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2012 Fiscal Year Annual Research Report

重力波を用いた重力理論の精密な検証

Research Project

Project/Area Number 10J02592
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

西澤 篤志  京都大学, 基礎物理学研究所, 特別研究員(PD)

Keywords重力波 / 修正重力理論 / ダークエネルギー / 重力理論の検証
Research Abstract

(1)修正重力理論の重力波伝播への影響
連星系からの重力波は宇宙大規模構造中を伝播する際に弱い重力レンズ効果により増光・減光を受ける。従来、この重力レンズ効果は観測における系統的雑音として考えられていたが、その大きさは宇宙大規模構造の成長具合に関する情報をもたらすので、宇宙膨張や修正重力理論での重力の強さを測るのに役立つ。我々はまず、重力波の受ける重力レンズ効果が宇宙論パラメータにどう依存するかを調べた。そして、複数の連星からの重力波を観測することにより将来の銀河サーベイ等を上回る精度で宇宙論パラメータ(物質パワースペクトル)を決定出来ることを示した。また、パラメータ化した修正重力理論のトイモデルでも非常に良い精度で宇宙論的距離での重力の強さを測定出来ることを示した。
(2)連星系からの重力波の偏極モードによる重力理論の検証
重力理論を修正すると一般的に重力の自由度が増えるので、重力波の偏極モードの数も一般相対性理論と比べて増える。この余分な偏極モードの有無を観測的に調べることによりモデルに依存しない重力理論の検証が出来る。前年度までの研究において背景重力波の観測による重力波偏極モード探査について調べたが、本年度は連星系や超新星爆発等からの重力波に対しても適用可能な偏極モード探査法を構築し、現実的な検出器雑音を取り入れた数値シミュレーションによってその解析方法の有効性を示した。
(3)初期宇宙における重力理論の検証
前年度までの研究では、f(R)重力という修正重力理論について調べ、インフレーションと現在の宇宙加速膨張の両方を統一的に説明出来るモデルを構築出来ることを確認した。本年度は重力波観測からそのようなモデルに対して観測的制限を与えることを試みた。まず、インフレーション時期に生成される背景重力波スペクトルを計算した。そのスペクトルの周波数依存性からビッグバン元素合成からの観測的制限が最も厳しいことが分かり、上記モデルの典型的なパラメータ領域は既に観測的に棄却されているという結果を得た。

  • Research Products

    (20 results)

All 2013 2012

All Journal Article (14 results) (of which Peer Reviewed: 14 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Search for gravitational waves from binary black hole inspiral, merger, and ringdown in LIGO-Virgo data from 2009-20102013

    • Author(s)
      J. Aasi, et al.(LIGO Scientific Collaboration)
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 87 Pages: 022002-1, 022002-15

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.87.022002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Einstein@Home all-sky search for periodic gravitational waves in LIGO S5 data2013

    • Author(s)
      J. Aasi, et al.(LIGO Scientific Collaboration)
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 87 Pages: 042001-1, 042001-29

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.87.042001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct Measurement of the Positive Acceleration of the Universe and Testing Inhomogeneous Models under Gravitational Wave Cosmology2012

    • Author(s)
      K. Yagi, A. Nishizawa, C. -M. Yoo
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      Volume: 04(2012) Pages: 031

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2012/04/031

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Weak-value amplification in a shot-noise-limited interferometer2012

    • Author(s)
      A. Nishizawa, K. Nakamura, M. -K. Fujimoto
    • Journal Title

      Physical Review A

      Volume: 85 Pages: 062108-1-06210851

    • DOI

      10.1103/PhysRevA.85.062108

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Reheating after f(R) inflation2012

    • Author(s)
      H. Motohashi, A. Nishizawa
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 86 Pages: 083514-1-083514-13

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.86.083514

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Search for gravitational waves from low mass compact binary coalescence in LIGO's Sixth science run and Virgo's science runs 2 and 32012

    • Author(s)
      J. Abadie, et al.(LIGO Scietific Collaboration)
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 85 Pages: 082002-1-082002-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.85.082002

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Search for gravitational waves from intermediate mass binary black holes2012

