Recurrence Plots of Pulsar Profiles (Philica, 2015)

Recurrence plots of pulsar profiles
Amelia Carolina Sparavigna Polito - Politecnico di Torino [Torino]

Abstract : Pulsars are rotating neutron stars that have an emission of electromagnetic
radiations which is continuous but beamed. Therefore, an observer sees a pulse of
radiation when the beam sweeps across his line-of-sight. Averaging over many pulses,
a pulse profile specific of the observed pulsar is obtained. Here we propose the use of
a recurrence plot for showing it.
This plot can highlight specific behaviours in pulse profiles.


Keywords : Recurrence Plots Pulsars Pulse Profiles
Type de document :
Article dans une revue


Philica, Philica, 2015, pp.533.
  Available at https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01487452/
Domaine :
Planète et Univers [physics] /
Astrophysique [astro-ph] /
Astrophysique stellaire et solaire [astro-ph.SR]

Here the figures of the article





Figure 1: On the left, the plot of 512 ASCII data of the pulse profile
 from PSR J2307+2225 [8].
 On the right, the corresponding recurrence plot.





Figure 2: On the left, the plot of 1024 ASCII data of the pulse profile
 of PSR J2235+1506 [10]. On the right, the corresponding recurrence plot.





Figure 3: On the left, the plot of 1024 ASCII data of the pulse profile
 at high frequency of PSR J1919 [11].
 On the right, the corresponding recurrence plot.





Figure 4: Recurrence plot of Pulsar J2317+1439 [10].
The background is displaying an interesting pattern,
typical of a autoregressive process [7].





Figure 5: PSR J0437-4715 pulse profiles at two different frequencies [14] .
 Note the presence of a double notch.





Figure 6: PSR J2322+2057 pulse profiles at two different frequencies [16].
 Note that we can see two peaks. One is quite faint at the lower frequency,
 but it is visible in the recurrence plot.




References

[1] J.J. Condon and S.M. Ransom, Essential Radio Astronomy, National Radio Astronomy Observatory, retrieved 18 October 2015, http://www.cv.nrao.edu/course/astr534/ERA.shtml

[2] W. Baade and F. Zwicky, On Super-novae, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, vol. 20, no. 5, 1034, p. 254-259.

[3] R. Oppenheimer and G.M. Volkoff, On Massive Neutron Cores, Phys. Rev. 55, 1939, p.374.

[4] F. Pacini, Energy Emission from a Neutron Star, Nature, vol. 216, no. 5115, 1967, p. 567, DOI: 10.1038/216567a0

[5] W.R. Burns and B.G. Clark, Pulsar Search Techniques, Astronomy and Astrophysics, vol. 2, 1969, p. 280-287.

[6] N. Marwan and J. Kurths, Cross Recurrence Plots and Their Applications, in Mathematical Physics Research at the Cutting Edge, C.V. Benton Editor, pp.101-139, Nova Science Publishers, 2004.

[7] A.C. Sparavigna, Recurrence Plots of Exchange Rates of Currencies, International Journal of Sciences, vol. 3, no. 7, 2014, p. 87-95. DOI: 10.18483/ijSci.545

[8] F. Camilo and D.J. Nice, Timing parameters of 29 pulsars, Astrophysical Journal, Part 1, vol. 445, no. 2, 1995, p. 756-761.

[9] E. Kononov, Visual Recurrence Analysis, www.visualization-2002.org/

[10] F. Camilo, D.J. Nice and J.H. Taylor, Discovery of Two Fast-Rotating Pulsars, Astrophysical Journal, Part 2 - Letters, vol. 412, no. 1, p. L37-L40.

[11] J.H. Seiradakis, J.A. Gil, D.A. Graham, A. Jessner, M. Kramer, V.M. Malofeev, W. Sieber and R. Wielebinski, Pulsar Profiles at High-frequencies. 1. The Data, Astronomy and Astrophysics Supplement, v.111, 1995, p.205.

