福岡大学 理学部 物理科学科 端山研究室

観測的重力波天文学

「探しているものを見つける」から「知らなかったものを見つける」へ

 2015年、ブラックホール連星合体からの重力波が、2017年には連星中性子星合体からの重力波が検出されて、重力波天文学がスタートした。こうした重力波源は理論的によく研究され、その重力波形も高い精度で計算されている。一方、重力波天文学では、予想されたものを探し出し見つけるという研究だけでなく、今まで人類が全く予想だにしなかった現象を見つけるという非常にエキサイティングな研究の方向もある。

 当研究室では、宇宙の未知の現象を見つけるために、波形も何も分からない重力波をいかに検出して、そこからどうやって現象を解き明かしていくのかという研究を推進しています。特に、世界の重力波望遠鏡をすべて組み合わせて、その検出能力を最大にして、モデル化されていない重力波の探査の手法であるコヒーレントネットワーク解析での探査、スパースモデリングや深層学習といった解析手法や、今まで考えられていなかった重力波の性質などを組み込んで、より遠方の重力波を検出できる観測手法の開発などを行っています。

 子供のころ、虫や魚を捕まえるのに網を工夫することや、必要な情報を効率よく探索することに通じるような研究です。また、一つの分野だけでなく多くの分野を見渡して、その中から共通して役に立つ技術や概念を取り入れて発展させるといったこともよく行います。

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