SdS-QNMs

Toolkit Python per lo studio dei Quasi-Normal Modes (QNMs) in spazio-tempo di Schwarzschild-de Sitter (SdS), con:

• inversione della coordinata tortoise r*
• soluzione della master equation (ODE)
• soluzione PDE in coordinate caratteristiche (Gundlach-Price-Pullin)
• confronto metodi (WKB / Frobenius-like / time-domain)
• analisi di convergenza su hrad, hstar, spaceTimeK

Struttura principale

• scripts/tortoise_inversion.py: genera i dati r <-> r* e i parametri runtime.
• scripts/QNMs_Master_Equation_Solution.py: pipeline principale (potenziali, frequenze, PDE, profili).
• scripts/qnms_utils.py: utility numeriche, I/O PDE, fit frequenze, plotting.
• scripts/rosignoli_lib.py: validazione input e helper CLI.

Requisiti

• Python 3.10+ (consigliato stesso ambiente con cui esegui già il progetto)
• Pacchetti: numpy, sympy, matplotlib, tqdm, mpmath, rich, inputimeout, pypiexperiment

Installazione dipendenze

Installa i pacchetti da requirements.txt:

cd SdS-QNMs
python3 -m venv .venv
source .venv/bin/activate
pip install --upgrade pip
pip install -r requirements.txt

Se usi conda, puoi anche installare direttamente senza venv:

cd SdS-QNMs
pip install -r requirements.txt

Esecuzione rapida

1. Genera inversione tortoise e parametri:

cd SdS-QNMs
python3 scripts/tortoise_inversion.py

2. Esegui la soluzione della master equation:

python3 scripts/QNMs_Master_Equation_Solution.py

Variabili ambiente utili

• QNMS_PDE_MAX_POINTS (default: 6000): limite punti usati per PDE dopo downsampling.

QNMS_PDE_MAX_POINTS=8000 python3 scripts/QNMs_Master_Equation_Solution.py

• QNMS_SHOW_PLOTS:
  • 0 (default): backend non interattivo, salva/chiude figure
  • 1: mostra le finestre plot a schermo

QNMS_SHOW_PLOTS=1 python3 scripts/QNMs_Master_Equation_Solution.py

Output generati

Le esecuzioni creano cartelle di output, tra cui:

• out/TORTOISE_INVERSION_OUTPUT/
• out/TORTOISE_INVERSION_PLOTS/
• out/QNMS_PLOTS/
• out/QNMS_PDE_SOL/, out/QNMS_PDE_SOL_T/
• out/QNMS_PDE_TIME_PROFILE/, out/QNMS_PDE_SPACE_PROFILE/, out/QNMS_PDE_SPACELIKE_PROFILE/
• out/QNMS_METHOD_CROSSCHECK/
• out/QNMS_CONVERGENCE_ANALYSIS/

Note operative

• Se trovi solo un file output_3_*, l'analisi di convergenza su hstar/hrad viene salvata ma senza stima dell'ordine.
• I cache PDE piccoli/invalidi vengono scartati e ricalcolati automaticamente.
• Il caricamento PDE usa cache binaria .npy (piu veloce) con fallback .txt.