| 研究課題/領域番号 |
23K03399
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分15010:素粒子、原子核、宇宙線および宇宙物理に関連する理論
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| 研究機関 | 神戸市立工業高等専門学校 |
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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)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2025年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2024年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2023年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
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| キーワード | 重力波 / 連星中性子星 / 相対論的流体力学 / 機械学習 / 数値相対論 / 相対論的流体 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
連星中性子星の合体過程の時間発展シミュレーションが、長年の研究とスーパーコンピューターの発展により、近年シームレスに計算可能になりました。さらに、この計算によって得られた重力波波形と重力波観測技術の発展により、2017年には連星中性子星合体過程からの重力波を直接観測することにも初めて成功しています。このように、連星中性子星合体過程のシミュレーションの必要性と重要性は益々高くなっています。しかし、まだ導入できていない物理効果などの課題も多く残っています。本研究計画では、相対論的流体の従来の数値計算手法と発展が目覚ましい機械学習を融合させるというアイデアにより、新しい数値計算手法の開発を行います。
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| 研究実績の概要 |
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、続々と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、まだ数例（候補も含む）ではあるが、連星中性子星合体やブラックホールと中性子星からなる連星合体からの重力波も観測することに成功している。また、日本のKAGRAも2023年にO4観測に4週間参加し、さらにO4b観測が終わる2025年1月までに約10Mpcの観測感度を達成する予定であり（能登半島地震の影響で現在は修理中で、O4b観測への参加が遅れている）、さらなる結果に期待が持たれる。
このような状況から、連星中性子星合体過程のシミュレーションの必要性と重要性は、益々高くなっている。しかし、当然のことながら、連星中性子星が関連する全ての現象を計算できているわけではなく、導入できていない物理効果や現実的な環境条件などがあり、まだ多くの課題が残っている。本研究では、相対論的流体の従来の数値計算手法と最近発展が目覚ましい機械学習を融合させた新しい数値計算手法の開発を行い、重力波天文学時代に必要とされる計算精度とエクサスケール・スーパーコンピューター時代に必要な実行性能を達成することを目指している。
初年度は、本研究を遂行するのに必要な情報の収集やベースとなる機械学習の手法等の精査などを行った。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
複数の教員が退職するなどによる人員不足により授業や校務負担等が著しく増加したため、研究に充てることができる時間が激減し、その影響により進捗状況は当初の研究計画に比べて、やや遅れることとなった。
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| 今後の研究の推進方策 |
海外の共同研究者の所に滞在し、まとまった研究時間の確保と共同研究者との集中的な打合せなどを行う予定である。
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