| 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, 大学院理学研究科, 教授 (50251484)
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| 研究分担者 |
田越 秀行 大阪大学, 大学院理学研究科, 助教 (30311765)
高橋 弘毅 長岡技術科学大学, 工学研究科, 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, 大学院理学系研究科, 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 / 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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| 研究実績の概要 |
本計画研究の中核となる重力波探索計算をおこなうための計算機クラスタシステムを増強した。それと並行してデータ解析ライブラリKAGALIと各探索パイプラインの開発も進められ、2015年度に予定されているKAGRAの観測データを解析するための準備が進んだ。また、重力波イベントから引き出せる情報についての研究も行った。重力波そのものから情報を得る研究と、他の計画研究と連携した重力波以外の観測と組み合わせての研究、理論予想と実際の検出器性能を組み合わせての研究も行われた。
1. クラスタ計算機の構築：計画研究の初年度に導入し、２年度目にテストを行ってきたVPN環境下でのプロトタイプシステムを大きく増強し、実際のKAGRAデータ解析に活用できるだけの計算能力を持つシステムを仕様策定、導入した。VPNやユーザー管理などは活かしつつ、新たに計算ノードを計14台392コア増設し、本研究の目指す短時間(low latency)での重力波探索計算に必要な計算能力をもたせた。
2. KAGRAとの接続：観測に遅れずに短時間解析を行うには、観測データの遅滞ない転送が必須である。上記のクラスタ計算機システムと、岐阜県のKAGRA実験サイトのデータ保管・転送システムとをVPNで接続し、これを可能とした。
3. 連星合体の重力波源のパラメーター（軌道面傾き等）決定精度についての研究を論文発表した。
4. A05(理論)班との連携で、連星合体重力波によりbi-gravityモデルを検証する研究を論文発表した。また、第３世代星(Population III)起源の連星合体重力波探索についての研究を発表した。
5. A02, A03, A05班との連携で、超新星イベントについて、光学、ニュートリノ、重力波についての多面的な観測を想定した研究が進んだ。ニュートリノと重力波については論文投稿した（現在審査中）。
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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３年目であり、翌2015年後半のKAGRA観測データの解析を準備することが本H26年度の最重要目的であった。その意味では、解析（探索パイプラインの実行）に用いるクラスタ計算機の計算能力を増強できたことは成功である。また、KAGRAのデータ解析ライブラリであるKAGALI (KAGRA Algolithmic LIbrary)の構築が進み、プログラム環境が共同開発をスムーズに行えるようになってきたのも重要な進展である。KAGALI開発と事実上一体であるイベント探索パイプラインの開発も進んでおり、その他のパイプラインや、データ転送・保管系のソフトウエアも促進されている。
重力波イベントからどのような物理学的知見を得られるかをデータ解析の立場で研究することも本計画の目的である。これに関しては、研究実績の概要欄に書いたように複数のテーマが、計画研究単独あるいは他の計画研究と共同して進められている。特に、観測として重力波よりも成熟している光赤外、X線・γ線、ニュートリノと実際の観測を想定した共同研究が進んでいることは評価されたい。
平成25年度4月から雇用した計４名の研究員は、上記の研究で活躍し、いくつかのテーマでは中心的役割をはたして、主著者としての雑誌論文も発表・投稿がおこなわれている。いくつかの研究は他の計画研究と深い関連があり、若手が実働して計画研究を横断するテーマを進めていることも成果である。また研究員に刺激されて大学院生の研究活動も以前よりいっそう活性化し、多数の研究成果発表がおこなわれ、若手研究者の育成も順調である。またH27年度には１名の研究員が学術振興会研究員(PD)に採用された。
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| 今後の研究の推進方策 |
計算機システムについては、本H26年度で計算能力を増強したが、実は、KAGRAの観測データを長期に保管するには記憶容量がまだ不足している。１ヶ月のKAGRA観測の生データは約50TBであり、重力波探索に必要な前処理を行ったデータでもその5～10%程度の大きさである。2015年のKAGRAのデータをすべて一旦受信するか、本領域研究の残りの期間のKAGRAデータに十分な容量を用意する必要がある。H27年度はこれを構築する。
ソフトウエア面では、重力波探索パイプラインの第１版の稼働を夏に行い、KAGRAの初観測運転（12月予定）までに問題点を洗い出し、観測時には常時稼動できるようにすることが目的である。
一方で、重力波イベントを発見した場合のアラート発信システムも構築しなければならない。これは本領域全体の大きな目標に直結する研究である。現在、A01,A02の協力を得て、アラートシステム構築の準備が進められている。
若手育成については、今後は口頭発表にとどまらず、多数の投稿論文、完成度の高い論文の発表を期待する。また、研究者として定着できるようにサポートしてゆく。
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