Diary April, 2012


30日(Mon)

「背景放射で拓く宇宙創成の物理−インフレーションからダークエイジまで−」シンポジウム2012

さて日本に(この時も)帰ることになるのであろうか?

文部科学省科学研究費補助金(平成21-25年度)新学術領域研究
「背景放射で拓く宇宙創成の物理−インフレーションからダークエイジまで−」
シンポジウム2012

日時:2012年7月26日(木)− 27日(金)
   (26日は午後1時開始予定)
場所:高エネルギー加速器研究機構 小林ホール
ウェブ:http://www-conf.kek.jp/cmb/2012/ (5月中旬ごろ公開予定)
プログラム:ウェブに掲載予定
参加登録:6月30日締め切り(登録は上記ウェブから)

シンポジウム世話人:
新学術領域「背景放射で拓く宇宙創成の物理」総括班
羽澄昌史(KEK,チェア)、大谷知行(理研)、松浦周二(JAXA)、服部誠(東北大)、
小玉英雄(KEK) 、田島治(KEK)、川辺良平(NAOJ)、中川貴雄(JAXA)、
小松英一郎(テキサス大)、 関本裕太郎(NAOJ)

会議趣旨:

2009年度より研究活動を開始した本新学術領域は、宇宙マイクロ波背景放射
(CMB)の偏光度精密観測によるCMB偏光Bモードの探索と原始重力波の発見を主目
的としています。宇宙実験・素粒子実験・天文学・デバイス技術・宇宙素粒子理
論など多様な分野の研究者がかつてない規模の共同研究を立ち上げ、この問題に
取り組んでいます。国際協力実験(QUIET, POLARBEAR)を進展させ、QUIETから
の初期観測結果を出し、POLARBEARの本格観測を開始するなど、我が国における
CMB偏光観測を本新学術領域の下で本格的に展開しつつあります。これにより、
現代宇宙論の最大課題であるインフレーション宇宙の直接的検証をおこないま
す。と同時に、加速器実験と相補的な形で超高エネルギーの物理に光をあて、素
粒子と時空の統一的理解に向けた突破口を開くことに挑みます。 

また、10年後に世界に先駆けてCMB偏光Bモード観測衛星(LiteBIRD)を実現し、
実証的宇宙論研究において世界をリードする成果を上げる事を目指した最先端超
伝導デバイス技術の開発研究も進行しています。衛星観測では前景放射をどのよ
うにしてCMBから分離するかが成功の鍵となりますが、その方面での新しい知見
も論文として発表しています。さらに、究極理論を探る上で鍵となるインフレー
ション宇宙についての観測的予言に関する研究論文も数多く発表しており、本新
学術領域から新しいアイディアを世界に向けて発信しています。 

本領域では、CMB観測と密接に関わる宇宙赤外線背景放射 (CIRB)の観測実験も研
究の柱の一つです。星や銀河は、初期宇宙の量子論的揺らぎが進化したものだ、
というのがインフレーション理論の驚くべき帰結です。これを確かめるには、宇
宙進化の初期段階であるダークエイジの観測が肝心です。赤外線はこれを観測す
るのに適しています。ロケット実験CIBERの打ち上げとデータ解析、赤外線天文
衛星「あかり」の赤外背景放射ゆらぎに関する解析結果発表など、この分野で
も、着実に成果を上げつつあります。 

この会議では、本学術領域を構成する5つの計画計画のそれぞれについて、これ
までの研究成果と今後の予定を示し、活発に議論する予定です。また、領域の重
要な構成要素である公募研究の進捗状況の発表も、ポスターを中心におこないま
す。

会議は広く研究者に開かれたものとします。これまで本新学術領域に携わってい
なかった方も歓迎ですので、興味をお持ちの方は、是非ご参加ください。

28日(Sat)

唐揚げとicecream sandwichは

また後ほど



KITP Program

Primordial Cosmology

Coordinators: Christopher Hirata, Eva Silverstein, Matias Zaldarriaga 

Scientific Advisors: Dick Bond

Current and near-future observations of the CMB and large scale structure promise
to significantly constrain the mechanisms behind the primordial fluctuations responsible
for structure formation in the observed universe.
There is mounting evidence that the flatness of the universe and its structure
derive from a primordial epoch of inflation, with quantum fluctuations seeding density perturbations.
Upcoming observations are expected to decide between qualitatively different classes of inflationary dynamics.
For example, the tensor to scalar ratio is closely related to the field range of the inflaton,
and non-Gaussianity can distinguish between slow-roll versus more general single field inflation,
and single-field versus multiple field inflation.
The sensitivity of primordial inflation to Planck-suppressed operators also provides
a small but nontrivial opportunity to connect cosmological observations
with the structure of the UV completion of gravity
(for which string theory provides a candidate in which several inflationary mechanisms
and signatures have been developed.) Finally, exploration of potential alternatives to inflation continues.

