重力波検出器ＫＡＧＲＡを用いた超新星爆発メカニズム解明に向けた研究

使用引力波探测器 KAGRA 旨在阐明超新星爆炸机制的研究

• 批准号: 15J12135
• 负责人: 横澤 孝章
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: The University of Tokyo (2017)Osaka City University (2015-2016)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2018-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J12135/
• 关键词: 重力波; 超新星爆発; キャリブレーション; KAGRA; 超新星爆発メカニズム; iKAGRA観測; 親星コアの回転; 重力波検出シミュレーション; ニュートリノ検出シミュレーション

申請者は今年度、「超新星爆発の新たな先駆的特徴信号摘出手法の開発」と「KAGRA検出器における重力波信号較正」を中心に研究を行った。超新星爆発から生じる重力波のようなモデル化が困難で短時間に観測されるバースト性重力波に対する解析として、Hilbert-Huang変換という時間・周波数分解能の不確定性原理のない新たな解析手法を用いて、新たな特徴信号摘出手法の研究を行った。その結果、即時対流から生じる400Hz程度の信号や、SASI活動から生じる、時間と共に周波数が増加しているg-mode oscillationからの信号、50-100Hzの判定上的な信号の特徴づけ手法を確立することができた。今後は、検出器ノイズを加えた解析を行い、定量的評価を行うことを計画している。アメリカの重力波検出器LIGOやイタリアの重力波検出器Virgoによる重力波の直接観測の成功により、重力波天文学が幕開けとなり、重力波ネットワークによる精度の良いデータを解析することが必要となった。そのために重要となるのが、得られた電圧信号を重力波信号への較正を精度よく行うことである。その上で系統誤差を定量的に求め、得られた物理パラメータの妥当性を評価する必要がある。申請書は、特に任意な波形で鏡を揺らすことにより擬似的に重力波を注入するハードウェアインジェエクションと呼ばれる検出器性能試験を統括と、信号取得や検出器観測状態を維持するために導入されている各種アナログ回路の伝達測定とその特徴づけを行った。また、2018年度に導入を計画している輻射圧キャリブレータのインストールと性能評価・輻射圧キャリブレータ運用に必要な望遠鏡カメラシステムのインストール・メンテナンス・データ解析を中心に行った。

This year, the applicant is conducting research on "Development of new characteristic signal extraction methods for supernova explosions" and "Gravity wave signal correction for KAGRA detectors." A new analytical method for the determination of the uncertainty principle of the time and frequency decomposition energy of the gravitational wave generated by a supernova explosion is studied. The result is that the signal generated at 400Hz in real time, the signal generated at SASI activity, the signal generated at g-mode oscillation with increasing number of cycles in time, and the signal characteristic method determined at 50-100Hz are established. In the future, the analysis and quantitative evaluation of the equipment will be carried out. The gravity wave detector LIGO and Virgo are necessary for the successful direct measurement of gravity waves, the development of gravity wave astronomy, and the accurate analysis of gravity wave generation. The voltage signal is very important, and the gravity wave signal is very accurate. It is necessary to evaluate the correctness of the above systematic error. The application includes a comprehensive test of detector performance, signal acquisition and detector detection state maintenance, introduction of various types of detector loops, detection and detection characteristics, as well as random waveform mirror detection and detection of gravity waves. In 2018, the introduction plan for the radiation pressure distribution system performance evaluation, radiation pressure distribution system application, necessary telescope distribution system performance evaluation, radiation pressure distribution system analysis center implementation.

项目成果

重力波、ニュートリノの同時観測による超新星爆発衝撃波復活メカニズム解明に向けた研究

通过同时观测引力波和中微子来阐明超新星爆炸冲击波的恢复机制的研究

• 发表时间: 2015
• 作者: 横澤孝章;諏訪雄大;小汐由介;神田展行
• 通讯作者: 神田展行

Hilbert-Huang変換を用いたiKAGRA波形注入試験の検証

使用 Hilbert-Huang 变换验证 iKAGRA 波形注入测试

• 发表时间: 2017
• 作者: 横澤孝章;KAGRA collaboration
• 通讯作者: KAGRA collaboration

Mirror actuation design for the interferometer control of the KAGRA gravitational wave telescope

KAGRA引力波望远镜干涉仪控制的镜面驱动设计

• DOI: 10.1088/1361-6382/aa90e3
• 发表时间: 2017
• 期刊: Classical and Quantum Gravity
• 影响因子: 3.5
• 作者: Michimura Yuta ;Shimoda Tomofumi ;Miyamoto Takahiro ;Shoda Ayaka ;Okutomi Koki ;Fujii Yoshinori ;Tanaka Hiroki ;Barton Mark A ;Takahashi Ryutaro ;Aso Yoichi ;et al.
• 通讯作者: et al.

