| 초록 |
모형에 대한 연구를 하였으며 그 결과는 2014년 3월에 출판되었다. 중력 계산을 위한 SW 라이브러리 구축을 위하여 필요한 주변 기술들을 습득하였으며, 슈퍼컴퓨터 뿐만 아니라 개인 PC에도 설치하였다. 중력파의 진폭에 대한 효과를 반영한 중력파원에 대한 자체 코드를 최초로 개발하여 적용했으며, 이를 활용하여 중력파원에 대한 물리적 매개변수 결정 효율을 MCMC 프로그램으로 계산하여 결과를 얻었으며 그 결과는 라이고-버고(LIGO-Virgo)공동연구 국제 학술회의에 발표 하였다. 이는 중력파의 진폭에 대한 높은 차수의 PN(post newtonian)효과와 이에 따른 높은 조화주파수에 대한 효과를 고려한 중력파 계산을 하는 코드를 기존의 lalsuite에 구현한 것으로 그동안 아무도 구현하지 못한 것이다. 이함수를 활용하여 MCMC(Markov Chain Monte Carlo) 시뮬레이션을 통하여 진폭의 효과가 질량과 거리의 결정에는 큰 영향을 주지는 못하나 위상각과 편광각의 결정에는 많은 영향을 주는 것을 확인 하였으며, 그 결과는 국제 학술회의에 발표 하였다. 또한 이를 바탕으로 국제 학술지에 논문을 준비 중에 있다. KAGRA의 DAS 팀과의 적극적인 협력을 통하여 KAGALI를 구현할 수 있는 토대를 만들고 KAGALI에 MCMC 매개변수 추정 라이브러리를 구축하여 이번 12월 가동에 사용하도록 준비하고 있다. 제2차 년도의 주요 연구 내용은 검출기에 나타나는 글리치(glitch)와 쌍성계의 이심율이 중펵파 검출 및 모수 추정에 미치는 영향을 연구한 것이다. 글리치가 중력파 검출에 미치는 영향은 검출기의 통계적 오차 범위 내에 있다는 잠정적인 결과를 얻었으며 그 결과는 제11차 아말디(Amaldi) 국제학술회의에 발표 하였다. 현재 이 효과에 대한 좀 더 자세한 연구가 진행 중이며 국제학술지에 투고 준비 중이다. 그 동안의 중력파 검출에 사용한 중력파형은 이심율이 쌍성계가 진행함에 따라 빠르게 없어진다는 사실로부터 무시하고 계산하였다. 그러나 실제 관측되는 쌍성계는 대부분 이심율을 갖고 있고 경우에 따라서 상대적으로 큰 이심율을 갖는 경우도 관측되고 있다. 따라서 중력파를 더 정확하게 관측하는 어드밴스드라이고(advanced LIGO)또는 카그라(KAGRA)가 정상 가동을 하는 경우에는 이심율이 큰 쌍성계 중력파의 관측도 예상 되는바 이심율이 중력파 관측과 모수추정에 미치는 효과를 체계적으로 연구하는 것은 천문학적인 관점에서 매우 중요하다. 이심율에 대한 효과를 포스트뉴토니안(PN)3차 항 까지 반영한 중력파형을 구현하여 이심율에 의한 계기오차(systematic error)와 통계적 오차(statistical error)에 대한 MCMC계산을 하였다. 이 연구 결과는 2016년 상반기 미국 물리학회와 하반기 라이고-비르고공동연구 국제 학술회의에 발표 하였다. 좀 더 자세한 계산결과는 현재 논문 작성 중에 있다. Tagoshi 교수와의 교류를 활성화하기 위하여 2015년 2월에 오사카 시립대학의 연구원 4명을 초청하여 인제대학교에서 4일 동안 워크숍을 개최하였으며, 이 워크숍에서 KAGALI의 전체적인 개발 일정과 라이브러리의 기본 형태에 대한 논을 하였다. 제 3차 년도의 연구는 2차년도 말미에 시작하게 된 이심율 연구에 집중하였으며, KAGRA의 1차 시험가동에 적극 참여 하였다. 이심율 관련 코드를 활용한 다양한 경우의 MCMC계산을 진행하여 결과를 도출하였으며 이를 정리하는 중이다. KAGALI의 모수 추정 코드는 기본 적인 틀을 완성하였으며 올 년말 까지 기본적인 동작을 할 수 있도록 완성할 예정이다. 중성자별 쌍성계는 중력파를 발생하는 마지막 단계(merge)에서는 중성자별의 변형이 매우 클 것으로 예상 되며 이 변형은 중성자별의 상태방정식에 따라 그 결과가 매우 다르다는 것이 알려져 있다. 이러한 변화는 중성자별 쌍성계의 중력파에 반영되고 이를 측정하는 것은 중성자별의 상태방정식에 대한 중요한 정보를 줄 수 있다. 쌍성계 중력파형에 미치는 상태방정식을 반영한 파형 연구를 통하여 중력파 관측으로 결정이 가능한지에 대한 연구를 진행하였다. 현재는 이론적인 연구를 통하여 피셔행렬(Fisher matrix)을 통한 오차의 한계를 계산하고 있으며 나아가 이를 라이브러리에 구현하여 MCMC계산 결과를 비교해 보고자 한다. 최근에 발견된 블랙홀 쌍성계파형에는 최종적으로 생성된 블랙홀의 안정화 과정에서 발생하는 링다운(ringdown)파형이 관측 되었다. 이 파형은 최종 블랙홀의 질량과 스핀값에 의존하며 이 관측을 통하여 수정 중력 모형의 타당성을 검증할 수 있다. 본 연구에서는 가장 간단한 링다운 파형을 구현하여 MCMC계산을 할 수 있도록 하였으며, 현재 계산 결과를 정리 중에 있다. 그동안 다양한 수정 중력 모형이 연구되었으나 좀 더 간단한 수정 중력 모형 연구결과를 발표하여 게재 준비 중이다. (출처: 연구결과 요약문 3p) |
