バースト重力波イベント検出のための重力波望遠鏡の突発性雑音評価

2021 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 19J01299
• 研究機関: 国立天文台
• 研究代表者: 鷲見 貴生 国立天文台, 重力波プロジェクト, 特別研究員(PD) (30822283)
• 研究期間 (年度): 2019-04-25 – 2022-03-31
• キーワード: 重力波 / 環境雑音 / KAGRA / レーザー干渉計 / Noise Budget / 独立成分分析 / トンガ噴火 / シューマン共振

研究実績の概要

2021年度は主に前年4月にKAGRAとドイツのGEO600で行った国際共同重力波観測(O3GK)の解析を行った。前年度に引き続き、O3GKのKAGRA干渉計の雑音成分内訳を評価するNoise Budgetチームを主導し、各種測定の情報収集や整合性の確認、プロットの作成や論文執筆を進め、年度末に論文を査読付き雑誌およびarXivに投稿した。また、補助チャンネルの信号を用いた独立成分分析(ICA)により干渉計信号から特定の雑音成分を除去する手法を開発した。
突発性雑音に関連したトピックスとしては、2022年1月にトンガで発生した海底火山の噴火による地震波・空振・電磁波による擾乱をKAGRA施設にて観測し、その解析を行った。特に地上の空振による地下環境への影響(地震計やインフラサウンドセンサーへの伝達関数)を評価し、現在論執筆を進めている。
また、次の観測や将来的に問題になると予測される環境雑音への対策として、干渉計の制御外れ(ロックロス)の原因となる海洋波浪と地面振動の関係性の調査、地下水排水路による重力場雑音評価のシミュレーション研究、国際共同観測時にコヒーレントな雑音として残るシューマン共振磁場のモニターのための測定とシミュレーションなどを行った。

現在までの達成度 (段落)

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Performance of the KAGRA detector during the first joint observation with GEO 600 (O3GK) (2022)
  • 著者名/発表者名: K.Yamamoto, K.Kokeyama, T.Washimi et al., (KAGRA Collaboration)
  • 雑誌名: arXiv 巻: arXiv:2203.07011 ページ: -
  • DOI: 10.48550/arXiv.2203.07011
  • オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Effects of lightning strokes on underground gravitational waves observatories (2021)
  • 著者名/発表者名: Washimi T.、Yokozawa T.、Nakano M.、Tanaka T.、Kaihotsu K.、Mori Y.、Narita T.
  • 雑誌名: Journal of Instrumentation 巻: 16 ページ: P07033～P07033
  • DOI: 10.1088/1748-0221/16/07/P07033
  • 査読あり
• [雑誌論文] KAGRA underground environment and lessons for the Einstein Telescope (2021)
  • 著者名/発表者名: Badaracco Francesca、Harms Jan、De Rossi Camilla、Fiori Irene、Miyo Kouseki、Tanaka Taiki、Yokozawa Takaaki、Paoletti Federico、Washimi Tatsuki
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 104 ページ: 042006
  • DOI: 10.1103/PhysRevD.104.042006
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Unsupervised Learning Architecture for Classifying the Transient Noise of Interferometric Gravitational-wave Detectors (2021)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Sakai, Yousuke Itoh, Piljong Jung, Keiko Kokeyama, Chihiro Kozakai, Katsuko T. Nakahira, Shoichi Oshino, Yutaka Shikano, Hirotaka Takahashi, Takashi Uchiyama, Gen Ueshima, Tatsuki Washimi, Takahiro Yamamoto, Takaaki Yokozawa
  • 雑誌名: arXiv 巻: arXiv:2111.10053 ページ: -
  • DOI: 10.48550/arXiv.2111.10053
  • オープンアクセス
• [学会発表] 国際共同重力波観測O3GKにおけるKAGRA検出器の雑音成分評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 鷲見貴生
  • 学会等名: 新学術「地下宇宙」第８回超新星ニュートリノ研究会
• [学会発表] 地上検出器(LIGO, Virgo, KAGRA)の現状紹介 (2022)
  • 著者名/発表者名: 鷲見貴生
  • 学会等名: 第１回「素粒子と重力波」研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 国際共同重力波観測O3GKにおけるKAGRA検出器の雑音成分評価 (2022)
  • 著者名/発表者名: 鷲見貴生
  • 学会等名: 日本物理学会2022年春季大会
• [学会発表] Effects of Lightning Strokes on KAGRA Observatory (2021)
  • 著者名/発表者名: T. Washimi
  • 学会等名: The 8 th KAGRA international workshop
  • 国際学会
• [学会発表] 落雷磁場を利用した神岡地下水分量の長期観測 (2021)
  • 著者名/発表者名: 鷲見貴生
  • 学会等名: 新学術領域「地下宇宙」2021年領域研究会
  • 招待講演
• [学会発表] 重力波検出器KAGRAと雷による背景事象 (2021)
  • 著者名/発表者名: 鷲見貴生
  • 学会等名: 理化学研究所玉川榎戸研「知の共有ゼミ」
  • 招待講演
• [学会発表] Kami-o-Kaminari (2021)
  • 著者名/発表者名: 鷲見貴生
  • 学会等名: 第6回 宇宙素粒子若手の会 秋の研究会
• [学会発表] KAGRAにおける環境雑音 (2021)
  • 著者名/発表者名: 鷲見貴生
  • 学会等名: 第 2 回新学術「地下宇宙」若手研究会
• [学会発表] 重力波検出器KAGRAと神岡での雷観測 (2021)
  • 著者名/発表者名: 鷲見貴生
  • 学会等名: 湘南工科大 成田研究室セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 神岡地上・地下におけるシューマン共振磁場の測定 (2021)
  • 著者名/発表者名: 鷲見貴生
  • 学会等名: 日本物理学会2021年秋季大会