l l 1916 Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 2
l l 1916 Ø l 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 3
l 2015 9 14 UTC Ø Advanced LIGO l 2016 2 11 2 12 Ø LIGO & Virgo https://losc.ligo.org/events/gw150914/ http://media1.s-nbcnews.com/ http://a.scpr.org/ 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 4
l l 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 5
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 6
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 7
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 8
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
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 10
http://chandra.harvard.edu/ 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 http://hubblesite.org/ 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
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 12
GPS 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 13
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 14
重力波 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 15
1864 電荷の加速度運動 電磁波の放射 1888 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 16
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
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
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 19
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 0 10 36 Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 20
l l Ø Ø ««10kHz 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 21
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 22
l Ø Ø l Ø 1 2 Ø 10km 10 1 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 23
PSR B1913+16 l 1974 Hulse Taylor l : 59 l l 7 45 l 200 km 88 5800 km l 0.617 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
PSR B1913+16 l Ø 4.22660 / cf. 43 Ø 4.299 Ø 2.40 10-12 / l 2 m p = (1.4398 ± 0.0002)M m c = (1.3886 ± 0.0002)M 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 25
PSR B1913+16 l 2 l 2 l P b ( ) = (2.402531± 0.00001) 10 12 P b ( ) = (2.396 ± 0.006) 10 12 P b ( ) P b ( ) = 0.997 ± 0.002 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
PSR B1913+16 Hulse-Taylor l l l l Nobel Prize to Taylor and Hulse in 1993 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 27
PSR B1913+16 Hulse-Taylor l PSR B1913+16 ( = 21,000 ) Ø : h 10-23 Ø : 7 10-5 Hz Ø : 4 10 14 cm 3,000 l l 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 28
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
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 30
l Ø Ø Ø l Ø l Ø Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 31
l l Ø Ø Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 32
l 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 33
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
l Ø Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 35
l Ø Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 36
l Ø Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 37
l l ; l l l l 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 38
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
l Ø Ø l stochastic Ø Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 40
l Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 41
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 42
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
l L ΔL l ΔL L l ΔL = hl h =10 21 1 10 1 L L = 4km ΔL = 4 10-18 m 10-10 m 1 1 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 44
Mickelson interferometer 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 45
vs l Ø Ø F 2 Ø x event rate x 3/2 l Ø Ø h Ø x event rate x 3 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 46
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
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 48
l : (GSFC/D.Berry, http://chandra.harvard.edu/photo/2005/j0806/more.html) 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 49
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 50
l Chirp Signal 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 51
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 52
GW150914 LIGO-G1600258
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
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
From 1,300,000,000 lt-yr away l 09:50:45 UTC LIGO 2 Ø Livingston Ø 6.9 Hanford l l GW150914 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 56
h(t) 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 57
l l 35 350 Hz 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 58
6 0.5 3 0.0 0 noise 1.0 0.5 3 1.0 6 1.5 6 1.0 3 0.5 0.0 0.5 1.0 1.5 0.25 2016/12/10 noise Whitened L1 Strain / 10 21 Whitened H1 Strain / 10 21 Comparison with simulated waveform 0 Data Wavelet BBH Template 0.30 3 6 0.35 Time / s 日本物理学会新潟支部 0.40 0.45 59
A signal from a binary black hole merger LIGO-G1600258 日本物理学会新潟支部 60
GW150914 l BH-BH l : : l : : m 1 = 36.2 +5.2 3.8 M, m 2 = 29.1 +3.7 4.4 M +4.1 m 1 +m 2 = 65.3 3.4 +0.14 0.06 0.14 M = 62.3 +3.7 3.1 M +0.05 0.68 0.06 l 13 7 ( 420 +150 Mpc, z = 0.09 +0.03 ) 180 0.04 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 61
GW150914 l ΔE = M (m 1 +m 2 ) c 2 = 3.0M c 2 5.4 10 54 erg = 5.4 10 47 J l luminosity L = 3.6 10 56 erg/s = 3.6 10 49 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
l False Alarm Rate 6.0 10-7 yr -1 = 167 1 l 100% 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 63
GW151226 l 2 l 2015 12 26 03:38:53.65 UTC 12 25 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 64
GW151226 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 65
LVT151012 l l false alarm rate 2.7 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 66
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 67
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 68
l Ø 1 Ø cosθ = cδt L 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 69
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 70
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
GW150914 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
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 73
l 1996 Ø KAGRA 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 74
2016/12/10 日本物理学会新潟支部 75
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
KAGRA Location l CLIO Super-Kamiokande Kamioka Toyama airport 40min. by car 25 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 77
KAGRA 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 78
KAGRA 3km 山頂から約 1000m 下 3km 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 79
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
GW150914 GW151226 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
l l Ø Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 82
GW150914 l GW150914 Ø Ø l Ø Ø l ( multi messenger observation) Ø 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 83
l Advanced LIGO Ø O2: 2016/11/30 2017/05 6 Ø O3: 2017 2018 9 Ø 2019 O1 1/3 O2 O1 20% l Advanced Virgo ( ) Ø 2017 l KAGRA ( ) Ø initial KAGRA: 2016 Ø baseline KAGRA: 2018 2016/12/10 日本物理学会新潟支部 84