At the same time, theorists are grappling with the challenge of formulating cosmology in a precise way,
a task rendered nontrivial by the existence of horizons and singularities.
Several concrete approaches to this problem have emerged in recent years, suggesting new questions and calculations.

This program will pursue all of the above directions, as well as any others that may emerge along the way.

興味深いが、なになに

Application deadline is:
Apr 30, 2012

で開催が、

DATES:
Apr 1, 2013 - Jun 28, 2013

ってか。いろいろとすごい。


  • KITPってこんなもんだよ。申し込むと一年後の予定を尋ねられるぞ。 -- Inoue 2012-04-30 (月) 02:01:22
  • なるほど。あと、これはearly deadlineな用な気もする、とラボのメンバーが言っていた。 -- チノネ 2012-05-01 (火) 07:23:57
  • あたしゃフル参加ですよ。 -- コマツ 2012-05-01 (火) 12:20:06
  • この時までには、B-mode検出は(少なくともlensingについては)成されているはずで、多いに盛り上がるはず! -- チノネ 2012-05-01 (火) 15:02:26

27日(Fri)

とんでもないものを見つけてしまった!

このサーバーを設置しているH研が、私がBerkeleyに派遣されている頭脳循環制度にあたっていた事は知っていたが、、、なんぞこれwww(PDF注意)。 知っている人々(教員の方々が多数出演)のこんな感じのイラストは衝撃的だが、みな特徴をつかんでいてすごいな。 漫画のストーリも相まって、皆格好良過ぎw

zu.png

早速左にリンク張っときました。

web、漫画の作成は「はやのん理系漫画制作室」というところらしいが、 経歴を見ると、、、「琉球大学理学部」ということは、このryukyuサーバーの前管理者のお知り合いではなかろうか? 漫画家の方が居ると仰っていたが、、、。

我々の頭脳循環も(アウトリーチで)負けていられないな。 ってことで、KEK頭脳循環組も参加中のPOLARBEAR建設作業はこちらからどうぞ。


  • 見た見た。イラスト、もっと笑顔にしてくれても良かったのにね。。モデルの人たちがマジメな顔してたんだろね〜。 -- コマツ 2012-05-01 (火) 12:24:11
  • 教員の皆様には、もっと笑顔で居てもらいたいです、、、。自分はこっちに来てから、写真のときは「ニコッ」と効果音が出るくらい、笑顔を作る様になりました。 -- チノネ 2012-05-01 (火) 15:07:24
  • お察しのとおり私の同級生。震災で仙台行ったついでに紹介したらあれよあれよと言う間に。写真ベースで描くとあーなってしまうみたいです。 -- sen 2012-05-07 (月) 13:05:30

約二週間後に日本へ

約二週間後に日本に戻ります。一週間も居ないですが。これで髪の毛が切れる。 嘘みたいだろ?10ヶ月散髪していないんだぜ・・・。 テンパのロンゲってどんだけヤバイんだよ。

日本滞在に向けて、いろいろ処理しなければならない事が山積み。でも明日は絶対、「片栗粉」を買ってきて片栗粉で唐揚げ作るぞ!



26日(Thu)

No dark matter?



25日(Wed)

お知らせ

米の国での、宇宙背景放射偏光観測実験「北極クマ1」向けのお小遣い(動かしたり、遊んだり)が、無事支給されることが決まったらしい。 これで、観測が3ヶ月しか出来ませんでした、みたいな事は無くなった。

それにしても、バブルで皆(特にボス)満面の笑みですな。


  • あとは成果を出すだけやね! -- コマツ 2012-04-27 (金) 11:57:10
  • Exactly -- チノネ 2012-04-27 (金) 15:54:51

24日(Tue)

2011年最多引用論文

今更で申し訳有りませんが

paper.png
(c) 2012 Thomson Reuters

コマツさん、おめでとうございます。astrophysicsに限っている訳でもなく、他の分野も含めて、 WMAP勢が1,2,3位を占めているという事実がこの論文の与えた影響、質の高さを物語っていますね。 それにしても、WMAP以外の5つがNatureの掲載で、WMAPがAstrophys. J. Suppl.ってのも興味深いですね。 Natureにがっつりとした論文は余りでない訳で、一方Astrophys. J. Suppl.は100頁を超える細部まで記述している。 当然前者の方がこういったランキングには出てき易いですが、それでも1,2,3位。 astrophysicsに限らず、physicsのいろいろな分野の論文で引用しているのでしょう。


  • ありがたい事です。 -- コマツ 2012-04-27 (金) 11:56:38

23日(Mon)

Support for the thermal origin of the Pioneer anomaly

以前から言われていたが、これで解決。東北大でセミナーを聴いたのは、何時頃だったで有ろうか?



