Design of the magnetic diagnostics unit onboard LISA Pathfinder
LISA（Laser Interferometer Space Antenna）是欧空局和美国宇航局（NASA）的一项联合任务，旨在成为第一个星载引力波观测站。由于LISA将面临的高度复杂性和技术挑战，欧空局决定发射一个技术演示器，LISA探路者。LISA Pathfinder的有效载荷是所谓的LISA技术包，将是迄今为止飞行的最高灵敏度的测地探测器。LISA技术包设计用于测量标称自由降落（测地线运动）中两个试验质量之间的相对加速度。影响有效载荷的磁、热和辐射干扰由诊断子系统监测和处理。诊断子系统由几个模块组成，其中之一是磁诊断单元。其主要功能是评估由于磁效应引起的试验质量之间的差分加速度噪声。为此，它必须确定测试质量的磁特性，即它们的剩磁和磁化率。在本文中，我们将展示如何实现所需的精度。
2012-02-13 gr-qc
Discriminating scalar ultralight dark matter from quasi-monochromatic gravitational waves in LISA
Institut de Física d’Altes Energies (IFAE), The Barcelona Institute of Science and Technology（高等能源物理研究所，巴塞罗那科学与技术研究院）；Observatoire de Paris, Université PSL, Sorbonne Université, Université de Lille（巴黎天文台，巴黎文理研究大学，索邦大学，里尔大学）
本文研究了如何利用LISA探测标量超轻暗物质并区分其信号与引力波信号，采用贝叶斯方法分析了LISA轨道和信号特征，证实LISA能够有效区分两种信号。
2026-05-21 gr-qc
Matters of Gravity, The Newsletter of the Topical Group on Gravitation of the American Physical Society, Volume 38, Fall 2011
GGR新闻：新版本的丽莎，由卡斯滕丹兹曼我们听到，由大卫加芬克尔研究简报：最后，结果从重力探测器B，由克利福德M。Wynn C.G.发现最大质量的中子星。Ho会议报告：冷物质、热核和黑洞，Vijay Balasubramanian Benasque重力研讨会，Oscar J.C. Dias
2011-09-15 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
The end-to-end testbed of the Optical Metrology System on-board LISA Pathfinder
LISA Pathfinder是激光干涉仪空间天线（LISA）的技术演示任务。LISA Pathfinder上的主要实验是所谓的LISA技术包（LTP），其目的是测量两个自由落体测试质量之间的加速度差，精度为3 × 10 ^（-14）ms^（-2）/sqrt[Hz]，范围为1 mHz至30 mHz。该测量由LISA Pathfinder机载光学计量系统（OMS）以干涉方式进行。在本文中，我们提出了整个OMS的实验性端到端测试平台的发展。它包括干涉仪及其子单元、干涉仪后端（相位计）和相位计输出数据的处理。此外，3轴压电致动镜被用来代替自由下落的试验质量，用于表征系统的动态行为以及控制试验质量和卫星的无阻力和姿态控制系统（DFACS）的某些部分。端到端试验台包括LTP的所有部件，这些部件可以在地面上进行合理的试验，而无需自由落体试验质量。目前，它主要由试验板组件组成。其中一些已经被LTP实验的工程模型所取代。在接下来的步骤中，更多的工程模型和飞行模型也将被插入到这个测试平台中，并针对具有良好特征的试验板组件进行测试。该试验台为单元试验提供了重要参考，也可用于任务期间的星上试验验证。
2012-03-21 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Maximum Likelihood Detection of Instrumental Glitches in LISA TDI Data
针对LISA任务中仪器毛刺可能污染时间延迟干涉数据的问题，提出一种基于最大似然估计的优化技术，可检测并去除波形已知的毛刺。
2025-01-14 astro-ph.IM gr-qc
Spacetime Metrology with LISA Pathfinder
