Joint Observations of Space-based Gravitational-wave Detectors: Source Localization and Implication for Parity-violating gravity
LISA、太极和天琴等天基引力波探测器能够探测到超大质量黑洞双星合并产生的mHz引力波信号，为引力波天文学的研究打开了新的窗口。在这篇文章中，我们用贝叶斯分析来估计未来多个天基探测器网络的潜在能力。我们修改了公共软件包Bilby，并使用采样器PyMultiNest来分析天基探测器网络的模拟数据，并研究它们的源定位和检验引力宇称对称性的能力。与单个检测器的情况相比，我们发现检测器网络可以显着提高源定位。而在约束引力的宇称对称性时，我们发现探测器网络和单个探测器遵循类似的宇称破坏能量标度$M_{\rm PV}$约束。类似的分析可以应用于各种天基GW探测器的其他潜在观测。
2021-04-02 gr-qc
Status of the continuous gravitational wave searches in the Advanced Detector Era
由旋转的、不对称的中子星发射的周期性（几乎是单色的）引力波是高级LIGO和高级Virgo探测器灵敏度波段内有趣的潜在信号。这些信号与中子星内部的弹性应力和磁应力有关，也与各种可能的不稳定性有关，因此，从很大程度上未知的中子星结构的角度来看，这些信号是有趣的。我将描述与这些搜索相关的主要挑战，数据分析方法的现状和未来计划。
2017-10-18 gr-qc
Exploring the sky localization and early warning capabilities of third generation gravitational wave detectors in three-detector network configurations
这项工作描述了第三代引力波探测器网络的天空定位和预警性能，这些探测器网络由在北美、欧洲和澳大利亚的站点中具有爱因斯坦望远镜或宇宙探测器配置的探测器的不同组合组成。使用Fisher矩阵方法，其中包括地球自转的影响，我们估计的天空定位不确定性的$1.4\text{M}\odot$ - $1.4\text{M}\odot$二进制中子星合并的距离$40\text{Mpc}$，$200\text{Mpc}$，$400\text{Mpc}$，$800\text{Mpc}$，$1600\text{Mpc}$，和一个假设的天体物理人口的红移为2，以表征其性能的二进制中子星观测。我们发现，在$200\text{Mpc}$和一个网络组成的爱因斯坦望远镜，宇宙探测器和一个额外的爱因斯坦望远镜在澳大利亚（2 ET 1CE），最好的本地化90%的信号的90%可信区域的大小的上限是$0.25\text{deg}^2$的中子星合并。对于模拟的天体物理分布，这个上限是$91.79\text{deg}^2$。如果将澳大利亚的类爱因斯坦望远镜探测器替换为类宇宙探测器（1 ET 2CE），对于$200\text{Mpc}$情况，上限为$0.18\text{deg}^2$，而对于天体物理分布，上限为$56.77\text{deg}^2$。我们注意到，1 ET 2CE网络可以比2 ET 1CE网络多检测7.2%的模拟天体物…
2021-09-22 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Sky localization of space-based gravitational wave detectors
定位引力波源的天空位置是引力波观测的一个关键科学目标。利用Fisher信息矩阵近似方法，计算了LISA和天琴两个计划中的天基引力波探测器的角分辨率，考察了探测器的结构特性，如探测器平面的方位变化、日心或地心运动以及臂长等对源定位精度的影响。研究发现，由于天琴探测器平面方位的年变化而产生的振幅调制有助于LISA获得更高的天空定位精度和更好的天空覆盖，即使天琴探测器平面方位固定，其对天琴的影响也可以忽略不计。在30mHz以上的频率范围内，天琴的天空定位能力优于LISA。此外，我们探索潜在的空间探测器网络的快速和准确的定位的引力波源。LISA-TianQin网络对1 - 100 mHz范围内的源具有较好的天空定位能力，其角分辨率比单个探测器具有更大的天空覆盖范围。
2021-05-04 astro-ph.IM gr-qc
Comparison of advanced gravitational-wave detectors
我们比较了两种先进的设计引力波天线的能力，以检测两种可能的引力波源。球形，谐振质量天线和干涉仪纳入谐振边带提取（RSE）的建模使用实验可测量的参数。计算了一个双中子星系统和一个快速旋转的恒星核的各探测器的信噪比。对于一系列合理的参数，我们发现，先进的LIGO干涉仪结合RSE给出了更高的信噪比比球形探测器谐振在相同的频率为两个源。人们发现，在我们银河系以外的地方，球体对这些源很敏感。在足够远的距离上，干涉仪对这些辐射源很敏感，预计每年会发生几次事件。