Study of characteristic signals extraction method from supernovae GW and neutrino signals

超新星引力波和中微子信号特征信号提取方法研究

• 发表时间: 2016
• 作者: Takaaki Yokozawa;4 people
• 通讯作者: 4 people

Solar Neutrino Measurements in Super-Kamiokande-IV

• DOI: 10.1103/physrevd.94.052010
• 发表时间: 2016-06
• 期刊: arXiv: High Energy Physics - Experiment
• 作者: S. Abe;Y. Haga;Y. Hayato;M. Ikeda;K. Iyogi;J. Kameda;Y. Kishimoto;L. Marti;M. Miura;S. Moriyama;M. Nakahata;T. Nakajima;S. Nakayama;A. Orii;H. Sekiya;M. Shiozawa;Y. Sonoda;A. Takeda;H. Tanaka;Y. Takenaga;S. Tasaka;T. Tomura;K. Ueno;T. Yokozawa;R. Akutsu;T. Irvine;H. Kaji;T. Kajita;I. Kametani;K. Kaneyuki;K. P. Lee;Y. Nishimura;T. McLachlan;K. Okumura;E. Richard;L. Labarga;P. Fernandez;F. Blaszczyk;J. Gustafson;C. Kachulis;E. Kearns;32 J. L. Raaf;J. Stone;32 L. R. Sulak;S. Berkman;S. Tobayama;M. Goldhaber;K. Bays;G. Carminati;N. J. Griskevich;W. Kropp;S. Mine;A. Renshaw;M. Smy;H. Sobel;V. Takhistov;P. Weatherly;K. Ganezer;B. Hartfiel;J. Hill;W. Keig;N. Hong;J. Kim;I. Lim;R. Park;T. Akiri;J. Albert;A. Himmel;Z. Li;E. O’Sullivan;K. Scholberg;C. Walter;T. Wongjirad;T. Ishizuka;T. Nakamura;J. Jang;K. Choi;J. Learned;S. Matsuno;S. Smith;M. Friend;T. Hasegawa;T. Ishida;T. Ishii;T. Kobayashi;T. Nakadaira;K. Nakamura;K. Nishikawa;Y. Oyama;K. Sakashita;T. Sekiguchi;T. Tsukamoto;Y. Nakano;A. Suzuki;Y. Takeuchi;T. Yano;S. Cao;T. Hayashino;T. Hiraki;S. Hirota;K. Huang;K. Ieki;M. Jiang;T. Kikawa;A. Minamino;A. Murakami;T. Nakaya;N. Patel;K. Suzuki;S. Takahashi;R. Wendell;Y. Fukuda;Y. Itow;G. Mitsuka;F. Muto;T. Suzuki;P. Mijakowski;K. Frankiewicz;J. Hignight;J. Imber;C. Jung;X. Li;J. Palomino;G. Santucci;I. Taylor;C. Vilela;M. Wilking;C. Yanagisawa;D. Fukuda;H. Ishino;T. Kayano;A. Kibayashi;Y. Koshio;T. Mori;M. Sakuda;J. Takeuchi;R. Yamaguchi;Y. Kuno;R. Tacik;S. Kim;H. Okazawa;Y. Choi;K. Itô;K. Nishijima;M. Koshiba;Y. Totsuka;Y. Suda;M. Yokoyama;C. Bronner;R. Calland;M. Hartz;K. Martens;Y. Obayashi;Y. Suzuki;M. Vagins;C. Nantais;J. Martin;P. Perio;H. Tanaka;A. Konaka;S. Chen;H. Sui;L. Wan;Z. Yang;H. Zhang;Y. Zhang;K. Connolly;M. Dziomba;R. Observatory;Inst. for Nucl. Research;U. Tokyo;Research Center for Cosmic Neutrinos;Department of Applied Physics;U. A. Madrid;Department of Applied Physics;Boston University;Astronomy;U. Columbia;P. Department;Brookhaven National Laboratory;U. California;Irvine;California State Polytechnic University;Chonnam National University;D. University;Junior College;Fukuoka Institute of Technology;G. University;Gist College;Gwangju Institute of Science;Technology;U. Hawaii;High Energy Accelerator Research Organization;K. University;Kyoto University;Miyagi University of Education;Inst. for Nucl. Research;Nagoya University;Kobayashi-Maskawa Institute for the Origin of Particles-Kobayashi-Maskawa-Institute-for-the-Origin-of-102831616;the Universe;N. C. F. N. Research-N.-C.-F.-N.-Research-102713602;State University of New York at Stony Brook;O. University;Okayama;Okayama 700-8530;J. D. O. Physics;O. University;U. O. Regina;Seoul National University;Department of Informatics in Social Welfare;Shizuoka University of Welfare;S. University;T. University;T. U. O. Tokyo;K. I. F. T. Physics;Mathematics of the Universe;The University of Tokyo Institutes for Advanced Study-The-University-of-Tokyo-Institutes-for-Advanced-102424100;U. Toronto;Triumf;4004 Wesbrook Mall;Department of Applied Physics;Tsinghua University;U. Washington