LISA是欧空局-美国宇航局提出的0.1 mHz - 0.1 Hz波段的引力波探测器。LISA Pathfinder是单个LISA臂的缩小版。该臂-名为Doppler link -可以被视为差分加速度计，测量测试质量之间的相对加速度。LISA探路者-LISA仪器的飞行测试-目前正处于最后实施阶段，计划于2014年发射。它将对将测试质量置于测地线运动中的能力设置严格的限制，使其在所需的差分加速度3 \times 10^{-14} m s^{-2} Hz^{-1/2}范围内，并跟踪其相对运动，使其在所需的差分位移测量噪声9 \times 10^{-1/2} m Hz^{-1/2}范围内，大约1 mHz。鉴于科学目标，它将首次以引力波探测所需的如此高的精度开展时空计量学，其中两个自由下落的试验质量之间的多普勒链路测量曲率。本文提出了一种新的计算引力波多普勒响应的方法。结果表明，四维矢量的平行输运记录了引力波信号的历史。在实践中，多普勒链路在LISA中使用4个身体，在LISA Pathfinder中使用3个身体。为了补偿噪声源，在测量期间实施控制逻辑。LISA Pathfinder的闭环动力学可以被压缩成作用于运动坐标的算子，处理耦合以及串扰。系统识别的范围是仪器的最佳校准。本文介绍了一些数据分析程序应用于合成实验，并显示了相关的系统识别的成功LISA探路者在演示时空计量学的原则，为未来所…
2012-04-19 gr-qc
Magnetic-induced force noise in LISA Pathfinder free-falling test masses
针对LISA探路者任务，首次完整估算了磁致力噪声对自由下落测试质量相对加速度的贡献，给出特定频段噪声值并讨论极端空间天气对其的影响，为空间引力波探测技术提供支撑。
2024-11-05 astro-ph.IM gr-qc
Inflight magnetic characterization of the test masses onboard LISA Pathfinder
LISA探路者是欧洲航天局在其LISA任务框架内的一个科学和技术演示器，后者的目标是成为第一个星载引力波观测站。LISA Pathfinder的有效载荷是所谓的LISA技术包，旨在测量标称自由降落中两个测试质量之间的相对加速度。诊断子系统由几个模块组成，其中之一是磁诊断单元。其主要功能是评估由于磁效应引起的试验质量之间的差分加速度噪声。该子系统由两个机载线圈组成，用于在试验质量位置产生受控磁场。这些磁场与磁阻磁矩和磁化率耦合，并在测试质量上产生力和扭矩。这些又产生由机载干涉仪感测的测试质量的运动偏移。我们证明，充分处理这些偏移，可以使用经典的多参数估计技术估计的测试群众的磁特性。此外，我们表明，需要特殊的处理程序，以尽量减少多通道串扰的影响。最后，我们证明了我们的估计的质量是频率依赖的。我们还建议，使用多频实验的整体估计，可以得到这样的方式，磁实验的结果更可靠。最后，利用我们的程序，我们计算的贡献的磁噪声的总检验质量加速度噪声。
2012-02-13 gr-qc
The LTP Experiment on LISA Pathfinder: Operational Definition of TT Gauge in Space
欧洲航天局（欧空局）和美国国家航空航天局（美国航天局）正在计划激光干涉仪空间天线（LISA）任务，以探测GW。在类似于LISA的空间环境中，需要对自由落体进行准确的测试并了解噪声，这被认为是该项目的一个强制性的前期阶段。因此，欧空局设计了LISA探路者飞行任务，以飞行LISA技术包，目的是通过测量两个测试体之间的剩余加速度来测试自由落体，我们称之为“无阻力”的动态方案。作为频率函数的剩余加速度的频谱图将传达关于局部噪声水平的信息，从而产生LISA本身的环境工作条件的图像。本论文包含了大量关于静态重力补偿问题、参考正交化理论的发展以及LTP实验中的串扰问题的材料。本文从广义相对论和微分几何的观点出发，对激光探测过程进行了构造，并指出了作者和同事在其他几篇论文中所作选择的物理动机。从这个角度来看，本文的目的是作为一个总结工具的LTP合作。在论文的第二部分中，我们总结了我们的贡献，测量G板载LTP和审查的任务可能体现的基础物理可能的测试。论文的大部分内容现在是LTP操作总体计划的一部分，描述了LISA探路者上的真实科学和操作。本论文于2006年9月26日在意大利科莫大学答辩。
2011-10-13 gr-qc physics.data-an physics.ins-det
Effects of Interplanetary Dust on the LISA drag-free Constellation
