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重力波観測のための干渉計診断システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K03671
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分15020:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する実験
研究機関東京大学

研究代表者

苔山 圭以子  東京大学, 宇宙線研究所, 助教 (00753617)

研究分担者 山本 尚弘  東京大学, 宇宙線研究所, 特任助教 (00796237)
押野 翔一  東京大学, 宇宙線研究所, 特任助教 (80631655)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 中途終了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード重力波 / detchar / characterisation / 干渉計診断 / O3GK / characterization / 重力波検出器特性評価 / レーザー干渉計
研究実績の概要

本研究で導入した検出器診断ツールが、2020年4月に行われた重力派検出器 KAGRAとGEO600 (独) の初の共同観測 (O3GK) において、不可欠な役割を果たした。
先年度の単独観測に引き続き、O3GKでも、ステートベクターを生成した。ステートベクターは(1) 検出器そのものが稼働していたか (2) 稼働のためのさまざまなパラメタに異常がなかったか (3) データが取得される時に、Analog-to-digital 変換器のレンジを外れていなかったか (4) 外部からの信号注入がなかったか、の情報を遅延なく判別する。(1)-(4)すべての条件を満たしている場合には、検出器データが重力波探索に使用可能であることを示す「サイエンスモード」として判別される。さらに何時から何時までがサイエンスモードであったかを示す、セグメント情報も提供した。これらの情報を元に重力派信号探索が行われた。検出器ハードウェアの調整の関係で、一部、手動でサイエンスモードを判別するこということも行なった。さらに、昨年度導入されたさまざまな干渉計診断ツール (omicron, Fscan, heveto) もO3GKのデータ解析に用いられ、干渉計ノイズが統計的に調べられた。
次回の観測では LIGO, VIRGO との共同観測が予定されており、KAGRAの感度も大幅に向上する見込みであるため、実際に数例以上の重力波の検出が期待される。検出器診断の研究としては、ステートベクターの信頼性向上が求められるうえ、「サイエンスモード」を、さらにデータの定常性といった質の良し悪しで分類することが求められる。その準備として、新たな計算機を購入、設置した。この計算機を用いることにより、これまでは計算コストから制限されていたさらに複雑な解析(重力波チャンネル以外の補助的なデータも用いた相関解析など)が可能になる。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1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)

  • [雑誌論文] Overview of KAGRA: Calibration, detector characterization, physical environmental monitors, and the geophysics interferometer2021

    • 著者名/発表者名
      A. Akutsu, H. Shinkai, KAGRA collaboration
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical Experimental Physics

      巻: ptab018 号: 5 ページ: 1-33

    • DOI

      10.1093/ptep/ptab018

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] KAGRA観測運転における検出器状態および観測データの質評価2020

    • 著者名/発表者名
      山本尚弘
    • 学会等名
      日本物理学会 2020年秋季大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Plans and requirements for O4 from KAGRA DetChar2020

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto
    • 学会等名
      LVK Operations Workshop
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Plan of DetChar toward O42020

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto
    • 学会等名
      The 25th KAGRA face-to-face meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Report from DetChar2020

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto
    • 学会等名
      KAGRA telecon, May 2020
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Short summary of O3GK and Overview of DetChar activities2020

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamoto
    • 学会等名
      LVK meeting
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Summary Pages を用いた重力波検出器KAGRAの特性評価 II2019

    • 著者名/発表者名
      苔山圭以子
    • 学会等名
      日本物理学会2019年秋季大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Summary Pagesを用いた重力波検出器KAGRAの特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      苔山圭以子
    • 学会等名
      日本物理学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2021-12-27  

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