Consortional main: Gravitation and astro-particle physics  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
68228
Type NI
Principal investigator Forgács, Péter
Title in Hungarian Konzorcium, fő p.: Gravitáció és asztro-részecske fizika
Title in English Consortional main: Gravitation and astro-particle physics
Keywords in Hungarian gravitációelmélet, térelmélet, asztrofizika, kozmológia
Keywords in English theory of gravitation, field theory,astrophysics, cosmology
Discipline
Physics (Council of Physical Sciences)100 %
Panel Physics 1
Department or equivalent Theoretical Physics Department (Wigner Research Centre for Physics)
Participants Bene, Gyula
Colacino, Carlo Nicola
Fodor, Gyula
Frei, Zsolt
Herpay, Tamás Zsombor
Horváth, Zalán
Kocsis, Bence
Kovács, Péter
Lukács, Árpád László
Majár, János
Mikóczi, Balázs
Patkós, András
Vasúth, Mátyás
Starting date 2007-07-01
Closing date 2011-10-31
Funding (in million HUF) 39.257
FTE (full time equivalent) 21.88
state closed project
Summary in Hungarian
A forgási hatások figyelembe vételével a kettős rendszerek mozgásának pontos leírását adjuk meg. Az észlelésükhöz fontos pályaelemek korrekcióit számítjuk ki. Nem-perturbatív eljárást fejlesztünk ki kettős rendszerek legbelső stabil körpályájának meghatározására, amely ismerete döntő a gravitációs hullámok kibocsátásának megbízható leírásához.
Az elméleti modellek által megjósolt jeleket keressük mért adatok között. A forgási hatásokat is tartalmazó jóslatokat adunk meg, melyek jelentősen javítják a jelenlegi keresési módszereket. Jelfeldolgozási algoritmusokat fejlesztünk ki. Pontos számításaink alapján végzünk jelkeresést a LIGO adatokban. Így bizonyos forrásokat vagy kiszűrnünk vagy meg tudunk erősíteni. Kutatásunk a gravitációs hullámok elméletének fejlődéséhez és a gyakorlati jelfeldolgozási technikákhoz is hozzájárul.

Az inflációs kozmológia keretein belül nem-perturbatív módszereket fejlesztünk ki a preheating folyamat vizsgálatára nem-egyensúlyi kvantumtérelméleti módszerekkel. Az univerzum sötét összetevőinek modelljeit vizsgáljuk és továbbfejlesztjük a sötét energia elméleti leírását. A klasszikus nem-perturbatív dinamikára vonatkozó korábbi vizsgálatainkat kiterjesztjük a Standard Modell teljes tartalmának figyelembe vételével.
Megvizsgáljuk kiterjedt topológiai objektumok keltését a korai univerzumban, hatásukat a szerkezetkialakulásra és egymással való kölcsönhatásukat az őket leíró fundamentális térelmélet keretein belül.
Numerikus kódot fejlesztünk ki a térbelileg kompakt kozmológiai megoldások időfejlődésének leírására az Einstein-Yang-Mills-Higgs elméletekben, továbbá megvizsgáljuk stabilitásukat a teljes nem-lineáris elmélet keretein belül.
Summary
We develop an accurate description for the motion of compact binaries taking into account their spin. We shall compute the orbital elements of such binaries which provide valuable information for their observation. We develop a method to determine the location of the innermost stable circular orbit, which is crucial for reliably estimating the gravitational wave emission.
We shall search for signals using templates predicted from theoretical models. We will compute templates taking into account rotational effects which makes possible to considerably refine existing search methods. We will develop and improve signal processing algorithms. We shall make precise enough calculations and signal search in real LIGO data to confirm or rule out the corresponding source. In conclusion we shall develop practical signal processing techniques and we shall contribute to the development of theory at the same time.

In the framework of the inflationary cosmology we develop non-perturbative methods of non-equilibrium field theory to the process of preheating. We investigate models of the dark constituents of the universe. We improve the theoretical understanding of the nature of dark energy. We shall extend further our previous investigations of the classical non-perturbative dynamics to include the complete Standard Model.
We shall study the generation of extended topological objects in the early universe and their influence on structure formation and their interactions in the corresponding fundamental field theory.
We shall develop a numerical code to simulate very long time evolutions of spatially compact cosmological solutions in Einstein-Yang-Mills-Higgs theories and study their stability properties in the full non-linear theory.




 

Final report

  
Results in Hungarian
Elsősorban az elliptikus pályán keringő kompakt kettősök által keltett gravitációs sugárzást tanulmányoztuk, de foglalkoztunk hiperbolikus pályákon mozgó kettősök által kisugárzott gravitációs hullámok leírásával is. Egy újszerű számítási eljárást fejlesztettünk ki, amivel hatékonyan számolható az, hogy a LISA gravitációs hullámdetektor mennyire pontosan fogja tudni meghatározni a forrás égi pozícióját. Összeolvadó szupermasszív feketelyuk kettősökre kiszámítottuk a mérhető jel/zaj viszony értékeit. A Fisher-analízis segítségével megbecsültük a kettősrendszer paramétereinek relatív hibáit. Kimutattuk, hogy a pálya kezdő excentricitásától lényegesen függenek a paraméterek relatív hibái. Rámutattunk egy újfajta mechanizmusra, ami a földi interferometrikus detektorokkal észlelhető gravitációshullám jelet produkál. Amennyiben a galaxismagokban levő naptömegű fekete lyukak és neutroncsillagok elegendően közel haladnak el egymás mellett, ezek rövid gravitációshullám felvillanásokat generálnak, s megmutattuk, hogy ezen jelek gyakorisága összemérhető a többi forráséval. Lassan forgó csillagok anyagát leíró lehetséges fizikai állapotegyenletek egy nagy osztályára megmutattuk, hogy a kvadrupólus momentum mindig nagyobb, mint amilyen a megfelelő Kerr megoldás kvadrupólus momentuma. Magnetárok környezetében gyorsuló protonok pion sugárzását vizsgáltuk, figyelembevéve a téridő görbületét, s megmutattuk, hogy az a magnetár felszínéről kirepülő protonok energiáját lényegesen befolyásolja.
Results in English
We have most intensively studied gravitational radiation emitted by compact binary systems, but have also considered gravitational wave emission by binaries on hyperbolic orbits. A new computational method has been developed making the precise determination of the source’s celestial position very effective by LISA. For coalescing supermassive black hole binaries the measurable signal to noise ratio has been computed. By a Fisher-type analysis we have estimated the relative errors of the parameters of the binaries and have shown that these relative errors strongly depend on the initial eccentricity. We have found a new mechanism producing gravitational wave signals originating from close encounters by the black holes and neutron stars present in galactic cores measurable by earth-based interferometric detectors. These close encounters generate gravitational wave bursts, and the expected signal is comparable to all others hitherto known. It has been demonstrated that for a very large class of physical equations of state, the quadrupole moment of slowly rotating stars is always greater than that of the corresponding Kerr black hole. The pion radiation by protons accelerating near magnetars has been studied taking into account the curvature of space-time. It has been found that space-time geometry influences the energy of the protons significantly.
Full text https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=68228
Decision
Yes





 

