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

研究課題

研究課題/領域番号 17K14305
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 素粒子・原子核・宇宙線・宇宙物理
研究機関神戸市立工業高等専門学校

研究代表者

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

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード重力波 / 連星中性子星 / 数値相対論 / 高密度状態方程式 / クォーク物質 / クロスオーバー相転移 / 状態方程式 / 大質量星 / 大質量性
研究成果の概要

2015年に連星ブラックホール合体からの重力波が世界で始めて観測され、2017年には連星中性子星合体からの重力波とそれに付随したショートガンマ線バーストの観測にも成功しました。このような状況から、重力波を通して極限的な状況である連星中性子星合体における様々な物理現象の理解が深まると考えられ、その研究の重要性が高まっています。

本研究では、理想流体による熱的寄与を考慮したハイブリッド状態方程式の手法を用いることで、クオーク物質を含む最先端の様々な状態方程式を利用した連星中性子合体のシミュレーションを実行し、状態方程式や質量の重力波への影響などを系統的に調べ、その性質などを明らかにしました。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アインシュタインが重力波の存在を理論的に予言してから約100年が経ち、遂に私達は重力波を観測することができるようになりました。これは、既存の電磁波などを用いた観測とは全く異なる新しい「目」を手に入れたことになり、重力波天文学の発展が期待されています。この新しい目は、例えば、極限環境である連星中性子星合体を見ることを可能にします。本研究成果は、この目を使って、地球上では再現することが出来ない核密度を超える高密度状態の性質などを連星中性子星合体を通して調べる方法を提供し、人類の知見を広げるのに役立ちます。

報告書

(8件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2022 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (14件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 6件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 6件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] Goethe University Frankfurt/Frankfurt Institute for Advanced Studies(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Chinese Academy of Science/University of Science and Technology(中国)

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [国際共同研究] Goethe University Frankfurt/Frankfurt Institute for Advanced Studies(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Chinese Academy of Science/University of Science and Technology(中国)

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Goethe University Frankfurt/Frankfurt Institute for Advanced Studies(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Goethe University Frankfurt/Frankfurt Institute for Advanced Studies(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Goethe University Frankfurt/Frankfurt Institute for Advanced Studies(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Monash University/ARC of Excellence for GW Discovery(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Goethe University Frankfurt/Frankfurt Institute for Advanced Studies(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Monash University/ARC of Excellence for GW Discovery(オーストラリア)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Goethe University Frankfurt/Frankfurt Institute for Advanced Studies(Germany)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] IUCAA(India)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Washington State University/Pennsylvania State University(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Cardiff University(United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Merger and Postmerger of Binary Neutron Stars with a Quark-Hadron Crossover Equation of State2022

    • 著者名/発表者名
      Huang Yong-Jia、Baiotti Luca、Kojo Toru、Takami Kentaro、Sotani Hajime、Togashi Hajime、Hatsuda Tetsuo、Nagataki Shigehiro、Fan Yi-Zhong
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 129 号: 18 ページ: 181101-181101

    • DOI

      10.1103/physrevlett.129.181101

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Computing fast and reliable gravitational waveforms of binary neutron star merger remnants2019

    • 著者名/発表者名
      Easter Paul J.、Lasky Paul D.、Casey Andrew R.、Rezzolla Luciano、Takami Kentaro
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 100 号: 4 ページ: 1-7

    • DOI

      10.1103/physrevd.100.043005

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Computing Fast and Reliable Gravitational Waveforms of Binary Neutron Star Merger Re mnants2019

    • 著者名/発表者名
      Paul J. Easter, Paul D. Lasky, Andrew R. Casey, Luciano Rezzolla, Kentaro Takami
    • 雑誌名

      Physical Review D (投稿中)

      巻: 0 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Sukanta Bose, Kabir Chakravarti, Luciano Rezzolla, B. S. Sathyaprakash, Kentaro Takami2018

    • 著者名/発表者名
      10.1103/PhysRevLett.120.031102
    • 雑誌名

      Physical Review Letters

      巻: 120 号: 3 ページ: 031102-031102

    • DOI

      10.1103/physrevlett.120.031102

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Rotational properties of hypermassive neutron stars from binary mergers2017

    • 著者名/発表者名
      Matthias Hanauskem, Kentaro Takami, Luke Bovard, Luciano Rezzolla, Jos\'{e} A. Font, Filippo Galeazzi, Horst St\"ocker
    • 雑誌名

      Physical Review D

      巻: 96 号: 4 ページ: 043004-043004

    • DOI

      10.1103/physrevd.96.043004

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 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

    • 著者名/発表者名
      Matthias Hanauskem, Jan Steinheimer, Luke Bovard, Ayon Mukherjee, Stefan Schramm, Kentaro Takami, Jens Papenfort, Natascha Wechselberger, Luciano Rezzolla, Horst St\"ocker
    • 雑誌名

      Journal of Physics Conference Series

      巻: 878 ページ: 012031-012031

    • DOI

      10.1088/1742-6596/878/1/012031

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [学会発表] NR Waveforms from BNS Mergers and the Utilizations2019

    • 著者名/発表者名
      Kentaro TAKAMI
    • 学会等名
      Workshop to bring together experts on High Energy Astrophysics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 今話題の「重力波」ってなぁに?2018

    • 著者名/発表者名
      高見健太郎
    • 学会等名
      ナレッジキャピタル大学校 (後援:総務省など)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 相対論的天体現象に関する理論的研究2018

    • 著者名/発表者名
      高見健太郎
    • 学会等名
      ナレッジキャピタル大学校 (後援:総務省など)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 宇宙大討論会2018

    • 著者名/発表者名
      羽生宏人,松本健,永崎将利,磯部洋明,高見健太郎
    • 学会等名
      ナレッジキャピタル大学校 (後援:総務省など)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 中性子星合体シミュレーションと状態方程式2018

    • 著者名/発表者名
      高見健太郎
    • 学会等名
      iTHEMS-Kyushu WS - from particles and nuclei to cosmos-
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Neutron-star Radius from a Population of Binary Neutron Star Mergers2017

    • 著者名/発表者名
      Kentaro Takami
    • 学会等名
      TWENTY-SEVENTH WORKSHOP ON GENERAL RELATIVITY AND GRAVITATION in JAPAN
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 連星中性子星合体からの重力波と状態方程式2017

    • 著者名/発表者名
      高見健太郎
    • 学会等名
      X線天体と元素合成を中心とする宇宙核物理研究会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] Gravitational-Waveform Catalog

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書 2022 実施状況報告書 2021 実施状況報告書
  • [備考] Gravitational‐Waveform Catalog

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [備考] Gravitational-Waveform Catalog

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] Gravitational-Waveform Catalog

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2025-01-30  

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