The construction and use of LISA sensitivity curves
激光干涉仪空间天线（LISA）将打开引力波谱的兆赫频段进行探索。灵敏度曲线是一种有用的工具，可用来调查激光干涉仪飞行任务可探测到的辐射源类型。在这里，我们描述如何构造灵敏度曲线，以及如何使用它来计算大范围的二元系统的信噪比。我们采用2018 LISA Phase-0参考设计参数。我们考虑天空平均的灵敏度，并在特定的天空位置的源的灵敏度。计算结果包含在公开可用的{ \em Python}笔记本中。
2018-10-15 astro-ph.HE gr-qc
Upper limits on stray force noise for LISA
我们已经开发了一个扭摆设施LISA重力参考传感器地面测试，使我们能够把显着的上限剩余杂散力施加的LISA样的位置传感器上的一个代表性的测试质量，并表征特定的干扰源LISA。我们在这里提出的设施的细节，用于最大限度地提高其灵敏度的实验程序，以及用于表征钟摆本身，使我们能够达到低于20 fNm /sqrt{Hz}从0.3到10 mHz的扭矩灵敏度的技术。我们还讨论了LISA所获得的结果的影响。
2003-10-28 gr-qc
Impact of LISA's low frequency sensitivity on observations of massive black hole mergers
LISA将能够探测到来自大质量黑洞（MBH）双星的引力波，红移z > 10。如果可以从LISA数据流中提取双星的质量和光度距离，这些信息可以用来揭示MBH双星及其宿主星系在演化宇宙中的合并历史。由于这一参数的提取通常要求LISA在其年度轨道的相当大一部分时间内观测内旋，因此执行这一程序需要在低频f < 10^{-4} Hz下具有足够的灵敏度。使用几个候选的低频灵敏度，我们研究LISA的潜力，在红移z > 1的MBH二进制聚结的特点。
2004-11-22 astro-ph gr-qc
Introduction to the Analysis of Low-Frequency Gravitational Wave Data
天基引力波探测器LISA将在低频引力波段（0.1兆赫至1赫兹）进行观测。LISA将搜索各种预期的信号，当它检测到信号时，它必须确定一些参数，例如源在天空中的位置和信号的偏振。这需要模式匹配，称为匹配滤波，它使用关于波形特征的最佳可用理论预测。LISA对各种来源的敏感性的所有估计都假设数据分析以最佳方式进行。因为这些技术对许多年轻的物理学家来说并不熟悉，所以我在本讲座的第一部分对时间序列数据分析（包括匹配滤波）做了一个非常基本的介绍。讲座的第二部分将这些技术应用于LISA，展示如何估计LISA的灵敏度，并简要评论LISA特殊的信号分析问题。
1997-10-15 gr-qc
Evaluating Black Hole Detectability with LISA
我们进行了独特的LISA探测器设计的测量能力的分析，检查LISA的低频性能的检测和定性的大规模黑洞二进制文件的影响。我们特别感兴趣的是LISA测量大质量黑洞合并的能力，这些黑洞的合并频率接近低频带边缘，质量在$\sim 10^6-10^{10}M_\odot$范围内。我们研究的信噪比（SNR）使用现象学波形的螺旋，合并，并在很宽的范围内的大规模黑洞二元参数的振铃。我们采用了广泛的调色板可能的LISA配置在低频具有不同的灵敏度。对于此分析，我们创建了一个工具（github.com/mikekatz04/BOWIE），用于评估两种参数化情况之间的SNR变化。SNR的偏移被计算为作为二进制参数的函数的增益或损失，并且在参数值的二维网格上以图形方式显示。我们说明了使用这种技术的参数化LISA任务设计，以及考虑天体物理参数对引力波信号模型的影响。在低频灵敏度方面，加速度噪声或臂长是观测最大质量黑洞双星的最重要因素，其次是破裂频率，然后是谱指数。LISA探测$\sim10^7-10^9M_\odot$黑洞的天体物理学人口的能力很大程度上受到其灵敏度的这些方面的影响。组成黑洞自旋的重要性也被强调。
2019-03-06 gr-qc
Optimal statistic for detecting gravitational wave signals from binary inspirals with LISA
一个在螺旋阶段早期的致密双星将被LISA的近单色引力辐射所捕获。但是，即使是这个看似无害的候选人也提出了有趣的检测挑战。将扫描这些源的数据将是通过时间延迟干涉测量法获得的LISA的12个数据流的三个函数的集合，这对于消除来自激光频率波动和光学工作台运动对这些数据流的噪声贡献是必要的。我们称这三个函数为伪检测器。任何伪探测器对给定天空位置的灵敏度都是LISA轨道位置的函数。此外，在LISA轨道上的给定点，每个伪探测器对同一天空位置的灵敏度不同。在这项工作中，我们得到了最佳的统计检测引力波信号，如从紧凑的双星早期在他们的inspiral阶段，在LISA数据。我们还介绍了如何灵敏度的LISA，定义这个最佳的统计，变化的天空位置和LISA的轨道位置的函数。最后，我们展示了如何通过在天空位置构建一个模板库来实现对LISA数据的螺旋信号的实时搜索。
2004-07-02 astro-ph gr-qc
LISA Sensitivity to Gravitational Waves from Sound Waves
在早期宇宙中，原始等离子体在强烈的一阶相变过程中产生的声波所产生的引力波将成为激光干涉空间天线（LISA）实验的主要目标。在这篇短文中，我根据最近在[1909.11356，2002.04615]中介绍的峰值积分灵敏度曲线（PISC）的概念，绘制了LISA对这种GW信号的预期灵敏度的全局图。特别是，我使用LISA的PISC在十个不同的粒子物理模型中以紧凑的方式对数千个基准点进行了系统的比较。所提出的分析（i）保留了完整的信息的最佳信噪比，（ii）允许不同的幂律指数描述的信号的光谱形状，（iii）占银河系的混乱噪音从紧凑的双星，和（iv）表现出预期的灵敏度对收集的数据量的依赖。这种分析的一个重要结果是，对于所考虑的一组模型，星系混淆噪声通常会使可观测场景的数量减少大约2倍，或多或少与观测时间无关。本文中给出的数值结果也可以在Zenodo上获得[http：//doi.org/10.5281/zenodo.3837877]。
