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2019 Fiscal Year Research-status Report

パルサーからの重力波の探索

Research Project

Project/Area Number 15K05070
Research InstitutionOsaka City University

Principal Investigator

伊藤 洋介  大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (60443983)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2021-03-31
Keywords重力波 / パルサー / 中性子星 / 一般相対性理論
Outline of Annual Research Achievements

本研究はパルサーからの重力波の探索手法の開発と実際の解析を目的としている。パルサーからの重力波は。単独パルサーからも連星パルサーからもいまだ検出されていない、極めてチャレンジングな課題であり、現時点まで多くの試行がなされている。
パルサーからの重力波が検出されると、パルサーの状態方程式の硬さについての制限、クラストの存在の証明、r-modeの存在証明と内部温度進化についての制限、また温度進化モデルとの比較による内部状態の研究が進むと考えられる。低質量X線連星からの重力波が検出された場合、長年謎であった降着円盤と中性子星との相互作用についての問題について知見が得られると考えられる。
本研究課題では独立成分解析を援用して雑音を低減する手法を提案し、日本の重力波検出器KAGRAの初期試験運転によるデータ iKAGRA データを利用してその有効性を示した。また、瞬間的結合と線型性を仮定した独立成分解析が重力波データ解析の文脈では Wiener filter と同一であることを数学的に示した。この結果はすでに論文に出版している。
パルサーからの重力波の振幅は極めて微弱であるため、その重力波検出のためには、米国に建設された LIGO 重力波検出器プロジェクト、ヨーロッパの Virgo プロジェクトとの共同研究が必須である。 私 KAGRA プロジェクトの連続波解析チームリーダーとして昨年より LIGO-Virgo 共同研究体と会合を持ち、以前我々が開発した信号弁別手法を提案するなど、今後の共同研究のための実績と経験を積み重ねているところである。また、X線連星からの重力波の検出において必要なX線位相情報 の獲得のため、NICER group日本メンバーとも連絡を取っている。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

COVID-19のため、最終年度3月に予定していた米国での研究発表・会合が令和2年度秋以降に延期となっている。

Strategy for Future Research Activity

LIGO-Virgo共同研究体との共同研究を進めるため、現在もおこなっている遠隔会議への参加をより密にし、(1) 以前我々が提案した信号弁別方法を洗練し、(2) LIGO-Virgo 共同研究体がまだおこなっていない研究ターゲットへの参画を狙い、(3) 新しい探索手法を研究開発することによって、パルサーからの重力波の検出を現実のものとする。

Causes of Carryover

2020年(令和2年)3月にアメリカウィスコンシン州で開催される予定だったLIGO-Virgo-KAGRA 共同研究体会議に出席する予定だったが、COVID-19のため会議自体が中止となったため、計上していた旅費の執行を中止したものである。この会議は年2回開催されており、次回は2020年度(令和2年度)9月にイギリスでの開催が予定されている。同会議での研究発表を目指し、次年度使用額が生じたものである。

  • Research Products

    (14 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (6 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Book (1 results)

  • [Int'l Joint Research] KISTI/NIMS/UNIST(韓国)

    • Country Name
      KOREA (REP. OF KOREA)
    • Counterpart Institution
      KISTI/NIMS/UNIST
    • # of Other Institutions
      7
  • [Int'l Joint Research] Tamkang University/National Tsing Hua University/Academia Sinica(台湾)

    • Country Name
      その他の国・地域
    • Counterpart Institution
      Tamkang University/National Tsing Hua University/Academia Sinica
    • # of Other Institutions
      3
  • [Int'l Joint Research] LAPP(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      LAPP
  • [Int'l Joint Research] WIPM/Peking University/Beijing Normal University(中国)

    • Country Name
      CHINA
    • Counterpart Institution
      WIPM/Peking University/Beijing Normal University
    • # of Other Institutions
      2
  • [Int'l Joint Research] California Institute of Technology/University of Notre Dame/University of Florida(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      California Institute of Technology/University of Notre Dame/University of Florida
  • [Int'l Joint Research]

    • # of Other Countries
      2
  • [Journal Article] Application of the independent component analysis to the iKAGRA data2020

    • Author(s)
      KAGRA Collaboration
    • Journal Title

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      Volume: 2020 Pages: -

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] An arm length stabilization system for KAGRA and future gravitational-wave detectors2020

    • Author(s)
      Akutsu T, et al. (KAGRA Collaboration)
    • 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] Dark matter signals on a laser interferometer2020

    • Author(s)
      Tsuchida Satoshi、Kanda Nobuyuki、Itoh Yousuke、Mori Masaki
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 101 Pages: 023005

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.101.023005

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] First cryogenic test operation of underground km-scale gravitational-wave observatory KAGRA2019

    • Author(s)
      Akutsu T, et al. (KAGRA Collaboration)
    • Journal Title

      Classical and Quantum Gravity

      Volume: 36 Pages: 165008~165008

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ab28a9

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Vibration isolation system with a compact damping system for power recycling mirrors of KAGRA2019

    • Author(s)
      Akiyama Y, et al. (KAGRA Collaboration)
    • Journal Title

      Classical and Quantum Gravity

      Volume: 36 Pages: 095015~095015

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ab0fcb

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Status of KAGRA2019

    • Author(s)
      Yousuke Itoh
    • Organizer
      The 29th workshop on General Relativity and Gravitation in Japan
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Application of the independent component analysis to the iKAGRA data2019

    • Author(s)
      Yousuke Itoh
    • Organizer
      New Innovative Area Workshop 2019 Early Summer Osaka City University, Osaka, 2019 June 29
    • Int'l Joint Research
  • [Book] 相対論と宇宙の事典2020

    • Author(s)
      安東正樹、白水徹也、浅田秀樹、他(伊藤洋介 含む)
    • Total Pages
      432
    • Publisher
      朝倉書店
    • ISBN
      978-4-254-13128-4

URL: 

Published: 2021-01-27   Modified: 2022-08-19  

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