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2020 年度 実績報告書

非ガウス性を利用した宇宙背景重力波の起源の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20J40022
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, 特別研究員(RPD)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
キーワード重力波 / 非ガウス性 / データ解析
研究実績の概要

初年度はブラックホール連星起源の背景重力波が持つ非ガウス性を調べるための理論研究に取り組んだ。ブラックホール連星起源の背景重力波スペクトルと、その非ガウス性と関連づけられる量であるDuty Cycleを計算するコードを開発した。まずはブラックホール連星の質量分布と赤方偏移分布に、原始ブラックホールシナリオから予想されるものを用い、先行研究と結果が一致することを確かめた。現在は、質量・赤方偏移分布をブラックホールが星起源であるシナリオから予想されるものに変更し、スペクトルやDuty Cycleに現れる違いを調べている。
また、ブラックホール連星とは別に、非ガウス的な背景重力波を生成する可能性のある宇宙ひも起源の背景重力波に関する研究も進めた。三叉構造を持つ宇宙ひもが生成する背景重力波スペクトルを計算した論文はJournal of Cosmology and Astroparticle Physicsに掲載された。また、パルサータイミングのデータを用いて、宇宙ひもからの単独重力波バーストを探索し、検出されなかった事実から宇宙ひものパラメータに制限を与え、論文がMonthly Notices of the Royal Astronomical Societyに掲載された。
他にもインフレーション起源の背景重力波に関する論文を執筆し、2編がJournal of Cosmology and Astroparticle Physicsに掲載された。
理論研究を進める一方で、重力波データ解析の準備も進めた。LIGO内で背景重力波のデータ解析に使われているコード(MatApps)を使えるよう計算機環境を整え、テストランを済ませた。現在、LIGO内では非ガウス的な背景重力波を検証するための議論が活発に進められているため、毎週行われているテレコンに参加し、今後のコード開発の方針を検討している。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 5件)

  • [国際共同研究] Instituto de Fisica Teorica/Instituto de Estructura de la Materia(スペイン)

    • 国名
      スペイン
    • 外国機関名
      Instituto de Fisica Teorica/Instituto de Estructura de la Materia
  • [国際共同研究] CSIRO Astronomy and Space Science(オーストラリア)

    • 国名
      オーストラリア
    • 外国機関名
      CSIRO Astronomy and Space Science
  • [雑誌論文] Stochastic gravitational-wave background in quantum gravity2021

    • 著者名/発表者名
      Calcagni Gianluca、Kuroyanagi Sachiko
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2021 ページ: 019~019

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2021/03/019

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Blue-tilted inflationary tensor spectrum and reheating in the light of NANOGrav results2021

    • 著者名/発表者名
      Kuroyanagi Sachiko、Takahashi Tomo、Yokoyama Shuichiro
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2021 ページ: 071~071

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2021/01/071

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Searching for gravitational-wave bursts from cosmic string cusps with the Parkes Pulsar Timing Array2020

    • 著者名/発表者名
      Yonemaru N、Kuroyanagi S、Hobbs G、Takahashi K、Zhu X-J、Coles W A、Dai S、Howard E、Manchester R、Reardon D、Russell C、M?Shannon R、Thyagarajan N、Spiewak R、Wang J-B
    • 雑誌名

      Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      巻: 501 ページ: 701~712

    • DOI

      10.1093/mnras/staa3721

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Optimization of quantum noise by completing the square of multiple interferometer outputs in quantum locking for gravitational wave detectors2020

    • 著者名/発表者名
      Yamada Rika、Enomoto Yutaro、Nishizawa Atsushi、Nagano Koji、Kuroyanagi Sachiko、Kokeyama Keiko、Komori Kentaro、Michimura Yuta、Naito Takeo、Watanabe Izumi、Morimoto Taigen、Ando Masaki、Furusawa Akira、Kawamura Seiji
    • 雑誌名

      Physics Letters A

      巻: 384 ページ: 126626~126626

    • DOI

      10.1016/j.physleta.2020.126626

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gravitational wave spectrum from kinks on infinite cosmic strings with Y-junctions2020

    • 著者名/発表者名
      Matsui Yuka、Horiguchi Koichiro、Nitta Daisuke、Kuroyanagi Sachiko
    • 雑誌名

      Journal of Cosmology and Astroparticle Physics

      巻: 2020 ページ: 039~039

    • DOI

      10.1088/1475-7516/2020/11/039

    • 査読あり
  • [学会発表] Primordial gravitational waves with a blue-tilted spectrum2020

    • 著者名/発表者名
      黒柳幸子
    • 学会等名
      Progress on Old and New Themes in cosmology (PONT) 2020
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Gravitational waves from non-local Starobinsky inflation2020

    • 著者名/発表者名
      黒柳幸子
    • 学会等名
      7th Korea-Japan Workshop on Dark Energy
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 重力波宇宙論の展望2020

    • 著者名/発表者名
      黒柳幸子
    • 学会等名
      PPP2020
    • 招待講演
  • [学会発表] Search for a stochastic gravitational wave background with LISA2020

    • 著者名/発表者名
      黒柳幸子
    • 学会等名
      The 13th International LISA Symposium
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Searching for gravitational wave bursts from cosmic string cusps with the Parkes Pulsar Timing Array2020

    • 著者名/発表者名
      黒柳幸子
    • 学会等名
      Spring workshop on gravity and cosmology
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2021-12-27  

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