MEMI: Modellierung von ElektroMagnetischen Wellen und Inferenz von Multi-Messenger-Beobachtungen von Neutronensternfusionen

• Antragsteller: Professor Dr. Sebastiano Bernuzzi
• Fachliche Zuordnung: Kern- und Elementarteilchenphysik, Quantenmechanik, Relativitätstheorie, Felder ; Astrophysik und Astronomie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 443239082

Die Multi-Messenger-Beobachtung von gravitativen und elektromagnetischen Signalen von einer binären Neutronensternfusion im August 2017 verschaffte uns beispiellose Einblicke in die fundamentale Physik, einschließlich der starken und dynamischen Gravitation, Materie bei extremen Dichten und hochenergetische astrophysikalische Phänomene. Der Schlüssel zum Zugriff auf diese Informationen ist die Verfügbarkeit von detaillierten theoretischen Vorhersagen der binären Dynamik, die in effizienten Datenanalyse-Infrastrukturen verwendet werden.MEMI adressiert ein offenes Hauptproblem in diesem Feld, nämlich die kohärente Analyse der verschiedenen Signale mittels Bayes'scher Inferenz. Das Hauptziel ist es, eines der ersten Frameworks für die gemeinsame Analyse von gravitativen und elektromagnetischen Daten zu entwickeln, das in der Lage ist, ein Modellranking zu erstellen. Um dies zu erreichen, entwickelt MEMI auch Modelle von Kilonova-Lichtkurven basierend auf Grundprinzip-Simulationen der allgemeinen Relativitätstheorie und verbunden mit Modellen für Gravitationswellenformen. Sofortige Anwendungen umfassen eine statistisch konsistente Quellenidentifikation, Extraktion der Fusionsresteigenschaften und enge Randbedingungen der Zustandsgleichung des Neutronensterns.MEMI nutzt die Synergie zwischen der numerischen allgemeinen Relativitätstheorie und der Datenanalyse. Das Wissen und die Techniken, die mit MEMI generiert werden, sind entscheidend, um Wissenschaft von bevorstehenden Beobachtungen zu ermöglichen. Das Projekt setzt eine kürzlich begonnene und erfolgreiche Forschungslinie fort und ergänzt die aktuelle Forschung auf dem Gebiet der Gravitationswellen-Modellierung, die vom H2020-Programm der European Research Councils finanziert wird. Darüber hinaus existiert eine starke Zusammenarbeit mit der LIGO-Virgo und ENGRAVE Kollaboration, wobei Jena eine internationale Gruppe leitet, die vollständig aus Theoretikern besteht, die die Interpretation der Beobachtungen unterstützen. MEMI wird somit internationale Forschung auf höchstem Niveau unterstützen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen