2017 Fiscal Year Annual Research Report
Physics and Astrophysics with gravitational waves from Binary Neutron star Coalescences, Black Hole Neutron star Coalescences, Pulsars and Magnetars
| Project Area | Gravitational wave physics and astronomy: Genesis |
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| Project/Area Number |
17H06361
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
田越 秀行 東京大学, 宇宙線研究所, 教授 (30311765)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柴田 大 京都大学, 基礎物理学研究所, 教授 (80252576) [Withdrawn]
カンノン キップ 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50777886)
伊藤 洋介 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (60443983)
木内 建太 京都大学, 基礎物理学研究所, 特任准教授 (40514196)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 重力波 / 中性子星 / ブラックホール / パルサー / マグネター / レーザー干渉計重力波検出器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
KAGRAの観測運転に備えて，LIGOのオンラインデータ解析パイプラインgstlalをKAGRAデータ処理に用いるための準備を行った．KAGRAのオンラインデータ転送システムとgstlalを接続するための技術的問題点の洗い出しを行った．また，gstlalをKAGRAの計算機システムで動作せるための様々な技術的問題の洗い出しを行った．
連星中性子星連星合体の高精度数値シミュレーションを行い，それに基づき，潮汐変形率を取り入れた新しい解析的な重力波波形モデルの構築を行った．その波形を，LIGO-Virgoによる連星中性子星合体重力波信号であるGW170817の公開されているデータに適用し，ベイジアンパラメータ推定手法による潮汐変形率への制限を行った．同様の解析はLIGO-Virgoでも行われているが，本研究はLIGO-Virgoと異なる波形モデルを用いて独立に解析を行ったものである．現在結果のとりまとめを行っている．
LIGOとVirgoの第3回観測運転(O3)は2019年4月から開始された．KAGRAがその観測に参加した場合，4台の重力波検出器ネットワークによる観測が可能になる．その際に，方向決定精度が3台検出器の場合にくらべてどの程度改善するかについて評価を行った．Fisher行列による評価では，たとえKAGRAの感度がLIGOやVirgoに比べて悪くても，KAGRAで受信する信号の，信号雑音比が2以上あれば，方向決定精度が40％程度向上し，KAGRAが国際ネットワークの中で重要な役割を果たしうるということが分かった．現在この結果をベイジアンパラメータ推定コードを用いた解析による確認を行った．
銀河系内でおきる巨大なエネルギーの突発現象であるマグネターフレアに関連して，磁気圏に貯蓄されるエネルギーの最大値の評価を行い，プラズマを放出する開いた磁気圏へ遷移する可能性を示した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
LIGOのオンラインデータ解析パイプラインgstlalによりKAGRAデータの解析を行うための技術的な問題点の洗い出しを行うことができた．数値相対論シミュレーションの準備は順調に進み，既に多くのシミュレーションを実施した．また高精度数値シミュレーションに基づく潮汐変形率を取り入れた新しい解析的な重力波波形モデルの構築も行った．更にLIGOにより検出された連星中性子星合体信号GW170817データの独自のパラメータ推定も始めている．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も，数値相対論による高精度重力波波形構築とKAGRAを含むレーザー干渉計重力波検出器からのデータ解析の準備を中心に研究を行っていく．数値相対論については，引き続き連星中性子星合体からの高精度重力波波形を導出する．連星質量，質量比，状態方程式について，さらに広範なパラメータースタディを行うと同時に中性子星の自転の効果についても調べて行く．コンパクト連星合体重力波のデータ解析については，LIGOのgstlalによる解析パイプラインのKAGRAデータへの適用について引き続き準備を行っていく．KAGRAのオンラインデータ転送システムとgstlalを接続し，オンラインデータ処理の試験を行う．更にKAGRA独自の連星合体パイプライン構築へ向けた検討を行っていく．また，連星合体信号から物理的情報を抜き出すのに必要な，パラメータ推定の為のデータ解析手法について，現在主流のマルコフ連鎖モンテカルロ法(MCMC)などの方法以外の手法の可能性についても検討を行っていく．連続重力波解析については，将来の本格観測において必要な雑音特性評価をおこなう．
マグネターからの重力波放射について，放射メカニズムについての理論的研究を継続する．
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Research Products
(37 results)