「あべこべ世界」ありません 日米研究チームが発表

訳が分かりません。当然研究ではなくて、朝日の記事が。



How Nasa first saw the early universe



22日(Sun)

学振申請書#6

そして一方で、「海外で研究する事の意義」が丸丸一頁になっており、少なくとも二年前よりは増量されている。 ここがそんなに必要だろうか?



学振申請書#5

doku.png

これで半頁って。

求めている事と、それを記述するスペースが、他の項目と比べて不自然な気がする。 なんか、無理矢理押し込めた様な、そんな印象。レイアウト弄ってはいけない事になっているので、この項目を増やす事は出来ないのだが。



21日(Sat)

学振申請書#4

申請書を書いているとストレスが溜まるので、ここに愚痴を書いているのだが、本当やんなっちゃう。 申請書を読まれるのは、現役の研究者の方々なのだから問題ないのだが、 申請書の手続きをしているのは、事務方なので、やり方、様式、様式ファイルの作成が臭クソ過ぎる、と誰かが言っていた。



学振申請書#3

書類を日本に送るのは、FedexだろうかUSPSだろうか? Fedexだと研究室のお金で落とせるらしい。 internationalの速達風にすると結構値段が掛かるので、ありがたい。 USPSは安いが、つくかどうかは運次第。 流石にそこまで極端ではないが、「如何に潰すか?」が目下課題の会社のサービスはちょっと信用できない。 でも、先日税金の書類を出す際には、お世話になりました。ちゃんとつきました。 疑って申し訳有りませんでした。



学振申請書#2

研究室にカラーのプリンタが無いのはどうしてだろうか? 学振の書類は内容はもとより、目立ったもん勝ちなので、カラーでの印刷は必須(だと個人的には思っている)。 世界最先端の研究をしているこのラボにおいて、カラープリンタが無いなんて、、、



学振申請書#1

自分の研究!と言いながら、明日の食い扶持の為に、学振の書類作成。 書類の項目を見ていると、いつも思うのだが、この仕様はひどすぎる:

baka.png

共著者の所属、役職を全て書けだと!なんと面倒くさいんだ。 また、所属は一般的な論文誌でも必要な項目である為、理解できる。 でも役職が書いてある論文誌を、私は未だかつて見た事が無い。 人文系の風習なのだろうか?



18日(Wed)

背景放射で拓く宇宙創成の物理 採択課題(平成24−25年度)

今更ですが

この公募研究の目的は、

特に、本領域の計画研究と相補的役割を果たし、
領域の形成・推進・波及効果の展開に結びつくような戦略的・挑戦的な研究の提案を期待する。

ですが、寧ろメインの研究と、完全にか、ゲフンゲフン。

ところで「観測的測定」って何だろう。

、、、、自分の研究、研究。



Dark Matter collisions with the Human Body



17日(Tue)

情報

米の国での、宇宙背景放射偏光観測実験「北極クマ2」向けのお小遣いが、無事支給されることが決まったらしい。


  • おー!おめでとう!! -- コマツ 2012-04-19 (木) 10:57:19
  • 総額は日本のそれに比べれば、factor程度違いますが、さくっと決まってしまうのだなぁというのが正直な感想です(ロビー活動はしているのだと思いますが)。通らないときは通らないのですが、、、。 -- チノネ 2012-04-19 (木) 13:21:18

おとな

うそはうそだと分からなければ、真実である。 でもばれれば、当然うそでしかない。

うそをつかれた事が分かると、どうして真実を話してくれなかったのか、と相手を勘ぐってしまう。 ある事に対しては真実を、ある事に対してはうそを伝えていたような状況(もしくは何も伝えていない状況)の場合、 その取捨選択によって、その人が自分の事をどう思っているのかが垣間見えて来る。

私は基本的に物事を秘密にしておく事も出来ないし、嘘もつけない。 自分に関する事で何かがあると、べらべらまわりの人に喋ってしまう。 うそをつける人、秘密にし続ける事が出来る人は、大人なのだと思う。

尚、以上の話はフィクションである。



B-mode検出一番乗りを目指して#2

目指すのは重要である。でも、そればかりに固執しすぎると、痛い目を見ると思う。 そして、projectの根幹に関わる議論に、様々なライバル実験のコラボレータで「も」ある人間がいるという事は、 なかなかどうして不思議な感じがする。SPTPOLでも、BICEP2でも、POLARBEARでも、みな同じ事を言っているのだろうか? でも所詮人の子、自分のメインの実験で一番良い事を、そしてそれ以外の実験では、メインの実験価値がより高まる様な事を、 巧みに隠しながら発言していたりはしないのだろうか?