2001-06-08 gr-qc
Enhancing Early Detection and Localization of Gravitational Waves via Eccentricity-Induced Higher Harmonic Modes with 2G Detector Networks
Wuhan University（武汉大学）；Institute of Theoretical Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院理论物理研究所）；Ningbo University（宁波大学）；Hangzhou Institute for Advanced Study (HIAS), University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学杭州高等研究院）；Beijing Normal University（北京师范大学）；Seoul National University（首尔大学）
研究通过偏心性诱导的高阶谐波模式提升引力波早期检测与定位能力，分析信号噪声比和定位精度随时间的变化，为多信使天文学提供改进方案。
2026-04-30 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Gravitational wave source localization for eccentric binary coalesce with a ground-based detector network
引力波源定位问题是引力波天文学中的一个重要问题。对于地基探测器，以往的研究几乎都只考虑探测器网络之间的到达时间差来进行源定位。在匹配滤波框架下，除了到达时间差之外的信息也可能对源定位有帮助。特别是当考虑偏心双星时，引力波形所包含的特征可以改善源定位。在本文中，我们系统地研究了这种效应。在研究过程中，增强后圆（EPC）波形模型被用来描述偏心二元聚并。我们发现，随着偏心率的增加，源定位精度确实增加。但这种改进取决于双星的总质量。对于总质量为100 M的${}_\odot$双星，当偏心率从0增加到0.4时，源定位精度一般可提高2倍左右。对于总质量为65 M的${}_\odot$双星（类GW150914双星），当偏心率从0增加到0.4时，改善因子约为1.3。对于总质量为22 M的${}_\odot$双星（类GW151226双星），这种改进是可验证的。
2017-10-30 gr-qc
Source localizations with the network of space-based gravitational wave detectors
引力波源的天空定域是引力波观测的重要科学目标。与单个探测器相比，天基GW探测器网络不仅在螺旋阶段而且在衰荡阶段显著提高了天空定位精度。探索在改进中起重要作用的是有趣的。我们发现探测器平面之间的角度是改善的主要因素，而时间延迟是下一个重要因素。检测器网络可以显著地改善短信号和长信号的源定位，其中对信噪比（SNR）的大部分贡献来自短时间内的信号的小部分，并且小部分贡献的SNR越大，网络的改善越好。我们还发现，在传递函数和高次谐波的臂长的影响是可以忽略不计的源定位与检测器网络。
2022-06-26 astro-ph.IM gr-qc
Prospects for intermediate mass black hole binary searches with advanced gravitational-wave detectors
我们估计了即将到来的先进的地面引力波天文台（升级的LIGO和Virgo和KAGRA干涉仪）对合并中等质量黑洞双星（IMBHB）的灵敏度。我们将模拟IMBHB发射的引力辐射的波形添加到探测器的模拟数据中，并使用相干WaveBurst算法搜索注入信号。测试的二进制的参数空间覆盖非自旋IMBHB与源帧的总质量之间的50和1050 $\text{M}_{\odot}$和质量比之间的$1/6$和1 $\,$。我们发现，先进的探测器对这些系统的灵敏度可以达到几个Gpc的范围。采用了一个理论模型来估计预期的观测率，每年产生几十个事件。因此，我们的研究结果表明，先进的探测器将有合理的机会收集中等质量黑洞的第一个直接证据，并打开一个新的，有趣的通道，探测宇宙的宇宙尺度。
2014-05-02 gr-qc
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
Realistic Filter Cavities for Advanced Gravitational Wave Detectors
