Il Progetto EEE: ICD-2020

Mercoledì 4 Novembre 2020 ore 15:00

Zoom meeting (Istruzioni per la connessione)

Programma:

15:00-15:10 Benvenuto alle Scuole

15:10-15:50 L’esperimento KM3NeT (Dott. C. Pellegrino)

15:50-16:30 Report delle Scuole sull’analisi dati (Istruzioni per l’analisi)

16:30-16:55 L’effetto stagionale nel flusso dei Raggi Cosmici con i rivelatori Polar (Dott. F. Noferini)

16:55-17:00 Conclusione dell’evento

 

 

 


Istruzioni per l’Analisi Dati

Utilizzando i dati acquisiti dai rivelatori della famiglia Polar (in particolare i rivelatori POLA-01, POLA-03, POLA04) nel periodo di tempo che va da luglio 2019 a luglio 2020 studieremo l’andamento nel tempo del rate di muoni per valutare il possible “effetto stagionale”: una variazione del flusso dei muoni legata al cambiamento delle condizioni dell’atmosfera (pressione e temperatura).

Riportate in una presentazione  di non più di 10 slide i risultati della vostra analisi ed inviatela in formato pdf a marta.pepe@cref.it entro e non oltre il 2 Novembre 2020 alle ore 12:00. Saranno selezionati 3 report di analisi per la presentazione durante il meeting del 4 Novembre (10 minuti per ciasuna presentazione).

Avrete a disposizione 3 set di dati e potete decidere se analizzare uno o più set di dati. I dati sono organizzati in file di tipo .csv quindi analizzabili utilizzando Excel (scelta consigliata e sulla quale si basano queste istruzioni) o programmi di calcolo simili.

I file sono scaricabili clicckando qui di seguito

– Link per scaricare i dati relativi a POLA-01 (Formato .csv) (Formato .xlsx)

– Link per scaricare i dati relativi a POLA-03 (Formato .csv) (Formato .xlsx)

– Link per scaricare i dati relativi a POLA-04 (Formato .csv) (Formato .xlsx)

Scaricare uno o più file e salvarli in un folder opportuno sul proprio PC.

Una volta scaricato aprite il file con Excel: di solito è sufficiente il doppio click sul file. Una volta aperto, il file si dovrebbe avere l’aspetto riportato nella seguente figura:

N.B. Nel caso ci fossero problemi nel visualizzare il file in modo corretto (a causa ad esempio di impostazioni diverse del PC) provare a modificare nel file scaricato i separatori decimali “.” con “,”.

Se avete ulteriori problemi scrivete a marco.garbini@cref.it

Sono presenti quindi 3 colonne rispettivamente contenenti:

TimeStamp: è un formato particolare per identificare una data; in particolare rappresenta quello che è  noto come Unix Timestamp e cioè il numero di secondi trascorsi dal 1 gennaio 1970.

Pres: è la pressione atmosferica in mbar misurata dai sensori del rivelatore Polar in questione.

Rate (Hz): rate misurato dal rivelatore Polar.

Nel file ci sono i rate misurati ogni 10 minuti dal rivelaotre Polar in questione per il periodo di tempo compreso tra Luglio 2019 e Luglio 2020.

 ANALISI DATI

STEP 1: trasformare il timestamp in una data. Quest’operazione piuttosto semplice ci aiuta nella visualizzazione successiva dei risultati.

Aggiungere una colonna a destra della colonna Timestamp procedendo come mostrato in figura:

Date un titolo alla colonna inserita (per esempio Data):

Ora dobbiamo calcolare la data relativa a ciascun Timestamp. Con riferimento alla figura ci posizioniamo nella cella B2 e scriviamo: =(((A2/60)/60)/24)+DATE(1970,1,1). Attenzione: in questa formula si è usata la funzione DATE (che nelle versioni italiane di Excel è DATA e potrebbe avere una sintassi leggermente diversa) che ritorna il numeor che rappresenta la data in Excel. Alla data in Formato Excel aggiungiamo i secondi espressi dalla data Unix in numero di giorni (dividendo in pratica per 86400).

e premiamo invio. Il riusltato dovrebbe essere simile a quello mostrato in figura. Quindi questo numero rappresenta una data in Excel.

