Accessibility of the Gravitational-Wave Background due to Binary Coalescences to Second and Third Generation Gravitational-Wave Detectors
紧凑的双星合并,如双中子星或黑洞,是目前和未来的地球引力波探测器的最有前途的候选源之一。虽然这种来源最好使用匹配模板技术和啁啾模板库搜索,但在整个宇宙中整合来自双星的啁啾信号也会导致引力波背景(GWB)。在本文中,我们系统地扫描参数空间的二进制合并GWB模型,考虑到不确定性的恒星形成率和形成和合并的二进制之间的延迟时间,我们比较计算GWB的第二代和第三代引力波探测器网络的灵敏度。我们发现,第二代检测器有可能检测到二进制合并GWB,而第三代检测器将探测大部分可用的参数空间。事实上,二元合并GWB将成为第三代探测器的前景,可能会掩盖宇宙学来源导致的GWB背景。因此,使用第三代探测器的宇宙学GWB将需要识别和减去探测器频带内所有双星的所有inspiral信号。
2011-12-08 astro-ph.CO gr-qc
Towards a quantitative characterization of gravitational universality classes for order-4 random tensor models
Insititut für Theoretische Physik, Universität Heidelberg(海德堡大学理论物理研究所)
研究四阶随机张量模型中的引力普遍类,发现其与Reuter固定点可能属于不同类。
2026-02-09 gr-qc hep-lat hep-th
Comparison of Gravitational Wave Detector Network Sky Localization Approximations
在致密双星合并过程中发射的引力波是引力波探测器网络的一个有前途的源。从引力波数据中推断出源在天空中的位置的准确性是引力波天文学的几个潜在科学目标的限制因素,包括多信使观测。各种方法已被用来估计所提出的网络定位源的能力。在这里,我们比较两种技术预测天空定位的不确定性-定时三角测量和Fisher信息矩阵近似-与贝叶斯推断的完整,连贯的数据集。我们发现,单独的定时三角往往高估的不确定性,在天空定位的一组信号从非旋转的紧凑型物体二进制范围高达总质量的$20 M_\odot$的中位数因子$4$,和高估的系统的质量增加。我们发现,平均预测可以带来更好的协议,包括相位一致性信息的定时三角测量技术。然而,即使在校正之后,这些技术也可以产生与对特定模拟信号的完全分析显著不同的结果。因此,虽然近似技术在提供网络定位能力的快速、大规模估计中可能是有用的,但是完全相干的贝叶斯分析给出了针对个体信号的更鲁棒的结果,特别是在存在检测器噪声的情况下。
2013-10-28 astro-ph.IM gr-qc
Perfect porcupines: ideal networks for low frequency gravitational wave astronomy
完美豪猪是特殊配置的引力波探测器网络,在极限条件下,单个探测器和它们之间的距离相对于感兴趣的引力波长很短。它们具有美丽的特性,使它们成为理想的引力波望远镜。我会明确地介绍最重要的案例。对于单臂探测器网络(如“AGIS”\cite{Dimopoulos_et_al}),最小完美豪猪有6个探测器,沿着正二十面体的6个直径定向。对于双臂探测器网络(如等臂迈克耳孙干涉仪LIGO/VIRGO),最小的完美豪猪是某个5探测器配置。
2010-04-12 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Wave Background Search by Correlating Multiple Triangular Detectors in the mHz Band
随着天琴和太极最近的强劲发展,我们现在有越来越多的机会通过将它们与LISA一起操作来在mHz波段进行相关分析。假设在一般的几何配置的两个LISA的三角形探测器,我们开发了一个简单的配方来评估网络的灵敏度,各向同性引力波的背景。在我们的配方中,我们充分利用每个三角形检测器内的数据通道的对称性,并提供易于处理的表达式,而不直接采用繁琐的检测器张量。我们具体评估了各种潜在检测器组合(包括LISA-TianQin对)的预期网络灵敏度。
2020-11-25 astro-ph.CO gr-qc
