Gravitational Wave Modeling Using Time-Domain Black Hole Perturbation Theory

使用时域黑洞微扰理论进行引力波建模

基本信息

  • 批准号:
    2307236
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 12万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2023-05-01 至 2025-04-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Observations of gravitational waves from a black hole and neutron star binary systems are now routine by the NSF's LIGO alongside other international detectors. Beyond learning about the most mysterious objects in the Universe, such efforts have generated significant spin-off technologies, and helped turn public and youth attention towards STEM disciplines. This research project aids in the development of the computational tools and the theory that plays a very critical role in not only LIGO’s mission, but also that of next generation detectors. The main objective is to understand important aspects of binary black hole systems using theoretical and computational techniques. The project includes support for students and therefore directly contributes to student mentorship, traineeship and retention in an important STEM area. The computational skills that students develop are highly “portable”, and therefore will allow them access to a variety of career options, including in areas of great national need.This award is about the development and application of the time-domain point-particle black hole perturbation theory approach that models the gravitational wave emission from large mass-ratio black hole binary systems. Significant contributions will be made to the development of approximate gravitational waveform models (such as data-driven “surrogate” models, the effective-one-body approach, and others), that will ultimately impact the data analysis effort of current and future detectors (such as LIGO/Virgo/KAGRA and future 3G detectors and space-borne missions). Additionally, collaborative work will be completed with the gravitational self-force and mathematical relativity communities, and progress will be made on a number of challenging and important problems in the area of gravitational physics.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
NSF的Ligo与其他国际探测器一起常规,从黑洞和中性恒星二元系统中观察到重力波。除了了解宇宙中最神秘的物体外,这种努力还产生了巨大的衍生技术,并帮助公众和青年人的注意力转向了STEM学科。这项研究项目有助于开发计算工具和理论,该理论不仅在Ligo的使命中,而且在下一代探测器的任务中起着非常关键的作用。主要目的是使用理论和计算技术了解二进制黑洞系统的重要方面。该项目包括对学生的支持,因此直接有助于学生的心态,实习和保留在重要的STEM领域。学生发展的计算技能是高度“便携式”的,因此将使他们获得各种职业选择,包括在国家需求巨大的领域中。该奖项旨在开发和应用时域点粒子黑洞黑洞扰动理论方法,该方法模拟了大型质量利比黑洞black binary binary Systems的重力波发射。将对近似引力波形模型的发展做出重要贡献(例如数据驱动的“替代”模型,有效的一体方法等),这最终将影响当前和未来探测器的数据分析工作(例如Ligo/Virgo/Kagra和Future 3G探测器和太空携带者)的数据分析工作。此外,将通过引力自力和数学相对性社区完成协作工作,并将在引力物理学领域的许多挑战和重要问题方面取得进展。该奖项反映了NSF的法定任务,并认为通过基金会的知识分子的知识和广泛的影响来评估Criteria的智力优点和广泛的影响。

项目成果

期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Interplay between numerical relativity and black hole perturbation theory in the intermediate-mass-ratio regime
中间质量比状态下数值相对论与黑洞微扰理论之间的相互作用
  • DOI:
    10.1103/physrevd.108.044013
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Islam, Tousif
  • 通讯作者:
    Islam, Tousif
Interplay between numerical relativity and perturbation theory: Finite size effects
数值相对论和微扰理论之间的相互作用:有限尺寸效应
  • DOI:
    10.1103/physrevd.108.044012
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Islam, Tousif;Khanna, Gaurav
  • 通讯作者:
    Khanna, Gaurav
Comparing Numerical Relativity and Perturbation Theory Waveforms for a Non-Spinning Equal-Mass Binary
比较非旋转等质量双星的数值相对论和微扰理论波形
  • DOI:
    10.3390/universe10010025
  • 发表时间:
    2024
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Islam, Tousif;Field, Scott E.;Khanna, Gaurav
  • 通讯作者:
    Khanna, Gaurav
Approximate relation between black hole perturbation theory and numerical relativity
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  • DOI:
    10.1103/physrevd.108.124046
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Islam, Tousif;Khanna, Gaurav
  • 通讯作者:
    Khanna, Gaurav
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