2020-11-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Construction of Sensitivity Curves for Dynamic LISA and Taiji
School of Astronomy and Space Science, University of Chinese Academy of Sciences (UCAS)（中国科学院大学天文与空间科学学院）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（中国科学院大学杭州高等研究院基础物理与数学学院）；International Centre for Theoretical Physics Asia-Pacific, UCAS（中国科学院大学亚太理论物理中心）
本文基于日心轨道模型和不等臂干涉仪配置，构建了动态LISA和太极的指向相关灵敏度曲线，发现低频灵敏度变化约20%，导致可探测源数量方向依赖变化约70%。
2026-06-29 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Galactic binary science with the new LISA design
在LISA探路者飞行任务取得巨大成功的基础上，在苏黎世举行的$11^{\rm th}$国际LISA专题讨论会上提出了新的LISA飞行任务设计纲要。修改后的设计要求三个相同的航天器形成一个等边三角形，边长为250万公里，每边有两个激光链路，提供全偏振灵敏度。由于减少干扰系统的Pathfinder性能已得到证实，而且激光计量学的设计经过充分研究，预计新飞行任务的灵敏度将非常接近LISA的原始设计。这意味着0.5 mHz到3 mHz之间的中频性能将受到银河系中致密双星的未分辨信号的限制。在这里，我们使用新的LISA设计来计算银河系混淆噪声，可分辨的星系双星的数量，以及这些系统的关键参数可以测量的精度的更新估计。
2017-10-05 astro-ph.IM gr-qc
Reconstructing the spectral shape of a stochastic gravitational wave background with LISA
我们提出了一套工具来评估LISA的能力，以检测和重建的频谱形状和振幅的随机引力波背景（SGWB）。我们首先提供LISA幂律灵敏度曲线和分级幂律灵敏度曲线，基于LISA设计的最新更新。这些曲线有助于对SGWB的检测和重建前景进行定性评估。为了定量重建任意功率谱形状的SGWB，我们提出了一种新的数据分析技术：通过自动化的自适应过程，我们方便地将LISA灵敏度频带划分为频段，并将每个频段内的数据与幂律信号加上仪器噪声模型相匹配。我们应用该程序的SGWB信号具有各种代表性的频率剖面，并证明LISA可以重建其频谱形状。我们的程序，在代码SGWBinner中实现，适用于均匀和各向同性的SGWBs在LISA检测，它也有望为其他引力波天文台工作。
2019-06-21 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
LISA for Cosmologists: Calculating the Signal-to-Noise Ratio for Stochastic and Deterministic Sources
给出了激光干涉仪空间天线（LISA）对随机引力波背景和确定性波源的灵敏度预测步骤。我们将展示如何使用这些表达式来估计LISA可以确定与这些源相关的参数的精度。提供的工具可轻松计算信噪比并绘制灵敏度曲线。给出了两个工作实例的基准值，以便于比较和检查方法。第一个基准是LISA可以观测到的阈值随机引力波背景$Ω_{GW} h^2$。第二个是LISA观测到的与GW 150914相同的双星黑洞系统的信噪比，该系统在合并前4年辐射。
2019-12-06 astro-ph.CO gr-qc
Time-delay interferometry and the relativistic treatment of LISA optical links
LISA是欧空局和美国航天局的一项联合空间飞行任务，用于探测$10^{-5} - 1$ Hz波段的低频引力辐射。为了达到必要的灵敏度LISA，激光频率噪声必须被抑制低于其他二次噪声，如光路噪声，加速度噪声等，这是实现的，因为在数据中的冗余，更具体地说，通过组合六个适当的时间延迟的数据流包含分数多普勒频移-时间延迟干涉（TDI）。航天器的轨道是在牛顿框架中的太阳和地球的引力场中计算的，而光链路完全是广义相对论性地处理的，因此，自动地结合了诸如Sagnac、Shapiro延迟等效应。我们表明，在LISA的模型，我们认为在这里，有固有的物理，这可能是用来有效地抑制残余激光频率噪声和简化的代数方法TDI的对称性。
2008-08-20 gr-qc
Non-sky-averaged sensitivity curves for space-based gravitational-wave observatories
在引力波观测中，信噪比（SNR）被用作检测置信度的基本品质因数，并与Fisher矩阵一起用于从检测信号中提取的物理信息量。SNR通常从灵敏度曲线计算，灵敏度曲线描述了给定频率的单色源达到阈值SNR所需的引力波振幅。对于类似于激光干涉仪的天基干涉仪探测器，它们对长寿命信号敏感，位置和方向不断变化，需要逐个源计算精确的信噪比。为了方便起见，大多数作者更喜欢使用天空平均灵敏度，接受单个源的不准确SNR，并放弃对源总体SNR统计分布的控制。在本文中，我们描述了一个简单的端到端的配方来计算任何几何形状的干涉天基探测器的非天空平均灵敏度：实际上，我们推导出天空平均灵敏度曲线的误差条，这为以前关于天空平均信噪比的不合格陈述提供了严格的统计解释。作为一个工作的例子，我们认为各向同性和银河系盘人口的单色源，观察与“经典的LISA”的配置。我们确认，各向同性人口的（标准）反均方根平均灵敏度保持不变，是否包括在计算中的LISA轨道。然而，探测器的运动使灵敏度的分布变紧，因此对于50%的源，灵敏度在其平均值的30%以内。对于银河系盘人口，平均和分布的灵敏度为一个移动的检测器变成类似的各向同性的情况。
