Unmodeled Search for Gravitational Waves Using the Hilbert-Huang Transformation

使用希尔伯特-黄变换对引力波进行未建模搜索

基本信息

批准号：
22K03614
负责人：
大原謙一
金额：
$ 2.58万
依托单位：
The Open University of Japan
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03614/
关键词：
重力波データ解析超新星

项目摘要

Hilbert-Huang transform (HHT) の第1段階である empirical mode decomposition (EMD)には，いくつかの改良すべき余地がある。たとえば，振動する時系列データの包絡線を求めるのに，普通はcubic splineを用いているが，データによっては，オーバシュートなどが起こり，うまく包絡線が求められないことがある。この問題は，Akima splineを用いることで解決する可能性があり，研究協力者である酒井一樹氏などとともに，連星ブラックホールの合体の観測データなどにこれを適用し，その有効性を示した。この結果は，論文化して現在投稿中である。また，EMDには，入力データの最初または最後付近で包絡線の抽出が不安定になることがある。これを解決するために，データの最初と最後の極大点または極小点で対称であると仮定して外挿することにより，不安定を抑えることができることが分かった。さらに，ensemble EMD (EEMD) では，一般に分解結果の完全性が保持されないが，完全性を保持して計算時間を低減することができるcomplementary EEMD (CEEMD)が最近提唱されている。これらの改良を行ったプログラムを重力波の実観測データや数値シミュレーションデータに適用して，十分効果的であることが示した。論文化に向けて，さらなる解析を進めている。これらの改良点は，我々の計算ライブラリーであるKAGRA algorithmic library (KAGALI)に実装済みである。KAGALIに関しては，最新バージョンのコンパイラへの対応やいくつかのバグ修正を行った。また，これらの研究成果は，研究協力者の武田芽依氏（大阪市立大学大学院生）の博士論文（2023年3月）の一部になっている。

Hilbert-Huang Transform（HHT）的第一阶段，经验模式分解（EMD）有一些改进的空间。例如，立方花键通常用于确定振荡时间序列数据的包络，但根据数据，过度施加或类似，可能会发生，并且可能无法正确确定包膜。可以通过使用Akima样条来解决这个问题，并与研究合作者Sakai Kazuki等人一起，将其应用于联合二元黑洞的观察数据，证明了其有效性。目前正在讨论此结果。此外，EMD在输入数据的开始或结束时可能具有不稳定的信封提取。为了解决这个问题，发现可以通过外推抑制不稳定，假设它在数据的第一个也是最后一个最大或最小点对称。此外，最近有人提出了集合EMD（EEMD）提供一个完整的EEMD（CEEMD），该EEMD通常无法保持分解结果的完整性，但可以维持完整性并减少计算时间。这些改进的程序应用于引力波和数值模拟数据的实际观察数据，并被证明具有足够有效的效果。进一步分析是针对理论文化的。这些改进已经在我们的计算库Kagra算法库（Kagali）中实现。关于Kagali，我们对编译器的最新版本进行了回应，并修复了一些错误。这些研究结果也是研究合作者Takeda Mei（大阪市大学研究生）的博士学位论文（2023年3月）的一部分。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Population of Merging Compact Binaries Inferred Using Gravitational Waves through GWTC-3

DOI：
10.1103/physrevx.13.011048
发表时间：
2021-11
期刊：
Physical Review X
影响因子：
12.5
作者：
The Ligo Scientific Collaboration;The Virgo Collaboration;T. Abbott;T. Abbott;F. Acernese;K. Ackley
通讯作者：
The Ligo Scientific Collaboration;The Virgo Collaboration;T. Abbott;T. Abbott;F. Acernese;K. Ackley

Korea Institute of Sci. and Tech. Info./Inje University/Korea Astron. and Space Sci. Institute(韓国)

韩国科学技术研究所/仁济大学/韩国天文学研究所。