全球正在进行的探测引力波的努力继续推动精确测量的极限，同时旨在为理解天体物理学和基础物理学提供新的工具。光的压缩态提供了一种经证实的提高引力波探测器灵敏度的方法，有可能将天体物理源的探测率提高一个数量级以上。由于辐射压噪声在先进探测器中起着重要的作用，因此需要依赖于频率的压缩。在本文中，我们提出了一个实用的方法来产生频率相关的压缩先进LIGO和类似的干涉引力波探测器。
2013-05-07 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
Advanced technologies for future ground-based, laser-interferometric gravitational wave detectors
本文综述了引力波探测领域的现代光学技术。我们描述了当前国家的最先进的引力波探测器技术方面的光学布局，悬挂和测试质量。我们讨论了这些子系统中的主要来源和噪声，以及有助于减轻未来几代探测器的发展。我们非常简要地总结了一些新的天体物理学，将有可能与这些升级的探测器。
2014-06-26 astro-ph.IM gr-qc
Improved source localization with LIGO India
一个先进的引力波干涉测量探测器全球网络正在建设之中。这些探测器的灵敏度将比最初的探测器提高一个数量级，并将迎来引力波天文学的时代。在本文中，我们评估了将一个先进的LIGO探测器搬迁到印度的好处。
2012-09-28 astro-ph.IM gr-qc
The detectability of eccentric compact binary coalescences with advanced gravitational-wave detectors
对于第二代干涉型引力波探测器如先进的LIGO和先进的Virgo来说，致密的双星聚并是一个很有前途的引力波源。虽然大多数联星被认为拥有圆形轨道，但有些可能是偏心的，例如，如果它们是通过动力捕获形成的。由于创建有效的模板库来检测这些信号的挑战，偏心轨道可能会给匹配滤波搜索带来困难。在以前的工作中，我们展示了如何无籽聚类可以用来检测低质量（$M_\text{total}\leq10M_\odot$）的自旋和偏心系统的紧凑型二元聚结，假设一个圆形的后牛顿膨胀。在这里，我们描述了一个参数化，旨在最大限度地提高低偏心率（$0\leqε\leq0.6$）系统的灵敏度，从分析方程。我们表明，这种参数化提供了一个强大的和计算效率高的方法检测偏心低质量的紧凑型双星。基于这些结果，我们得出结论，先进的探测器将有机会检测到偏心双星，如果乐观的模型证明是真的。然而，零观测值不太可能完全排除偏心二元种群模型。
2014-12-19 gr-qc
GW150914: The Advanced LIGO Detectors in the Era of First Discoveries
经过重大升级，激光干涉引力波天文台（LIGO）的两个先进探测器在2015年9月至2016年1月期间进行了首次观测。在100 Hz下的应变灵敏度为$10^{-23}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$时，可观测体积和测量时间的乘积在同步观测的前16天内超过了所有先前运行的结果。2015年9月14日，先进的LIGO探测器观测到一个瞬态引力波信号，被确定为两个黑洞的合并[Phys. Rev. Lett. 116，061102（2016）]，开启了引力波天文学的时代。两个探测器同时观测到的事件GW 150914的组合信噪比为24。在这里，我们介绍了实现这种观察的探测器的主要特征。在全灵敏度下，先进的LIGO探测器的设计是为了提供另一个三倍的信噪比的改善，为二元黑洞系统类似的质量GW 150914。
2016-02-11 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Advanced quantum techniques for future gravitational-wave detectors
光的量子涨落限制了先进的激光干涉引力波探测器的灵敏度。这是迈向下一代引力波观测站的主要障碍之一。探测器灵敏度的预期显著提高需要使用量子非破坏测量和反作用规避技术，这使我们能够规避海森堡不确定原理施加的灵敏度限制。在我们之前的综述文章：“引力波探测器中的量子测量理论”[Living Rev. Relativity 15，5（2012）]中，我们阐述了量子测量理论的基本原理，并提供了分析干涉仪量子噪声的框架。本文的范围是回顾近年来提出的量子噪声抑制的新技术，并把它们放在同一个框架。我们的干涉测量方案和拓扑结构的描绘是为了在选择下一代引力波天文台的设计过程中的援助。
2019-03-12 gr-qc
Systematic and statistical errors in a bayesian approach to the estimation of the neutron-star equation of state using advanced gravitational wave detectors