分析太阳系中静态或随时间变化的引力场的非辐射源对于准确估计LISA空间飞行任务的自由落体轨道至关重要。特别是，我们考虑到星际尘埃（ID）对航天器轨道的引力效应。计算了与观测到的黄道光相符合的某些一维密度分布的扰动引力场。然后，我们积分高斯行星方程，得到偏离LISA开普勒轨道围绕太阳。这种分析最终可以扩展到局部暗物质（LDM），因为预计ID和LDM分布的引力场相似。在对低频位移噪声的一些强假设下，整个LISA任务期间收集的多普勒数据可以提供ID和LDM密度的上限。
2010-02-02 astro-ph.IM gr-qc
Effect of Earth-Moon's gravity on TianQin's range acceleration noise
天琴是一个拟议中的空间引力波探测任务，使用圆形高地球轨道。地心概念提出了地月系统附近重力场对高灵敏度星间测距测量的干扰效应问题。在这里，我们研究的问题，通过高精度数值轨道模拟详细的重力场模型。通过评估远距离自由落体试验质量之间的距离加速度，研究表明，大多数地月重力扰动不在天琴的探测频段以上的$10^{-4}$ Hz，因此不会对任务造成阻碍。
2021-02-16 astro-ph.IM gr-qc
Analysis of Sun/Moon Gravitational Redshift tests with the STE-QUEST Space Mission
STE-QUEST空间飞行任务将通过对安装在地面上并相隔洲际距离的时钟进行频率比较，高精度地测试太阳和月球领域的引力红移。在没有爱因斯坦等效原理（EP）违反的情况下，当地球自由落入太阳和月球的场中时，红移为零，直到小的潮汐修正。这样的测试因此是空测试，允许约束可能违反EP的情况。在这里，我们分析了太阳/月亮红移测试使用一个通用的EP违反理论框架，时钟最低限度地模拟为两个层次的原子。我们提出了一个完整的推导红移（包括GR和非GR条款）在一个现实的实验，如设想的ST-QUEST。我们指出并纠正错误，在以前的形式主义与原子的反冲没有得到适当的考虑。
2015-11-20 gr-qc physics.space-ph
Improved reconstruction of a stochastic gravitational wave background with LISA
我们提出了一种数据分析方法，用于用LISA重建随机引力波背景的谱形状。我们改进了以前提出的重建算法，依赖于一个单一的时间延迟干涉（TDI）通道，包括一套完整的TDI通道。和前面的工作一样，我们假设一个理想化的等边构形。我们测试改进的算法与一些案例研究，包括重建存在两个不同的天体物理前景信号。我们发现，包括额外的通道有助于在不同的方式：它减少了重建的不确定性;它使全局似然最大化不太容易陷入局部极值;它有效地打破信号和仪器噪声之间的退化。
2021-02-16 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observations of Low-Energy-Electron Production and Experimental Characterization of the Test-Mass Charging Process in the LISA Gravitational Reference Sensor with the BART Experiment
University of Trento（特伦托大学）；INFN-TIFPA（意大利国家核物理研究所-理论与应用物理中心）
通过粒子加速器实验直接测量LISA类似几何中质子诱导的测试质量充电，验证低能二次电子发射机制，并表征静电势依赖的充电过程。
2026-06-23 gr-qc hep-ex
The Equivalence Principle and the Moon
由等效原理的假设违反所引起的月球运动的扰动是解析地计算出来的幂级数à la Hill-Brown。与四极潮的相互作用使会合差振荡中的首阶项放大了62%以上。最近提出的Nordtvedt，我们发现，这种放大有一个极奇异的轨道以外的月球轨道。这个奇异性被证明是对应于临界轨道，超过这一点，发现由Hénon，希尔的周期轨道成为指数不稳定。有人建议，围绕外行星的逆行和逆行轨道之间的范围可能提供未来的高精度轨道测试的等效原理。本文认为，在弦导出的非爱因斯坦理论的背景下，自由降落普适性的轨道检验的理论意义在于通过成分依赖效应测量某些标量场的基本耦合强度。目前的月球激光测距数据产生的值$\barγ = (-1.2\pm 1.7) \times 10^{-7}$的有效爱丁顿参数$\barγ \equiv γ-1$测量这种耦合强度。
1995-07-12 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
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