  • いらん事考えてないで解析に集中しようね♩ -- コマツ 2012-04-19 (木) 11:00:02
  • 全く以てその通りです。 -- チノネ 2012-04-19 (木) 13:19:12

B-mode検出一番乗りを目指して#1

F2F周辺で得てきた情報を元に、現在のB-mode検出の状況を邪推してみる。

あるひと曰く、

  • BICEP2の(初期)観測、解析結果のpaperはreadyである
  • まだ論文を出していないのは、BICEP1のfull paperがまだsubmit出来ていないからである
  • そのためBICEP1の解析が急務である

らしい。そして、

  • POLARBEARは「今」から観測を始めるので、B-mode検出には少なくともあと数ヶ月は掛かる
  • 一方で、BICEP2をメインにやっているPDが、POLARBEARに新規にPDとして参加し始めた

という状況がある。この事を踏まえると、

  • BICEP2は、未だB-modeの検出を成していない
  • 恐らくは、BICEP2はrの上限のレコードを更新した(多分CMB+alphaでの最も小さい上限かは分からないが)だけである

のではないであろうか?BICEP2の状況を攪乱する、壮大な工作の可能性も鵜なめないが、、、



15日(Sun)

group photo @ UCSD

ucsd.jpg

PI, co-PIの間に割り込む、何という図々しさ!そして(´・(ェ)・`)クマーが面積をとりすぎて、人が小さくなってしまっている。



14日(Sat)

Pizza

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そしてこの日買い物に行った際に、遭遇したねこちゃん

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と満開の藤

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TED



13日(Fri)

Planck intermediate result paper

いい加減そろそろ、Planckの論文をフォローし始めなければ。流し読みでは駄目だ。



[UCSD出張] 08日(Sun) / 11日(Wed)

おみやげ

UCSDのマスコットは、おっさんらしい。 このおっさんのぬいぐるみは流石に無いので(あっても買わない)、クマのヌイグルミをget*1!

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仲間達が増えてきた:

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Null test / Blind analysis

なかなか道は険しい。みなnull testは1-2個で良いと思っているのだろうか? それもE-modeを併せながら。戦略を変えなければいけないかもしれない。

  • パリからの出席者(algorithm系理論家)が「Noise model」を話す事になっていたが、「俺は生データなんてものは決して見ない」的発言でtalkをキャンセルしたのはある意味すごい。
  • 皆HEP分野に対しては、一言あるらしい。
  • やはり、OPERAの事は突っ込まれた。「HEPってきちんと解析してるらしいけど、それでもOPERA程度なんだよね。m9(^Д ^)プギャー」


SFO to SAN

初、国内線だけのアメリカ国内飛行機搭乗! それでもチキンな私は、「搭乗時刻」の二時間前には空港に居る様にしております。 一時間を切った頃に現れる人もいると聞きますが、怖くて真似は出来ません。

SFOかたSANまでの空の旅は、1時間半程度。San Diego上空:

DSC04023.JPG


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感想:

  • San Diegoは街の面積に占める、道路の面積が多いと感じた。それこそ半分ぐらい。
  • そんな印象もあってか、なんとなくシムシティっぽい。
  • 着陸態勢の飛行機が、それはもうここ迄かと市街地の上を通る。
  • この状況、シムシティだと必ず飛行機が一年に一度は落っこちる様な環境
  • UCSD出張の写真はこれだけ、゜゜(´O`)°゜ ウワーン!!

San Diego到着。これから戦いが始まる!でも眠い! 今日はMITSUWAでラメン定食だ!



07日(Sat)

今日も張り切ってF2F mtg.の準備です。年上の(まぁ、ここのラボでは普通だが)院生と、休日にも関わらず議論をしたり、 一人で夕飯をフードコートに行って、general chickenと挙げワンタン食べてしまうぐらい頑張ってます。



06日(Fri)

F2F(face-to-face) mtg.の為に、徹夜になる。何で俺はtalkが5つもあるのだ? talk項目については、organizerが調節すると言っていたが、一週間前と何も変わっていないのは何でだ?



CMB解析に於けるBlind analysisの現状

Introduction

私は今まで、誤った認識を持っていた。 「多くのCMB解析、特に上限をつける様な昨今のB-mode観測実験は、blindでnull testを行っている。 そして当然、検出に手が届き始める今後の解析は、blindで行われるものである」と。これは間違いだった可能性が高い。

今までQUIETの経験で、いい意味にBlind analysisに毒されているが故に気付かなかった。 しかし現在、CMB業界での解析の「いい加減さ」を、日々目の当たりにしている。


