2. Abschattung Kosmischer Strahlung durch den Mond in IceCube

Test des Verfahrens
In den Histogrammen in Abbildung 5.9 wurden die berechneten n s Werte aus den n s -Landschaften
eingetragen. Ein Grund für die Spikes bzw. die scharfen Peaks in der Verteilung wurde bereits in
Abschnitt 5.1 diskutiert. Für Off-Source Region 1 erkennt man eine Asymmetrie mit einer Verschiebung
zu leicht negativen n s . Dies zeigt auch der Mittelwert an, doch die Werte sind wesentlich
kleiner als der RMS von 565. Für Off-Source Region 2 ergibt sich eine symmetrische Verteilung.
Der Mittelwert liegt bei -11 und somit nahe dem erwarteten Wert von null. Der RMS ergibt sich
zu 683. Die Asymmetrie hängt damit zusammen, dass die Werte in der zweidimensionalen Landschaft
korreliert sind. Daher wird auch der RMS anstatt einer Gaussfitbreite zur Charakterisierung
verwendet.
Abbildung 5.9.: n s Histogramme von Off-Source 1 (links) und Off-Source 2 (rechts) bei einer Toleranz
von 1 in n s .
Bei den Berechnungen mit CPU Clustern wurde in der Off-Source Region 1 ein RMS von 565 und
in Off-Source Region 2 ein RMS von 681. Dies ist ein konsistentes Ergebnis. Die feinere Auflösung
im Histogramm, durch die die Asymmetrie sichtbar wird, war mit der Berechnung auf dem CPU
Cluster nicht möglich, weil hierfür zu wenig Einträge vorhanden waren.
Die Fluktuationen in den Off-Source Regionen entsprechen auch den Fluktuationen auf die
Messung des Mondschattens, demzufolge wird ein statistischer Fehler von σ stat = 565+683
2
= 624
angenommen.
On-Source n s -Landschaft
Um nun auch die On-Source Regionen zu vergleichen, werden die Landschaften einer GPU und
einer CPU Berechnung gegenüber gestellt. Die n s -Landschaften sind in Abbildung 5.10 zu sehen.
Hierbei ist zu beachten, dass die Landschaft auf der linken Seite von Abbildung 5.10 mit 31 x
31 Gridpunkten berechnet wurde. Die n s Landschaft auf der rechten Seite wurde mit 128 x 128
Gridpunkten erstellt und ist in einem einfachen Histogramm dargestellt.
Auf den ersten Blick erkennt man kaum einen Unterschied und die Analysen sehen konsistent
aus. Daher wird zur besseren Bewertung die Differenz der Landschaften berechnet. Hierzu wird
auf einem Grid mit einem Gridpunktabstand von 0.0625 ◦ die Differenz berechnet. Für die GPU
Berechnung wird der direkt berechnete Wert verwendet, wobei für die CPU Berechnung der Wert
interpoliert wird. Da der Interpolation am Rand des Grids zu wenig Punkte zur Verfügung stehen,
wird die Differenzlandschaft nicht für die äußeren fünf Reihen betrachtet. Die resultierende
Landschaft ist in Abbildung 5.11 dargestellt.
Im zentralen Bereich des Mondschattens ist ein deutlicher Unterschied von bis zu 250 in n s zu
erkennen. Auch gibt es drei Spots, in denen eine negative Differenz zu erkennen ist. Dies lässt auf
eine inkonsistente Berechnung im Bereich des Mondschattens schließen.
Um den Grund der Inkonsistenz zu ermitteln, wird die Landschaft noch einmal in der Zenit-
Azimut-Ebene in Abbildung 5.12 dargestellt.
26 RWTH Aachen