[12] S. Johnston, D.R. Lorimer, P.A. Harrison, et al. Discovery of a Very Bright, Nearby Binary Millisecond Pulsar, Nature, vol. 361, no. 6413. 1993, p. 613–615.

[13] Vv. Aa., Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/PSR_J0437-4715

[14] J.F. Bell, M. Bailes, R.N. Manchester, A.G. Lyne, F. Camilo and J.S. Sandhu, Timing Measurements and Their Implications for Four Binary Millisecond Pulsars, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 286, no. 2, 1997, p. 463-469.

[15] J. Navarro, R.N. Manchester, J.S. Sandhu, S.R. Kulkarni and M. Bailes, Mean Pulse Shape and Polarization of PSR J0437-4715, The Astrophysical Journal, vol. 486, 1997, p. 1019-1025.

[16] I.H. Stairs, E.M. Splaver, S.E. Thorsett, D.J. Nice and J.H. Taylor, A Baseband Recorder for Radio Pulsar Observations, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, vol. 314, no. 3, 1999, p. 459-467.

φ-bonacci

phi-bonacci

On "photo-proton” effect

Researchers at Manchester University have discovered that the rate at which graphene conducts protons increases 10 fold when it is illuminated with sunlight.
More at https://www.theengineer.co.uk/graphene-photosynthesis-membranes/

Un trucchetto per i calcoli

C'è un semplice trucchetto per fare i calcoli dei problemi di fisica in modo rapido e senza commettere errori. Per esempio:

Un cilindro con momento d'inerzia I' può ruotare intorno al suo asse. Una corda è avvolta su di esso e passa nella gola di una carrucola. All'estremità della corda è attaccata una massa m. Con quale accelerazione scende la massa m?

Dopo aver fatto i diagrammi di corpo libero, scriviamo le equazioni per m,I ed I'. Mettiamo a sinistra i termini tipo "ma","I alpha". alpha è l'acc. angolare.

ma = mg-T

I alpha= Tr-T'r

I' alpha'=T'R

alpha=a/r; alpha'=a/R

Riscrivo il sistema:

ma = mg - T

I a/r = Tr-T'r

I' a/R= T'R

ma = mg - T

(I/r^2) a = T - T'

(I'/R^2) a = T'

Invece di ricavare e sostituire T' e T,  sommo le equazioni:

a [m+I/r^2+I'/R^2]= mg - T + T - T' + T' = mg

a= mg/[m+I/r^2+I'/R^2]

In questa maniera, l'accelerazione è trovata rapidamente senza ricorrere alle sostituzioni. 

Svolgere esercizio

Fate l'esercizio al link
http://www.edutecnica.it/meccanica/vincolix/29.htm

Sistemi tirante - puntone

Ho trovato un sito con diversi problemi interessanti.
Alcuni riguardano la composizione tirante /fune) e puntone (asta).
Si veda il link
http://www.edutecnica.it/meccanica/decompox/decompox.htm

Un problema d'esame

Un disco che pesa 50 N è appoggiato tra due piani inclinati lisci come  in figura. Trovate le reazioni vincolari.

L'equilibrio delle forze, risultante nulla, si scrive per le due componenti. Dato che P è noto, si ricavano N ed R.

Problema d'esame

Vi segnalo il seguente link, per la chiarezza con cui sono spiegate le modalità d'esame, i problemi con i relativi punti da risolvere (e i punteggi), e, infine, la soluzione degli esercizi.
http://elearn.ing.unipi.it/mod/folder/view.php?id=324

Sono temi d'esame di Fisica Generale 1 per Ing. Gestionale e Civile (Prof. F. Forti)