Cosmology with space-based gravitational-wave detectors --- dark energy and primordial gravitational waves ---
拟议中的天基引力波(GW)探测器,如DECIGO和BBO,将探测到约10^6个中子星(NS)双星,并以高精度确定到双星的光度距离。结合光度距离和宇宙学引起的引力波相位修正,可以在不需要宿主星系红移测量的情况下,通过电磁观测来测量宇宙膨胀到高红移,从而成为探测暗能量的一种独特方法。另一方面,这样的NS-二元前景应该被减去,以检测在暴胀期间产生的原始GW。因此,暗能量的约束能力和原始引力波的可探测性强烈地依赖于探测器的灵敏度,并且彼此密切相关。在本文中,我们调查的暗能量的状态方程与未来的空间基GW探测器与/不识别宿主星系的红移的约束。我们还研究了原始GW的敏感性,适当地处理NS二进制前景的残留。基于这些结果,我们讨论了实现上述有针对性的宇宙学研究所需的探测器灵敏度。
2012-02-24 astro-ph.CO gr-qc
Prospects for gravitational-wave polarization test from compact binary mergers with future ground-based detectors
在广义引力度规理论中,引力波存在六种可能的偏振模式,而在广义相对论中,只允许存在两种张量偏振模式。偏振模的性质和数目取决于引力理论。探测器的数目需要与引力波的偏振模数目相等,才能基本实现偏振分离。然而,由于来自紧凑双星的长GW信号和地球的旋转,在较低频率下具有很大灵敏度的单个探测器可以有效地被视为包括沿着其轨迹的一组探测器的虚拟探测器网络。因此,时变天线方向图函数可以帮助测试引力波的极化。我们研究了地球自转对偏振测试的影响,并表明了用地基引力探测器(如爱因斯坦望远镜和宇宙探测器)从未来的观测中测试非张量偏振模式的可能性。
2019-04-22 astro-ph.CO gr-qc
Detecting cosmological gravitational waves background after removal of compact binary coalescences in future gravitational wave detectors
第三代引力波探测器灵敏度的提高为探测原初宇宙学随机引力波背景(SGWB)提供了可能。宇宙学SGWB的探测面临着一个新的挑战:它可能会被大量由黑洞和/或中子星组成的致密双星系统的合并所产生的前景所掩盖。在本文中,我们探讨了通过去除(开槽)单独解决的紧凑的二进制信号在时间-频率空间中减少这种前景的可能性。我们建立了这样的方法可以用来达到SGWB灵敏度地板定义的未解决的部分紧凑的二进制前景,我们发现之间的$Ω_{\rm GW} \sim (9.1 \times10^{-12} - 8.6\times10^{-11})$的频率无关的能量密度谱和取决于合并的二进制中子星系统的速度。由于第三代引力波探测器无法分辨所有的致密双星,致密双星前景中不可分辨的部分可能会限制SGWB用这些探测器进行搜索。
2022-09-23 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational Wave Detector Sites
目前和拟议的激光干涉引力波探测器的位置和方向以表格形式给出。
1996-07-30 gr-qc
Gravitational Lens System as a Long Baseline Detector of Extremely Low Frequency Primordial Gravitational Wave
本文研究了极低频原初引力波对非对齐引力透镜系统的影响,采用奇异等温球透镜模型发现时间延迟的强烈偏离可作为引力波印记,表明引力透镜系统能作为长基线探测器探测极低频原初引力波。
2024-11-19 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Quantum gravitational signatures in next-generation gravitational wave detectors
最近的一项研究建立了广义不确定原理(GUP)和修正的引力理论之间的对应关系,特别是Stelle引力。我们调查的后果,这种对应的通货膨胀和宇宙学观测值的标量和张量扰动的功率谱,使用两种不同的方法进行评估。首先,我们使用普朗克观测来确定GUP参数$γ_0$。然后,我们利用$γ_0$的值来研究量子引力对原初引力波功率谱的影响,以及它们在下一代探测器(如爱因斯坦望远镜和宇宙探测器)中的可能探测性。