Influence of noncommutativity on the motion of Sun-Earth-Moon system and the weak equivalence principle
在一般情况下，当不同粒子的坐标和动量满足不同非对易参数的非对易代数时，考虑了在坐标和动量均为非对易的空间中，宏观物体在引力场中的运动特征.研究了非对易性对日地月三体系统运动的影响。我们证明了，由于非对易性的存在，即使月球和地球的引力质量和惯性质量相等，当月球和地球到引力源的距离相等时，月球和地球向太阳的自由降落加速度也是不一样的。因此，在非对易相空间中，Eotvos参数不等于零，弱等价原理被破坏。根据激光测月实验结果，估计了非对易性对Eotvos参数的修正。得到了不同粒子的动量非对易性参数与质量之比相同的精确结果。
2018-07-29 gr-qc hep-th
Neural network interpolation of the magnetic field for the LISA Pathfinder Diagnostics Subsystem
LISA探路者是欧洲航天局在其LISA任务框架内的一个科学和技术演示器，其目标是成为第一个星载引力波观测站。LISA Pathfinder的有效载荷是所谓的LISA技术包，旨在测量标称自由降落中两个测试质量之间的相对加速度。其扰动由诊断子系统监测和处理。该子系统由多个模块组成，其中一个是磁诊断系统，包括一组四个三轴磁通门磁力计，用于高精度测量试验质量位置处的磁场。然而，由于磁力计的位置远离试验质量的位置，因此必须对磁力计位置处的磁场进行插值。最近已经表明，由于没有足够的磁通道，经典的插值方法无法在测试质量的位置处获得可靠的测量，而神经网络插值可以以期望的精度提供所需的测量。在本文中，我们扩大这些研究，我们评估的可靠性和鲁棒性的神经网络插值方案的变化的位置和可能的偏移的磁力计，以及在环境条件的变化。我们发现，神经网络是足够强大的，以获得准确的测量磁场在大多数情况下的测试质量的位置。
2011-01-20 astro-ph.IM gr-qc
The interaction between stray electrostatic fields and a charged free-falling test mass
针对精密引力实验中的一个关键问题--杂散静电场作用于导电封闭空间内的带电测试物质所产生的力噪声进行了实验分析。耦合到测试质量电荷的平均场及其波动的测量是用两种独立的扭摆技术进行的，包括直接测量由静电荷变化引起的力。我们分析了一个改进的静电模型，再加上实验数据的问题，也表明如何正确地测量和归零的杂散场与测试质量电荷相互作用。对于LISA引力波任务中杂散场和电荷之间的相互作用，我们的测量允许加速度噪声的保守上限为2 fm/s $^2$ \rthz \。
2012-05-07 gr-qc
Supersymmetric Phase Transitions and Gravitational Waves at LISA
在一阶电弱相变期间产生的引力波具有一个典型的频率，该频率今天正好落在计划中的空间干涉仪LISA的频带内。与标准模型中发生的情况相反，在它的超对称扩展中，电弱相变可能是强一阶的，这为在宇宙中产生观察到的重子不对称性提供了一种机制。我们表明，在同一过渡的引力波的生产可以是相当大的。在最小超对称标准模型中，引力波的能量密度最高可达$h_0^2 Ω_{\rm gw}\simeq 10^{-16}$，而在次最小超对称模型中，在某些参数范围内，$h_0^2 Ω_{\rm gw}$可高达$4\times 10^{-11}$。这种强度的引力波的随机背景在LISA计划的灵敏度范围内。由于在标准模型中，引力波的背景是完全清晰的，它的检测也将提供一个相当意外的超对称性实验信号，并提供一个工具来描述不同希格斯粒子含量的超对称模型。
2001-02-12 astro-ph gr-qc hep-ph
Lunar Laser Ranging Tests of the Equivalence Principle with the Earth and Moon
月球激光测距（LLR）实验的一个主要目标是提供对月球轨道的精确观测，为广泛的科学研究做出贡献。地球和月球之间距离的高精度测量的时间序列提供了独特的信息，用于根据等效原理（EP）确定这两个天体是否以相同的速度落向太阳，尽管它们的质量，成分和引力自能不同。当前的LLR解给出了地球和月球的引力质量和惯性质量之比$Δ(M_G/M_I)$的任何可能的不等式的$(-1.0 \pm 1.4) \times 10^{-13}$。这一结果，在弱等效原理的实验室实验相结合，产生强等效原理（SEP）测试的$Δ(M_G/M_I)_{\tt SEP} = (-2.0 \pm 2.0) \times 10^{-13}$。如此精确的结果使得引力理论可以进行其他检验。SEP测试的结果转换为$(4.4 \pm 4.5)\times10^{-4}$的相应SEP违规参数$η$的值，其中$η= 4β-γ-3$以及$γ$和$β$都是参数化后牛顿（PPN）参数。PPN参数$β$被确定为$β- 1 = (1.2 \pm 1.1) \times 10^{-4}$。针对EP的测试，我们讨论了现有的数据，并描述了建模和数据分析技术。LLR的解决方案的鲁棒性证明了几种不同的方法，在文本中。我们强调，LLR测距精度的近期改进将进一步推进太阳系相对论引力的研究，最值得注意的是，将继续提供等效原理的高精度测试。