2012-09-12 gr-qc
Torsion pendulum facility for direct force measurements of LISA GRS related disturbances
正在特伦托开发一个用于测试LISA GRS的四质量扭摆设施。与一个像丽莎的测试质量悬浮离轴相对于摆光纤，该设施允许直接测量的表面力的干扰所产生的GRS。我们在这里提出的结果与原型摆集成非常大的差距传感器，它允许估计的固有摆噪声地板在没有传感器相关的力噪声。该设备显示出接近其机械热噪声极限的扭矩噪声，并且允许对GRS相关干扰设置上限，最佳灵敏度为1 mHz时的300 fN/Hz^（1/2），这是LISA目标的50倍。此外，我们还讨论了重力梯度噪声的表征，一个环境噪声源，可能会限制设备的性能，并报告该设施的发展状况。
2006-11-06 gr-qc
Optimising LISA orbits: The projectile solution
LISA是NASA和ESA的一项联合空间任务，用于探测$10^{-5} - 0.1$ Hz波段的低频引力波。拟议的飞行任务将使用相干激光束，这些激光束将在三个相同的航天器之间交换，形成一个边长为$5 \times 10^6$公里的巨大（几乎）等边三角形。三角形的平面与黄道平面成$\sim 60^{\circ}$角。构成LISA的航天器将在太阳和其他天体的环境引力场中自由漂浮。为了达到必要的灵敏度，航天器编队应保持稳定，其中一个要求是，航天器之间的距离应尽可能保持不变，也就是说，臂的弯曲应最小。在本文中，我们提出了一个解决方案-弹丸解决方案-这限制了弯曲的武器低于5.5米/秒，在三年的任务期。这个解决方案是在太阳和地球的领域中获得的，这主要影响航天器的运动，特别是LISA臂的弯曲。
2008-09-11 gr-qc
Coherent observations of gravitational radiation with LISA and gLISA
地球同步激光干涉仪空间天线（gLISA）是一项天基引力波（GW）任务，过去五年来，斯坦福大学喷气推进实验室、国家空间研究所（I.N.P.E.，巴西）和航天系统劳拉。如果与LISA任务同时飞行，这两个阵列将提供联合灵敏度，从而在mHz波段的相应部分中实现两个任务的最佳性能。这种同时操作将产生一个最佳组合的灵敏度曲线，从几兆赫到1赫兹都是“白色”的，使这两个天线能够以高信噪比（SNR）探测质量在太阳质量（1000万到1亿）范围内的合并黑洞双星（BHB）。它们联合跟踪的能力，增强信噪比，类似于2015年9月14日高级激光干涉仪引力波天文台（aLIGO）观测到的信号（GW 150914事件），将导致更多可观测的小质量双星黑洞和提高这些来源的参数精度。LISA、gLISA和aLIGO一起将以良好的灵敏度覆盖从十分之一mHz到kHz频带的频带。
2016-08-16 astro-ph.IM gr-qc
New LISA dynamics feedback control scheme: Common-mode isolation of test mass control and probes of test-mass acceleration
无阻力和姿态控制系统是LISA技术的核心要素，确保航天器和测试质量所需的非常高的动态稳定性，以达到空间引力波天文学所需的灵敏度。在试验质量上施加静电力是不可避免的，但应限制在保持航天器试验质量系统就位所需的最小值，同时保证试验质量自由落体的最佳质量。为了实现这一点，我们提出了一个新的测试质量悬挂方案，适用的力量和扭矩只成比例的任何差分测试质量运动观察到的，我们证明了新的计划显着减轻量的悬挂力和扭矩需要控制整个系统。所涉及的数学方法，使我们能够得到一个新的观测测量的差异加速度的测试质量投影在相关的敏感轴，这将有重要的后果LISA数据校准，处理和分析。
2022-08-17 gr-qc
Optimizing LIGO with LISA forewarnings to improve black-hole spectroscopy
在LIGO灵敏度波段合并的大质量恒星质量黑洞双星的早期螺旋将在低频下被即将到来的太空任务LISA探测到。LISA将通过多年的预警来预测LIGO观测到双星的时间和频率。因此，我们将发现自己处于这样一个位置：知道一个双星即将合并，这是一个前所未有的机会，可以优化地面操作，以增加他们的科学回报。我们将这个想法应用于多振铃模式的探测，或黑洞光谱学。窄带调谐可以提高探测器在对应于第一次主衰荡模式的频率处的灵敏度，并大大改善我们在实验上测试天体物理学黑洞的克尔性质的前景。我们定义了一个新的一致性参数之间的不同模式，称为$δ{\rm GR}$，并表明，在这方面的措施，优化配置有可能加倍的有效性相比，标准的宽带设置时，黑洞光谱。
2019-06-25 astro-ph.HE gr-qc
Probing Anisotropies of the Stochastic Gravitational Wave Background with LISA
研究了激光干涉空间天线对随机引力波背景各向异性的敏感性。我们首先讨论了SGWB的主要天体物理学和宇宙学来源，其特征在于各向异性的GW能量密度，我们建立了一个信噪比估计量化的灵敏度LISA不同的多极。然后，我们进行了Fisher矩阵分析的各向异性功能的可检测性与LISA的个别多极的前景，专注于一个SGWB与幂律频率分布。我们计算的噪声角谱考虑到特定的扫描策略的LISA检测器。我们分析的情况下产生的运动偶极子和四极多普勒提升各向同性SGWB。我们发现，$β\, Ω_{\rm GW}\sim 2\times 10^{-11}$是需要观察一个偶极信号与LISA。检测器对四极的响应相对于偶极的响应具有因子$\sim 10^3 \,β$。的各向异性的表征，无论是从理论的角度来看，从地图制作的角度来看，使我们能够提取信息，可以用来理解的SGWB的起源，并区分不同的叠加SGWB源。