2022-10-28 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Sensitivity forecasts for gravitational-wave detectors to dark matter decaying into gravitons
Universidad Complutense de Madrid(马德里康普顿斯大学)
本文基于暗物质衰变产生引力波背景的理论,预测当前及未来引力波探测器对这类信号的灵敏度。
2026-04-22 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Gravitational wave detector response in terms of spacetime Riemann curvature
引力波探测器通常被描述为响应引力波度规扰动,这是规范依赖和-相应地-非物理量。这对于地面干涉探测器(如LIGO)、天基探测器(如LISA及其衍生物)、航天器多普勒跟踪探测器和脉冲星定时阵列探测器尤其如此。对引力波的描述以及引力波探测器对非物理度规扰动的响应导致了关于这些探测器如何工作的错误类比和描述的激增,以及对引力波物理特性的真正误解。在这里,我们提供了一个完整的物理和规范不变的描述的响应广泛的一类引力波探测器的黎曼曲率,物理量描述引力现象在广义相对论。在高频引力波的极限下,黎曼曲率分解为两个独立的规范不变量:“背景”曲率贡献和“波”曲率贡献。在这个极限下,引力波对探测器响应的贡献减少到沿着探测器组件之间的未扰动光子路径的曲率的引力波贡献的积分。这里介绍的描述提供了一个明确的物理描述什么是引力波探测器的措施,它是如何运作的,一个简单的方法计算校正的探测器响应由于一般的探测器运动,一个直接的方式连接的结果的数值相对论模拟的引力波检测,和一个一般的和完全相对论脉冲星定时公式的基础。
2013-10-10 gr-qc
Data Quality Studies of Enhanced Interferometric Gravitational Wave Detectors
数据质量评估在探测LIGO和Virgo干涉引力波探测器数据中的引力波信号的过程中起着至关重要的作用。干涉仪数据包含来自环境、检测器硬件和检测器控制系统的高噪声瞬变率。这些瞬变严重限制了短持续时间和/或建模不良的波形的引力波候选者的统计显著性。本文介绍了数据质量的研究,已在最近的LIGO和处女座观测运行,以减轻瞬态探测器伪影的引力波搜索的影响。
2012-04-11 gr-qc
Phase-transition sound of inflation at gravitational waves detectors
一级相变(PT)将产生具有类logo谱的随机引力波(GWs)背景。然而,我们发现,当这样的PT发生在原始暴胀期间,PT带来的GWs频谱将被红化,从而记录了独特的声纹暴胀。我们评估GW检测器检测相应信号的能力。
2018-12-21 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Omnidirectional Gravitational Wave Detector with a Laser-Interferometric Gravitational Compass
基于Szekeres-Pirani引力罗盘,我们建议在现有的基于激光的引力波天文台上增加第四个非共面质量/反射镜,使它们能够全方位地运行,过滤掉模糊的解释,并指出引力波源的方向。
2016-09-20 gr-qc
Compact Binary Coalescences in the Band of Ground-based Gravitational-Wave Detectors
随着地面引力波望远镜LIGO,Virgo和GEO 600接近第一次探测的时代,我们回顾了合并中子星和黑洞双星的合并率和质量和自旋分布的现有知识。我们强调引力波天文学和传统天体物理学之间的双向联系。天体物理学的投入将使人们有可能就最佳探测器配置和搜索技术作出明智的决定。与此同时,速率上限、探测到的合并速率以及引力波搜索测量的质量和自旋分布将通过与天体物理模型的比较来约束天体物理参数。未来的发展必要的引力波天文学的成功进行了讨论。
2010-03-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Full analytical formulas for frequency response of space-based gravitational wave detectors
引力波是时空本身的涟漪,它的发现为检验广义相对论打开了一个新的窗口,因为它预测引力波只存在正极化和交叉极化。对于引力的替代理论,可能有多达六个极化。偏振测量是未来引力波探测器的主要科学目标之一。为了评估检测器的能力,我们需要使用在源方向和偏振角上平均的频率相关响应函数。我们推导了所有六种可能的极化的平均响应函数的完整解析公式,并基于这些解析公式给出了它们的渐近行为。与数值模拟结果相比,全解析公式对任何无光腔的等臂干涉引力波探测器和时间延迟干涉迈克尔逊组合都是有效的。
2020-06-11 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Angular Noise in Gravitational Wave Detectors
在引力波干涉仪中,悬置反射镜的角度起伏是探测器锁定和运行的噪声源。我们在这里描述这些波动的一些来源和方法,估计其数量级。
2001-02-11 gr-qc
Charge Effects on Gravitational Wave Detectors
我们表明,由于零点振荡的辐射场的带电振子的均方位移是唯一的,在这个意义上,它是非常敏感的裸质量的值的电荷。因此,使用引力波探测器的受控实验可以确定电子的裸质量,并为量子电动力学理论提供一些线索。我们还推测,在引力波棒探测器中经常观察到的非引力源的不规则信号可能是由杂散电荷引起的,并且这些电荷也可能对LIGO和其他类似的探测器产生不利影响
2001-05-14 gr-qc
Laser interferometer gravitational wave detectors
本文简要介绍了引力波激光干涉仪、可能的地面探测源和探测器中的噪声
2000-05-16 gr-qc
Challenges in Signal Analysis of Resonant-Mass Gravitational Wave Detectors
将介绍与共振质量引力波探测器中的数据分析有关的要点。将强调巴西探测器SCHENBERG的数据分析系统的最新发展。
2005-12-11 gr-qc
The Advanced LIGO Gravitational Wave Detector
高级LIGO引力波探测器将于2011年开始安装,计划于2015年完成。新的探测器将使现有仪器的应变灵敏度提高十倍,可观测空间体积增加一千倍。在这里,我们描述了这些第二代,长基线,激光干涉仪的设计和限制噪声源。
2011-03-14 gr-qc
Gravitational-Wave Detector for a Space Laboratory
利用超导磁体磁相互作用中的Kozorez效应,提出了一种空间实验室探测$10^{-2}÷10^{-1} Hz$波段引力波的新方法。
1995-06-14 gr-qc
Next-generation global gravitational-wave detector network: Impact of detector orientation on compact binary coalescence and stochastic gravitational-wave background searches
本研究探讨下一代引力波探测器网络中臂朝向对随机背景和致密双星并合搜索灵敏度的影响,提出优化方法并比较五种配置,表明全球协调建设该网络具有优势。
2025-01-22 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Stochastic Gravitational Wave Measurements with Bar Detectors: Dependence of Response on Detector Orientation
互相关测量对各向同性随机引力波背景的响应依赖于通过重叠减少函数的观测几何。如果被关联的探测器之一是一个方向可以改变的共振棒,那么对随机引力波的响应就可以被调制。我推导出这种调制的一般形式作为方位角的函数,无论是在零频率限制和在任意频率。附近的探测器,如LIGO利文斯顿ALLEGRO,处女座AURIGA,处女座NAUTILUS,和EXPLORER-AURIGA,随机互相关测量目前正在执行,计划,或考虑之间的比较。
2005-09-27 gr-qc
A common misconception about LIGO detectors of gravitational waves
关于激光干涉仪探测引力波的一个常见误解是,由于激光的波长和干涉仪臂的长度都被引力波拉伸,因此没有效果应该是可见的,这与膨胀宇宙中的宇宙学红移有关。这个问题是澄清的帮助下,直接计算。
2007-02-14 gr-qc