Per visulaizzare la data corrispondente a tale numero non ci resta che selezionare la colonna B e assegnare come formato cella quello di una data:

Premendo Invio l’operazione è conclusa.

Ora ripetiamo l’operazione per tutta la colonna B. È sufficiente utilizzare le “scorciatoie di Excel”: in particolare posizionare il mouse nello spigolo in basso a destra della cella B2. Come mostrato in figura dovrebbe comparire una croce nera a quel punto facendo doppio click su essa Excel ripeterà per noi l’operazione della cella B2 su tutte le celle della colonna B corrispondenti a valori nonnulli della colonna A.

Possiamo ora procedere con il passo successivo.

STEP 2: creiamo il grafico del rate in funzione del tempo. Abbiamo bisogno di un grafico di tipo scatter plot (disperisone X-Y) in cui in X inseriremo i valori della data ed in Y quelli i del rate misurati. Un modo semplice e veloce per creare un grafico in Excel è il seguente:

1-Selezionate la prima data, cella B2.

2-Premete in sequenza Ctrl+Shift+FrecciaGiù: automaticamente Excel selezionera tutti i valori della colonna B. Attenzione i tasti potrebbero cambiare in base al sistema operativo e tipo di PC. Con riferimento alla figura successiva notate che l’ultima data diponible nel set di dati è il 30 luglio 2020 e che il numero totale di righe presenti è pari a 45217.

3-AMantenendo Premuto il tasto Ctrl tornate in cima al file e selezionate la colonna relativa al rate (colonna D) come fatto in precedenza (Ctrl+Shift+Frecciagiù).

A questo punto abbiamo selezionato in ordine le colonne che contengono i valori di X e Y del grafico che vogliamo costruire. Procediamo slezionando dal menù Inserisci  l’opzione Chart (grafico), come mostrato in figura:

E tra le varie possibilità scegliamo lo scatter plot o dispersione X-Y.

 

Automaticamente Excel produrrà un grafico X-Y come quello mostrato nella seguente figura:

Lavorando  un po’ con le proprietà dei grafici di Excel è possibile avere una figura più leggibile.

A questo punto abbiamo ottenuto un primo risultato sul quale è possibile fare alcune osservazioni:

  •  Dal grafico ottenuto notate un andamento che possa indicare una variaizone stagionale del flusso di muoni?
  • Notate un massimo o un minimo del flusso? Quando sono?
  • Che variazione di flusso osservate tra massimo e minimo?

STEP 3: abbiamo spesso parlato di correzione per effetto barometrico del rate dei muoni; i dati che avete utilizzato non sono corretti per tale effetto e ciò potrebbe in qualche modo influire sull’effetto misurato. Ripetiamo quindi l’analisi correggendo il rate misurato per l’effetto barometrico. In particolare utilizziamo la seguente fomula:

            rate Corretto = (rate misurato)/EXP(alfa*DP)

dove alfa è il valore del coefficiente barometrico pari a –0.002/mbar e DP è la differenza tra la pressione atmosferica misurata e la pressione atmosferica di riferimento di 1000 mbar. Quindi per calcolare il rate corretto applichiamo la formula ai dati del nostro file excel:

Di nuovo possiamo estendere l’operazione a tutta la colonna “E” utilizzando le proprietà di Excel.

Step 4: una volta ottenuti i dati di rate corretti per l’effetto barometrico create il grafico del rate corretto in funzione della data come fatto in precedenza e valutate l’andamento in funzione del tempo indicando eventuali minimi, massimi e variazione percentuale del flusso.

 

 

 

 

 

 

 


Istruzioni per la Connessione al meeting

Topic: ICD@EEE – Run Coordination Meeting
Time: Nov 4, 2020 02:00 PM Rome

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