Gravitációs hullámkeltési folyamatok vizsgálata az általános relativitáselméletben  részletek

súgó  nyomtatás 
vissza »

 

Projekt adatai

 
azonosító
67942
típus K
Vezető kutató Rácz István
magyar cím Gravitációs hullámkeltési folyamatok vizsgálata az általános relativitáselméletben
Angol cím Study of gravitational wave production in general relativity
magyar kulcsszavak gravitációs sugárzás, csillagmodellek, dinamikai fekete lyukak, általános relativitáselmélet, időfejlődés, kezdőértékprobléma
angol kulcsszavak gravitational radiation, star models, dynamical black holes, general relativity, time evolution, initial value problem
megadott besorolás
Fizika (Matematikai, Fizikai, Kémiai és Mérnöki Tudományok)100 %
zsűri Fizika
Kutatóhely RMI - Elméleti Osztály (MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont)
résztvevők Csizmadia Péter
Dániel István
Endrőczi Gábor
Fodor Gyula
Mészáros Tamás Botond
Tóth Gábor Zsolt
Vasúth Mátyás
projekt kezdete 2007-07-01
projekt vége 2012-06-30
aktuális összeg (MFt) 13.275
FTE (kutatóév egyenérték) 14.49
állapot lezárult projekt
magyar összefoglaló
Az RMKI Gravitációelméleti Csoportja 2006 májusában hivatalosan is csatlakozik a VIRGO kísérlethez, Pisa, Olaszország. (Ez a legnagyobb interferometrikus elven működő európai detektor). Ennek a nemzetközi együttműködésnek magyar részről a vezetője Rácz István, aki a jelen OTKA pályázat vezető kutatója, továbbá a pályázathoz tartozó kutatók és hallgatók is részt vesznek ebben az együttműködésben. Éppen ezért a tervezett elméleti vizsgálataink nagyon szorosan kapcsolódnak a VIRGO együttműködésben vállalt feladatainkhoz. Ennek kapcsán, valamint az OTKA által is támogatott korábbi kutatásaink természetes folytatásaként az alábbi három fő területen kívánunk vizsgálatokat végezni:

1. Nemlineáris dinamikai rendszerek numerikus vizsgálata:

a) Korábbi kutatásaink során a nemlineáris dinamikai rendszerek időfejlődésének numerikus vizsgálatára, a gömbszimmetrikus esetben, bizonyítottan jól működő eljárást dolgoztunk ki. Ennek egy szimmetriafeltételektől mentes, dinamikai folyamatok tanulmányozására alkalmas változatát kívánjuk kifejleszteni.
b) Különféle, a gravitáció és anyag csatolt nemlineáris rendszereinek, így például Einstein-Yang-Mills-Higgs rendszerek evolúciójának vizsgálata.

2. Különféle gravitációs hullámkeltési folyamatok vizsgálata:

a) Csillagok gravitációs összeomlási folyamatának, a kialakuló fekete lyukak dinamikai leírása, a Penrose-féle energiatermelési folyamat lehetséges általánosításainak felkutatása, az összeomlási folyamat során keltett gravitációs hullámok tulajdonságainak, valamint azok VIRGO által érzékelt alakjának meghatározása.
b) A standard kozmológiai modellekben az univerzum korai fázisában keltett gravitációs hullámformák vizsgálata, illetve annak tisztázása, hogy ezen hullámok VIRGO általi érzékelése milyen mérésgyakorlati és adatanalízisbeli problémákat vet fel.

3.Különféle csillagmodellek tanulmányozása az Einstein-féle gravitációelméletben:

a) Fizikailag reális állapotegyenletnek eleget tevő, forgó neutroncsillag modellek megkonstruálása.
b) Gömbszimmetrikus csillagmodellek tulajdonságainak vizsgálata a ma széles körben alkalmazott nem zérus kozmológiai állandójú univerzummodellek esetén.
c) Stacionáriusan forgó fekete lyuk, illetve csillagszerű megoldások létezésnek tisztázása az Einstein-Yang-Mills elméletben, továbbá amennyiben léteznek, maguknak a megoldásoknak a meghatározása.
angol összefoglaló
In May 2006, the Gravitation Theory Group of RMKI is officially joining the VIRGO experiment (the largest interferometric detector in Europe), Pisa, Italy. From the Hungarian side the leader of this international collaboration is István Rácz, who is also the principal researcher of this OTKA proposal, moreover, each of the researchers and the students associated to this proposal are also involved in the VIRGO collaboration. Therefore, our planned investigations are strongly motivated by the tasks we have in this collaboration. In connection, as the natural continuation of our former research supported by OTKA, we are planning to carry out investigations of the following three main research areas:

1.Numerical investigation of non-linear dynamical systems:
a)We have developed a numerical method which is appropriate for the study of the evolution of spherical non-linear dynamical systems. Now it will be further developed in order to make it capable to investigate generic dynamical systems.
b)The study of various non-linear coupled gravity-matter configurations such as the evolution of Einstein-Yang-Mills-Higgs systems.