Optical Detector Topology for Third-Generation Gravitational Wave Observatories
第三代引力波观测台的目标是提供比目前运行的干涉仪高100倍的灵敏度,预计将建立不断发展的引力波天文学领域。实现雄心勃勃的灵敏度目标的一个关键因素是探索新的干涉仪几何形状,拓扑结构和配置。本文综述了第三代引力波观测站设计工作的现状。主要的重点是设置在检测器的几何形状和检测器拓扑结构的评价。此外,我们讨论了一些有前途的检测器配置和潜在的降噪方案。
2010-02-18 gr-qc
Gravitational wave polarization from combined Earth-space detectors
本文研究了未来探测器对附加引力波偏振模式的灵敏度。我们首先看看即将到来的爱因斯坦望远镜和现有的或计划中的地球上的探测器在一个随机的引力波背景的情况下,它的组合。然后,我们研究了它与未来可能的对高频敏感的星载探测器(如DECIGO)的相关性。最后,我们将这些结果适用于单个GW源,并建立模式的灵敏度,以及在天空中的定位。
2018-07-25 gr-qc
Sensitivity functions for space-borne gravitational wave detectors
为了提高星载引力波探测器的信噪比,提出了采用不同的测量数据组合,通过消除激光的大相位噪声,实现时间延迟干涉测量。基于迈克尔逊数据组合,通过对全天波源位置进行平均,可以得到探测器的灵敏度函数。目前,将引力波信号编码到探测器中主要有两种方法。一种是在引力波坐标系中根据臂的方向调整引力波的偏振角,另一种是在探测器坐标系中将引力波信号分为正偏振和交叉偏振。虽然有一些尝试使用第一种方法来提供灵敏度函数的解析表达式,但只能得到半解析表达式。在这里,从第二种方法开始,我们证明了这两种方法的等价性。首次获得了灵敏度函数的完整解析表达式,为评价和比较LISA和天琴等不同星载探测器的性能提供了快速、准确的手段。
2020-07-07 gr-qc
Geometry of transient gravitational waves and estimation of efficiencies of different detector configurations
Facultad de Matemática Astronomía, Física y Computación (FaMAF)(数学、天文学、物理与计算学院);Universidad Nacional de Córdoba(科尔多瓦国立大学);Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG)(恩里克·加维亚拉物理研究所)
本文提出了一种几何方法来分析干涉仪观测站记录的暂态引力波,旨在评估下一代探测器配置如宇宙探测器、爱因斯坦望远镜和南美引力波观测站的性能和灵敏度。
2026-04-27 gr-qc
Alternative derivation of the response of interferometric gravitational wave detectors
Finn最近指出,干涉引力波探测器的响应的长期推导包含几个错误。在这里,我指出,飞船多普勒跟踪和脉冲星定时的引力波响应的同期推导避免了这些陷阱,当适应于描述干涉仪,恢复芬兰的推导的简化版本。这种简化的推导对于教学目的可能是有用的。
2009-10-22 gr-qc
Suspensions Thermal Noise in the LIGO Gravitational Wave Detector
我们提出了一个计算的最大灵敏度的LIGO引力波探测器的建设,由于限制其悬浮液的热噪声。我们提出了一种方法来计算热噪声,允许在所有的6个自由度的悬架热噪声的预测,从能量耗散由于弹性的悬挂线。我们展示了这种方法是如何包含和解释以前的方法来近似引力波探测器的热噪声限制。我们展示了如何将这种方法扩展到更复杂的悬浮液中,用于未来的LIGO探测器。
2000-06-30 gr-qc
An interferometric gravitational wave detector as a quantum-gravity apparatus
干涉测量引力波探测器的测量精度极高,因此它是一种宏观仪器,量子效应对它来说是不可忽略的。我观察到,这种性质可以用来探索量子力学和引力之间相互作用的某些方面。
1998-12-23 gr-qc
Prospects for an isotropic gravitational wave background detection with Earth-based interferometric detectors and the threat of correlated noise
