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重力波検出器の国際ネットワークによるコンパクト連星合体形成史および強重力場の探究

研究課題

研究課題/領域番号 17J10474
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理(実験)
研究機関京都大学 (2018-2019)
東京大学 (2017)

研究代表者

成川 達也  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2017-04-26 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード重力波天文学 / KAGRA / 重力波 / 連星中性子星 / データ解析 / 重力理論
研究実績の概要

本研究の目的は, 重力波検出器の国際ネットワーク時代における(A)コンパクト連星合体の形成史の解明および(B)強い重力場における新物理学の探究に大別される.
(A.1) 連星中性子星合体重力波GW170817の再解析: LIGO Hanford検出器とLivingston検出器との潮汐変形率の推定結果に食い違いを発見し, Livingston検出器の解析に用いる高周波数カットオフを変化させることで, 高周波数帯のデータが潮汐変形率の情報をあまり持っていないことから, 検出器の非ガウス雑音の除去の不完全さが影響している可能性を指摘した.
(A.2) GW170817の数値相対論較正波形を用いた再解析: GW170817の実データ解析における重力波波形モデルの系統誤差の影響を調べた. 潮汐変形率を系統誤差なく見積もるには, 数値相対論較正波形が必要である. 京都数値相対論グループによる高精度数値相対論シミュレーションで較正された重力波波形をテンプレートとして, GW170817の再解析を行い, 潮汐変形率を推定した. その結果は, 波形モデルの不正確性による推定された潮汐変形率の系統誤差は, 統計誤差よりもずっと小さいことを示した.
(B.3) 連星ブラックホール合体重力波の潮汐変形率の推定: 一般相対論のブラックホールの潮汐変形率はゼロであるが, 特異コンパクト天体では, 潮汐変形率は有限の値を持つ. 我々は, LIGO-Virgoの連星ブラックホール合体重力波の潮汐変形率を再解析によって制限している.
(その他) KAGRAのアップグレードプラン: KAGRAの将来検出器構成を決定するために, 連星中性子星合体重力波の解析から潮汐変形率を推定するという観点から感度比較を見積もった. 我々は, KAGRAの将来検出器構成のうち, どの構成が潮汐変形率の推定を行う上で有利かを比較した.

現在までの達成度 (段落)

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (13件) (うち国際共著 10件、 査読あり 13件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 9件、 招待講演 2件)

  • [国際共同研究] Nikhef(オランダ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] An arm length stabilization system for KAGRA and future gravitational-wave detectors2020

    • 著者名/発表者名
      Akutsu T, et al. (KAGRA Collaboration)
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 37 号: 3 ページ: 035004-035004

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ab5c95

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Discrepancy in tidal deformability of GW170817 between the Advanced LIGO twin detectors2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Narikawa, Nami Uchikata, Kyohei Kawaguchi, Kenta Kiuchi, Koutarou Kyutoku, Masaru Shibata, Hideyuki Tagoshi
    • 雑誌名

      Physical Review Research

      巻: 1 号: 3 ページ: 033055-033055

    • DOI

      10.1103/physrevresearch.1.033055

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Searching for black hole echoes from the LIGO-Virgo catalog GWTC-12019

    • 著者名/発表者名
      Uchikata Nami、Nakano Hiroyuki、Narikawa Tatsuya、Sago Norichika、Tagoshi Hideyuki、Tanaka Takahiro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 6 ページ: 062006-062006

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.062006

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Testing massive-field modifications of gravity via gravitational waves2019

    • 著者名/発表者名
      Yamada Kei、Narikawa Tatsuya、Tanaka Takahiro
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019 号: 10 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz103

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] First cryogenic test operation of underground km-scale gravitational-wave observatory KAGRA2019

    • 著者名/発表者名
      Akutsu T, et al. (KAGRA Collaboration)
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 36 号: 16 ページ: 165008-165008

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ab28a9

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A time-frequency analysis of gravitational wave signals with Non-Harmonic Analysis2019

    • 著者名/発表者名
      K. Yanagisawa, D. Jia, S. Hirobayashi, N. Uchikata, T. Narikawa, K. Ueno, H. Takahashi, H. Tagoshi
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2019-6 号: 6 ページ: 1-25

    • DOI

      10.1093/ptep/ptz043

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparison of various methods to extract ringdown frequency from gravitational wave data2019

    • 著者名/発表者名
      Nakano Hiroyuki、Narikawa Tatsuya、Oohara Ken-ichi、Sakai Kazuki、Shinkai Hisa-aki、Takahashi Hirotaka、Tanaka Takahiro、Uchikata Nami、Yamamoto Shun、Yamamoto Takahiro S.
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 99 号: 12 ページ: 124032-124032

    • DOI

      10.1103/physrevd.99.124032

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibration isolation system with a compact damping system for power recycling mirrors of KAGRA2019