2.Gravitational wave production in various processes:
a)Descriptions of the gravitational collapses of stars, investigation of the properties of the yielded black holes, study of the Penrose process, moreover, the determination of the produced gravitational radiation and the form of the signal observed by the VIRGO detector.
b)The study of gravitational wave forms produced in the early universe, moreover, the clear up of the observational and data analysis problems specific for the VIRGO detector.

3.Investigations of star models:
a)The construction of rotating neutron star models
b)The study of spherically symmetric star models in cosmological models with non-zero cosmological constant.
c) Clear up of the existence of stationary rotating black hole or star-like solutions in Einstein-Yang-Mills theory.





 

Zárójelentés

 
kutatási eredmények (magyarul)
A kutatási terveinknek megfelelően az alábbi nyolc területen értünk el eredményeket: I. A nemlineáris gömbszimmetrikus dinamikai rendszerek időfejlődését hűen leíró numerikus eljárásunkat továbbfejlesztettük úgy, hogy mind az szimmetriafeltételektől mentes rendszerek leírására, mind pedig az „adaptív rácsfinomításos” technikai elemek alkalmazására képes legyen. A fejlesztésekkel párhuzamosan különféle általános relativisztikus dinamikai rendszer időfejlődését határoztuk meg. II. Feltártuk a gravitációs összeomlási folyamatok során kialakuló dinamikai feketelyuk-téridők topológiai tulajdonságait. III. A gravitáció geometrizált elméleteiben megadtuk a szinguláris téridők globális kiterjeszthetőségének szükséges feltételeit. IV. Fizikailag reális állapotegyenletű forgó neutroncsillag-modellek megkonstruálása. V. Gömbszimmetrikus csillagmodellek vizsgálata a nem zérus kozmológiai állandóval jellemzett univerzummodellek esetén. VI. Neutroncsillag-modellek stabilitásvizsgálata, valamint a gömbhéjakba tömörülő anyageloszlások általános dinamikájának leírása. VII. A deformált stacionárius feketelyuk-téridők általános leírása. VIII. Részvétel a Virgo tudományos együttműködés munkájában és a CBwaves nevű programcsomag kidolgozása és a LIGO-Virgo együttműködés által alkalmazott keresőalgoritmusokba történő integrálása. A pályázatban megjelölt feladatokhoz kapcsolódóan 14 elméleti témájú, és 23 kollaborációs, magas impaktfaktorú folyóiratcikkünk jelent meg.
kutatási eredmények (angolul)
In accordance with our research proposal the new results belong to either of the following eight categories: I. Our numerical method capable to follow the time evolution of generic spherically symmetric dynamical systems was further developed such that both the symmetry assumptions were relaxed and the techniques of adaptive mesh refinements had been implemented. In parallel the developed code had been applied to study the evolution of various general relativistic dynamical systems. II. The topological properties of generic co-dimension two surfaces in black hole spacetime was determined. III. In metric theories of gravity the necessary conditions guaranteeing the global extendibility of singular spacetimes were given. IV. Neutron star models with physically reasonable equation of state were constructed. V. Spherically symmetric stars in models of the universe with non-zero cosmological constant were investigated. VI.The radial stability of neutron star models and the dynamics of matter distribution concentrated on spherical shells were determined. VII. A generic framework of deformed stationary black hole spacetimes was established. VIII. We joined to the Virgo scientific collaboration.The CBwaves software was developed and it was integrated it into various data analyzing algorithms of the LIGO-Virgo collaboration. In relation with the listed achievements 14 theoretical, and 23 experimental papers have been published in high impact scientific journals.
a zárójelentés teljes szövege https://www.otka-palyazat.hu/download.php?type=zarobeszamolo&projektid=67942
döntés eredménye
igen





 

