重力波検出器KAGRAによる背景重力波探査のデータ解析体制の構築

2023 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 20H01899
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 黒柳 幸子 名古屋大学, 理学研究科, 招へい教員 (60456639)
• 研究期間 (年度): 2020-04-01 – 2024-03-31
• キーワード: 重力波 / 宇宙物理 / データ解析

研究実績の概要

本研究の目的は、KAGRAが国際重力波検出器ネットワークに参加するにあたり、背景重力波のデータ解析の体制を整えることにある。スペクトルの形状・非等方性・偏光といった特徴量に着目し、背景重力波の検出だけでなく、その起源を特定することができるような体制を作ることである。
最終年度の2023年度は、昨年度に開発した、非ガウス性を持つ背景重力波に特化したデータ解析コードの改良に取り組んだ。機械学習のトレーニングに使うデータは、以前は簡単にモデル化したものを使っていたが、今回はブラックホール連星信号を使いより現実的なデータに近づけた。また、解析を短時間セグメント内の個々のイベントの検出と長時間データの解析部分と２段階に分けることで感度の向上を試みている。コードは完成したものの、解析パイプラインが複雑になったことから、当該年度内に満足のいく検出精度を出すことができず、現在もコードの詳細を調整しているところである。引き続き精度を高めて将来の解析に使えるものを作り上げていきたい。
また、理論研究として、初期宇宙起源の背景重力波スペクトルに振動の形状が現れるモデルを精査し、将来観測での検出可能性を議論した論文がClassical and Quantum Gravity誌に掲載された。

現在までの達成度 (段落)

令和5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5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] Effects of orbital precession on hyperbolic encounters (2024)
  • 著者名/発表者名: Caldarola Marienza、Kuroyanagi Sachiko、Nesseris Savvas、Garcia-Bellido Juan
  • 雑誌名: Physical Review D 巻: 109 ページ: 064001
  • DOI: 10.1103/PhysRevD.109.064001
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Gravitational waves in the circular restricted three body problem (2024)
  • 著者名/発表者名: Martin Barandiaran Mikel、Kuroyanagi Sachiko、Nesseris Savvas
  • 雑誌名: Classical and Quantum Gravity 巻: 41 ページ: 095002～095002
  • DOI: 10.1088/1361-6382/ad36a7
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Constraints on Non-Gaussian primordial curvature perturbation from the LIGO-Virgo-KAGRA third observing run (2024)
  • 著者名/発表者名: Ryoto Inui, Santiago Jaraba, Sachiko Kuroyanagi, Shuichiro Yokoyama
  • 雑誌名: IOP Science home Accessibility Help Journals Books Publishing Support Login Journal of Cosmology and Astroparticle Physics 巻: 05 ページ: 082
  • DOI: 10.1088/1475-7516/2024/05/082
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Stochastic gravitational wave background constraints from Gaia DR3 astrometry (2023)
  • 著者名/発表者名: Jaraba Santiago、Garcia-Bellido Juan、Kuroyanagi Sachiko、Ferraiuolo Sarah、Braglia Matteo
  • 雑誌名: Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 巻: 524 ページ: 3609～3622
  • DOI: 10.1093/mnras/stad2141
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Log-periodic gravitational-wave background beyond Einstein gravity (2023)
  • 著者名/発表者名: Calcagni Gianluca、Kuroyanagi Sachiko
  • 雑誌名: Classical and Quantum Gravity 巻: 41 ページ: 015031～015031
  • DOI: 10.1088/1361-6382/ad1123
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Observational constraints on primordial physics through the stochastic gravitational wave background (2023)
  • 著者名/発表者名: 黒柳幸子
  • 学会等名: YITP International Molecule-type Workshop “Revisiting cosmological non-linearities in the era of precision surveys”
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Searching log-periodic oscillations in the stochastic gravitational wave background (2023)
  • 著者名/発表者名: 黒柳幸子
  • 学会等名: APCTP Focus research program: Black Hole and Gravitational Waves: from modified theories of gravity to data analyses
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Gravitational waves from cosmic strings (2023)
  • 著者名/発表者名: 黒柳幸子
  • 学会等名: Gravitational Wave Probes of Physics Beyond the Standard Model
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Searching for planetary-mass primordial black holes (2023)
  • 著者名/発表者名: 黒柳幸子
  • 学会等名: Focus Week on Primordial Black Holes
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 重力波観測の現状と展望 (2023)
  • 著者名/発表者名: 黒柳幸子
  • 学会等名: 第３６回 理論懇シンポジウム 「高赤方偏移のフロンティア」
  • 招待講演