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2015 年度 実績報告書

重力波によるダークマターの新しい探査方法とその実データへの応用

研究課題

研究課題/領域番号 14J08636
研究機関東京大学

研究代表者

枝 和成  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2017-03-31
キーワード重力波 / 連続重力波 / パルサー
研究実績の概要

本年度は重力波の有望なターゲットの一つである連続重力波の解析パイプラインの構築を行った。連続重力波は、観測時間よりも十分に長い信号持続時間を持ち、周波数がその期間にわたってほぼ一定であるような重力波の総称である。連続重力波の振幅は微小であるため、検出器雑音の中から信号を抽出するには長時間積分を必要とし、その計算コストが解析の際の最大の問題となる。この問題に対処するため、連続重力波データ解析の分野では、F-statisticと呼ばれる手法が広く用いられている。本年度はこの探索パイプラインの構築を行った。
構築した探索パイプラインを、ねじれ振り子型重力波検出器(TOBA)を用いて試験した。TOBAは地上低周波数帯重力波検出器であり、二本の直交する棒状のテストマスから構成され、検出器平面上の二本のマスの角度変動から重力波信号が読み取られる。TOBAはKAGRAやLIGOなどの大型レーザー干渉計では探索できない低周波数領域に強みを持つ検出器である。今回新たに作成されたPhase-II TOBAを用いて、6Hzから7Hzの1Hzバンドにわたって、データ長が約1日の全天探査を行い、低周波数帯の連続重力波を探索した。結果として、統計的に有意な重力波信号は発見されなかったが、低周波数帯では最も厳しい振幅上限値を課した。この得られた振幅上限値は、理論的に予測される上限値とほぼ一致しており、構築された探索パイプラインが正しく作動していることも確かめられた。

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

当初の計画に沿って研究を進め、連続重力波の解析パイプラインを開発し、ねじれ振り子型重力波検出器から得られたデータを用いて、その検証をした。また、論文の発表もでき、おおむね順調に進展していると言える。

今後の研究の推進方策

今年度のはじめにiKAGRAが稼働し、そこから実データが得られる予定である。昨年度開発した連続重力波の解析パイプラインを、その得られたデータに適用する予定である。また、新たに開発した解析手法を検証予定である。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] All-sky coherent search for continuous gravitational waves in 6-7 Hz band with a torsion-bar antenna2016

    • 著者名/発表者名
      K.Eda, A.Shoda, Y.Kuwahara, Y.Itoh, and M.Ando
    • 雑誌名

      Progress of Theoretical and Experimental Physics

      巻: 1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1093/ptep/ptv179

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Determination of mass of an isolated neutron star using continuous gravitational waves with two frequency modes: an effect of a misalignment angle2016

    • 著者名/発表者名
      K.Eda, K.Ono, and Y.Itoh
    • 雑誌名

      Proceedings of the 11th Amaldi Conference

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 連続重力波探査におけるカイ二乗検定を用いた検出器雑音の棄却法2016

    • 著者名/発表者名
      枝和成,伊藤洋介
    • 学会等名
      日本物理学会2016年年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学(宮城県仙台市)
    • 年月日
      2016-03-22 – 2016-03-22
  • [学会発表] An all-sky coherent search for continuous gravitational waves in 6-7 Hz band with a torsion-bar antenna2015

    • 著者名/発表者名
      K.Eda, A.Shoda, Y.Kuwahara, Y.Itoh, and M.Ando
    • 学会等名
      The 25th Workshop on General Relativity and Gravitation in Japan (JGRG25)
    • 発表場所
      京都大学(京都府京都市)
    • 年月日
      2015-12-08 – 2015-12-08
    • 国際学会
  • [学会発表] iKAGRAへ向けた連続重力波探査パイプラインの構築2015

    • 著者名/発表者名
      枝和成,伊藤洋介,神田展行,田中一幸,KAGRA DAS Collaborators
    • 学会等名
      日本物理学会2015年秋季大会
    • 発表場所
      大阪市立大学(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-09-27 – 2015-09-27
  • [学会発表] An all-sky search for continuous gravitational waves in low-frequency regime using the Phase-II TOBA data2015

    • 著者名/発表者名
      K.Eda, A.Shoda, Y.Kuwahara, Y.Itoh, and M.Ando
    • 学会等名
      RESCEU APCosPA Summer School on Cosmology and Particle Astrophysics
    • 発表場所
      伊東園ホテル(栃木県日光市)
    • 年月日
      2015-08-03 – 2015-08-03
    • 国際学会
  • [学会発表] Determining mass of an isolated neutron star using gravitational waves2015

    • 著者名/発表者名
      K.Eda, K.Ono, and Y.Itoh
    • 学会等名
      14th Marcel Grossmann Meeting (MG14)
    • 発表場所
      Rome, Italy
    • 年月日
      2015-07-12 – 2015-07-18
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for mass of an isolated neutron star using gravitational wave observations2015

    • 著者名/発表者名
      K.Eda, K.Ono, and Y.Itoh
    • 学会等名
      11th Edoardo Amaldi Conference on Gravitational Waves
    • 発表場所
      Gwangju, South Korea
    • 年月日
      2015-06-25 – 2015-06-25
    • 国際学会
  • [学会発表] Search for low-frequency continuous gravitational waves with a torsion-bar antenna2015

    • 著者名/発表者名
      K.Eda, A.Shoda, Y.Kuwahara, Y.Itoh, and M.Ando
    • 学会等名
      Gravitational Wave Physics and Astronomy Workshop (GWPAW) 2015
    • 発表場所
      インテックス大阪(大阪府大阪市)
    • 年月日
      2015-06-17 – 2015-06-20
    • 国際学会

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公開日: 2016-12-27  

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