    • Author(s)
      J. Abadie, et al.(LIGO Scientific Collaboration)
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 85 Pages: 102004-1-102004-13

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.85.102004

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First low-latency LIGO+Virgo search for binary inspirals and their electromagnetic counterparts2012

    • Author(s)
      J. Abadie, et al.(LIGO Scientific Collaboration)
    • Journal Title

      Astronomy & Astrophysics

      Volume: 541 Pages: A155-1-A155-12

    • DOI

      10.1051/0004-6361/201218860

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] All-sky search for gravitational-wave bursts in the second joint LIGO-Virgo run2012

    • Author(s)
      J. Abadie, et al.(LIGO Scientific Collaboration)
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 85 Pages: 122007-1-122007-15

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.85.122007

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Upper limits on a stochastic gravitational-wave background using LIGO and Virgo interferometers at 600-1000Hz2012

    • Author(s)
      J. Abadie, et al.(LIGO Scientific Collaboration)
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 85 Pages: 122001-1-122001-12

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.85.122001

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The characterization of Virgo data and its impact on gravitational-wave searches2012

    • Author(s)
      J. Aasi, et al.(LIGO Scientific Collaboration)
    • Journal Title

      Classical and Quantum Gravity

      Volume: 29 Pages: 155002-1-155002-41

    • DOI

      10.1088/0264-9381/29/15/15502

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] IMPLICATIONS FOR THE ORIGIN OF GRB 051103 FROM LIGOOBSERVATIONS2012

    • Author(s)
      J. Abadie, et al.(LIGO Scientific Collaboration)
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 755 Pages: 2-1-2-8

    • DOI

      10.1088/0004-637X/755/1/2

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] SEARCH FOR GRAVITATIONAL WAVES ASSOCIATED WITH GAMMA-RAY BURSTS DURING LIGO SCIENCE RUN 6 AND VIRGO SCIENCE RUNS 2 AND 32012

    • Author(s)
      J. Abadie, et al.(LIGO Scientific Collaboration)
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 760 Pages: 12-1-12-18

    • DOI

      10.1088/0004-637X/760/1/12

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] SWIFT FOLLOW-UP OBSERVATIONS OF CANDIDATE GRAVITATIONAL-WAVE TRANSIENT EVENTS2012

    • Author(s)
      P. A. Evans, et al.(LIGO Scientific Collaboration)
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal Supplement Series

      Volume: 203 Pages: 28-1-28-14

    • DOI

      10.1088/0067-0049/203/2/28

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Probing for massive GW background with a ground-based detector network2012

    • Author(s)
      A. Nishizawa, K. Hayama
    • Organizer
      Nishinomiya Yukawa Symposium
    • Place of Presentation
      京都大学(京都市)
    • Year and Date
      20121204-20121206
  • [Presentation] Probing for massive GW background with a ground-based detector network2012

    • Author(s)
      A. Nishizawa, K. Hayama
    • Organizer
      JGRG 22
    • Place of Presentation
      東京大学本郷キャンパス(東京都)
    • Year and Date
      20121112-20121116
  • [Presentation] f(R)重力理論における再加熱と背景重力波2012

    • Author(s)
      西澤篤志, 本橋隼人
    • Organizer
      日本物理学会秋季大会
    • Place of Presentation
      京都産業大学(京都市)
    • Year and Date
      20120911-20120914
  • [Presentation] Reheating after f(R) inflation and observational constraints2012

    • Author(s)
      A. Nishizawa, H. Motohashi
    • Organizer
      13th Marcel-Grossmann meeting
    • Place of Presentation
      Stockholm, Sweden
    • Year and Date
      20120701-20120707
  • [Presentation] Measuring cosmological inhomogeneities with GW standard sirens2012

    • Author(s)
      A. Nishizawa, S. Camera
    • Organizer
      GWPAW 2012
    • Place of Presentation
      Hannover, Germany
    • Year and Date
      20120604-20120607
  • [Presentation] Measuring cosmological inhomogeneities with gravitational waves2012

    • Author(s)
      A. Nishizawa
    • Organizer
      11th DECIGO workshop
    • Place of Presentation
      京都大学(京都市)
    • Year and Date
      2012-11-27

URL: 

Published: 2014-07-16  

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