本研究探讨地面干涉探测器探测各向同性引力波背景的前景,分析相关噪声对当前及未来Einstein Telescope探测的威胁,指出其三角形共址构型更易受相关噪声影响。
2023-05-04 gr-qc
Two Coupled Superconducting Cavities as a Gravitational Wave Detector: First Experimental Results
首次给出了基于两个耦合超导腔的引力波探测器可行性研究的实验结果。探测器的行为和灵敏度限制的基本物理原理进行了讨论。探测器的布局进行了详细描述,并显示其射频性能。示出了在检测频率(约1 MHz)处对小谐波位移的极限灵敏度。系统性能作为一个潜在的g.w.探测器进行了讨论,并预测了未来的发展。
1999-11-08 gr-qc
Selective readout and back-action reduction for wideband acoustic gravitational wave detectors
提出了宽带共振质量引力波探测器的选择性读出概念。这种探测方案能够从对引力波敏感的振动模式的贡献中有针对性地选择信号,并有效地剔除非引力敏感模式的贡献。此外,这种读出,应用于双检测器,能够给出一个有效的减少的反作用噪声的频带内的利益。整体效果是一个显着的增强,在预测的灵敏度,评估在标准的量子限制的双环面检测器。直径为1 m并配备有广域选择性读出的钼探测器在2-6 kHz之间将达到2 × 10 ^{-23}/sqrt{Hz}的光谱应变灵敏度。
2003-02-04 gr-qc
Detecting gravitational waves from inspiraling binaries with a network of detectors : coherent strategies by correlated detectors
讨论了利用相关激光干涉探测器网络探测螺旋型致密双星中的引力波的相干搜索策略。从极大似然比统计量,我们得到了一个相干的统计,这是略有不同,一般比我们在我们以前的工作中得到的更好。在两个检测器的互谱经功率谱密度归一化后为常数的特殊情况下,新统计量与旧统计量一致。在一个简单的情况下,对于一个给定的虚警率的检测概率的定量差异也进行了评估。
2007-02-03 gr-qc
Search for periodic gravitational radiation with the ALLEGRO gravitational wave detector
我们描述了寻找一个连续的信号的引力辐射从一个旋转的中子星的数据所采取的ALLEGRO引力波探测器在1994年初。由于ALLEGRO在1 kHz附近的频率敏感,因此只有自旋周期接近2 ms的中子星才是潜在的中子源。对于ALLEGRO来说,没有已知的这种类型的来源,所以我们将搜索方向指向银河系中心和球状星团47 Tuccio。该分析在1 kHz附近的频率上对脉冲星自旋下降发出的引力应变施加了大约$8 \times 10^{-24}$的约束,无论是在47 Tuccenda还是在银河系中心。
2000-07-11 gr-qc
A detector of gravitational waves based on coupled microwave cavities
自1978年以来,超导耦合腔被提出作为引力波的灵敏探测器。引力波与腔壁的相互作用以及由此产生的运动引起一些电磁能从初始激发的腔模到空腔模的跃迁。当波的频率等于两个腔模的频率差时,能量传递最大。本文讨论了该探测器的基本原理。在探测器固有的参考系中研究了引力波与腔壁的相互作用,详细分析了腔壁运动引起的两个电磁简正模之间的耦合。噪声源也被认为是,特别是来自空腔壁的布朗运动的噪声进行了分析。文中讨论了研制一个实际的引力波探测器的一些设想,并给出了一个可能的探测器设计的轮廓和它的预期灵敏度。
2002-03-07 gr-qc
Gravitational wave astronomy - astronomy of the 21st century
爱因斯坦广义相对论的一个神秘预言是引力波。在赫尔斯-泰勒双星脉冲星轨道上观测到的衰变与爱因斯坦理论计算的衰变在百分之零点几的范围内一致,引力波的存在被牢固地建立起来。目前,全世界都在努力用干涉引力波观测台或探测器来探测引力波,并且已经建造或正在建造几个这样的探测器。最初的探测器已达到其设计灵敏度,现在正在努力建造先进的探测器,预计将探测来自天体物理源的引力波。引力波天文学的时代已经到来。本文介绍了世界范围内的努力,其中包括在印度前线的努力-IndIGO项目-,在地面和空间的干涉探测器的基本原理,困扰这种探测器的主要噪声源,人们期望用这些探测器探测到的引力波的天体物理学来源,以及在提取非常微弱的引力波信号时所涉及的数据分析方法的一些一瞥探测器噪音。
