2021 Fiscal Year Annual Research Report
New directions in gravitational-wave data analysis: both in computing algorithms and hardwares including its outreach activities
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19H01901
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| Research Institution | Osaka Institute of Technology |
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Principal Investigator |
真貝 寿明 大阪工業大学, 情報科学部, 教授 (30267405)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鳥居 隆 大阪工業大学, ロボティクス&デザイン工学部, 教授 (00360199)
島野 顕継 大阪工業大学, 情報科学部, 准教授 (20351463)
高橋 弘毅 東京都市大学, その他部局等, 教授 (40419693)
伊藤 洋介 大阪市立大学, 大学院理学研究科, 准教授 (60443983)
西口 敏司 大阪工業大学, 情報科学部, 教授 (80362565)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 一般相対性理論 / 重力波 / データ解析 / アウトリーチ活動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
3年目(2021年度)も，新型コロナ感染対策のため，世界的な行動制限が続いた．多くの学会や国際会議が中止あるいはオンラインで実施されるなどして，海外研究者と新規プロジェクトが先送りになるなど研究遂行上，計画の変更が余儀なくされた．しかし，重力波の実データを用いた解析については，日本の重力波干渉計KAGRAプロジェクトと，米欧LIGO-Virgoグループとの共同解析が実質的にスタートし，2019年後半から2020年春までに取得された第3期共同観測後半（O3b）での科学の知見についての論文執筆を開始した．本研究代表の真貝は，KAGRAの研究者代表を2021年8月の任期満了まで務め，共同研究者の伊藤は引き続き連続重力波解析のKAGRA側代表として，高橋も引き続き連携コンピューティングのKAGRA側代表として重力波データ解析の要職を務めている．
重力波データ解析の新手法開発については，Hilbert-Huang 変換を用いる重力波抽出法の実データへの応用，独立成分解析を用いるノイズ除去などの新たな方法の実用化を進めた．真貝は，アウトリーチ活動についてもLVKコラボレーションの代表の一人として，共同論文発表の度に，その要旨（Science Summary）を一般向けに発行する作業も積極的に行った．また，丸善社が発行する『理科年表』に重力波の項が新設され，真貝はその執筆を京都大・田中貴浩と共に担当することになった．
3年目(2021年度)に発表した研究成果は，論文発表18，学会発表7（うち招待講演3/うち国際学会3），一般向け講演・講義9，図書出版3 (編集および共著1，共著1，事典項目1)である.
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
コロナ禍で研究の進捗に若干の遅れはあるものの，米欧LIGO-Virgoグループと日本のKAGRAグループとの共同研究論文執筆体制は開始され，第3期観測期間後半(O3b)のデータ解析についての論文発表が開始され，関連するアウトリーチ活動も軌道に乗せた．
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| Strategy for Future Research Activity |
重力波の実データ解析を行う環境が整い，4年目となる2022年度は，予定通り新たな手法を応用する段階に入る．本研究は3つの柱を持つが，新たな重力波の抽出方法の開発と応用(項目(A)(B))に対しては，自己回帰モデル法・Hilbert-Huang変換法，独立成分解析法などの新たな手法を，特に検出例の多い連星ブラックホール合体に注目して，実データを用いた研究を進める(分担者・真貝，伊藤，高橋)．ブラックホール合体後に放出されるリングダウン重力波と呼ばれる波形の解析から， 強い重力場の理論検証にもつながる解析手法に着手する(分担者・鳥居)．また，導入した分散コンピューティングを行うためのサーバを実運用の準備を行う(分担者・島野)．項目(C)に関しては，アウトリーチ活動への準備活動も進める.とくに高校生・一般を対象にした 「重力波解析研究教材」および「重力波解析アプリケーション」の開発を進め，周波数解析をキーワードにして，高校数学と物理を結び，音声のスペクトル解析などから学べるキット作成に着手する(分担者・真貝，西口，島野)．
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[Presentation] 重力波望遠鏡に現れる突発性雑音の教師なし分類2022
Author(s)
坂井佑輔, 伊藤洋介, 苔山圭以子, 中平勝子, 押野翔一, 鹿野 豊, 高橋弘毅, 内山隆, 鷲見貴生, 山本尚弘, 横澤孝章
Organizer
日本情報処理学会 第84回全国大会 (2022年3月)
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[Presentation] Unsupervised Deep Learning for Classification of Transient Noise2021
Author(s)
Yusuke Sakai, Yosuke Itoh, Piljong Jung, Chihiro Kozakai, Katsuko T. Nakahira, Shoichi Oshino, Yutaka Shikano, Hirotaka Takahashi, Takashi Uchiyama, Gen Ueshima, Tatsuki Washimi, Takahiro Yamamoto, Takaaki Yokozawa
Organizer
2021 Gravitational Wave Physics and Astronomy Workshop (GWPAW2021)
Int'l Joint Research
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[Book] すべての人の天文学2022
Author(s)
岡村 定矩 (著, 監修), 芝井 広 (著, 監修), 縣 秀彦 (著, 編集), 大山 真満 大朝 由美子, 工藤 哲洋, 佐藤 文衛, 谷口 義明, 真貝 寿明, 鴈野 重之, 西浦 慎悟 (著)
Total Pages
224
Publisher
日本評論社
ISBN
978-4535789463
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[Book] 天文文化学序説：分野横断的にみる歴史と科学2022
Author(s)
松浦 清 (著, 編集), 真貝 寿明 (著, 編集), 郷司泰仁， 石田 淳， 寺澤慎吾， 勝俣 隆， 西村昌能， 山下克明， 横山恵理， 米田達郎， 神羽麻紀， 鳥居 隆， 作花一志， 玉澤春史 (著)
Total Pages
394
Publisher
思文閣出版
ISBN
978-4784220205
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[Book] 理科年表 20222021
Author(s)
国立天文台 （重力波の項 真貝寿明，田中貴浩）
Total Pages
1204
Publisher
丸善出版
ISBN
978-4621306482
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