ES Plegado

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Plegado (folding) de espectros Mössbauer

Módulo: core/folding.py (funciones puras, sin GUI)

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Por qué hay que doblar

Un espectrómetro Mössbauer de aceleración constante registra dos semiespectros simétricos: el detector ve la misma secuencia de velocidades en el barrido de ida y en el de vuelta. Un fichero de $N$ canales (típicamente 512) contiene dos copias del espectro, una reflejada respecto a la otra en torno a un punto de simetría (el folding point). Doblar (promediar los dos semiespectros) produce un único espectro de $N/2$ puntos con relación señal/ruido $\sqrt{2}$ mejor y elimina la duplicación.

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Punto de doblado (folding point)

El folding point es el canal de simetría $c$ que minimiza la diferencia entre los dos semiespectros. Para cada candidato $c$ se calcula:

$$\chi^2(c) = \sum_{\text{pares}} \bigl[C(c - d) - C(c + d)\bigr]^2$$

donde $d = j + 0.5$ recorre las distancias al centro y $C(\cdot)$ es el conteo interpolado (canales numerados 1..N). El mínimo se busca primero en una malla de medios canales y luego se interpola parabólicamente para obtener una precisión subcanal (find_best_integer_or_half_center).

Convención Normos. Fitbauer usa internamente el centro de simetría (≈ 255.77 para un upper folding point Normos ≈ 511.55 en 512 canales). El número que reporta Normos es aproximadamente el doble del centro interno. read_normos_folding_point lee el "Final folding point" del sidecar .RES y lo convierte: si el valor es ≥ 400 se interpreta como convención de espectro completo (÷2); si es < 400, como semiespectro.

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Interpolación de canales (interp_channel_1based)

El folding point rara vez cae en un canal entero. La función dobla en $N/2$ puntos al estilo Normos, obteniendo cada conteo por interpolación lineal entre canales adyacentes. En los bordes (canales fuera del rango 1..N) se usa extrapolación lineal mínima, lo que evita perder un canal para centros semienteros como 255.5 en espectros de 512 canales.

Para cada punto doblado $j$ (con $j = 0..N/2-1$):

$$F_j = \tfrac{1}{2}\bigl[C(c - (j{+}0.5)) + C(c + (j{+}0.5))\bigr]$$

El resultado se ordena de velocidad negativa a positiva.

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Recorte de bordes y normalización (fold_and_normalize)

Tras doblar, los canales de borde (primero y último) son menos fiables porque provienen de la extrapolación. Por defecto se recorta EDGE_TRIM_DEFAULT = 1 canal a cada extremo.

La normalización lleva la línea base a ≈ 1.0 usando el percentil 90 del espectro doblado (robusto frente a los picos de absorción, que son mínimos):

$$\mathrm{norm} = P_{90}(F), \qquad y_i = \frac{F_i}{\mathrm{norm}}$$

El ruido Poisson se propaga teniendo en cuenta que cada punto doblado es la media de dos canales Poisson:

$$\sigma_i = \frac{\sqrt{\max(F_i / 2,; 1)}}{\mathrm{norm}}$$

La función devuelve la tupla (folded, sigma, y, norm).

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Eje de velocidad (velocity_axis)

El eje de velocidad va de $-v_{\max}$ a $+v_{\max}$ con $N/2$ puntos:

$$v = \mathrm{linspace}(-v_{\max},; +v_{\max},; N/2)$$

Importante: el eje se recorta en las mismas posiciones que el espectro ([edge_trim:-edge_trim]), no se reescala. Reescalar el eje tras el recorte estiraría la escala de velocidad y sesgaría el BHF ajustado.

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Formato CSV/velocidad pre-doblado (load_velocity_csv)

Para espectros ya doblados en espacio de velocidad (p.ej. datos de sincrotrón ESRF), se admite un formato CSV/TXT/DAT/EXP de dos columnas velocidad, cuentas:

• Separadores: coma, tabulador o espacios.
• Líneas de comentario (#) o cabecera no numérica se ignoran.
• Si todos los valores de la columna 2 son ≤ 1.0, se interpretan como transmisión normalizada y se escalan a cuentas (round(2_000_000 · col2)).
• Detección de columnas invertidas: si la col0 tiene todo > 100 y la col1 todo en [−20, 20], se lanza error sugiriendo invertir las columnas.
• Deduplicación: velocidades más cercanas que $10^{-9}$ se promedian.
• Validaciones: ≥ 10 puntos, rango de velocidad ≥ 1 mm/s.

Estos ficheros no se doblan (ya vienen doblados); se cargan directamente al eje de velocidad.

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Sidecars Normos

Cuando hay ficheros sidecar de Normos junto al espectro, Fitbauer los lee para heredar parámetros:

Sidecar	Función	Qué extrae
.RES	read_normos_folding_point, read_normos_sidecar_params	Folding point final; valores finales WID/ARE/ISO/QUA/BHF
.PLT	read_normos_plt_velocity	$V_{\max}$ del eje
.JOB	read_normos_sidecar_params	VMAX y QUA(1) fijos

Los valores finales de Normos se traducen a parámetros internos (s1_delta, s1_bhf, s1_quad, s1_gamma1, s1_depth) como punto de partida.

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Resumen del flujo

counts (N canales)
   ↓ find_best_integer_or_half_center  →  center (subcanal)
   ↓ fold_integer_or_half              →  N/2 puntos doblados
   ↓ fold_and_normalize (edge_trim)    →  (folded, sigma, y, norm)
   ↓ velocity_axis (mismo recorte)     →  eje de velocidad -vmax..vmax
espectro listo para ajuste