2022-01-21 astro-ph.CO gr-qc
General relativistic treatment of LISA optical links
LISA是美国宇航局和欧空局的联合空间任务，用于探测$10^{-5} - 1$ Hz波段的低频引力波。为了达到必要的灵敏度LISA，激光频率噪声必须被抑制低于其他二次噪声，如光路噪声，加速度噪声等，这是通过结合时间延迟的数据，时间延迟的精确知识是必需的。引力场，主要是太阳引力场和LISA的运动影响时延和光链路。此外，还考虑了地球的引力场对航天器轨道的影响。这导致了额外的弯曲超过太阳的弯曲。我们编写了一个数字代码，用于计算光学链路，即在轨道的大部分时间内以$\sim 10^{-2}$米的高精度计算时间延迟-比时间延迟干涉测量法所需的时间延迟要高，并且在大约六天的综合时间窗内以$\sim 10$米的足够精度计算时间延迟，此时其中一个臂趋于与轨道相切。我们的分析的光链路是完全广义相对论和数值代码考虑到的影响，如Sagnac，夏皮罗延迟等。我们表明，在LISA的设计中所考虑的参数，有固有的对称性，在LISA的配置和物理，这可能是有效地用来抑制残余激光噪声在修改后的第一代TDI。我们证明了我们的一些重要的TDI变量的结果。
2008-05-28 gr-qc
Pointing LISA-like gravitational wave detectors
基于激光干涉仪空间天线（LISA）设计的天基引力波探测器通过合成一个或多个干涉仪来运行，干涉仪来自条纹速度测量值，条纹速度测量值是由一组特殊的无阻力日心轨道中三个航天器之间的光传播时间变化产生的。这些轨道决定了合成干涉仪相对于黄道平面的倾角。一旦这些航天器被放置在其轨道上，干涉仪在未来任何时候的方向都是根据开普勒定律确定的，该定律基于航天器星座的初始方向，可以自由选择。在整个太阳轨道的过程中，初始方位确定了天空中探测器对引力波具有最大灵敏度的一组位置，以及探测器响应中的零值落在的一组位置。通过巧妙地选择初始方向，我们可以选择优化或抑制天线对位置可能预先已知的源的灵敏度（例如，银河系中心或球状星团）。
2013-06-13 astro-ph.IM gr-qc
Signal-to-Noise Ratio Contours for LISA
Institute for Theoretical Physics, University of Münster（明斯特大学理论物理研究所）；Kavli IPMU (WPI), UTIAS, The University of Tokyo（东京大学 Kavli宇宙起源与演化研究前沿中心（UTIAS））；Department of Physics and Astronomy, UT Rio Grande Valley（里奥格兰德河谷大学物理与天文学系）
研究LISA对随机引力波背景信号灵敏度问题，首次推导任意信号强度下LISA自相关测量最优信噪比表达式，得出相关数值结论并通过灵敏度曲线说明，为评估LISA数据信噪比提供新依据。
2026-07-10 astro-ph.IM gr-qc hep-ph
An algorithm for detection of extreme mass ratio inspirals in LISA data
从一个紧凑的物体螺旋向一个大质量的黑洞（MBH）发出的引力波信号被认为是LISA数据流中最难检测到的信号源之一。由于可能信号的大参数空间和在LISA的灵敏度带中花费的许多轨道周期，先前已经估计，对于具有模板网格的完全相干搜索将需要10^{35}个模板的数量级，这在计算上是不可能的。在这里，我们描述了一个算法的基础上的约束大都会黑斯廷斯随机搜索，使我们能够找到并准确地估计参数的孤立的EMRI信号埋在高斯仪器噪声。我们说明了该算法的有效性，从模拟LISA数据挑战轮1B数据集的搜索结果。
2009-02-24 astro-ph.CO gr-qc
Exploring the no-hair theorem with LISA
本文研究利用LISA探测大质量黑洞双星铃宕引力波检验无毛定理，比较与模型无关的QNM分析和针对广义相对论偏离的方法，并预测不同源参数下的检验精度。
2024-09-30 gr-qc
Geometric Time Delay Interferometry
天基引力波观测站LISA是美国航天局和欧空局的一项任务，将于2012年后发射，它将使用时间延迟干涉测量法实现其最佳灵敏度，这是一种专门针对LISA的技术，用于消除航天器间相位测量中压倒一切的激光噪声。迈克尔逊型和萨尼亚克型TDI观测量在物理上被解释为合成干涉仪的虚测量。在本文中，我提出了几何TDI，一个新的和直观的方法来扩展这种解释所有TDI观测。与标准的代数形式不同，几何TDI提供了一种组合算法来详尽地探索第二代TDI观测量的空间（即，在具有时间相关臂长的类LISA干涉仪中消除激光噪声的那些）。使用该算法，我调查了第二代TDI观测量的长度空间（即，分量相位测量的数量）高达24，我确定替代，改进形式的标准第二代TDI观测。替代形式在实际噪声条件下提高了高频引力波的灵敏度（因为它们在引力波和噪声响应函数中具有更少的零点），并且不易受仪器间隙和毛刺的影响（因为它们的分量相位测量跨越更短的时间段）。
2005-06-28 gr-qc
A Parametrized Test of General Relativity for LISA Massive Black Hole Binary Inspirals
Université de Toulouse（图卢兹大学）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；University of Maryland（马里兰大学）
LISA通过参数化检验GR在强场和相对论极限下的有效性，提升对GR偏离的限制精度。
2025-12-11 gr-qc
Subtraction of test mass angular noise in the LISA Technology Package interferometer
