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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Developing multiwavelength gravitational wave astrophysics

Research Project

Project/Area Number 15H02082
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

横山 順一  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (50212303)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 伊藤 洋介  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (60443983)
カンノン キップ  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (50777886)
茂山 俊和  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 教授 (70211951)
Project Period (FY) 2015-04-01 – 2020-03-31
Keywords重力波 / データ解析 / 独立成分解析 / ブラックホール / 連星中性子星合体 / インフレーション宇宙論
Outline of Annual Research Achievements

前年度に引き続きKAGRAの初期運転であるiKAGRAのデータを用いて独立成分解析によるノイズ除去の実装を行い、環境モニターの得られた低周波域でのノイズを低減させられること、その効率はモニターのチャンネル数を増やすほど上がることを示した。この成果はKAGRAコラボレーション全体の論文として刊行され、KAGRAの実データを用いて書かれた初の学術論文となった。
場の方程式が二階微分方程式で書け、ゴーストのような不安定モードを持たない最も一般的なスカラー・テンソル理論はホルンデスキー理論と呼ばれ、一般化Gインフレーションや修正重力理論の一般的な枠組みを与えるが、これを超重力理論の下で定式化することに成功した。超対称化にともなって現れるフェルミオン自由度についても、運動方程式は性質がよく、不安定性を含まないことを明らかにした。この理論における重力波の伝播公式は超対称性を含まない場合と同じである。
初期宇宙のインフレーション後に場の振動をともなわないモデルにおける宇宙再加熱の研究を発展させ、3世代の右巻ニュートリノによって宇宙の再加熱、ダークマター生成、バリオン非対称生成を包括的に説明するモデルを構築した。フェルミオン自由度もリッチスカラーとの結合項を持つ必要があるという欠点はあるものの、長寿命のニュートリノを考えることによって、重力波の過剰生成は防ぐことができる。
放出物と星周物質の相互作用によって駆動される超新星爆発の光度曲線をモデル化し、超新星2005kjや2005ipの観測と比較することにより、このモデルの妥当性を検証した。
コンパクト連星合体からの重力波を検出するGstLALパイプラインをaLIGO, aVirgoデータに適用し、重力波イベントからの天体物理パラメータの推定を行った。また、このパイプラインをKAGRAデータにも適用できるよう、改良を行った。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (19 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (10 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 10 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Invited: 3 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ペンシルベニア州立大学/カリフォルニア工科大学/マサチューセッツ工科大学(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      ペンシルベニア州立大学/カリフォルニア工科大学/マサチューセッツ工科大学
  • [Journal Article] Gravitational leptogenesis with kination and gravitational reheating2020

    • Author(s)
      Kamada Kohei、Kume Jun'ya、Yamada Yusuke、Yokoyama Jun'ichi
    • Journal Title

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      Volume: 2020 Pages: 016~016

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2020/01/016

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Application of independent component analysis to the iKAGRA data2020

    • Author(s)
      KAGRA collaboration J. Yokoyama, Y. Itoh, K. Cannon et al
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2020 Pages: 053F01

    • DOI

      10.1093/ptep/ptaa056

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] On catalyzed vacuum decay around a radiating black hole and the crisis of the electroweak vacuum2020

    • Author(s)
      Hayashi Takumi、Kamada Kohei、Oshita Naritaka、Yokoyama Jun’ichi
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2020 Pages: 088

    • DOI

      10.1007/JHEP08(2020)088

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A numerical light curve model for interaction-powered supernovae2020

    • Author(s)
      Takei Yuki、Shigeyama Toshikazu
    • Journal Title

      Publications of the Astronomical Society of Japan

      Volume: 72 Pages: 4

    • DOI

      10.1093/pasj/psaa050

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An arm length stabilization system for KAGRA and future gravitational-wave detectors2020

    • Author(s)
      KAGRA collaboration  (including J. Yokoyama, Y. Itoh, K. Cannon)
    • Journal Title

      Classical and Quantum Gravity

      Volume: 37 Pages: 035004~035004

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ab5c95

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Fast Luminous Blue Transients in the Reionization Era and Beyond2020

    • Author(s)
      Terasaki Tomoki、Tsuna Daichi、Shigeyama Toshikazu
    • Journal Title

      The Astrophysical Journal

      Volume: 890 Pages: L17

    • DOI

      10.3847/2041-8213/ab7240

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Model comparison from LIGO-Virgo data on GW170817’s binary components and consequences for the merger remnant2020

    • Author(s)
      B.P. Abbott et al including K. Cannon
    • Journal Title

      Classical and Quantum Gravity

      Volume: 37 Pages: 045006

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ab5f7c

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] A guide to LIGO-Virgo detector noise and extraction of transient gravitational-wave signals2020

    • Author(s)
      B.P. Abbott et al including K. Cannon
    • Journal Title

      Classical and Quantum Gravity

      Volume: 37 Pages: 055002

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ab685e

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Horndeski model in nonlinearly realized supergravity2019

    • Author(s)
      Yamada Yusuke、Yokoyama Jun’ichi
    • Journal Title

      Journal of High Energy Physics

      Volume: 2019 Pages: 041

    • DOI

      10.1007/JHEP12(2019)041

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Dark matter and baryon-number generation in quintessential inflation via hierarchical right-handed neutrinos2019

    • Author(s)
      Hashiba Soichiro、Yokoyama Jun'ichi
    • Journal Title

      Physics Letters B

      Volume: 798 Pages: 135024~135024

    • DOI

      10.1016/j.physletb.2019.135024

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Gravitational waves as a probe of the history of the universe2019

    • Author(s)
      横山順一
    • Organizer
      NORDITA program ``Gravitational waves from the early universe''
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Garvitational waves as a probe of the early universe2019

    • Author(s)
      横山順一
    • Organizer
      APCTP School/Workshop on Gravitational-wave cosmology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] The effectiveness of Independent Component Analysis with iKAGRA data : continuous waves2019

    • Author(s)
      粂潤哉 関口豊和 森﨑宗一郎 伊藤洋介 横山順一
    • Organizer
      KAGRA 22nd f2f meeting
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Application of independent component analysis to KAGRA data2019

    • Author(s)
      J. Kume, T. Sekiguchi, Y. Itoh, S. Morisaki and J. Yokoyama
    • Organizer
      GWPAW 2019
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 独立成分解析によるKAGRAデータの雑音除去2019

    • Author(s)
      粂潤哉、関口豊和、森崎宗一郎、伊藤洋介、横山順一
    • Organizer
      日本物理学会2019年秋季大会
  • [Presentation] ホルンデスキー理論における静的球対称時空の角度方向摂動に対する安定性2019

    • Author(s)
      田原弘章、小林努、横山順一
    • Organizer
      日本物理学会2019年秋季大会
  • [Presentation] 重力波のサイエンス2019

    • Author(s)
      横山順一
    • Organizer
      CRC将来計画タウンミー ティング
    • Invited
  • [Funded Workshop] Gravitational Wave Physics and Astrophysics Workshop (GWPAW2019)2019

URL: 

Published: 2021-12-27  

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