人間は間違うものである。それが人間の本質である。 物理学の中で、最も解析に細心の注意を払っている分野は、高エネルギー物理学であろう。 その解析結果にしても、biasした結果の苦い歴史が存在する:

hep.png

この例はある物理量の結果とエラーを測定年毎にプロットしたもの。 明らかに過去の観測を引きずり、最近のより詳細な結果に比べbiasしていることが分かる(follow the leader)。

too.png

この例は、B meson lifetimeの比の測定結果をplotしたもの。 このaverageは、自由度が13であるにもかかわらず、chi^2=4.5と、中心が皆それぞれの中心に、引き寄せられていることが分かる。

データ解析では、人間を信じることはせずに、如何に人間の間違いを防ぐかがポイントとなる。 この目的の為に行われるのが、blind analysisである。


CMBの観測データは、通常とても「汚い」*2。 汚いデータを「きれい」にする為に、データのセレクションや解析手法の改善が行われる。 データが「きれい」になり次第、mapを作りClを計算し、宇宙論を行うのである。 一見すると単純に見えるこの解析、何か問題があるだろうか? 問題は、如何にして「きれい」かどうかを判断するかである。

ここからが本題である。 CMBのデータ解析はどうするべきか?、Berkeleyを中心としたメンバー(PB, SPT, SPTPOL, BICEP1/2, ACBAR)と話すと、こんな答えが帰ってきた。 「日々のデータを色々弄りながら、mapを書いたりして、きれいかどうかを判断する。」 更に、これに次の様に付け足す人もいた「WMAPと比較し、一致するかどうかを調べる。同時にLCDM modelとの一致も調べる。一致すれば「きれい」なデータである。」

  • 日々のデータが、どうであれば「きれい」と判断出来るのだろうか?
  • 「日々」のデータが「きれい」だからといって、そのデータを全て足し合わせた結果のデータは、「きれい」なのだろうか?
  • 本当に「きれい」なデータとはなんだろうか?どうやって判断するのだろうか?
    • Null test
    • Null test w/ blind or non-blind analysis
  • これが現実なのか、、、
  • 今までの測定に一致する様に解析をして、何か新しいことを見つけることが出来るのだろうか?

日々のデータが、どうであれば「きれい」と判断出来るのだろうか?

日々のデータは、そのデータがnoise dominatedである限り、white noiseかどうか、で評価される。 当然、観測装置は1/f noiseを含むため、種々のfiltering操作が入る。 その結果whiteであるnoiseだけが積算出来、1/sqrt(time)で感度を向上させることが出来るのである。 これはmapについても同じである。mapがrandom gauss field(RGF)であれば、「きれい」なのである。 noise dominatedにも関わらず、何か特徴的なパターンを見つけてしまった場合、 例えば、Az方向に構造を持ってしまった場合、Az filteringを改善する、というfeedbackを掛けることが可能である。

ここまでは、noise dominatedな場合を考えた。そうでない場合、何が起こるのだろか。 naoise dominatedでないmapを見たところ、何かlarge scaleな構造を見つけてしまった。 これは何だろうか?

  • 期待通りのE-modeかも知れない
  • 期待を上回る大きさでのB-modeかも知れない
  • Az structureを見ているのかも知れない
    • scanとの相関をとってみよう

このような分かりやすい場合、最終的には一番下にたどり着く可能性が高い。しかしこれが単純ではなかったら。

noise dominatedで無い場合は、そうである場合に比べて、単純に可能性が増える。 それだけで、noise dominatedでないデータを見る必要は無いとも言える。ただ、ある人は言う、

  • 期待通りのE-modeであれば問題ない。期待から少しでも外れていれば、良く合う様に、データを弄ろう。
  • 期待を上回っているので、このB-modeは真のB-modeでは無い。LCDMは「正しい」のだから。
  • よってAz structure起源のシグナルである。

同じ様に原因の追及が出来るので、noise dominatedであろうと、なかろうと、関係ない。

では何故見るのだろうか?

そもそも、この解析でsomething newなことを、発見出来るのだろうか? わざわざシグナルを見る理由は、どこにあるのだろうか? シグナルを見られずにはいられないだけなのではないだろうか?


POLARBEAR(PB)を含めた、現行のCMB偏光実験感度は素晴らしい。 PBの場合、かなりconservativeにefficiencyを見積もっても、1 weekの観測でQUIET Q-bandの結果を越え得る:

Cl_of_PB_w_1-week_e0.2.png

1週間のデータはもはやnoise dominatedでは無いのである。一方で当然ではあるが、B-modeについては依然noise dominatedである。 そうだとしても、偏光シグナルという意味では、noise dominatedでは無い。

「日々」のデータが「きれい」だからといって、そのデータを全て足し合わせた結果のデータは、「きれい」なのだろうか?

