там обсуждаются почти то же самое.

> вообще, я сильно удивлен, что они не выложили все данные в цифре, учитывая масштаб претензии.

Они не выложили данные в цифре даже для внутреннего рецензирования в коллаборации (что исключительно странно). Именно поэтому реальное обсуждение данных и методики начинается только сейчас.
[User Picture]
From:oude_rus
Date:September 28th, 2011 12:38 pm (UTC)

Re: вопрос по графику

(Link)
//отнормировали один раз на интеграл.//

я с такой нормировкой не согласен: по Пуассону точность плюс/минус 127 событий. То есть -- если бы фитил я -- я бы позволил амплитуде тоже болтаться, по крайней мере, в пределах корня из 16111.

с анализом по ссылке я согласен, хотя у меня получились немного другие цифры (для первого графика точность локализации центра -- около 18 нс). Однако тут вот какая проблема: центр центром, но есть еще и ширина распределения, которая имеет гораздо худшую точность определения (у меня - плюс-минус 40 нс). Другое дело, что ширину они должны знать довольно точно из протонного импульса. И тут уже возникают вопросы точности измерения "опорного" импульса -- часть из них вы совершенно верно сформулировали.
Powered by LiveJournal.com