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2 l l 1916 Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 2

3 l l 1916 Ø l 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 3

4 l UTC Ø Advanced LIGO l Ø LIGO & Virgo /12/10 日本物理学会新潟支部 4

5 l l 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 5

6 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 6

7 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 7

8 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 8

9 質量がある物体により時空のひずみが生じる 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 9

10 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 10

11 太陽による光の屈折は, 1919 年にエディントンにより始めて観測された 質量の大きな天体は, レンズの働きをする 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 11

12 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 12

13 GPS 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 13

14 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 14

15 重力波 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 15

16 1864 電荷の加速度運動 電磁波の放射 /12/10 日本物理学会新潟支部 16

17 F F m 1 m 2 r F = Gm 1 m 2 r 2 ρ(! r )! Δψ( r ) = 4πGρ( r! ) 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 17

18 R µν 1 2 Rg = 8πG T µν c 4 µν 1 2 c 2 t + Δ 2 h TT = 16πG T ij c 4 µν 弱い重力場に対するアインシュタイン方程式は波動方程式になる ( 1916) 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 18

19 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 19

20 l l Ø Ø 2 F e = 1 4πε 0 e 2 r 2, F = Gm 2 p, g r 2 F g F e = Gm p 2 e 2 / 4πε Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 20

21 l l Ø Ø ««10kHz 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 21

22 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 22

23 l Ø Ø l Ø 1 2 Ø 10km /12/10 日本物理学会新潟支部 23

24 PSR B l 1974 Hulse Taylor l : 59 l l 7 45 l 200 km km l 初めて発見された連星パルサー 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 24

25 PSR B l Ø / cf. 43 Ø Ø / l 2 m p = ( ± )M m c = ( ± )M 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 25

26 PSR B l 2 l 2 l P b ( ) = ( ± ) P b ( ) = (2.396 ± 0.006) P b ( ) P b ( ) = ± Ø 一般相対論が1% 以下の精度で確かめられた Ø 重力波放射の最初の観測的証拠 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 26

27 PSR B Hulse-Taylor l l l l Nobel Prize to Taylor and Hulse in /12/10 日本物理学会新潟支部 27

28 PSR B Hulse-Taylor l PSR B ( = 21,000 ) Ø : h Ø : Hz Ø : cm 3,000 l l 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 28

29 l l l アインスタインの一般相対論の予言どおりか? 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 29

30 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 30

31 l Ø Ø Ø l Ø l Ø Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 31

32 l l Ø Ø Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 32

33 l 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 33

34 1970 太陽中心での核融合を検証 理論値より少ない (1/2 1/3) 超新星 1987A からのニュートリノ 超新星爆発の理論モデルのを検証 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 34

35 l Ø Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 35

36 l Ø Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 36

37 l Ø Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 37

38 l l ; l l l l 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 38

39 l Ø Compact Binary Coalescence (CBC) (NS) (BH) NS-NS, NS-BH, BH-BH Ø, (?) Ø Ø (?) 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 39

40 l Ø Ø l stochastic Ø Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 40

41 l Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 41

42 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 42

43 l l l 2 重力波 距離が変動 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 43

44 l L ΔL l ΔL L l ΔL = hl h = L L = 4km ΔL = m m /12/10 日本物理学会新潟支部 44

45 Mickelson interferometer 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 45

46 vs l Ø Ø F 2 Ø x event rate x 3/2 l Ø Ø h Ø x event rate x /12/10 日本物理学会新潟支部 46

47 l 30kHz 30GHz 10cm 10km l 30Hz 30,000Hz 10km 10,000km l 0.03Hz 1000 km l 20Hz 20,000Hz 1.5cm 15m 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 47

48 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 48

49 l : (GSFC/D.Berry, /12/10 日本物理学会新潟支部 49

50 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 50

51 l Chirp Signal 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 51

52 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 52

53 GW LIGO-G

54 LIGO Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory Hanford, WA Livingston, LA Arm Length: 4km 2016/12/10 Hanford, Washington 日本物理学会新潟支部 Livingston, Louisiana 54

55 1,300,000,000 l LIGO 2 Ø Livingston Ø 6.9 Hanford 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 55

56 From 1,300,000,000 lt-yr away l 09:50:45 UTC LIGO 2 Ø Livingston Ø 6.9 Hanford l l GW /12/10 日本物理学会新潟支部 56

57 h(t) 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 57

58 l l Hz 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 58

59 noise /12/10 noise Whitened L1 Strain / Whitened H1 Strain / Comparison with simulated waveform 0 Data Wavelet BBH Template Time / s 日本物理学会新潟支部

60 A signal from a binary black hole merger LIGO-G 日本物理学会新潟支部 60

61 GW l BH-BH l : : l : : m 1 = M, m 2 = M +4.1 m 1 +m 2 = M = M l 13 7 ( Mpc, z = ) /12/10 日本物理学会新潟支部 61

62 GW l ΔE = M (m 1 +m 2 ) c 2 = 3.0M c erg = J l luminosity L = erg/s = W ~ 200M c 2 /s cf. L =10 42 ~10 43 erg/s =10 35 ~10 36 W 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 62

63 l False Alarm Rate yr -1 = l 100% 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 63

64 GW l 2 l :38:53.65 UTC /12/10 日本物理学会新潟支部 64

65 GW /12/10 日本物理学会新潟支部 65

66 LVT l l false alarm rate /12/10 日本物理学会新潟支部 66

67 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 67

68 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 68

69 l Ø 1 Ø cosθ = cδt L 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 69

70 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 70

71 ワシントン州 4km ドイツ ハノーバー 600m 岐阜県 飛騨市 3km ルイジアナ州 4km イタリア ピサ 3km インド 4km( 予定 ) 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 71

72 GW l : 6.9 プロキオン ベテルギウス オリオン座 シリウス the directivity of a laser interferometer Ø 140 deg 2 Ø 590 deg 2 (50% prob.) (90% prob.) 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 72

73 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 73

74 l 1996 Ø KAGRA 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 74

75 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 75

76 KAGRA 岐阜県飛騨市神岡東大宇宙線研究所神岡宇宙素粒子研究施設 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 76

77 KAGRA Location l CLIO Super-Kamiokande Kamioka Toyama airport 40min. by car /12/10 日本物理学会新潟支部 77

78 KAGRA 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 78

79 KAGRA 3km 山頂から約 1000m 下 3km 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 79

80 KAGRA プロジェクト 200 人以上 60 大学 研究所 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 80

81 GW GW l!!! (?) Ø Ø BH-BH l Ø l 30M Ø 10M 105 M 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 81

82 l l Ø Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 82

83 GW l GW Ø Ø l Ø Ø l ( multi messenger observation) Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 83

84 l Advanced LIGO Ø O2: 2016/11/ /05 6 Ø O3: Ø 2019 O1 1/3 O2 O1 20% l Advanced Virgo ( ) Ø 2017 l KAGRA ( ) Ø initial KAGRA: 2016 Ø baseline KAGRA: /12/10 日本物理学会新潟支部 84

l ηµν hµν g µν = η µν + h µν, h µν 1 l Transvers-Traceless (TT) h TT 0µ = 0, η ij i h TT jk = 0, η ij h TT ij = 0, η µν µ ν h TT ij = 2 c 2 t + Δ 2 h TT = 0 ij 2 Polarization l From the TT condition, h

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