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重力波データ解析における統計的方法論の整備

Publicly Offered Research

Project AreaNew development in astrophysics through multimessenger observations of gravitational wave sources
Project/Area Number 15H00787
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionThe Institute of Statistical Mathematics

Principal Investigator

間野 修平  統計数理研究所, 数理・推論研究系, 准教授 (20372948)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2016: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords宇宙物理 / 情報基礎 / 統計科学
Outline of Annual Research Achievements

本研究は,重力波データ解析における統計的方法論の整備を目的としました.典型的な困難に,定常雑音の非ガウス性,非定常雑音があります.ここで,重力波を時空の歪みによる光路差を干渉縞の動きとして検出しますが,他の要因による動きは雑音と呼びます.本研究では,特に,定常雑音の定量,環境センサーを用いた非独立性に基づく雑音源の特定,非定常雑音の特徴づけ,ノンパラメトリックな信号の検出,といった重力波データ解析における重要な課題について,正当性のある一貫した方法を開発することを目指しました.重力波望遠鏡KAGRAの試運転が2015年3月から4月にかけて実施され,そのデータ解析も行いました.ここでは,非定常雑音の特徴づけとノンパラメトリックな信号の検出について説明します.非定常雑音は,波形データの分類という意味でクラスタリングとみなせます.そこで,Dirichlet過程を事前過程とする函数データのクラスタリングを適用しました.以前に稼働した重力波望遠鏡TAMAとKAGRAの試運転のデータに適用したところ,明確にクラスタリングができることが明らかになり,重力波望遠鏡の診断に利用可能なことが分かりました.信号の検出については,2015年9月に米国の重力波望遠鏡LIGOで検出されたようなコンパクト連星やブラックホールの合体であれば,波形の理論値を計算できるので典型的な手法で十分ですが,例えば超新星爆発に伴う重力波では,波形の理論値を計算できないという困難があります.この問題は時系列からの信号の抽出ですが,ノンパラメトリックな手法,ベイズ的な手法を適用することを検討しました.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2017 2016 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] Unveiling linearly and nonlinearly correlated signals between gravitational wave detectors and environmental monitors2016

    • Author(s)
      Yuzurihara H, Hayama K, Mano S, Verkindt D, Kanda N
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 94 Issue: 4 Pages: 042004-042004

    • DOI

      10.1103/physrevd.94.042004

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Characterization of non-Gaussianity in gravitational wave detector noise2016

    • Author(s)
      Takahiro Yamamoto, Kazuhiro Hayama, Shuhei Mano, Yousuke Itoh, Nobuyuki Kanda
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 93 Issue: 8 Pages: 082005-082005

    • DOI

      10.1103/physrevd.93.082005

    • Related Report
      2016 Annual Research Report 2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Status of KAGRA detector characterization2017

    • Author(s)
      間野修平,KAGRA collaboration
    • Organizer
      日本物理学会
    • Place of Presentation
      大阪大学豊中キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-17
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Diagnosis of gravitational wave interferometer by iKAGRA glitch data with Dirichlet process mixture model2016

    • Author(s)
      Shuhei Mano
    • Organizer
      The 5th annual symposium of the innovative area “New development in astrophysics through multi-messenger observations of gravitational wave sources”
    • Place of Presentation
      京都大学基礎物理学研究所
    • Year and Date
      2016-12-18
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Contributions to statistical methodologies in gravitational wave data analysis2016

    • Author(s)
      Shuhei Mano
    • Organizer
      4th annual symposium of the innovative area on multi-messenger study of gravitational wave sources
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2016-02-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Revealing of non-Gaussianity of gravitational wave detector noises2015

    • Author(s)
      Yamamoto K, Hayama K, Mano S, Nishizawa A, Yokoyama J, Itoh Y, Miyakawa O, Kanda N
    • Organizer
      Gravitational Wave Physics and Astronomy Workshop 2015
    • Place of Presentation
      大阪
    • Year and Date
      2015-06-17
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2022-12-27  

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