2009-01-02 gr-qc
Numerical Modeling and Experimental Demonstration of Pulsed Charge Control for the Space Inertial Sensor used in LISA
对孤立的自由下落试验质量的静电荷控制是天基重力飞行任务的一项关键使能技术。利用深紫外光照射下金属表面的光电子发射，可以实现无接触的静电荷控制。无接触方法可最大限度地减少可能干扰测量或中断科学操作的力干扰。在本文中，我们提出了电荷控制实验使用的引力参考传感器的几何相关的激光干涉仪空间天线（LISA）的引力波天文台的扭摆装置。我们使用UV LED光源来控制测试块电位，利用其高带宽将光输出锁相到用于测试块的电容位置感测的100 kHz电场。我们证明了充电速率和测试质量电位控制的相位的光相对于电场的调整。我们提出了一个简单的基于物理的放电过程的模型，解释了我们的实验结果的紫外光分布在传感器，表面功函数和量子产率。采用鲁棒拟合方法确定描述系统的模型的最佳拟合物理参数
2020-05-02 astro-ph.IM gr-qc
Reference Frames, Gauge Transformations and Gravitomagnetism in the Post-Newtonian Theory of the Lunar Motion
我们构造了一套描述月球轨道和自转运动的参考系。我们使用的标量张量理论的引力依赖于两个参数的参数化后牛顿（PPN）形式主义，并利用相对论决议的概念参考系通过国际天文学联合会在2000年。我们假设太阳系是孤立的，时空是渐近平坦的。主参考系的原点位于太阳系的重心（SSB），空间轴指向无穷远。SSB框架相对于遥远的类星体并不旋转。次级参考系的原点位于地月质心（EMB）。EMB框架是局部的，其空间轴扩展到金星和火星的轨道，并且在排除科里奥利力和向心力作用于相对于EMB框架移动的自由下落的测试粒子的意义上不动态地旋转。另外两个局部坐标系，地心坐标系（GRF）和月心坐标系（SRF），分别以地球和月球的质心为原点。它们都是为了连接月球运动的坐标描述，地球上的观察者，和月球上的回射器的可观测量，这是适当的时间和激光测距距离。我们求解了引力场方程，并求出了所有坐标系中的度规张量和标量场。我们还推导了标架之间的后牛顿坐标变换，并分析了场方程解的剩余规范自由度。我们讨论了月球运动的重心方程中的重力磁效应，并认为它们超出了目前的月球激光测距（LLR）观测精度。
2009-11-23 gr-qc
Multimessenger prospects of quasi-periodic eruptions
Institute of Theoretical Physics, Faculty of Mathematics and Physics（数学物理学院理论物理研究所）；Dipartimento di Fisica “A. Pontremoli”, Università degli Studi di Milano（米兰大学A. Pontremoli物理系）；Dipartimento di Fisica “G. Occhialini”, Università degli Studi di Milano-Bicocca（米兰比可卡大学G. Occhialini物理系）
研究QPE和LISA同时探测EMRIs的潜力，指出多数已知QPEs对应的引力波信号频率不在LISA敏感频段且检测偏差可能阻碍同时探测，未来应扩展QPE目录并寻找短周期QPEs以实现多信使探测。
2026-07-20 astro-ph.HE gr-qc
Lunar Laser Ranging Tests of the Equivalence Principle