2011-04-15 gr-qc
A Metropolis-Hastings algorithm for extracting periodic gravitational wave signals from laser interferometric detector data
马尔可夫链蒙特卡罗方法提供了实用的程序,检测信号的特点是大量的参数和低信噪比的条件下。我们提出了一个Metropolis-Hastings算法,该算法能够从激光干涉探测器观测到的中子星周期性引力波特征中推断中子星的自旋和取向参数
2004-02-06 gr-qc
Search for Continuous Gravitational Waves: simple criterion for optimal detector networks
我们推导出一个简单的代数准则来选择最佳的探测器网络的相干宽参数空间(全天空)搜索连续引力波。在这种情况下,最优性被定义为提供每计算成本的最高(平均)灵敏度。这个标准是一个直接后果的多检测器F-统计度量,这是最近派生的属性。有趣的是,最佳网络的选择仅取决于相应检测器的噪声水平和占空比,而不取决于可用的计算能力。
2007-02-12 gr-qc
Limiting noises in gravitational wave detectors: guidance from their statistical properties
预计干涉引力波探测器,如LIGO \cite{Barish99},最终将受到基本噪声源,如散粒噪声和布朗运动,以及地震噪声的限制。在调试过程中,其他技术噪声源(电子噪声、校准波动)会限制灵敏度,并被逐一消除。我们在这里提出了一种方法,将引力波探测器输出中的噪声与其他探测器和环境信号相关联,而不是通过它们的线性传递函数(通常是未知的),而是通过它们的统计特性。这对于识别最终配置中由不同噪声源主导的频带是有用的,并且还有助于调试过程。
2003-04-29 gr-qc
Frequency-Dependent Responses in 3rd Generation Gravitational-Wave Detectors
干涉型引力波探测器是动态仪器。变化的引力波应变影响零测地线的轨迹,因此修改干涉响应。当相关频率与光沿探测器臂的往返行程时间相当时,这些效应将是重要的。目前运行的先进探测器的臂足够短,应变可以近似为静态,但计划的3代$^\mathrm{rd}$探测器(臂长一个数量级)将需要考虑这些影响。我们调查的影响,忽略紧凑的二元聚结的频率相关的检测器响应,并表明它可以引入大的系统偏差的本地化,大于1.4-1.4 $M_\odot$中子星聚结在$z\lesssim1.7$的统计不确定性。因此,对$3^\mathrm{rd}$生成检测器的分析必须考虑这些影响。
2017-08-22 gr-qc
Studying Inflation with Future Space-Based Gravitational Wave Detectors
宇宙微波背景辐射(CMB)的$B$模式偏振提供了关于暴胀引力波(IGW)的重要信息,受最近研究进展的启发,我们研究了使用未来天基引力波(GW)探测器获取早期宇宙信息的可能性。我们进行了详细的统计分析,以估计如何以及我们可以确定膨胀后的再加热温度以及振幅,张量谱指数,和运行的暴胀引力波。我们讨论的精度如何依赖于检测器的噪声参数和分析中可用的最小频率。本文还讨论了这种研究对通货膨胀模型检验的意义。
2014-11-28 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Localization of binary mergers with gravitational-wave detectors of second and third generation
对双黑洞并合产生的引力波信号的观测,奠定了引力波天文学的基础。预计未来的引力波探测器网络将在探测天文学的各个方面具有巨大潜力。在不断改进现有探测器或在新的地点建立探测器时,一个重要的考虑因素是了解进行精密天文学所需的最低数量的探测器。我们试图回答这个问题,通过评估未来的探测器网络的能力,在检测和定位的二元中子星合并在天空中。这是一个重要的方面,因为良好的定位能力对于引力波天文学的许多科学目标至关重要,例如电磁跟踪,测量整个宇宙历史中致密双星的性质,以及宇宙学。我们发现,虽然两个探测器在提高灵敏度是足够的,以获得观察到的信号的数量大幅增加,至少有三个探测器的灵敏度相当,需要本地化的信号,通常在10度左右$^{2}$ --足够的后续与最宽的视野光学望远镜。