先进的地面引力波探测器能够测量双中子星系统中的潮汐影响。在这项工作中，我们报告的统计不确定性测量潮汐变形与完整的贝叶斯参数估计实现。我们展示了如何同时测量啁啾质量和潮汐变形可以用来约束中子星状态方程。我们还研究了波形建模偏差和个别情况下的检测器噪声对这些测量的影响。我们特别发现，后牛顿波形族之间的系统误差可以显着偏置潮汐参数的估计，从而激励波形模型，在高频率更可靠的持续发展。
2014-02-20 gr-qc
Eccentricity enables the earliest warning and localization of gravitational waves with ground-based detectors
该研究首次提出利用致密双星偏心率激发的高次谐波模式，在四极矩基线模式进入探测器频段前实现引力波定位，为第三代地面探测器网络提供更早的引力波预警与电磁对应体观测准备时间。
2024-05-14 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Early Advanced LIGO binary neutron-star sky localization and parameter estimation
2015年将见证先进LIGO的首次观测，并开启引力波（GW）先进探测器时代。对于地基GW探测器来说，最有希望的源之一是二元中子星（BNS）合并。为了使用天体物理学的任何探测，我们必须了解我们的参数估计分析的能力。通过模拟的GWs从天体物理学动机的人口BNS，我们研究的准确性，在早期先进的探测器时代的参数推断。我们发现，天空的位置，这是很重要的电磁后续，可以快速确定（~5秒），但天空面积可能是数百平方度。组件质量和自旋之间的简并意味着单个质量和自旋的测量存在显著的不确定性;然而，啁啾质量被很好地测量（通常优于0.1%）。
2016-06-03 astro-ph.HE gr-qc
Sky localization of space-based detectors with time-delay interferometry
针对天基引力波探测器臂长不等需用TDI消噪的问题，研究了不同第一代TDI组合和探测器星座对单色源天区定位的影响，发现TDI组合的定位能力差异由灵敏度决定，其中迈克尔逊$(X,Y,Z)$组合定位效果最优。
2024-10-25 astro-ph.IM gr-qc
Polymer quantization and advanced gravitational wave detector
我们通过聚合物量子化干涉仪臂中的光场，研究了普朗克尺度效应在先进的引力波探测器中的可观测后果。我们构造了一组新的聚合物改性的创建和湮灭运营商的光场。采用这些聚合物修改的运营商，我们得到的波动的辐射压力的端镜和输出光子数。我们比较了我们的结果与标准的量子化方案和广义不确定原理的修正。
2019-09-24 gr-qc hep-th
Gravitational-wave confusion background from cosmological compact binaries: Implications for future terrestrial detectors
提高引力波（GW）探测器的灵敏度可以提高我们测量探测源特性的能力。它还增加了对数据有贡献的弱信号的数量。由于GW探测器具有几乎全天空的灵敏度，它们可能会受到混淆限制：许多无法区分的源可能会同时被测量，从而定义了灵敏度的随机噪声基底。对于目前正在运行的GW探测器及其计划的升级，预计的事件发生率足够低，我们远离混淆限制制度。然而，目前正在讨论的一些探测器可能有足够大的范围到二进制螺旋，他们进入混乱有限的制度。在本文中，我们研究了地球探测器的二进制螺旋混淆极限。我们考虑了文献中广泛的螺旋率，几个计划先进的引力波探测器，和高度先进的“爱因斯坦望远镜”的设计。虽然大多数先进的探测器不会受到这个限制的影响，但具有非常低频率的“地震墙”的爱因斯坦望远镜可能会受到混淆噪声的影响。至少需要仔细的数据分析来分离看起来混乱的信号。在设计未来高度先进的仪器时，应考虑到这一结果。
2009-03-01 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Low-latency analysis pipeline for compact binary coalescences in the advanced gravitational wave detector era
多波段模板分析（MBTA）流水线是一种低延迟的符合分析流水线，用于探测来自致密双星聚结的引力波（GW）。MBTA以低计算成本运行，并且可以以亚分钟延迟在线识别候选GW事件。MBTA的低计算运行成本也使其对数据质量研究非常有用。MBTA在线检测到的事件可用于提醒天文合作伙伴进行电磁跟踪。我们概述了MBTA的现状，并详细介绍了最近的管道升级和验证测试，这些测试是为第一个高级探测器观测期做准备的。MBTA管道已经准备好迎接先进探测器时代的到来，以及它将带来的令人兴奋的前景。
