Developing the wave optics gravitational lensing astronomy

发展波动光学引力透镜天文学

• 批准号: 22K18720
• 负责人: 大栗 真宗
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18720/
• 关键词: 重力レンズ; 重力波; 波動光学; ダークマター

ボルン近似に基づく重力波の重力レンズ効果の調査を行った。フレネル長に対応する密度揺らぎにより生じる振幅と位相のゆらぎは10^-3のオーダーで小さいことがわかっていたが、幾何光学重力レンズ増光された重力波に対する、密度揺らぎパワースペクトルと振幅および位相ゆらぎを結びつける一般的な公式を導出し、それを用いて強い重力レンズで大きく増光された重力波に対しては振幅および位相ゆらぎが大幅にブーストされることを見出した。このことにより、波動光学効果を少ない数の重力波観測で検出しうる可能性を指摘した。この研究で導出した一般的な公式は、さまざまな状況下で波動光学効果を見積もるためのたいへん有用な公式であり、今後もさまざまな応用が考えられる。今後開発していく予定の数値計算コードの計算結果との比較も今後の重要な研究テーマとなるだろう。またこの他に、ボルン近似の適用範囲の詳細の調査にも着手した。手始めに、点質量レンズの場合は波動光学効果の解析的な表式が知られているので、点質量レンズの場合に解析式とボルン近似の式の計算結果を比較し、フレネル長が十分大きい場合、またソースの位置が離れた場合など重力レンズ効果が弱い場合にボルン近似の精度が良いことが確認できた。これらの結果をもとに、波動光学効果の数値計算の準備を順次進めている。またボルン近似の精度の比較も、等温球質量モデルなど他の質量モデルに拡張し今後さらに調べていく。

Youdaoplaceholder0 に approximate に basis づく gravitational wave <s:1> gravity レ ズ ズ the effect of ズ of gravity レ ズ ズ を investigation を. Long フ レ ネ ル に 応 seaborne す る density 揺 ら ぎ に よ り raw じ と る amplitude phase の ゆ ら ぎ は 10 ^ - 3 の オ ー ダ ー で small さ い こ と が わ か っ て い た, geometrical optics, gravity が レ ン ズ raised light さ れ た gravitational wave に す seaborne る, density 揺 ら ぎ パ ワ ー ス ペ ク ト ル と amplitude お よ び phase ゆ ら ぎ を "び つ け る な formula of general を し, そ derived Strong れ を with い て い gravity レ ン ズ で big き く raised light さ れ た gravitational wave に し seaborne て は amplitude お よ び phase ゆ ら ぎ が sharply に ブ ー ス ト さ れ る こ と を see out し た. The optical effect of waves is を less な 観 the number of <s:1> gravitational waves 観, and the possibility of で検 measurement で検 of <s:1> うる is を criticized for た. こ の research で export し た な formula of general は, さ ま ざ ま な condition で wave optics unseen fruit を see product も る た め の た い へ ん な useful formula で あ り, future も さ ま ざ ま な 応 tested え in が ら れ る. In the future, the development of て て く く, the calculation of the given <s:1> values コ ド ド と, the calculation results と, and the comparison of <s:1> will be conducted. In the future, <s:1> important な research テ and となるだろう will be carried out. Youdaoplaceholder0 ボ <s:1> he に, ボ ボ ボ に approximate <s:1> applicable scope 囲 detailed <s:1> investigation に に start た た. Hand beginning め に, point quality レ ン ズ の occasions は wave optics unseen fruit の analytic な tabular が know ら れ て い る の で, point quality レ ン ズ の occasions に analytical と ボ ル ン の computing results of approximate の を し, フ レ ネ ル が very big き い occasions, ま た ソ ー ス が の position from れ た occasions な ど gravity レ ン ズ unseen fruit が weak い occasions に ボ ル ン approximate の precision Youdaoplaceholder0 good とが とが confirm で た た. The <s:1> れら <s:1> result を とに とに とに, the calculation of the <s:1> value of the wave optical effect <s:1>, and the preparation を are successively entered into めて る る る. Youdaoplaceholder0 <s:1> approximate <s:1> accuracy <e:1> comparison <e:1>, isothermal sphere mass モデ <s:1> な な <s:1> other <s:1> mass モデ に拡 に拡 zhang さらに in the future さらに adjustment べて く く く く く.

项目成果

Gravitational waves as a probe of the small-scale dark matter distribution

引力波作为小尺度暗物质分布的探针

• 发表时间: 2023
• 作者: Oguri Masamune;Takahashi Ryuichi;Masamune Oguri
• 通讯作者: Masamune Oguri

Amplitude and phase fluctuations of gravitational waves magnified by strong gravitational lensing

• DOI: 10.1103/physrevd.106.043532
• 发表时间: 2022-04
• 期刊: Physical Review D
• 影响因子: 5
• 作者: M. Oguri;R. Takahashi