パルサー・タイミング・アレイによる重力波検出に向けたデータ解析手法の確立

1. ニューラルネットワークを用いたパルサー候補天体の選出パルサーとは、周期的なパルスを放射する天体であり、その正体は高速で自転する中性子星だと考えられている。中性子星は非常に密度が高く、重力が強い天体であり原子核物理や重力理論の検証、また重力波の直接検出など様々な研究の対象となっている。そのため、多くのパルサーを検出・観測することは重要である。 しかし、パルサーの発見にかかる時間や計算コストは大きい。そこで、本研究ではコストの大きいタイミング観測を行う前にあらかじめパルサーの候補を絞る手法を提唱した。具体的には、電波源(電波で観測される点状の天体)カタログから機械学習の一つの手法であるニューラルネットワークを用いてパルサーの候補天体を選出するという手法である。テストの結果、本研究の手法は非常に高い精度でパルサー候補を判別できるという事が判明した。 本研究は、論文として海外の査読付き学術雑誌MNRASに掲載された。2.Pulsar Timing Array(PTA)を用いた宇宙ひもからの重力波バーストの探索重力波とは、光速で伝播する時空のゆがみ(空間の長さの変化)の波であり、質量の大きい物体が加速度運動した際に放出される。本研究では、宇宙ひもとよばれる天体に着目し、PTAを用いてその天体からの10年周期程度の重力波バーストの探索を行った。宇宙ひもとは、 宇宙初期に形成されると考えられている非常に質量が大きく非常に速く動くひも状の天体である。宇宙ひもはひも同士が交錯すると繋ぎ変わりループを形成する。本研究ではその単一のループからの重力波バーストの探索を行った。 本研究はオーストラリアの Parkes PTAチームと共同で行い、私は令和元年10月から12月にかけての2か月間、現地に滞在した。本研究は、近日中に学術論文として投稿できる見込みである。

1. ニューラルネットワークを用いたパルサー候補天体の選出パルサーとは、周期的なパルスを放射する天体であり、その正体は高速で自転する中性子星だと考えられている。中性子星は非常に密度が高く、重力が強い天体であり原子核物理や重力理論の検証、また重力波の直接検出など様々な研究の対象となっている。そのため、多くのパルサーを検出・観測することは重要である。 しかし、パルサーの発見にかかる時間や計算コストは大きい。そこで、本研究ではコストの大きいタイミング観測を行う前にあらかじめパルサーの候補を絞る手法を提唱した。具体的には、電波源(電波で観測される点状の天体)カタログから機械学習の一つの手法であるニューラルネットワークを用いてパルサーの候補天体を選出するという手法である。テストの結果、本研究の手法は非常に高い精度でパルサー候補を判別できるという事が判明した。 本研究は、論文として海外の査読付き学術雑誌MNRASに掲載された。2.Pulsar Timing Array(PTA)を用いた宇宙ひもからの重力波バーストの探索重力波とは、光速で伝播する時空のゆがみ(空間の長さの変化)の波であり、質量の大きい物体が加速度運動した際に放出される。本研究では、宇宙ひもとよばれる天体に着目し、PTAを用いてその天体からの10年周期程度の重力波バーストの探索を行った。宇宙ひもとは、 宇宙初期に形成されると考えられている非常に質量が大きく非常に速く動くひも状の天体である。宇宙ひもはひも同士が交錯すると繋ぎ変わりループを形成する。本研究ではその単一のループからの重力波バーストの探索を行った。 本研究はオーストラリアの Parkes PTAチームと共同で行い、私は令和元年10月から12月にかけての2か月間、現地に滞在した。本研究は、近日中に学術論文として投稿できる見込みである。