重力波を通じた新物理の探究-データ解析ツールの開発とその応用-

通过引力波探索新物理 - 数据分析工具开发及其应用 -

• 批准号: 21K13921
• 负责人: 山田 慧生
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2022-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K13921/
• 关键词: 一般相対論; 重力波; データ解析; リングダウン; 修正重力理論; ブラックホール; 重力理論; 暗黒物質

本年度は重力理論の好ましいパラメター領域を明らかにする目的のため，重力波データ解析のためのツール作成を行なった．特に，連星ブラックホール合体による重力波における最終段階であるリングダウン期に着目し，その時期の波形が一般相対論を超える理論によって変化した場合にこれを捉えるための検証プログラムを構築した．この理論検証においては，リングダウン期における重力波形を特徴付ける２つの周波数を一般相対論の予言からずれ得るパラメターとして扱うことで，データから推定されたパラメターが如何に一般相対論と一致しているか，はたまたずれがあるのかを調べた．作成したプログラムの動作確認はガウシアンノイズの中に理論波形を挿入した擬似データを用いたインジェクションテストで行った．さまざまな質量やその比を持つ擬似データをSXS重力波データベースから取り出したシミュレーション波形を用いて作成した．結果として，一般相対論によって予言される波形を挿入したインジェクションテストでは高い確度で一般相対論の予言値を推定することが出来ており，想定通りの動作・検証が可能であることがわかった．実際の観測データを用いた理論検証においてはLIGO-Virgoコラボレーションによって観測・公開されている重力波カタログ（GWTC-1, 2.1, 3-confident catalogs）を対象とし，中性子星連星合体と思われる２つのイベントを除いた全てのイベントに対してパラメターサーベイを行うとともに，それらの結果をスタックして一般相対論の理論検証を行なった．結果として，リングダウン期の信号雑音比が十分に高くない現状の観測においても観測データは３σレベルで一般相対論と無矛盾であることが示された．

This year's gravity theory is good. In particular, even the stars and stars in the body of gravity waves in the final stage of the stage, the stage of the wave, the general phase theory, the theory of the stage of the wave, the construction of the stage. This theoretical model is based on the theory of gravity wave shape, the characteristics of gravity wave shape, the number of cycles, the general correlation theory, the theory of gravity wave shape and the general correlation theory. Make sure the action is correct. The ratio of mass to mass is determined by the simulation of the gravity wave of SXS. The result is that the waveform of the general phase theory can be predicted with high accuracy, and the motion of the general phase theory can be determined. In practice, the measurement of gravity waves is carried out in the light of the theory of the LIGO-Virgo system.(GWTC-1, 2.1, 3-confidential catalogues) For objects, neutral sub-stars, star combinations, and other objects, the general theory of relativity is proposed. The result is that the signal-to-noise ratio of the system is very high, and the current situation is very high.

项目成果

Testing ringdown signal with modified templates

使用修改后的模板测试振铃信号

• 发表时间: 2022
• 作者: Shiori Shakuto;Kei Yamada
• 通讯作者: Kei Yamada

パラメター化したテンプレートを用いたリングダウン波形の検証

使用参数化模板验证振铃波形

• 发表时间: 2022
• 作者: 富樫甫;鷹野正利;富樫甫;Hajime Togashi;富樫甫;富樫甫;山田慧生
• 通讯作者: 山田慧生