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2013 年度 実績報告書

バースト的シグナルを含む新しい重力波データ解析手法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 23540293
研究機関新潟大学

研究代表者

大原 謙一  新潟大学, 自然科学系, 教授 (00183765)

研究分担者 高橋 弘毅  長岡技術科学大学, 工学部, 准教授 (40419693)
キーワード重力波 / データ解析 / 国際情報交換(米国,台湾,韓国)
研究概要

Hilbert-Huang Transform (HHT) を用いた重力波解析について,具体的な解析法の研究を行った。まず,HHT法の重要な要素である,Empirical Mode Decomposition (EMD) や Ensemble EMD (EEMD)の実行の際に決めておくパラメータについて,バースト重力波の解析に最適な値を決定するために,詳細な解析を行った。
さらに,この成果を元に,バースト重力波捕捉のalert-system構築法を改良し,HHT法を用いた excess amplitude法を開発した。これにより,signal-noise ratio SNR=10の場合,重力波信号を取り逃す割合 false dismisal rate が 4×10^{-5},偽のalertを発する割合 false alarm rateが 1×10^{-4} とすることが可能であることを示した。この解析は,計算時間は十分短いため,real timeに実行可能であり,実際の重力波検出システムに組み込みが可能である。
また,連星中性子星の合体の際に放射される重力波に関して,数値相対論のシミュレーションよって得られた重力波波形に対してHHT法を適用し,inspiral phaseのチャープ信号はかなりの高精度でとらえることができ,さらに振幅が小さなring-down phaseの重力波についても十分な精度で解析可能であることを示した。具体的には,10Mpcの距離で起こったイベントで10%程度の誤差で振動数の時間変化を求めることができた。すなわち,matched filter法では解析が困難なring-down phaseの詳しい解析を行い,重力波の観測により中性子星の状態方程式の情報を明らかにすることが可能であるということである。これは,重力波のデータ解析にHHT法が広く適用可能であることを示しており,学術的な意義は大きなものである。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (12件) (うち招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Towards constructing an Alert System with the Hilbert-Huang Transform -Search for signals in noisy data-2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Kaneyama, Ken-ichi Oohara, Hirotaka Takahashi, Yuta Hiranuma, Takashi Wakamatsu, Jordan B. Camp
    • 雑誌名

      Innovative Computing, Information and Control, Express Letters Part B : Applications

      巻: 5 ページ: 285-292

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Reconstructing f(R) modified gravity with dark energy parametrization2014

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Morita, Hirotaka Takahashi
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 490 ページ: 012087 (1-4)

    • DOI

      doi:10.1088/1742-6596/490/1/012087

    • 査読あり
  • [雑誌論文] On Investigating EMD Parameters to Search for Gravitational Waves2013

    • 著者名/発表者名
      H. Takahashi, K. Oohara, M. Kaneyama, . Y Hiranuma and J.B. Camp
    • 雑誌名

      Advances in Adaptive Data Analysis

      巻: Vol. 5 ページ: 1350010 (20)

    • DOI

      10.1142/S1793536913500106

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 重力波初検出および重力波天文学創成に向けたデータ解析方法の研究2013

    • 著者名/発表者名
      高橋弘毅
    • 雑誌名

      山梨科学アカデミー会報

      巻: 36 ページ: 25-33

  • [学会発表] Hilbert-Huang Transformによる重力波解析2014

    • 著者名/発表者名
      金山雅人,大原謙一,高橋弘毅,平沼悠太,Jordan B. Camp
    • 学会等名
      日本物理学会第69回年次大会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス
    • 年月日
      20140327-20140330
  • [学会発表] The Hilbert-Huang transform in search for gravitational-wave bursts2013

    • 著者名/発表者名
      Masato Kaneyama, Ken-ichi Oohara, Yuta Hiranuma, Hirotaka Takahashi, Jordan B. Camp
    • 学会等名
      Gravitational Wave Physics and Astronomy Workshop 2013 (GWPAW2013)
    • 発表場所
      Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics (IUCAA), India
    • 年月日
      20131217-20131220
  • [学会発表] The Hilbert-Huang transform in search for gravitational-wave bursts2013

    • 著者名/発表者名
      Masato Kaneyama, Ken-ichi Oohara, Yuta Hiranuma, Hirotaka Takahashi, Jordan B. Camp
    • 学会等名
      The 23th workshop on General Relativity and Gravitation in Japan (JGRG23)
    • 発表場所
      弘前大学
    • 年月日
      20131105-20131108
  • [学会発表] Hilbert-Huang Transformを用いた重力波解析2013

    • 著者名/発表者名
      金山雅人, 大原謙一, 高橋弘毅, 平沼悠太, J.B. Camp
    • 学会等名
      日本物理学会秋季大会
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      20130920-23
  • [学会発表] Towards constructing an Alert System with the Hilbert-Huang Transform -Search for signals in noisy data-2013

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Takahashi, Masato Kaneyama, Ken-ichi Oohara, Yuta Hiranuma, Takashi Wakamatsu, Jordan B. Camp
    • 学会等名
      The Eighth International Conference on Innovative Computing, Information and Control (ICICIC2013)
    • 発表場所
      Tokai University, Kumamoto
    • 年月日
      20130914-20130917
  • [学会発表] Hilbert-Huang変換を用いた重力波データ解析手法の開発2013

    • 著者名/発表者名
      高橋弘毅, 大原謙一, 金山 雅人, 若松 剛司, 平沼 悠太, Jordan B. Camp
    • 学会等名
      日本天文学会2013年秋季年会
    • 発表場所
      東北大学
    • 年月日
      20130910-20130912
  • [学会発表] Reconstructing f(R) modified gravity with dark energy parametrization2013

    • 著者名/発表者名
      Masaaki Morita, Hirotaka Takahashi
    • 学会等名
      International Conference on Mathematical Modeling in Physical Sciences, IC-MSQUARE 2013
    • 発表場所
      Prague, Czech Republic
    • 年月日
      20130828-20130831
  • [学会発表] Astrophysics with Gravitational Waves2013

    • 著者名/発表者名
      Ken-ichi Oohara
    • 学会等名
      2013 International School on Numerical Relativity and Gravitational Waves
    • 発表場所
      APCTP Headquarters at Pohang, Korea
    • 年月日
      20130803-20130810
    • 招待講演
  • [学会発表] Fundamentals of the gravitational wave data analysis V2013

    • 著者名/発表者名
      K. Oohara
    • 学会等名
      2013 International School on Numerical Relativity and Gravitational Waves
    • 発表場所
      APCTP Headquarters at Pohang, Korea
    • 年月日
      20130803-10
    • 招待講演
  • [学会発表] Detection method with the Hilbert-Huang transform in search for gravitational-wave bursts2013

    • 著者名/発表者名
      Masato Kaneyama, Ken-ichi Oohara, Yuta Hiranuma, Hirotaka Takahashi, Jordan B. Camp
    • 学会等名
      Yukawa International Seminar 2013 (YKIS2013)
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      20130603-20130607
  • [学会発表] On Investigating EMD Parameters to Search for Gravitational Waves

    • 著者名/発表者名
      Hirotaka Takahashi, Ken-ichi Oohara
    • 学会等名
      Seminar at Research Center for Adaptive Data Analysis
    • 発表場所
      National Central University, Taiwan
  • [学会発表] 重力波初検出および重力波天文学創成に向けたデータ解析方法の研究

    • 著者名/発表者名
      高橋弘毅
    • 学会等名
      公益社団法人 山梨科学アカデミー交流大会
    • 発表場所
      ベルクラシック甲府
    • 招待講演

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公開日: 2015-05-28  

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