月球激光测距（LLR）实验提供了对月球轨道的精确观测，有助于广泛的科学研究。特别是，对地球和月球之间距离的高精度测量的时间序列提供了独特的信息，可以根据等效原理（EP）确定这两个天体是否以相同的速度落向太阳，尽管它们的质量，成分和引力自能不同。对精确的月球激光射程的分析继续对任何违反EP的行为提供越来越严格的限制。当前的LLR解给出了（-0.8 +/-1.3）x 10^{-13}，地球和月球的引力质量和惯性质量之比的任何可能的不等式，（m_G/m_I）_E -（m_G/m_I）_M。如此精确的结果使得引力理论可以进行其他检验。针对EP的测试，我们讨论了现有的数据和数据分析技术。LLR解决方案的鲁棒性证明了几种不同的解决方案。LLR数据分析模型的额外高精度范围和改进将进一步推进太阳系相对论引力的研究，并将继续提供等效原理的高精度测试。
2012-03-09 gr-qc
Repeating Nuclear Transients as Candidate Electromagnetic Counterparts of LISA Extreme Mass Ratio Inspirals
本文基于LISA可探测的极端质量比旋近群体，估计其准周期爆发/振荡的X射线信号平均频率为0.46±0.22 mHz，并将RE J1034+396建模为EMRI，给出致密天体质量约46倍太阳质量、信噪比约14，支持其作为多信使候选体。
2024-07-01 astro-ph.HE gr-qc
NanoNewton electrostatic force actuators for femtoNewton-sensitive measurements: system performance test in the LISA Pathfinder mission
本文介绍了LISA引力波天文台基于音频电压载波信号的TM静电力执行系统设计，及其在LISA Pathfinder任务中的在轨性能测试，证明该系统满足LISA观测要求，执行力噪声为相关但非主导噪声源。
2023-12-30 astro-ph.IM gr-qc
Equivalence principle violation in nonminimally coupled gravity and constraints from Lunar Laser Ranging
本文研究了非最小耦合引力理论中地月系统的动力学，指出其可能因产生第五种力和非牛顿力而破坏等效原理，并证明通过引入合适的屏蔽机制可使理论符合48年月球激光测距数据的弱等效原理约束。
2024-02-12 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational waves induced by the local-type non-Gaussian curvature perturbations
目前的观测限制仍然为代表我们宇宙中所有暗物质（DM）的原始黑洞（PBH）留下了相当大的质量窗口$\sim [10^{-16},10^{-14}] \cup [10^{-13},10^{-12}] M_\odot$。在这些黑洞的形成过程中，不可避免地会产生由曲率扰动引起的引力波，这些引力波落在LISA的频带内。即使考虑到以参数$F_{\rm NL}$为特征的二阶局域型非高斯性，LISA也能探测到这种标量引力波。在这封信中，我们给出了一个全面的分析所引起的本地型非高斯曲率扰动的非线性参数$G_{\rm NL}$表示的三阶诱导的GWs，发现在红外区域的SIGWs的对数依赖的斜率一般预测和SIGWs的振幅可以进一步抑制了几个数量级。因此，通过LISA对SIGW的空检测不能排除PBH构成所有DM的可能性。
2021-08-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Temperature stability in the sub-milliHertz band with LISA Pathfinder
LISA探路者（LPF）是一项技术先驱任务，旨在测试空间引力波探测所需的关键技术。在天基引力波观测站将运行的低频区域（毫赫兹及以下），温度波动起着至关重要的作用，因为它们可以以多种方式耦合到干涉测量和测试质量的自由落体精度中。专用温度测量子系统是LPF板上诊断单元的一部分，其噪声水平为10 $\,μ$ K $\,$ Hz $^{-1/2}$至$1\,$ mHz。在本文中，我们报告的温度测量在整个任务操作，表征热环境，估计不同位置之间的传递函数和报告温度稳定性（及其时间演变）的频率低至10 $\,μ$ Hz，其中通常值周围的$1\,$ K $\,$ Hz $^{-1/2}$进行了测量。
2019-05-22 astro-ph.IM gr-qc
Precision measurements of the magnetic parameters of LISA Pathfinder test masses
针对未来空间引力波天文台需求，通过LISA Pathfinder运行期间的磁注入实验，高精度测量了测试质量块的剩余磁矩、背景磁场x分量及梯度、低频磁化率，结果与地面估计一致。