我们提出了最近的灵敏度测量的LISA技术包干涉仪与关节镜作为测试质量，由压电换能器驱动。已经证明了所需的纵向位移分辨率为9 pm/sqrt[Hz]，高于3 mHz，角噪声对应于在轨操作中的预期。通过将角度干涉测量数据流拟合到纵向位移测量值，完全减去了该测试质量抖动对灵敏位移读数的过量噪声贡献。因此，这种交叉耦合不构成对LISA技术封装干涉测量所需性能的限制。
2012-03-20 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
LISA Reconstruction Landscape for Metastable Cosmic Strings
Nanjing Normal University（南京师范大学）；Università degli studi di Napoli “Federico II”（那不勒斯费德里科二世大学）；INFN - Sezione di Napoli（意大利国家核物理研究所那不勒斯分部）
本研究利用LISA通过贝叶斯分析重建亚稳宇宙弦的随机引力波背景，基于谱特征探测弦张力与亚稳尺度，明确了LISA探测弦网络寿命的能力范围。
2026-07-31 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
First search for ultralight dark matter with a space-based gravitational-wave antenna: LISA Pathfinder
我们在这里提出的结果，从有史以来第一次搜索暗光子暗物质，可以耦合到重子在LISA探路者，技术演示的空间引力波天线。在分析了LISA Pathfinder在$[2\times 10^{-5},5]$ Hz频率范围内（对应于$[8\times 10^{-20},2\times 10^{-14}]$ eV/ $c^2$的暗光子质量）采集的大约三个月的数据后，我们没有发现暗物质信号的证据，并对暗光子/重子耦合的强度设定了上限。为了进行这种搜索，我们利用了在地基干涉仪中搜索准单色引力波信号的方法，并且对数据中的非高斯性和间隙具有鲁棒性。因此，我们的工作代表了LISA中搜索方法的概念验证测试，以找到持久的准单色信号，并显示了我们处理非高斯伪影和间隙的能力，同时与最佳匹配滤波器相比保持良好的灵敏度。结果还表明，这些方法可以在LISA中成为强大的工具，不仅可以找到暗物质，而且还可以寻找其他持久的信号，例如中等质量黑洞吸入和银河系白矮星双星。
2023-01-20 astro-ph.IM gr-qc
SyZyGy: A Straight Interferometric Spacecraft System for Gravity Wave Observations
我们应用TDI，展开一般的三角形配置，三个航天器的线性阵列的特殊情况。我们表明，这样的阵列（“SyZyGy”），与相同尺度的等边三角形GW检测器相比，在低频（f<<c/（阵列尺寸））的灵敏度降低（但非零），但对GW的峰值和高频灵敏度相似。灵敏度曲线呈现为SyZyGys具有各种臂长。从线性配置中可以得到许多技术简化。这些仅包括一个刻面（例如，每个航天器的质量标准为1000立方厘米，航天器内的激光计量只需要在中央航天器，放置在一个适当的轨道上可以减少多普勒漂移，这样就不需要激光束调制来进行超稳定振荡器噪声校准，并且很少或根本不需要依赖于时间的望远镜铰接来保持指向。由于SyZyGy的灵敏度在低频下比等边三角形阵列的灵敏度下降得更快，因此它可能对地面干涉仪（10-2000 Hz）和LISA（0.1 mHz-0.1 Hz）之间波段的GW观测更有用。对于与LISA相同的仪器假设，具有~1光秒尺度的SyZyGy可以在中频GW波段进行观测，在一年的积分中对正弦波具有5 sigma灵敏度~2.5 x 10^-23。
2003-07-25 gr-qc
Rapid determination of LISA sensitivity to extreme mass ratio inspirals with machine learning
本文提出由神经网络插值器和选择函数学习网络组成的快速框架，用于估计 LISA 对 EMRI 的探测选择效应，并在天体物理族群模型中校正偏差、量化关键参数测量精度。
2024-05-08 astro-ph.HE gr-qc
Detection and characterization of instrumental transients in LISA Pathfinder and their projection to LISA
NASA Goddard Space Flight Center（美国宇航局戈达德太空飞行中心）；IRFU, CEA, Université Paris-Saclay（法国原子能与替代能源研究所，法国原子能委员会，巴黎萨克雷大学）；ARTEMIS, Observatoire de la Côte d’Azur（阿尔特米斯计划，蔚蓝海岸天文台）；SYRTE, Observatoire de Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université, LNE（时间-频率和光学生物物理实验室，巴黎天文台，巴黎文理研究大学，法国国家科学研究中心，索邦大学，法国计量院）；Department of Physics, University of Trento（特伦托大学物理系）；Department of Physics, Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学物理系）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）
本研究首次全面统计LISA Pathfinder的仪器瞬变毛刺信号，基于唯象形状子模型分析其物理特征，构建合成毛刺生成器并初步评估其对未来LISA引力波数据分析的影响。
2021-12-14 astro-ph.IM gr-qc
Observational prospects for phase transitions at LISA: Fisher matrix analysis