    • 著者名/発表者名
      KAGRA Collaboration
    • 雑誌名

      Classical and Quantum Gravity

      巻: 36 号: 9 ページ: 95015-95015

    • DOI

      10.1088/1361-6382/ab0fcb

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] KAGRA: 2.5 generation interferometric gravitational wave detector2019

    • 著者名/発表者名
      T. Akutsu, et al., [KAGRA Collaboration]
    • 雑誌名

      Nature Astronomy

      巻: 3 ページ: 35-40

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Time-frequency-based non-harmonic analysis to reduce line-noise impact for LIGO observation system2018

    • 著者名/発表者名
      Dongbao Jia, Kenta Yanagisawa, Masaya Hasegawa, Shigeki Hirobayashi, Hideyuki Tagoshi, Tatsuya Narikawa, Nami Uchikata, Hirotaka Takahashi
    • 雑誌名

      Astronomy and Computing

      巻: Vol.25 ページ: 238-246

    • DOI

      10.1016/j.ascom.2018.10.003

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Multiwindow Nonharmonic Analysis Method for Gravitational Waves2018

    • 著者名/発表者名
      Dongbao Jia, Kenta Yanagisawa, Yuta Ono, Kanna Hirobayashi, Masaya Hasegawa, Shigeki Hirobayashi, Hideyuki Tagoshi, Tatsuya Narikawa, Nami Uchikata, Hirotaka Takahashi
    • 雑誌名

      IEEE Access

      巻: Vol.6 No.1 ページ: 48645-48655

    • DOI

      10.1109/access.2018.2867494

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Construction of KAGRA: an underground gravitational-wave observatory2017

    • 著者名/発表者名
      KAGRA Collaboration、ほか
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 2018 号: 1 ページ: 1-23

    • DOI

      10.1093/ptep/ptx180

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimal follow-up observations of gravitational wave events with small optical telescopes2017

    • 著者名/発表者名
      Narikawa Tatsuya , Kaneyama Masato , Tagoshi Hideyuki
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 8 ページ: 084067-084067

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.084067

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Reanalysis of binary neutron star merger GW170817 using numerical-relativity calibrated waveform models2020

    • 著者名/発表者名
      成川達也
    • 学会等名
      Gravitational wave Genesis symposium
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 数値相対論波形を用いたGW170817の解析2019

    • 著者名/発表者名
      成川達也
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of the binary neutron star merger GW170817 using numerical-relativity calibrated waveforms2019

    • 著者名/発表者名
      成川達也
    • 学会等名
      GWPAW 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of the binary neutron star merger GW170817 using numerical-relativity calibrated waveforms2019

    • 著者名/発表者名
      成川達也
    • 学会等名
      Multi-Messenger Astrophysics in the Gravitational Wave Era
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] GW170817の再解析2019

    • 著者名/発表者名
      成川達也, 内潟那美, 川口恭平, 木内健太, 久徳浩太郎, 柴田大, 田越秀行
    • 学会等名
      日本物理学会 第74回年次大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Discrepancy in tidal deformability of GW170817 between the Advanced LIGO twins2019

    • 著者名/発表者名
      成川達也
    • 学会等名
      第三回 若手による重力・宇宙論研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Discrepancy in tidal deformability of GW170817 between the Advanced LIGO twins2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Narikawa
    • 学会等名
      2019 YITP Asian-Pacific Winter School and Workshop on Gravitation and Cosmology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reanalysis of GW1708172019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Narikawa
    • 学会等名
      The 28th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan (JGRG28)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Reanalysis of GW1708172018

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Narikawa
    • 学会等名
      Innovative Area (FY2017-2021) Gravitational Wave Physics and Astronomy: Genesis, The second Annual Area Symposium
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measuring equation of state for neutron stars in inspiraling binary neutron star2018

    • 著者名/発表者名
      成川達也
    • 学会等名
      新学術領域「重力波天文学:創世記」シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 重力波による重力理論の検証2018

    • 著者名/発表者名
      成川達也
    • 学会等名
      日本SKAパルサー・突発天体研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Constraining bimetric gravity by gravitational events from compact binary coalescences2017

    • 著者名/発表者名
      成川達也
    • 学会等名
      The 13th KAGRA face to face meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Constraining bimetric gravity by gravitational events from compact binary coalescences2017

    • 著者名/発表者名
      成川達也
    • 学会等名
      第30回理論懇シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Constraining bimetric gravity by gravitational events from compact binary coalescences2017

    • 著者名/発表者名
      成川達也
    • 学会等名
      The 27th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan (JGRG27)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 連星ブラックホール合体重力波による双重力理論の制限2017

    • 著者名/発表者名
      成川達也
    • 学会等名
      日本物理学会2017年秋季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-05-25   更新日: 2024-03-26  

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