2024-11-05 astro-ph.IM gr-qc
The Lunar Gravitational-wave Antenna: Mission Studies and Science Case
本文系统阐述LGWA月基引力波探测阵列的任务研究与科学价值，明确其1 mHz至1 Hz频段可衔接LISA与未来地面探测器。
2024-11-11 astro-ph.CO gr-qc
The First-Order Velocity Memory Effect from Compact Binary Coalescing Sources
人们早就知道，来自致密双星合并源的引力波是一对自由下落的试验质量所经历的一阶位移记忆效应的原因。这种恒定的位移来源于波后区中存在的非零最终引力波应变，通常被称为非线性记忆效应，并且与传出的四极辐射的应变具有相同的数量级。因此，广义相对论的这一预测可以通过测量组成引力波探测器的测试质量之间的最终相对距离来实验验证。在另一个独立的背景下，独立的计算已经证明，精确的夹层平面波时空表现出速度记忆效应：一个非零的相对速度，由一对自由降落的测试质量在引力波通过后获得。在本文中，我们发现，除了已知的恒定位移记忆效应的测试质量的经验，速度记忆效应在领先的顺序出现，由于非线性性质的引力波从紧凑的二进制源。我们讨论了一阶速度记忆效应的大小的背景下，观察引力波辐射的超大质量双黑洞合并在LISA。
2021-06-09 gr-qc
Laser Interferometer Lunar Antenna (LILA): Advancing the U.S. Priorities in Gravitational-wave and Lunar Science
本文提出在月球上建造激光干涉仪月球天线LILA，利用月球环境填补0.1-10 Hz中频段引力波观测空白，推动多信使天体物理与基础物理研究，并深化对月球深部内部结构的探测。
2025-08-15 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Gravitational wave emission from dynamical stellar interactions
我们正在见证引力波（GW）天文学的曙光。利用现有的探测器，观测仅限于在${\sim} 10\,\mathrm{Hz}$和$10\,\mathrm{kHz}$之间的GW频率，这涵盖了致密物体合并产生的信号。空间观测站LISA的发射将为探测较低频率的恒星相互作用开辟一个新的频带。在这项工作中，我们预测的GW信号的形状和强度与共同的包络相互作用和合并事件的双星，我们讨论了它们的可探测性。以前的研究估计这些特征的基础上半分析模型。相比之下，我们使用详细的三维磁流体动力学模拟来计算GW信号。我们发现，对于所研究的模型，动力学阶段的共同信封事件和合并的主序星之间的LISA任务的可探测性带之外。然而，我们发现，导致合并的恒星核心的共同信封相互作用的最后阶段落入频带中的灵敏度LISA峰值，使他们有希望的候选人进行检测。这些检测可以限制神秘的共同包络动态。此外，未来的分赫兹天文台，如DECIGO或BBO，也将能够观测到这一最后阶段和合并后的信号，通过这些信号，我们可能能够探测到索恩-迪埃特科夫天体的形成。
2023-03-09 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Testing the universality of free fall by tracking a pulsar in a stellar triple system
爱因斯坦的引力理论，即广义相对论，已经在实验室、太阳系的其他地方和脉冲双星中通过了严格的检验。然而，它与量子力学是不相容的，并且在强场和小空间尺度上与物质的真实行为不同。广义相对论的一个关键方面是强等效原理（SEP），该原理指出，所有自由落体的物体，无论它们的引力有多强，在同一个引力场中都会经历相同的加速度。基本上所有替代广义相对论的理论都在某种程度上违背了这一原理。先前对SEP的直接测试受限于地月日系统中天体的弱引力或银河系对脉冲星-白矮星双星的弱引力。PSR~ J 0337 +1715是一个等级分明的恒星三元系统，其内部双星由一颗毫秒射电脉冲星和一颗白矮星组成，脉冲星的轨道为$1.6$天。这颗内部的双星与另一颗白矮星在一个$327$天的轨道上。在这个系统中，脉冲星和内伴星以大约$10^8$倍于落入银河势产生的加速度落向外伴星，脉冲星的引力结合能大约是其质量的$10\%$。在这里，我们报告说，尽管脉冲星的强引力，它和内部白矮星经历的加速度相差不超过$2.6\times 10^{-6}$（$95\%$置信水平）的一小部分。我们可以通过使用强场Nordtvedt参数$\hatη_N$粗略地将其与其他SEP测试进行比较。我们对$\hatη_N$的限制比从（弱场）太阳系SEP试验中得到的限制小10倍，比从其他强场SEP试验中得到的限制小近1000倍。