Közleményjegyzék

 
C.G. Boehmer and G.Fodor: Perfect fluid spheres with cosmological constant, Phys. Rev. D 77, 064008, 2008
M. Bradley, D. Eriksson, G. Fodor and I. Rácz: Slowly rotating fluid balls of Petrov type D, Phys. Rev. D 75, 024013, 2007
G. Fodor, and I. Rácz: Numerical investigation of highly excited magnetic monopoles in SU(2) Yang-Mills-Higgs theory, Phys. Rev. D 77, 025019, 2008
I. Rácz: A Simple proof of the recent generalisations of Hawking's black hole topology theorem, Class. Quant. Grav. 25, 162001, 2008
P. Csizmadia: Fourth order AMR and nonlinear dynamical systems in compactified space, Class. Quant. Grav. 24, S369, 2007
P. Csizmadia, A. László and I. Rácz: GridRipper, http://www.kfki.hu/~cspeter/gridripper/index.htm, 2008
M. Bradley, D. Eriksson, G. Fodor and I. Rácz: Some results on rotating fluid balls of Petrov type D, J. Phys.: Conf, Ser. 66 012010, 2007
I. Rácz: Stationary Black Holes as Holographs, Class. Quant. Grav. 24, 5541-5572, 2007
I. Rácz: On the topology of untrapped surfaces, Class. Quant. Grav. 26, 055017, 2009
G. Debreczeni, N. Fotopoulos and A. Mercer: Enabling GPU accelerated hierarchical gravitational wave search pipelines on the EGEE Grid, Poster at the 8th Edoardo Amaldi Conference on Gravitational Waves, 2009
I. Rácz: A note on the use of 'TT' gauge, Előadás: VESF Council Meeting, Observatory of Monte Porzio Catone, April 24, 2009
I. Rácz: A Virgo projekt keretében folyó elméleti és kísérleti kutatások, Előadás: MTA, A fizika fejlődési irányai, május 7., 2009
P. Csizmadia and I. Rácz: Gravitational collapse and topology change in spherically symmetric dynamical systems, Class. Quant. Grav. 27, 015001, 2010
I. Rácz: Spacetime extensions II, Class. Quant. Grav. 27, 155007, 2010
I. Rácz: Obituary for Péter Csizmadia, J. Phys.: Conf. Ser. 218 011002, 2010
P. Csizmadia and I. Rácz: Numerical investigations of gravitational collapse, J. Phys.: Conf. Ser. 218 012006, 2010
P. Csizmadia, A. László and I. Rácz: Linear waves on fixed Kerr background and their relevance in jet formation, J. Phys.: Conf. Ser. 218 012007, 2010
P. Csizmadia, G. Kovács and I. Rácz: Some preliminary results on the dynamics of Einstein-Yang-Mills-Higgs systems, J. Phys.: Conf. Ser. 218 012008, 2010
I. Rácz: FEKETELYUKAK A GRAVITÁCIÓ GEOMETRIZÁLT ELMÉLETEIBEN, MTA, Doctori Bizottság, 2010
G. Kovács: Nemlineáris dinamikai rendszerek vizsgálata az általános relativitáselméletben, ELTE, diplomadolgozat, 2010
I. Rácz: On the topology of strictly stable surfaces, A2 Mathematical Relativity and Other Progress in Classical Gravity Theory, előadás, 2010
Virgo collaboration: Plans for the upgrade of the gravitational wave detector Virgo: Advanced Virgo, MG12 proceedings (to appear), 2011
T. Accadia et.al.: Noise from scattered light in Virgo's second science run data, Class. Quant. Grav. 27, 194011, 2010
T. Accadia et.al.: Tools for noise characterization in Virgo, Journal of Physics: Conference Series 243, 012004, 2010
Gondán László: Neutroncsillagok radiális, lineáris és nemlineáris stabilitásának vizsgálata az általános relativitáselméletben, diplomadolgozat, 2011
N. Christensen, the LIGO Scientific Collaboration and the Virgo Collaboration: LIGO S6 detector characterization studies, Class. Quant. Grav. 27, 194010, 2010
F. Robinet, the LIGO Scientific Collaboration and the Virgo Collaboration: Data quality in gravitational wave bursts and inspiral searches in the second Virgo Science Run, Class. Quant. Grav. 27, 194012, 2010
D. Buskulic, the LIGO Scientific Collaboration and the Virgo Collaboration: Very low latency search pipeline for low mass compact binary coalescences in the LIGO S6 and Virgo VSR2 data, Class. Quant. Grav. 27, 194013, 2010
T. Accadia et.al.: Calibration and sensitivity of the Virgo detector during its second science run, Class. Quant. Grav. 28, 025005, 2011
T. Accadia et.al.: Automatic Alignment system during the second science run of the Virgo interferometer, Astroparticle Physics 34, 327, 2011
T. Accadia et.al.: Performance of the Virgo interferometer longitudinal control system during the second science run, Astroparticle Physics 34, 521, 2011
J. Abadie et.al.: Search for gravitational waves from binary black hole inspiral, merger, and ringdown, Phys. Rev. D 83, 122005, 2011