勿論答えはNoである。 1日、1週間、1ヶ月のタイムスケールでシグナル以外、見えてこなくとも、 半年、一年積算することで見えてくることは往々にして考えられる。 「1ヶ月のタイムスケールで見えないので、kxのこのmodeでの足し合わせは、 sky rotationも含めて打ち消し合う為、1年間積算してもbiasしないはずである。」というのは、確認して初めて言えるのである。 この意味で、データが奇麗かどうかは、最終的には、観測期間のデータを使った上で「きれい」かどうかを調べなければいけない。 それがデータセレクションの役目である。

Null test

これを定量的に行う手法が、null testである。 解析したい全データを、あるcriteriaで分け、そのデータの差をとった結果がnullかどうかを調べる。 この差がnullであれば、このデータはこのcriteria対象についてノイズレベルの範囲でbiasしていない、と判断がつく。 様々なcriteria対象に対するnull test、例えば

  • 右向きのスキャンと左向きスキャン
  • patchがrisingしているデータと、settingしているデータ
  • 高gain検出器と、低gain検出器
  • 高noise検出器と、低noise検出器
  • 観測期間の前半と、後半
  • 昼間の観測と、夜間の観測
  • 検出器面上の上と、下
  • etc,.

まだまだ、いくらでも考えられる。例えば「高gain検出器と、低gain検出器」の場合、gainの扱いが正しければ、高gainだろうと低gainだろうと、結果に違いはでない。 その結果power spectrumはnullになる。 一方でnullにならなかったら、較正データにbiasがある可能性を指摘出来る*3。 この、いくらでも考えられる対象について、データが独立に分割出来る限りtestを行う。 これにより、hidden biasを可能な限り駆除することが可能でとなる。

この手法は、CMB業界でも広く行われている*4。 Null testをpassしているので、我々のデータはきれいである、と主張しているのである。

ただ、気を着けなければならないこともある。それは、null testをblindで行ったのか、non-blindで行ったかである。 「最終的にnull testをパスしていれば、blindであろうとnon-blindであろうと関係ない。」 これは正しいだろうか?

Null test w/ blind or non-blind analysis

今、現実がLCDM modelに比べ、大きなB-modeを持つ場合を考える。 blind analysisの場合、シグナル自身を決してみること無く、様々なcriteriaによる様々なnull testをパスすることで、「きれい」なデータ、解析を確立する。 その結果、LCDM modelに比べ、明らかに大きなB-modeを検出出来ることになる。このときbiasは無い。 このとき様々なnull testの種類に対して、様々なbiasが無視出来るほどに小さいはずである。

non-blindな場合を考える。適当なcriteriaに対して、データを分割し「それぞれ」のmap, Clを書いた結果、LCDMに比べて明らかに大きいシグナルを得た。 このデータはまだ「きれい」かどうか分からないが、LCDMからはずれていること自身は分かる。差をとるとやはりnullでは無い。 そこで、「LCDMに合う様に」データセレクション、解析を行った。 その結果、それぞれのデータセットがLCDMに合う様になり、その差であるnull testもパスすることとなった。 しかし、LCDMに比べて大きなB-modeを持つ、という事実を検出することは出来なかった。つまり、これはbiased resultsである。 (この考え方自体、真面目に議論するほどのものではないと思うのだが。)

この2つの解析は、null testをパスしたかどうかだけに着目すると、同じである。 そして論文化される際は、途中の苦労話は省略され、結論だけ「我々はnull testを行い、全てパスしている」だけが書かれる。 「blindであるかないか」は言及されない。しかしこの結果は全く違う。 「blindでは無かったかもしれないが、LCDMに合わせる様なことは決して行わなかった。」と言い訳しても、駄目である。 そもそも、ここでは、LCDMに合わせたかどうかが大きな問題ではない、 たとえ合わせない解析をしていたとしても、non-blindである限り、 「合わせたとは言っていないが、解析の過程で影響を受けていないと言い切れるか?」と言う問いに、non-blind analysisは耐えられない。 性悪説を唱える訳ではないが、人間は解析で間違いを犯すものとして、行わなければならない。最初の原則である。

重要なことは、たとえnull testにpassしていると主張していても、 その過程に於いてnon-blindな解析を行っている限り、 最終結果はbiasし得るということだ。

現実

人から聞いた話なので、真実かどうかは不明である。ただ、こんな話を聞いた:

  • SPT(のあの美しいCl)の結果は、Null testをきちんとパスしていると書いてある。しかし解析は「答え」を見ながら、つまりBlindでは無い。
  • 進行中のPlanckの解析は、全くBlindでは無い。

おじさんビックリだ、、、。

そうか、確かにいろいろなCMB解析論文は見るが、Null testはパスしていると必ず書いてある。 しかしそれがBlindで行われたかについては、言及されていない*5。 当初は、「そんなもの当然だから、敢て書いていない。」と思っていた。 解析の苦労話を論文中では決して話さないと同じノリかと考えていた。どうもそれは違うらしい。