2017-08-02 gr-qc
The multi-detector F-statistic metric for short-duration non-precessing inspiral gravitational-wave signals
我们推导出显式表达式的多检测器F-统计量的度量适用于短时间的非旋进螺旋信号。这是需要的模板银行生产相关的相干搜索短期非旋进inspiral信号的引力波数据从网络的检测器。我们比较的度量的性能与明确的重叠计算的参数空间的所有相关维度,并发现该度量准确地预测了95%以上的重叠检测统计的损失。我们还显示了忽略检测器响应函数的变化对度量的影响。
2012-08-11 gr-qc
New design of gravitational wave detectors
提出了一种基于半刚性探测器探测引力波的新方法。该方法依赖于光从刚性杆末端的固定镜传播到附近的自由镜所需的时间延迟。我们表明,与传统的基于两个自由反射镜的实验装置相比,该实验装置的尺寸可以缩短。
2021-04-22 gr-qc
On the Sensitivity of a Hollow Sphere as a Multi-modal Resonant Gravitational Wave Detector
我们提出了一个数值分析来模拟球形谐振引力波探测器的响应,并计算其灵敏度。在最优滤波的假设下,先考虑单个换能器,然后对整个换能器组进行相干分析,求出了球体的灵敏度曲线。
2007-04-24 gr-qc
Parameter estimation for space-based gravitational wave detectors with ringdown signals
与地面引力波探测器不同,空间引力波探测器可以探测到大质量黑洞合并产生的具有高信噪比的振铃信号,有助于定位源并提取其参数。为了减少Fisher信息矩阵分析中的计算时间,我们推导了日心和地心探测器的频域振铃信号的解析公式,通过考虑谐波相位,地心探测器的旋转周期,和探测器的臂长的影响。我们探讨了不同质量和不同红移的二进制的振铃信号的参数估计和源定位的中值误差。使用一个总质量为$M=10^7\ M_\odot$的双星源,在红移为$z=1$时,我们分析了这些误差对天空位置的依赖性。我们发现天基引力波探测器网络可以显著改善衰荡阶段的源定位。用贝叶斯推断方法检验了Fisher矩阵近似的结果。
2021-10-24 gr-qc
Response of the Unruh-DeWitt detector in a gravitational wave background
利用光阵面量子化技术,在单色引力波背景下,研究了引力波沿自由落体轨道和常加速轨道运动时,Unruh-DeWitt探测器与标量场耦合时的响应.在这两种情况下,Unruh-DeWitt探测器的跃迁速率与没有引力波的结果不同,并且由于引力波引起的首阶修正在形式上将引力波的波长变为无穷大的长波长极限下仍然存在。引力波对量子系统的这种新效应与对经典力学系统的作用有质的不同,不能用引力波潮汐力来理解。
2022-01-22 gr-qc
Gravitational Wave Detectors: A report from LIGO-land
在2002年6月的这次会议上,LIGO科学合作组织正准备进行第一次科学运行,届时将使用所有三个LIGO探测器获取数据。我们在这里描述LIGO探测器截至2003年2月的状态,它们在“工程运行”E7(2001年12月28日至2002年1月14日)和随后的2002/3年科学运行期间的性能。我们还描述了正在进行的努力,数据分析,以设置不同的引力波源的上限。
2003-03-31 gr-qc
Seismic Background Limitation of Lunar Gravitational-wave Detectors
最近提出了月球引力波(GW)探测器的新概念。这些包括激光干涉检测器,建议作为自由范围或光纤干涉仪,和惯性加速度传感器。其中一些利用了月球对引力波的响应,另一些则遵循了当前激光干涉引力波探测器的设计,这些探测器使用悬挂式光学系统直接测量引力应变。所有这些想法都是因为与地球相比,月球提供了一个非常安静的地球物理环境,但与此同时,人们必须认识到,即使是安静的月球环境也会限制月球GW探测器的灵敏度。在这篇文章中,我们比较了拟议的任务概念,他们的响应GW和评估他们是如何受到月球地震背景。我们讨论可用的缓解策略。从这些分析中,我们推断出每个探测器概念的主要观测波段。
2022-05-15 gr-qc