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2017 Fiscal Year Research-status Report

Accurate Modelling to Extract the Variety of Information from the Imminent Detection of Gravitational Waves from Binary Neutron Stars

Research Project

Project/Area Number 17K14305
Research InstitutionKobe City College of Technology

Principal Investigator

高見 健太郎  神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 講師 (70758002)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2021-03-31
Keywords重力波 / 連星中性子星 / 数値相対論 / 状態方程式 / 大質量星
Outline of Annual Research Achievements

2015年9月、連星ブラックホール合体からの重力波が世界で初めて観測され、2017年のノーベル物理学賞を受賞した。その後も、数例の連星ブラックホールからの重力波が観測されている。それに加えて、まだたった1例ではあるが、2017年には、連星中性子星合体からの重力波も観測することに成功した。その上、幸いにしてこのイベントは同時にショートガンマ線バーストも観測することに成功し、重力波以外でのフォローアップに成功し多くの物理情報を取り出すことに成功している。

このような現状を踏まえ、観測される連星中性子星合体からの重力波から多くの物理情報を引き出すことを主眼に様々な角度からの理論的研究を行っている。特に、連星中性子星合体及びそこから放射される重力波の状態方程式依存性に重点を置いて研究を進めている。

出版された査読付き論文の中から、一例の内容を紹介する:
上記で述べたように、連星中性子星合体からの重力波をたった一例ではあるものの観測することに成功している。このイベントは、非常に幸運なことに比較的近傍で起こったために、綺麗な波形を得ることができた。しかし、一般的には、連星中性子星合体の発生確率は低いため、遠方で発生した合体からの重力波から、物理的情報を取り出すことが重要になってくる。そこで、遠方から伝わってくる重力波をシミュレーションし、その波形を統計的に解析する手法を開発した。これにより、非常に弱い重力波波形であっても、観測数を増やすことで、精度良く中性子星の半径を決めることを可能にすることを示した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

2015年9月に連星ブラックホール合体からの重力波が世界で初めて観測され、重力波の初観測が2017年のノーベル物理学賞を受賞したため、重力波の一般市民からの注目が非常に高い状態であった。そのため、各方面から一般向けの講演(アウトリーチ活動)の依頼が多く寄せられ、それに応える必要があり、若干、予定よりも進度が遅れている。

Strategy for Future Research Activity

現在、本科研費プロジェクトの枠組みの中で、大きく分けて3種類の異なる研究を実施中である。その各プロジェクトの中で一番時間を消費するのが、シミュレーションであるが、現在利用しているスーパーコンピュータに加え、新規に別のスーパーコンピュータの利用申請も採択されたため、研究の効率化をはかることができ、現在の進度の遅れは十分に取り戻せる予定である。

Causes of Carryover

015年9月に連星ブラックホール合体からの重力波が世界で初めて観測され、重力波の初観測が2017年のノーベル物理学賞を受賞したため、重力波の一般市民からの注目が非常に高い状態であった。そのため、各方面から一般向けの講演(アウトリーチ活動)の依頼が多く寄せられ、それに応える必要があり、国際会議などに参加する時間が確保することが厳しかったため、その費用を次年度に繰り越し活用する予定である。

また、当該年度(H29)に本研究の遂行に必要なワークステーションを購入予定であったが、仮想通貨ブームなどにより、ワークステーションの構成に必要な部品の調達が困難であったり非常に高騰している状況であった。複数の業者に確認したが、本年度(H30)にはそのような状況は改善するので、本年度に購入することを薦められた。本研究の計画・進展具合からみて、ワークステーションの購入を本年度にずらしても問題ないと判断し、当該年度に購入する予定であったワークステーションを本年度に購入することを予定している。

  • Research Products

    (10 results)

All 2018 2017 Other

All Int'l Joint Research (4 results) Journal Article (3 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 2 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] Goethe University Frankfurt/Frankfurt Institute for Advanced Studies(Germany)

    • Country Name
      Germany
    • Counterpart Institution
      Goethe University Frankfurt/Frankfurt Institute for Advanced Studies
  • [Int'l Joint Research] IUCAA(India)

    • Country Name
      India
    • Counterpart Institution
      IUCAA
  • [Int'l Joint Research] Washington State University/Pennsylvania State University(米国)

    • Country Name
      U.S.A.
    • Counterpart Institution
      Washington State University/Pennsylvania State University
  • [Int'l Joint Research] Cardiff University(United Kingdom)

    • Country Name
      United Kingdom
    • Counterpart Institution
      Cardiff University
  • [Journal Article] Sukanta Bose, Kabir Chakravarti, Luciano Rezzolla, B. S. Sathyaprakash, Kentaro Takami2018

    • Author(s)
      10.1103/PhysRevLett.120.031102
    • Journal Title

      Physical Review Letters

      Volume: 120 Pages: 031102

    • DOI

      10.1103/PhysRevLett.120.031102

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Rotational properties of hypermassive neutron stars from binary mergers2017

    • Author(s)
      Matthias Hanauskem, Kentaro Takami, Luke Bovard, Luciano Rezzolla, Jos\'{e} A. Font, Filippo Galeazzi, Horst St\"ocker
    • Journal Title

      Physical Review D

      Volume: 96 Pages: 043004

    • DOI

      10.1103/PhysRevD.96.043004

    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] oncluding Remarks: Connecting Relativistic Heavy Ion Collisions and Neutron Star Merg ers by the Equation of State of Dense Hadron- and Quark Matter as signalled by Gravitatio nal Waves2017

    • Author(s)
      Matthias Hanauskem, Jan Steinheimer, Luke Bovard, Ayon Mukherjee, Stefan Schramm, Kentaro Takami, Jens Papenfort, Natascha Wechselberger, Luciano Rezzolla, Horst St\"ocker
    • Journal Title

      Journal of Physics Conference Series

      Volume: 878 Pages: 012031

    • DOI

      10.1088/1742-6596/878/1/012031

    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Neutron-star Radius from a Population of Binary Neutron Star Mergers2017

    • Author(s)
      Kentaro Takami
    • Organizer
      TWENTY-SEVENTH WORKSHOP ON GENERAL RELATIVITY AND GRAVITATION in JAPAN
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 連星中性子星合体からの重力波と状態方程式2017

    • Author(s)
      高見健太郎
    • Organizer
      X線天体と元素合成を中心とする宇宙核物理研究会
    • Invited
  • [Remarks] Gravitational-Waveform Catalog

    • URL

      http://www.kobe-kosen.ac.jp/ takami/KTakami/contents/research/public_data/GW_Catalog/GW_Catalog_ja.html

URL: 

Published: 2018-12-17   Modified: 2022-02-21  

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