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Efficient source parameter estimation of binary neutron star events

Research Project

Project/Area Number 19J13840
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Review Section Basic Section 15010:Theoretical studies related to particle-, nuclear-, cosmic ray and astro-physics
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

森崎 宗一郎  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD)

Project Period (FY) 2019-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords重力波 / 中性子星
Outline of Research at the Start

連星中性子星衝突によって生じる重力波を解析することで、星の質量や自転速度、歪みやすさといった星内部の物理に関する重要な情報が得られる。また連星の位置を推定し、電磁波観測グループに報告することで、電磁波追観測の助けとなる。一方、この解析には現状、数年程度の時間がかかってしまう。本研究では、この解析をより高速で行うための効率的なアルゴリズムを開発する。

Outline of Annual Research Achievements

前年度の研究で、パラメター推定を高速化する手法Focused Reduced Order Quadrature (FROQ)を開発した。今年度はまず、この手法に関する論文を執筆した。この論文はPhysical Review Dに掲載された。また、LIGO-Virgo-KAGRAの次回の観測でこの手法が使用できるよう、この手法をコラボレーションで使用されているパラメター推定用ソフトウェアBilbyに実装した。
FROQでは、重力波の波形を基底波形の線型結合で近似するが、連星中性子星のような長い信号に対しては、この基底波形のファイルサイズが大きくなると言う問題がある。この問題を、周波数が時間の経過に従って増加するという重力波信号の性質を使って解決する手法を考案した。また、同じアイディアを使って、パラメター推定を高速化する手法も考案した。この手法はFROQほど速くないが、FROQと違い何の前準備もなく適用できるという利点がある。この手法に関する論文を執筆し、現在論文誌に投稿中である。
今年度はさらに、重力波検出器を用いた暗黒物質の探査に関しても研究を行なった。暗黒物質が標準模型の粒子と相互作用する軽いベクトル場だとすると、干渉計の鏡をゆらすため、干渉計型重力波検出器で検出可能であることが、先行研究によって指摘された。先行研究では、レーザー光が干渉計を往復するのにかかる時間を無視していたが、我々はその有限時間も考慮して暗黒物質信号を再計算した。その結果、先行研究で言われているよりも、信号が10-100倍程度大きくなることがわかった。この結果をまとめた論文は、Physical Review DにLetterとして掲載された。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (6 results) (of which Int'l Joint Research: 5 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results)

  • [Int'l Joint Research] Cardiff University(英国)

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Journal Article] Pure polarization test of GW170814 and GW170817 using waveforms consistent with modified theories of gravity2021

    • Author(s)
      Takeda Hiroki、Morisaki Soichiro、Nishizawa Atsushi
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 103 Issue: 6 Pages: 064037-064037

    • DOI

      10.1103/physrevd.103.064037

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Improved sensitivity of interferometric gravitational-wave detectors to ultralight vector dark matter from the finite light-traveling time2021

    • Author(s)
      Soichiro Morisaki, Tomohiro Fujita, Yuta Michimura, Hiromasa Nakatsuka, Ippei Obata
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 103 Issue: 5

    • DOI

      10.1103/physrevd.103.l051702

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Rapid parameter estimation of gravitational waves from binary neutron star coalescence using focused reduced order quadrature2020

    • Author(s)
      Morisaki Soichiro、Raymond Vivien
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 102 Issue: 10

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.104020

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Ultralight vector dark matter search with auxiliary length channels of gravitational wave detectors2020

    • Author(s)
      Yuta Michimura, Tomohiro Fujita, Soichiro Morisaki, Hiromasa Nakatsuka, Ippei Obata
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 102 Issue: 10 Pages: 102001-102001

    • DOI

      10.1103/physrevd.102.102001

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Prompt and accurate sky localization of gravitational-wave sources2020

    • Author(s)
      Soichiro Morisaki, Vivien Raymond
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 1468 Issue: 1 Pages: 1-4

    • DOI

      10.1088/1742-6596/1468/1/012219

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Detectability of ultralight scalar field dark matter with gravitational-wave detectors2019

    • Author(s)
      Morisaki, Soichiro and Suyama, Teruaki
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 100 Issue: 12 Pages: 14-14

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.123512

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Prompt and accurate sky localization of gravitational-wave sources2019

    • Author(s)
      Soichiro Morisaki
    • Organizer
      TAUP2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 連星中性子星合体イベントの効率的なパラメター推定2019

    • Author(s)
      Soichiro Morisaki
    • Organizer
      日本物理学会2019年秋季大会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Prompt and accurate sky localization of gravitational-wave sources2019

    • Author(s)
      Soichiro Morisaki
    • Organizer
      GWPAW2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Prompt and accurate sky localization of gravitational-wave sources2019

    • Author(s)
      Soichiro Morisaki
    • Organizer
      Yokohama GRB2019
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2019-05-29   Modified: 2024-03-26  

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