Un blocchetto di massa m_1= = 1 kg puòscendere all’interno di un tubo liscio piegato ad L di massa m_2 = 5 m_1 appoggiato su di un piano orizzontale lungo il quale si può muovere senza attrito. Sullo stesso piano, dal lato in cui il cui blocchetto fuoriesce dal tubo, è fissata una molla di costante elastica k = 0.12 kN/m e lunghezza a riposo L_o.  Inizialmente tutte le masse sono in quiete e la massa m_ 1 viene lasciata cadere nel tubo da un’altezza h = 80 cm.
Quesito 1.1 Trovare la velocit`a con cui il blocchetto m_1 fuoriesce dal tubo.
Quesito 1.2 Il blocchetto comprime la molla. Determinare la massima compressione della molla e quanto tempo intercorre tra quando il blocchetto tocca la molla a quando raggiunge la massima compressione.
Quesito 1.3 Successivamente il blocchetto, spinto dalla molla si muover`a nella stessa direzione del tubo. Dire se riuscirà a raggiungere il tubo ed in caso affermativo determinare che altezza  aggiunger`a all’interno del tratto verticale del tubo.

Problemi d'esame

Vi segnalo il seguente link, per la chiarezza con cui sono spiegate le modalità d'esame, i problemi con i relativi punti da risolvere (e i punteggi), e, infine, la soluzione degli esercizi.
http://elearn.ing.unipi.it/mod/folder/view.php?id=324

Sono temi d'esame di Fisica Generale 1 per Ing. Gestionale e Civile (Prof. F. Forti)

Problema 2, A.A. 2011/12 Appello del 11/01/2012.

Problema 2:
Un sistema per misurare la velocità angolare è costituito da un’asta verticale a cui sono sospese due masse identiche m = 0.25 kg attraverso due astine rigide prive di massa di lunghezza  l = 20 cm. Misurando l’angolo θ che le due astine formano rispetto alla verticale si può determinare la velocità angolare di rotazione dell’asta.
Quesito 2.1 Determinare la relazione tra la velocità angolare ω dell’asta e l’angolo formato
dalle astine con la verticale trascurando tutte le forze di attrito. Si determini numericamente la minima velocità angolare ω per cui le astine si sollevano.
Quesito 2.2 Si consideri adesso che le due masse m siano soggette ad una forza di attrito viscoso proporzionale alla loro velocità F_v = −βv con β = 3.0 kg/s. Supponendo che l’asta venga mantenuta in rotazione da un motore con una velocità angolare doppia rispetto alla minima velocit`a calcolata al punto precedente (ω1 = 2ω), calcolare la potenza fornita dal motore per vincere l’attrito viscoso.
Quesito 2.3 Improvvisamente il motore si spegne ed il sistema comincia a rallentare a causa dell’attrito viscoso. Calcolare la componente verticale L_z del momento angolare del sistema rispetto al punto di sospensione delle sbarrette all’istante in cui il motore si spegne. Utilizzando la seconda equazione cardinale, calcolare dopo quanto tempo L_z si è ridotto del 10%.

Problemi d'esame

Vi segnalo il seguente link, per la chiarezza con cui sono spiegate le modalità d'esame, i problemi con i relativi punti da risolvere (e i punteggi), e, infine, la soluzione degli esercizi.
http://elearn.ing.unipi.it/mod/folder/view.php?id=324

Sono temi d'esame di Fisica Generale 1 per Ing. Gestionale e Civile (Prof. F. Forti)

Problema 2, A.A. 2011/12 Appello del 31/01/2012.


Due masse puntiformi m1 = 5.0 kg ed m2 = m1/2 sono collegate con una sbarretta sottile priva di massa di lunghezza L = 25 cm. Il sistema viene inizialmente tenuto con la sbarretta orizzontale sopra un piolo che si trova sulla verticale del centro geometrico della sbarretta, ad un altezza h = L/2 . Il sistema viene lasciato cadere da fermo, sotto l'azione della gravità. Colpendo il piolo la sbarretta si aggancia al piolo ed inizia a ruotare intorno ad esso senza attrito.
Quesito 2.1 Calcolare la velocità angolare omega 0 della sbarretta subito dopo che si è agganciata al piolo.
Quesito 2.2 Calcolare la velocitàa angolare omega 1 della sbarretta quando la massa m1 si trova sulla verticale del piolo e sotto di esso.
Quesito 2.3 Determinare il modulo, direzione e verso della forza esercitata dal piolo sulla sbarretta quando essa si trova nella posizione del punto 2.