2018-07-05 astro-ph.HE gr-qc
LAGRANGE: LAser GRavitational-wave ANtenna at GEo-lunar Lagrange points
我们描述了一个新的空间引力波天文台的设计称为拉格朗日，保持所有重要的LISA科学在大约一半的成本和降低技术风险。它由三个无阻力的航天器组成，处于最稳定的地心编队，即地月拉格朗日点L3、L4和L5。固定天线允许与地球持续联系，解决了通信带宽和延迟问题。一个直径为70毫米的金铂球，与其外壳之间有35毫米的间隙，作为每个航天器的单一惯性参考，以“真正的”无阻力模式（没有测试质量强迫）运行。这是模块化重力参考传感器的核心，其其他优点包括：基于DISCOS 1972无阻力任务的简单笼式设计，具有pm精细和nm粗传感器的全光学读出，以及霍尼韦尔陀螺仪和DISCOS和重力探测器B无阻力传感器的广泛技术遗产。干涉测量系统设计有反射光学器件和高度稳定的频率标准，进行测试间质量测距，需要每个航天器配备一个激光器的单光具座。每个航天器有两个20厘米直径的望远镜，每个望远镜都有现场指向，采用了洛克希德·马丁公司为先进光学系统开发的新技术，洛克希德·马丁公司还根据多次飞行验证的总线结构设计了航天器。其他技术进步包括无阻力推进，热控制，充电管理系统和材料。LAGRANGE子系统被设计为可扩展和模块化，使它们能够与LISA或其他引力科学任务的子系统互换。我们计划在2013年第一次发射（UV-LED Sat）时，对小型和纳米卫星飞行的关键技术进行空间鉴定。
2011-12-05 astro-ph.IM gr-qc
STE-QUEST - Test of the Universality of Free Fall Using Cold Atom Interferometry
广义相对论描述的是由引力影响驱动的宏观现象，而量子力学则出色地解释了微观效应。尽管他们各自取得了巨大的成功，但基本相互作用的完全统一仍然是现代理论物理学中最具挑战性和最重要的任务之一。STE-QUEST卫星任务是欧洲航天局（欧空局）宇宙观计划中的一个中型任务，旨在通过两个实验高精度地测试广义相对论，通过比较地球时钟，并通过比较Rb 85和Rb 87的两个玻色-爱因斯坦凝聚体的轨迹，进行了地球引力场物质波自由降落的普适性测试。这两个超冷原子云由于原子干涉测量技术而被非常精确地监测。这使得Eötvös参数的不确定度至少达到2x 10 E-15。在本文中，我们报告的结果，A阶段的任务研究的原子干涉仪涵盖的主要有效载荷元素的描述，原子源的概念，和系统误差来源。
2014-04-14 gr-qc physics.atom-ph physics.space-ph
Nonlinear gravitational-wave memory from binary black hole mergers
一些天体物理学上的引力波源可以产生“记忆效应”，这会导致自由下落的引力波探测器中的测试质量发生永久位移。克里斯托杜卢记忆是一种特别有趣的非线性记忆形式，它源于引力波应力-能量张量对遥远的引力波场的贡献。这种非线性记忆有助于非振荡成分的引力波信号在领先（牛顿四极）顺序的波形振幅。以前的记忆和可探测性计算只考虑了双黑洞合并的螺旋相。使用“有效的一体化”（EOB）的方法校准数值相对论模拟，以及一个简单的完全解析模型，计算的螺旋，合并，和衰荡的Christodoulou记忆。这种记忆很难用地面干涉仪检测到，但很可能在与LISA红移为2的超大质量黑洞合并中观察到。对非线性记忆的检测可以作为对重力“引力”能力的实验测试。"
2009-04-25 astro-ph.SR gr-qc
Extreme Dark Matter Tests with Extreme Mass Ratio Inspirals
未来的空间激光干涉测量实验，如LISA，预计将探测到$\cal O$（100- 1000）恒星质量的致密物体（例如，黑洞，中子星）落入星系中心的大质量黑洞，即所谓的极端质量比螺旋（EMRI）。如果暗物质由于大质量黑洞的增长而形成“尖峰”，它将对吸入的物体产生引力拖曳，改变其轨道和引力波信号。我们发现，即使是一个单一的暗物质尖峰从EMRI的检测将严重限制几个流行的暗物质的候选人，如超轻玻色子，千电子伏费米子，兆电子伏-TeV的自湮灭暗物质，亚太阳质量的原始黑洞，因为这些候选人将通过各种机制扁平的尖峰。因此，未来的空间引力波实验可能对暗物质的粒子识别产生重大影响。
2019-06-27 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