在电弱尺度下的一阶相变将导致引力波的产生，这种引力波可以在即将到来的天基引力波（GW）探测器（如LISA（激光干涉仪空间天线））上观察到。由于标准模型没有相变，LISA可以通过寻找随机引力波背景来寻找新的物理。在这项工作中，我们调查LISA的敏感性编码的随机背景中产生的相变的热力学参数，使用的声音壳模型来解释引力波功率谱，和Fisher矩阵估计的不确定性。我们探索一个参数空间与过渡强度$α< 0.5$和相边界速度$0.4 < v_\text{w} < 0.9$，过渡成核在$T_{\text{N}} = 100$ GeV，平均气泡间距$0.1$和$0.01$的哈勃长度，和声速$c/\sqrt{3}$。我们表明，在声音壳模型的功率谱可以很好地近似由四个参数的双破幂律，并发现峰值功率和频率可以测量到约10%的准确度为信噪比（SNR）超过20。简并性使基本热力学参数的确定变得复杂，但在所有情况下，相边界速度将是最好的约束参数。转向Fisher矩阵的主成分，高于20的信噪比在两个最高阶主成分中产生小于3%的相对不确定性，表明参数组合的良好前景。最高阶主成分由壁面速度主导。这些参数敏感性的估计提供了一个初步的准确性目标的热力学参数的理论计算。
2021-06-10 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
On gravitational-wave spectroscopy of massive black holes with the space interferometer LISA
新形成的黑洞预计会以准正常模式的形式发出特征辐射，称为振铃波，具有离散频率。LISA应该能够探测到整个可观测宇宙中振荡的超大质量黑洞发出的振铃波。我们开发了一个多模式的形式主义，适用于任何干涉检测器，用于检测振铃信号，估计黑洞参数从这些信号，并测试无头发定理的广义相对论。聚焦于LISA，我们使用其灵敏度的当前模型来计算振铃事件的预期信噪比、相对参数估计精度以及不同模式的可分辨性。我们还讨论了物理参数的不确定性，如黑洞自旋和能量发射在每种模式，将影响我们的能力做黑洞光谱。
2006-03-21 astro-ph gr-qc hep-th
Data Analysis Methods for Testing Alternative Theories of Gravity with LISA Pathfinder
本文提出了一种适用于LISA探路者（LPF）潜在鞍点飞越任务扩展的数据分析方法。在其灵敏度的峰值时，LPF将以$1\,\text{mHz}$附近的频率以几个$\text{fm/s}^2/\sqrt{\text{Hz}}$的精度对我们太阳系中的引力场进行采样。这样一个精确的加速度计将使我们能够测试替代理论的重力预测偏离牛顿动力学在非相对论性的限制。作为一个例子，我们考虑的情况下，张量矢量标量理论的重力和计算，在非相对论性的限制，该理论，异常潮汐应力产生的LPF的信号。我们研究了这些信号的参数空间，并将其分为两个子组，一个与任务参数相关，另一个与引力模型确定的理论参数相关。我们研究了任务参数如何影响信号的可探测性，得出结论，这些参数可以确定足够的精度从航天器的导航和固定在我们的分析。此外，我们应用贝叶斯参数估计，并确定重力理论参数可以推断的准确性。我们评估的参数空间的一部分，可以消除在没有信号检测的情况下，估计作为参数空间位置的函数的信号的可检测性。我们还进行了第一次调查的非高斯“噪声毛刺”，可能会发生在数据中。我们开发的分析是通用的，可以应用到任何重力理论预测的异常潮汐应力引起的信号。
2014-08-21 gr-qc
Multiband parameter estimation with phase coherence and extrinsic marginalization: Extracting more information from low-SNR CBC signals in LISA data
提出直接计算联合似然并对外参作重要性采样边缘化的相干多波段贝叶斯方法，使LISA在SNR约3时仍可稳健参与恒星级与中等质量双黑洞分析，并首次实现族群尺度高效参数估计。
2025-07-23 astro-ph.IM gr-qc
Testing the Kerr nature of intermediate-mass and supermassive black hole binaries using spin-induced multipole moment measurements
利用引力波测量双黑洞系统的自旋多极矩系数可以区分黑洞和其它致密天体[N。V. Krishnendu等人，PRL 119，091101（2017）]。在这里，我们应用[N]中提出的思想。V. Krishnendu等人，PRL 119，091101（2017）]到由中等质量和超大质量黑洞组成的二元系统，并使用未来的天基引力波探测器推导出其克尔性质的预期界限。利用双星黑洞布居的天体物理模型，研究了自旋诱导四极矩和八极矩系数的LISA和DECIGO可测性。在设计灵敏度下，对于LISA能观测到的超大质量双星系统中几乎所有的$3\%$，双星系统的自旋诱导四极矩参数的误差为{ $\leq 0.1$}，而对于DECIGO能观测到的中等质量黑洞双星系统中几乎所有的$3\%$，双星系统的自旋诱导四极矩参数的误差为$\sim 46\%$}。我们发现，对于\it和LISA和DECIGO探测器，四极矩和八极矩参数的误差分别可以估计为$\leq 1$和$\sim 50\%$。{我们的发现表明，对于LISA和DECIGO探测器来说，具有分别大于200和100的信噪比阈值的二元黑洞事件的子群体将允许对黑洞性质的测试达到10%的精度。}
2020-09-24 gr-qc
The Primordial Black Hole Dark Matter - LISA Serendipity