List of publications

  
Majár János: Kompakt kettősrendszerek által keltett gravitációs hullámok, PhD értekezés, 2008
Christian G. Boehmer, Gyula Fodor: Perfect fluid spheres with cosmological constant, Phys.Rev.D77:064008, 2008
Gyula Fodor, Péter Forgács, Zalán Horváth, Árpád Lukács: Small amplitude quasi-breathers and oscillons, Phys.Rev.D78:025003, 2008
Kocsis Bence, Abraham Loeb: Brightening of an Accretion Disk Due to Viscous Dissipation of Gravitational Waves During the Coalescence of Supermassive Black Holes, Phys.Rev.Lett.101:041101, 2008
Pál A., Kocsis Bence: Periastron Precession Measurements in Transiting Extrasolar Planetary Systems at the Level of General Relativity, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 389, Issue 1, pp. 191-198, 2008
Kocsis Bence, Zoltan Haiman, Kristen Menou: Pre-Merger Localization of Gravitational-Wave Standard Sirens With LISA: Triggered Search for an Electromagnetic Counterpart, The Astrophysical Journal, Volume 684, Issue 2, pp. 870-887, 2008
J. Majár and M. Vasúth: Gravitational waveforms for spinning compact binaries, Physical Review D77, 104005, 2008
Herpay T., Kovács P: Pion condensation in the two--flavor chiral quark model at finite baryochemical potential, Phys. Rev. D78 116008, 2008
Kovács P., Szép Zs: Influence of the isospin and hypercharge chemical potentials on the location of the CEP in the mu_B-T phase diagram of the SU(3)_L x SU(3)_R chiral quark model., Phys. Rev. D77 065016, 2008
Kovács Péter: Véges sűrűségű és hőmérsékletű, erősen kölcsönható anyag vizsgálata királis kvarkmodellben, PhD értekezés, 2008
Helesfai Gábor: Spontaneous symmetry breaking in Loop Quantum Gravity, Class.Quant.Grav.25:235010, 2008
Ryan M. O'Leary, Bence Kocsis, Abraham Loeb: Gravitational waves from scattering of stellar-mass black holes in galactic nuclei, Mon.Not.Roy.Acad.Soc 395, 2127, 2009
Haiman, Z., Kocsis, B., Menou, K.: The Population of Viscosity- and Gravitational Wave-driven Supermassive Black Hole Binaries Among Luminous Active Galactic Nuclei, Astrophys. J., 700, 1952, 2009
János Majár: Spin-spin interaction in the spin-precession equations, Phys.Rev.D80:104028, 2009
Gábor Helesfai: Massive vector fields in loop quantum gravity, PhD értekezés, 2009
L. A. Gergely, B. Mikoczi: Renormalized 2PN spin contributions to the accumulated orbital phase for LISA sources, Phys.Rev.D79:064023, 2009
L. A. Gergely, P. L. Biermann, B. Mikoczi, Z. Keresztes: Renormalized spin coefficients in the accumulated orbital phase for unequal mass black hole binaries, lass.Quant.Grav.26:204006, 2009
Gyula Fodor, Péter Forgács, Zalán Horváth, Márk Mezei: Oscillons in dilaton-scalar theories, JHEP 0908:106, 2009
Michael Bradley, Gyula Fodor: The quadrupole moment of slowly rotating fluid balls, Phys.Rev.D79:044018, 2009
Gyula Fodor, Péter Forgács, Zalán Horváth, Márk Mezei: Radiation of scalar oscillons in 2 and 3 dimensions, Phys.Lett.B674:319-324, 2009
Gyula Fodor, Péter Forgács, Zalán Horváth, Márk Mezei: Computation of the radiation amplitude of oscillons, Phys.Rev.D79:065002, 2009
Bence Kocsis, Scott Tremaine: Resonant relaxation and the warp of the stellar disc in the Galactic centre, arXiv:1006.0001 [astro-ph.GA], 2010
Kocsis, B., Sesana, A.: Gas-driven massive black hole binaries: signatures in the nHz gravitational wave background, arXiv:1002.0584 [astro-ph.CO], 2010
János Majár, Péter Forgács, Mátyás Vasúth: Gravitational waves from binaries on unbound orbits, Phys.Rev.D82:064041, 2010
Zoltán Keresztes, Balázs Mikóczi, , Lászlo Á. Gergely, Mátyás Vasúth: Secular momentum transport by gravitational waves from spinning compact binaries, J.Phys.Conf.Ser.243:012004, 2010
Lukács Árpád: Kiterjedt térelméleti megoldások és perturbációik, PhD értekezés, 2010
Gyula Fodor, Péter Forgács, Márk Mezei: Boson stars and oscillatons in an inflationary universe, Phys.Rev.D82:044043, 2010
Gyula Fodor, Péter Forgács, Márk Mezei: Mass loss and longevity of gravitationally bound oscillating scalar lumps (oscillatons) in D-dimensions., Phys.Rev.D81:064029, 2010
N. Yunes, B. Kocsis, A. Loeb, Z. Haiman: Imprint of Accretion Disk-Induced Migration on Gravitational Waves from Extreme Mass Ratio Inspirals, Phys. Rev. Lett. 107, 171103, 2011
B. Kocsis, N. Yunes, A. Loeb: Observable signatures of extreme mass-ratio inspiral black hole binaries embedded in thin accretion disks, Phys. Rev. D, 84, 024032, 2011
B. Kocsis, J. Levin: Repeated Bursts from Relativistic Scattering of Compact Objects in Galactic Nuclei, arxiv:1109.4170, 2011
B. Kocsis, A. Ray, S. Portegies Zwart: Mapping the Galactic Center with Gravitational Wave measurements using Pulsar Timing, arxiv:1110.6172, 2011
Nemes Frigyes: A kéttest probléma perturbatív vizsgálata az általános relativitáselméletben, Diplomamunka, ELTE Fizikai Intézet, 2011
Zoltán Kovács, László Árpád Gergely, Mátyás Vasúth: Accretion processes in magnetically and tidally perturbed Schwarzschild black holes, Phys.Rev. D84 024018, 2011
P. Grandclement, G. Fodor, P. Forgacs: Numerical simulation of oscillatons: extracting the radiating tail, Phys.Rev. D84 065037, 2011
Mikóczi Balázs: Kompakt kettős rendszerek poszt-newtoni fejlődése, PhD értekezés, 2011




 

Events of the project

  
2011-08-03 12:58:47
Résztvevők változása
2009-06-09 13:17:22
Résztvevők változása



Back »