どうも皆、少しずつデータセレクションを変え、 解析手法を変え、マップを書き、最悪の場合、更にClを計算し、それらを元にフィードバックを掛けてるのだそうだ。 最近、周辺で聞く台詞は、「データの理解の為に、適当なデータセットでmapを作成し、解析にフィードバックを掛ける。」である。 そして最終的には「我々のデータはnull testをパスしている。」で終わる。

今までの実験が間違っているとは言わない。 勿論、blindでは無いかもしれないが、正しい解析をしているかもしれない。 しかし私の様な邪な心を持つ人間は、「本当はどうだったんだろう」と考えてしまうのである。そしてこれから先は、私だけに留まらないはずである。 我々はB-modeの測定を目標としているが、

  • 大角度スケールでのB-modeはインフレーション起源。インフレーションのエネルギースケールはO(1e+16) GeV程度。地上では成し得ない、高エネルギー物理。
  • 小角度スケールのB-modeはnutrino質量に感度がある。地上実験との比較、追試が重要。

と、素粒子物理学との連携が重要になってくるのは、間違いない。 そこで「B-modeの解析は、blindではありません。」と言おうものならば、素粒子実験屋さんは、見向きもしなくなる。これ間違いない。

天文よりの人はよく、「いや、天文観測と素粒子実験は違うんで(こんな扱いも許される)。」的な発言をする。 天文でよくある様な、エラーバーの無い観測結果で議論する分には良いかもしれない*6。 でも、ノイズに殆ど埋もれている様なシグナルを扱う場合、天文だから、で許される訳ではない*7。 寧ろ解析は、日々のノイズまみれの解析をしている高エネルギーよりになっていくのは、自然なはずである。


私は最近、blind analysisやろうぜ、blindでなければ駄目である、おいそこ簡単にCMBのマップ書くな、おい勝手にCl書くとか言うな、と主張している。 でも周囲の人間には、 Cosmic Variance blogここの議論 のように、煙たがられてるのだろうか。心配になってくる。

今までの測定に一致する様に解析をして、何か新しいことを見つけることが出来るのだろうか?

ここまで書けば明かな印象はあるが、何か期待される結果がある実験ほど、むしろ難しいはずである。 そっちの方向に引っ張られない様に努力するのである。

最近、B-mode観測に関してこんな議論をcollaboratorとした:

  • (blind解析論者) "something new"なものを見つけんとしているB-mode解析は、human biasを避ける為、blind analysisが必須である。 それはたとえ、検出が約束されているlensing B-modeについても同じである。我々は「ある」ことは知っているが、 それがどうなっているかは、neutrino massの影響も含めてまだ知らないのだから。
  • (non-blind解析論者) lensing B-modeはneutrino massに殆ど依存しない。よく依存するのはEB spectrumである。 lensing B-modeはLSSおよびE-modeの観測から、その存在が約束されている。よって、blindな解析は必要ない。 寧ろ、見えなかったら驚きだ。何故ならば我々はlensing B-modeを完全に予言出来るのだから。 まぁ、primodial B-modeについては、同意してやらんことは無いが、、、。

シグナルを見ながら、期待通りのlensing B-modeを見つけ*8、 期待通りのEB power spectrumを測定出来、それこそ期待通りのneutrino massを(mv estimatorにより)測定するのが、我々の最終目的なのだろうか?

その方が解析も早いかもしれないし、B-mode検出一番乗りになれるかもしれない、 その結果lab.は潤うかもしれない。でも、もし後年になって、間違いとなった場合、どうするのだろうか。 ごめんなさい、で良いのだろうか。天文観測だから仕方が無いよね、と確信犯的にやっているのだろうか。

蓋を開けた結果、予想通りになってしまうかもしれない。 でも、蓋を開けるその瞬間まで、something newは無いか?と考え続けるのが、実験なのではないだろうか?