最近，人们对宇宙中的暗物质由原始黑洞（PBH）组成的可能性重新产生了兴趣。目前的观测限制只留下几个PBH质量范围的这种可能性。其中一个在$10^{-12} M_\odot$周围。如果具有这种质量的PBH是由于标量扰动振幅增强而形成的，那么它们的形成不可避免地伴随着频率峰值在mHz范围内的引力波（GW）的产生，恰好在LISA任务的最大灵敏度附近。我们表明，如果这些原始黑洞是暗物质，LISA将能够检测到相关的GW功率谱。虽然GW源信号本质上是非高斯的，但由LISA测量的信号是来自大量独立源的信号的总和，其在检测时将非高斯性抑制到不可观察的水平。我们还讨论了引力波在微扰宇宙中的传播效应。PBH暗物质一般会导致可检测的、纯各向同性的、高斯的和非偏振的GW信号，这是一个可以用LISA测试的预测。
2019-04-07 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Space-based optical lattice clocks as gravitational wave detectors in search for new physics
本研究探索天基光学晶格钟探测低频随机引力波背景的潜力，分析单台探测器特性并提出双探测器互相关方法提升灵敏度，可与LISA互补，为天体物理与早期宇宙研究提供新观测途径。
2025-02-22 astro-ph.CO gr-qc
Consequences of Disk Scale Height on LISA Confusion Noise from Close White Dwarf Binaries
来自银河系的近距离白矮星双星（CWDBs）的引力辐射预计会在激光干涉仪空间天线（LISA）的灵敏度波段的低端产生一个混淆限制信号。对于这种混淆限制信号的性质的大多数研究，磁盘人口的规范尺度高度已被取为90 pc。这个估计可能是太低了，一个更现实的规模高度的后果进行了调查与模型的LISA信号，由于人口密切的白矮星二进制不同的规模高度。如果CWDB的局部空间密度保持恒定，则增加刻度高度导致混淆限制信号的总体强度增加以及信号变得可单独分辨的频率增加。如果二进制的总数保持恒定，则增加标度高度导致在低频处高于混淆限制信号的预期亮信号的数量减少。我们引入一个估计器，用于比较这个过渡频率，考虑到在较高频率的信号扩展。
2006-03-04 astro-ph gr-qc
LISA as a probe of pre-big-bang physics: a nested sampling analysis
Universidad de La Laguna（拉古纳大学）；Instituto de Estructura de la Materia, CSIC（物质结构研究所，西班牙国家研究委员会）
该研究利用嵌套采样分析，探讨LISA在预大爆炸宇宙学中预测的引力波背景（GWB）特性，通过分析GWB信号的幂律参数来约束预大爆炸模型中的关键参数。
2026-05-19 gr-qc hep-th
Limits of vacuum-template subtraction for LISA massive black hole binary sources in realistic environments
Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）
研究LISA数据中大质量黑洞双星信号减法的局限性，分析气体吸积导致的引力波退相干影响，并提出残差信号的检测与缓解策略。
2026-03-08 astro-ph.HE gr-qc
Bayesian P-spline recovery of stochastic gravitational-wave backgrounds in LISA
The University of Auckland（奥克兰大学）；Auckland University of Technology（奥克兰理工大学）；Université Côte d’Azur（蔚蓝海岸大学）；Observatoire de la Côte d’Azur（蔚蓝海岸天文台）；CNRS（法国国家科学研究中心）
针对LISA探测SGWB的噪声与信号重叠难题，提出贝叶斯框架，对比幂律与样条信号模型，发现样条模型可恢复局域特征，强先验能降低低频简并性，揭示模型灵活性的权衡关系。
2026-08-24 astro-ph.IM gr-qc
Reconstructing the LISA massive black hole binary population via iterative kernel density estimation
针对LISA观测大质量黑洞双天体时的选择效应与有限样本问题，提出基于迭代核密度估计的非参数方法，经轻种子场景模拟验证可有效重构质量与红移维度的天体物理种群分布。
2025-03-20 astro-ph.CO gr-qc
On the LISA science performance in observations of short-lived signals from massive black hole binary coalescences
研究在最悲观情况下LISA对大质量黑洞双星并合短寿命信号的观测性能，发现高阶多极矩使LISA能准确测量物理参数、红移并约束天空位置。
2022-12-05 astro-ph.CO gr-qc
Sky localization of complete inspiral-merger-ringdown signals for nonspinning massive black hole binaries
我们调查的能力LISA测量天空的位置等质量，nonspinning黑洞二进制文件，第一次结合整个吸气合并振铃信号，LISA轨道的影响，并完成三通道LISA响应。我们考虑一个位于LISA灵敏度带峰值附近的系综，总静止质量为2 \times 10^6 M \odot，红移z = 1，方向和天空位置随机选择。我们发现中值天空定位误差约为\sim 3弧分。这与强大的电磁望远镜的视场相当，例如詹姆斯韦伯太空望远镜，可以用来搜索与合并大质量黑洞相关的电磁信号。我们调查的方式，其中参数误差随测量时间的增加而减少，特别关注在合并振铃段的信号提供的额外信息。我们发现，这些信息直接改善了所有参数估计，而不是通过减少与任何子集的明确参数的相关性。虽然我们在这项研究中采用了基线LISA设计，但我们关于合并提供的信息的许多结论也适用于替代任务设计。
