| 研究領域 | 重力波天体の多様な観測による宇宙物理学の新展開 |
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| 研究課題/領域番号 |
24103005
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
神田 展行 大阪市立大学, 理学(系)研究科(研究院), 教授 (50251484)
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| 研究分担者 |
田越 秀行 大阪大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (30311765)
高橋 弘毅 長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (40419693)
大原 謙一 新潟大学, 自然科学系, 教授 (00183765)
伊藤 洋介 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任助教 (60443983)
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| 研究期間 (年度) |
2012-06-28 – 2017-03-31
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| キーワード | 重力波観測 / コンパクト連星合体 / 超新星 / 宇宙物理 / 一般相対性理論 |
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| 研究概要 |
本年度は前年度に引き続き重力波観測データ解析の環境開発を進めた。また其の一方で、いくつかの重力源の物理について、可能な観測等の検討がなされた。また、平成25年度は国内外の研究集会等で多くの発表を行った。
(1)前年度に導入し、2つの拠点間を結ぶVPN内に構築したとた計算機システムについてソフトウエアライブラリの整備や探索計算などのプログラムの開発を開始し、各種の見積もりを行った。特にこのシステムは平成26年度以降に重力波干渉計KAGRAからのデーター転送を受け取るため、KAGRA実験のVPNシステムとの接続を具体的に検討した。また本システムを連続的な観測に耐えられるよう、無停電電源装置を整備した。
(2)コンパクト連星合体からの重力の探索パイプラインについての開発が具体化した。またコンパクト連星合体については、短時間での解析を想定した時系列マッチドフィルターの研究や、修正重力理論の検証についての研究を進めた。
(3)Hilbert-Huang変換を重力波解析に応用する研究が進んだ。この手法は、時系列での解析により遷移的な信号を抽出できるので、バースト重力波やその他の非定常な信号を捉えるのに利用できると期待されている。
(4)超新星爆発からのバースト重力波とニュートリノの同時観測を想定した研究が進展した。銀河系内での超新星爆発の場合、KAGRAでのバースト重力波検出と、同時に水チェレンコフ検出器によるニュートリノ検出が期待できる。我々の研究では、領域内の他の計画研究（ニュートリノ検出、理論研究）と協力し、重力波とニュートリノの両方を放出する理論モデルを用い、重力波検出器とニュートリノ検出器それぞれの応答時系列でシュミレーションした。その結果ジュールかとニュートリノの検出タイミングを比較することにより、超新星コアの回転の有無を判断できる可能性を示した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
計画の第2年度として、重力波探索のパイプラインの開発を進めた。またこの開発にあたって領域の目的とするサイエンス、すなわち重力波のフォローアップ観測や、重力波観測による理論検証といった計画研究を横断する内容について活発な研究がなされた。したがって領域としての成果（重力の探索、重力波天体のサイエンス）について順調に研究が進んでいると言える。
また、KAGRA実験と連携してデータ転送系の検討が進められたことも大きい。平成26年度には実際にテストデータを転送する段階に進めるめどがつき、本研究の重要な目的である重力波観測データの短い待ち時間での解析のための準備が進んだ。
一方で、平成25年度4月からは計4名の研究者を雇用し、若手育成としての任務も果たしている。特にこれらの研究員が、いくつかの課題（時系列のマッチドフィルター、修正重力理論の検証、ニュートリノとの同時観測、検出器状態の診断）について中心的な役割を果たすになったとは大きな成果である。大学院生も含む多数の研究成果発表がおこなわれ、若手の研究が活性化に成功している。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成26年度は、KAGRA実験からのデータを受け取り保管するためのストレージや、探索解析計算を連続観測に間に合うように処理するために、計算機システムの増強を行う。ただしKAGRA最初の観測は2015年12月を予定されているので、これらの計算機システムの増強は平成26から27年度の2年間にまたがって進めてゆく。平成26年度にはデータ転送試験を行う。
また海外の重力波観測実験とのデータやりとりについて技術的な試験を進めているが、これについても平成26年度から具体的に転送を行ってみる予定である。
前年度までに引き続き、他の計画研究と連携した研究課題が進行中である。A03のニュートリノ観測、A05の理論グループの予想と連携した研究について引き続き検討を進め、平成26年度には論文等での発表積極的に行いたい。またA01のX線・ガンマ線やA02の光赤外観測との間でやり取りすべき重力波イベントのアラートの形式や方法についてより具体的に進める。
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