  • ひとつ抜けてる視点があるね。blind analysisをするためには、まず一度データを見て、解析手法をフリーズして、それからその後に「新しく取ったデータに対して」blind analysisをするわけなので、解析手法をfixする前に取ったデータでblind analysisは、定義からしてできないものですね。例えば、wmap 7-yearの解析パイプラインを使ってwmap 9-yearの解析をブラインドでやるのは意味があるけれど、WMAP 1-yearをブラインドでやる事は定義から不可能で、同じ事がplanckにも言えるわけですね。 -- コマツ 2012-04-08 (日) 04:50:30
  • コマツさん、コメントありがとうございます。多分、定義に大きな違いがあるのだと思います(最近、まさに文化の違いなのだと思います)。「解析手法」「データセレクション」を含めて、blindでやるのが、ここで言う「blind analysis」です。高エネルギー物理学のデータ解析では、少なくともそう考えています(高エネルギの手法が必ず良いのか、という議論は当然あると思います)。例えば、どうやってeach scanのDC成分を差し引くとか、天気がこれだけ悪いからこのデータをカットしよう、というのをblindなnull testで一度決めてしまえば、二度度変更する事はありません。「新しく取ったデータに対して」も同様にblindなnull testを行うだけです。一番始めに解析手法をフリーズさせる為に(S/Nの高い、LCDMのClが見えてしまう様な)データを見る、というのはやはりbiasを生んでしまう可能性があるように思えます。何れにしても、この件に関してはコマツさんとはじっくり議論したいところです。 -- チノネ 2012-04-08 (日) 05:16:39
  • でも、particle physicsの人も、新しいinteractionを見る時には、既存のデータをまず見て、解析手法をフリーズしてからblind analysisしてますよ。データ取る前にblindするっていうのは不可能だと思います。強いていうならば、以前にすでに何らかの似たような実験をやっていて、その上で新しい実験をデザインした場合には最初からblindもできるのかもしれませんけど、実際はムリですよねー。LHCだって、まずはstandard modelのシグナルのキャリブレーションをやりまくってからでないとSUSYのblind analysisはできないわけで。僕はblind analysisには基本的に賛成ですが、それが意味をなすためにはいろいろ満たすべき条件がある、という立場です。 -- コマツ 2012-04-08 (日) 13:25:56
  • 返信が送れました。UCSDに出張中です。全ての解析をblindで、という訳ではありません。較正解析では、データを見ます。CMB解析ではnoise dominatedの場合のデータ、もしくはnull testによるnullになるべきデータを見ます。後者の解析を以て「blind analysis」と呼んでいます。この「blind」な「CMB解析」の際には、解析手法・データセレクションをフリーズするまで、シグナルを見てしまう様な解析はしません。例えばdaily scaleのデータの場合はnoise dominatedですので、このデータ(time stream, map, FFT, etc.,)を日々確認し解析に生かしていきます。これにより、このタイムスケールに於いてデータに影響をあたえている(S/Nの高い)systematicな影響を、取り去ります。長時間の積分によってのみ見えてしまう影響については、それが真のシグナルなのかsystematicな影響なのか判断が困難ですので、真のシグナルに関係なく(そしてデータを見る事無く)systematicな影響だけを拾える解析、つまりnull testを行います。 -- チノネ 2012-04-12 (木) 06:39:53

05日(Thu)

twitter

知り合いのtwitterを見つけたときの、そして見なければ良かった的な記述を見たときのへこみ用は異常。



NASA Extends Kepler, Spitzer, Planck Missions

NASA will fund one additional year of U.S. participation in the European Space Agency's Planck mission,
for the U.S. Planck data center and for operations of Planck's Low Frequency Instrument.
The U.S. Planck team will apply for additional funding after a third data release has been approved by the European consortiums. 


03日(Tue)

Observation of Reactor Electron Antineutrino Disappearance in the RENO Experiment

どんどんsignificanceが上がっていく(6.3 sigma)。 邪推な疑問かもしれないが、「他の実験が事前に報告していなかった場合」同じ結果になったのだろうか?

RENODaya Bay
reno.pngindex.php?plugin=ref&page=Members%2Fchinone%2FDiary%2F2012%2F03&src=db0.png
index.php?plugin=attach&refer=Members%2Fchinone%2FDiary%2F2012%2F03&openfile=t2k.png

なんだか、このままで行くと「0.1」ぐらいで決着がつくのだろうか。

T2K0.04(lower)0.28(upper)90%
Double choose0.0860.041 (stat)0.030 (sys)68%
Daya bay0.0920.016 (stat)0.005 (sys)68%
RENO0.1030.013 (stat)0.011 (sys)68%

それにしても、皆「0.1」に集まりすぎるている気がしないでも無いが、、、。 Biasしてないよね、前の実験を見た上で、とか。



02日Mon

米カリフォルニアのキリスト教系大学で銃乱射事件、7人死亡

近い、、、15-20 km from UCB。この近くの球場に、イチローと松井を見に行ったよ。



01日Sat

April fool

安定のクオリティ:




*1 クマはカリフォルニアのマスコット
*2 温度揺らぎを目標としていた実験の場合、状況は異なる可能性がある。またWMAP前、後では人々の先入観も異なってくる。
*3 厳密なことを言うと、とるべき差分も(高gain)-(低gain)なのか(低gain)-(高gain)なのか、分からなくしておくことが望ましい。
*4 といっても、数十という数のnull testを行ったのは、QUIETだけだと思うが。
*5 QUIETは言及している
*6 エラーバーの無い結果: つけることが不可能; つけても、意味が無いほど誤差がある; すごく精度が良い。
*7 そりゃ当然
*8 見つけとは言うのかもしれないが、これは合わせているに等しい
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