2011-04-29 astro-ph.HE gr-qc
Effects of Solar Wind Plasma Noise on Stochastic Gravitational Wave Background Searches with a Space Based Interferometer Network
Chongqing University（重庆大学）；Southern University of Science and Technology（南方科技大学）；Nanjing University（南京大学）
研究太阳风等离子体噪声对LISA-太极网络随机引力波背景搜索的影响，用Lomb-Scargle方法估计太阳风电子密度波动谱，计算探测器间等离子体噪声引起的参数偏差，表明该噪声影响不能仅由单探测器剩余噪声评估。
2026-11-09 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational wave background from extreme mass ratio inspirals
极端质量比螺旋（EMRI），即由围绕大质量黑洞运行的紧凑恒星质量物体组成的二元系统，预计将成为即将到来的LISA任务的主要引力波（GW）源之一。导致形成这种系统的天体物理过程仍然知之甚少，导致这些来源的预测宇宙速率存在很大的不确定性，至少有三个数量级。由于LISA可以单独分辨高达$z\gtrsim1$的大多数EMRI，因此低于其检测阈值的信号的集合将不相干地相加，形成未分辨的混淆噪声，其可以被正式描述为随机背景。我们进行了广泛的研究，考虑收集天体物理学动机的EMRI形成的情况下，跨越当前的不确定性，这一背景。我们发现，对于大多数天体物理模型，这个信号很容易检测到的激光干涉仪，与信噪比的几百。在基准EMRI模型中-预测任务操作期间的数百个EMRI检测-背景水平与LISA噪声相当，影响仪器的性能约3 mHz。在极端情况下，这种背景甚至可以“擦除”2-10 mHz频率范围内的整个LISA灵敏度桶。这表明需要更好地了解EMRI的天体物理学，以便全面评估LISA任务的潜力。
2020-11-12 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Systematic biases in parameter estimation on LISA binaries: The effect of excluding higher harmonics for non-spinning binaries
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Université de Toulouse, CNRS/IN2P3, L2IT（图卢兹大学，法国国家科学研究中心/法国国家粒子与核物理研究所，L2IT实验室）
本文研究了LISA观测中非自转双星参数估计的系统性偏差问题，通过直接似然优化方法高效预测偏差，并提出构建包含更高阶多极的近似波形以提高参数估计准确性。
2025-12-18 astro-ph.HE gr-qc
Cataclysmic variables are a key population of gravitational wave sources for LISA
本文评估了银河系激变变星对 LISA 的引力波贡献，发现至少三个已知系统可被单独分辨，其群体背景会限制灵敏度，并可通过最小轨道周期处的过量噪声尖峰测量 CV 空间密度和周期反弹位置。
2023-07-05 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Modulation-assisted time-delay interferometric ranging for LISA
本文提出调制辅助时延干涉测距MATDIR，通过近1 Hz激光相位调制提升LISA光传播时间估计的精度与鲁棒性，并经理论和模拟验证其性能可媲美PRN基线。
2025-07-25 astro-ph.IM gr-qc
Detection prospects of solar $g$-modes with LISA
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
本文基于当前太阳模型和更新的探测器灵敏度，研究了利用空间引力波探测器检测太阳振荡模式的可能性，重点评估了太阳g模在低频带的可检测性，并与天琴计划进行比较。
2026-03-24 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Glitch systematics on the observation of massive black-hole binaries with LISA
本研究针对 LISA 数据中的瞬态毛刺，提出联合贝叶斯推断方法，同时重建大质量黑洞双星引力波信号与噪声伪影，避免信号丢失或参数偏差，为全局拟合奠定基础。
2023-12-21 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Quantum Computing Tools for Fast Detection of Gravitational Waves in the Context of LISA Space Mission
Institute of Space Science – INFLPR Subsidiary（空间科学研究所-INFLPR分部）；Doctoral School of Physics, Faculty of Physics, University of Bucharest（布加勒斯特大学物理学院物理博士学院）
本研究开发基于量子神经网络的低延迟引力波探测管道，在LISA数据挑战中实现超过98%的分类准确率，识别出6个合并事件中的5个，并指出提升模型灵敏度以探测低振幅信号的未来方向。
2025-10-16 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
