运行时警告：在 sqrt 中遇到无效值 return np.sqrt((EA**2)-(m**2))/(EA)

如何解决运行时警告：在 sqrt 中遇到无效值 return np.sqrt((EA**2)-(m**2))/(EA)

正如标题所暗示的，我不断收到平方根错误。我想可能是因为平方根下可能有一个负数，但我似乎找不到。

问题来自这行代码：

lf_rf_momentum_diff_neutrino_pi = find4mtm_C_lf(140,105,5*10**-4,np.pi/6,np.pi/2,1e3)-four_momentum(Enu_rf_pi,140,np.pi/2)
print(lf_rf_momentum_diff_neutrino_pi)

给我这个错误信息：

<ipython-input-19-f3687c795889>:5: RuntimeWarning: invalid value encountered in sqrt
  return np.sqrt((EA**2)-(m**2))/(EA)

我已将此问题与函数 find4mtm_C_lf 隔离，该函数本身是一个调用下面列出的其他函数的函数。其定义如下：

def find4mtm_C_lf(m_A,m_B,m_C,theta,phi,EA):
    return np.array([boost(four_momentum(energy_func(m_A,m_C),m_A,phi),gamma(m_A,energy_func(m_A,m_C)),beta_calc(m_A,EA))])

里面的各个函数定义如下：

提升

def boost(four_mom,gamma_general,beta):
    z_boost = np.array([[gamma_general,-gamma_general*beta],[0,1,0],[-gamma_general*beta,gamma_general]])
    boost_general = np.matmul(z_boost,four_mom)
    return boost_general

伽玛

def gamma(m,EA):
    gamma_general=1/((1-beta_calc(m,EA)**2)**0.5)
    return gamma_general

energy_func

def energy_func(m_A,m_C):
    E = ((m_A**2)+(m_C**2)-(m_B**2))/(2*m_A)
    return E

beta_calc

def beta_calc(m,EA):
    return np.sqrt((EA**2)-(m**2))/(EA)

我想我已经将问题进一步隔离到 find4mtm_C_lf 中的 m_A。当 m_A 定义为 60 时，它可以工作，但如果 m_A = 61 或更大，我会收到 sqrt 错误。

手动进行 np.sqrt((EA**2)-(m**2))/(EA) 计算，其中 EA = 1e3,m = m_A = 140 工作正常，特别是因为 EA >> m 所以不应该有平方根误差。

编辑 1 - 使用 beta_calc 生成值

这个值 b_pi 实际上在 lf_rf_momentum_diff_neutrino_pi 中使用，虽然不是直接输入到函数中，而是由函数重新计算。

b_pi=-beta_calc(140,1*10**3)
print('The value of beta in the lab frame seen in the parent particle rest frame is',b_pi)

The value of beta in the lab frame seen in the parent particle rest frame is -0.990151503558925

编辑 2 -four_momentum 的定义

def four_momentum(E_C,phi):
    four_mom= np.insert(momentum_vector(E_C,m_C))
    return four_mom

编辑 3 -momentum_vector 函数

def momentum_vector(E_C,phi):
    p= ((E_C**2)-(m_C**2))**0.5
    p_three_vector= p*np.array([np.sin(theta)*np.cos(phi),np.sin(theta)*np.sin(phi),np.cos(theta)])
    return p_three_vector

解决方法

当我为我运行它时，beta_calc 遇到的第一个值是 m = 140 和 EA = 30.6...所以你的假设 E >> m 是错误的。这就是您收到警告的原因。 sqrt 返回一个 nan（不是数字）。

如果您确实需要复数，您可以将 np.sqrt((EA**2)-(m**2))/(EA)) 交换为 np.sqrt(complex((EA**2)-(m**2))/(EA)))，它将返回 complex 而不是 NaN，您实际上可以对其进行操作。但仍然可能需要进行故障排除才能知道 E 小于 m 的问题来自哪里。

第一个假设

find4mtm_C_lf(140,105,5*10**-4,np.pi/6,np.pi/2,1e3)

质量为 140 105 和 5e-4，能量为 100

我认为数量级存在问题。使用 (EA**2)-(m**2) 时，您的能量可能以 J 为单位，质量以 kg 为单位，但这可能是因为您没有将所有内容都以标准单位表示。说到物理术语，我的英语水平有限。我可以解释为什么你打算让 E >> m 但它没有出现在这里

第二个假设

在 find4mtm_C_lf 中，您显然将 EA 替换为 energy_func 给出的值，而不是传递 EA，这就是它从 100 变为 36 的原因

def find4mtm_C_lf(m_A,m_B,m_C,theta,phi,EA):
return ... gamma(m_A,energy_func(m_A,m_C)) ...

和 gamma 需要首先 m 然后是 EA ：gamma(m,EA)

将 gamma(m_A,m_C)) 替换为 gamma(m_A,EA) 会使错误消失，但请检查它是否适合您的模型