T. Accadia et.al.: The seismic Superattenuators of the Virgo gravitational waves interferometer, J Low Freq Noise V A, Vol. 30, 63, 2011
T. Accadia et.al.: Status of the Virgo project, Class. Quant. Grav. 28, 114002, 2011
J. Abadie et.al.: Search for gravitational wave bursts from six magnetars, The Astrophysical Journal Letters 734, L35, 2011
I. Rácz and G. Zs. Tóth: Numerical investigation of the late-time Kerr tails, Class. Quantum Grav. 28, 195003, 2011
M. E. Gáspár and I. Rácz: On the dynamics of relativistic multi-layer spherical shell systems, Class. Quant. Grav. 28, 085005, 2011
M. E. Gáspár and I. Rácz: Probing the stability of gravastars by dropping dust shells onto them, Class. Quant. Grav. 27, 185004, 2010
T. Accadia et.al.: The Virgo interferometer for gravitational wave detection, Int. J. Mod. Phys. D 20, 2075, 2011
T. Accadia et.al.: Virgo: a laser interferometer to detect gravitational waves, JINST 7, P03012, 2012
J. Abadie et.al.: Search for gravitational waves from low mass compact binary coalescence in LIGO’s sixth science run and Virgo’s science runs 2 and 3, Phys. Rev. D 85, 082002, 2012
J. Abadie et.al.: Implementation and testing of the first prompt search for gravitational wave transients with electromagnetic counterparts, A&A 539, A124, 2012
J Aasi et.al.: The characterization of Virgo data and its impact on gravitational-wave searches, Class. Quantum Grav. 29 155002, 2012
T. Accadia et.al.: Noise monitor tools and their application to Virgo data, J. Phys.: Conf. Ser. 363, 012024, 2012
J. Abadie et.al.: Search for gravitational waves from intermediate mass binary black holes, Phys. Rev. D 85, 102004, 2012
J. Abadie et al.: Upper limits on a stochastic gravitational-wave background using LIGO and Virgo interferometers at 600–1000 Hz, Phys. Rev. D 85, 122001, 2012
T Accadia et.al.: The NoEMi (Noise Frequency Event Miner) framework, J. Phys.: Conf. Ser. 363, 012037, 2012
J. Abadie et.al.: All-sky search for gravitational-wave bursts in the second joint LIGO-Virgo run, Phys. Rev. D 85, 122007, 2012
J. Abadie et.al.: First low-latency LIGO+Virgo search for binary inspirals and their electromagnetic counterparts, A&A 541, A155, 2012
P. A. Evans et.al.: Swift follow-up observations of candidate gravitational-wave transient events, preprint, arXiv:1205.1124 [astro-ph.HE], 2012
J. Abadie et.al.: Search for gravitational waves associated with gamma-ray bursts during LIGO science run 6 and Virgo science runs 2 and 3, preprint, arXiv:1205.2216 [astro-ph.HE], 2012
J. Aasi et.al.: Einstein@Home all-sky search for periodic gravitational waves in LIGO S5 data, preprint, arXiv:1207.7176 [gr-qc], 2012
T. Accadia et al.: Characterization of the Virgo seismic environment, Class. Quantum Grav. 29, 025005, 2012
J. Abadie et.al.: All-sky search for periodic gravitational waves in the full S5 LIGO data, Phys. Rev. D 85, 022001, 2012
T. Accadia et al.: A state observer for the Virgo inverted pendulum, Rev. Sci. Instrum. 82, 094502, 2012
J. Abadie et.al.: Beating the spin-down limit on gravitational wave emission from the Vela pulsar, ApJ 737, 93, 2011
Gáspár Merse Előd: Gömbhéjak és héjrendszerek dinamikája és alkalmazásuk az általános relativitáselméletben, ELTE Könyvtár, 2011
M. Vasúth: Waveforms emitted by spinning and/or eccentric binary systems with closed or open orbits, Gravitational Wave Physics & Astronomy Workshop, előadás, 2012
P. Csizmadia, G. Debreczeni, I. Rácz and M. Vasúth: Gravitational waves from spinning eccentric binaries, preprint, arXiv:1207.0001 [gr-qc], http://www.grid.kfki.hu/twiki/bin/view/RmkiVirgo/CBwaves, 2012
M. Vasúth: Gravitational waves of spinning and eccentric binary sources, 6th Workshop of Young Researchers in Astronomy and Astrophysics, előadás, 2012
I. Rácz (with A. László): Superradiance or total reflection?, Relativity and Gravitation, 100 Years after Einstein in Prague June 25 – 29, 2012, Prague, Czech Republic, 2012
P. Csizmadia, A. László, I. Rácz :: On the Use of Multipole Expansion in Time Evolution of Non-linear Dynamical Systems and Some Surprises Related to Superradiance, arXiv:1207.5837, submitted to Class. Quant. Grav., 2012





 

Projekt eseményei

 
2010-10-07 16:14:33
Résztvevők változása
2009-10-28 10:42:19
Résztvevők változása
2009-03-23 10:15:17
Kiegészítő támogatás beolvasztása




vissza »