2016-08-10 astro-ph.IM gr-qc
Accuracy of source localization for eccentric inspiraling binary mergers using a ground-based detector network
引力波参数估计和源定位问题是引力波天文学中的关键问题。在第二代地基探测器的灵敏度波段内，致密双星聚结体发射的引力波可能具有不可忽略的偏心率。因此，研究双星源的偏心率如何影响和提高其定位精度（和信噪比）是一个有趣的课题。在这项工作中，我们继续调查这种效果与增强postcircular波形模型。利用Fisher信息矩阵方法，我们确定了三个地基探测器网络的源定位精度。正如预期的那样，源定位的准确性大大提高了网络中的更多检测器。我们发现，精度也显着增加偏心率的大总质量（$M\ge 40M_\odot$）二进制与所有三个网络。对于小总质量（$M<40 M_\odot$）的双星，这种影响可以忽略不计。对于较小的总质量（$M<5 M_\odot$）双星，在某些方向上，随着偏心率的增加，精度甚至会更差。这一现象主要是由于偏心率增加所引起的高次谐波模的频率与探测器的灵敏带宽的一致性。对于$100 M_\odot$黑洞双星，当偏心率从$0.0$增加到$0.4$时，改进因子一般约为$2$.对于$22 M_\odot$黑洞双星和$2.74 M_\odot$中子星双星，改进因子小于$1.1$，在某些方向上可能小于1。
2019-12-10 gr-qc
Input spectrum for heterodyne detection in advanced gravitational wave detectors without non-stationary shot-noise
未来的干涉引力波探测器将利用散粒噪声和辐射压力噪声之间的耦合，在干涉仪的暗端口产生量子噪声的压缩输出，使这些干涉仪在某些频率下以超过标准量子极限的灵敏度工作。探测器利用这种压缩输出状态的能力部分取决于所使用的读出系统。对于计划用于这些干涉仪的相位调制激光输入，当使用零差（而不是外差）检测时，量子噪声限制的灵敏度稍好。我们表明，通过修改这些干涉仪的激光输入光谱，读出与外差检测可以有相同的量子噪声限制的灵敏度读出与零差检测。
2006-09-25 gr-qc
Rapid pre-merger localization of binary neutron stars in third generation gravitational wave detectors
针对第三代引力波探测器中双中子星并合前定位问题，提出多频带匹配滤波与半解析定位算法组合，实现长信号早期预警，模拟显示可在并合前数十分钟提供准确的天空定位。
2023-11-21 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Detecting binary neutron star systems with spin in advanced gravitational-wave detectors
探测中子星的引力波是引力波观测站Advanced LIGO和Advanced Virgo的主要目标。以前用LIGO和Virgo搜索双星中子星时忽略了其组成星的角动量（自旋）。我们证明，忽略自旋匹配过滤器搜索导致先进的探测器失去超过3%的可能的信噪比为59%（6%）的来源，假设中子星无量纲自旋，$c\mathbf{J}/GM^2$，均匀分布的幅度在0和0.4（0.05）之间，中子星具有各向同性分布的自旋取向。提出了一种新的构造自旋系统引力波搜索模板库的方法。我们提出了一个新的度量在参数空间中的模板放置度量是全局平坦的。这种新方法可以创建具有与轨道角动量（反）对齐的非零自旋的信号模板库。我们表明，这种搜索失去了超过3%的最大信噪比只有9%（0.2%）的BNS源与无量纲自旋0和0.4（0.05）和各向同性自旋方向。使用这个模板库将防止引力波搜索中的选择偏差，并允许更准确地探索双中子星中的自旋分布。
2012-10-15 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Pre-merger localization of eccentric compact binary coalescences with second-generation gravitational-wave detector networks
我们研究了利用第二代引力波探测器网络对偏心致密双星并合前局域化的可能性。来自偏心双星的引力波可以看作是一个脉冲序列，它是由比轨道频率高出一倍的各种高次谐波模组成的。来自非常早期的螺旋相位的高次谐波模式不仅有助于信噪比，而且还允许我们在合并开始之前定位引力波源。这是因为高频引力波对于地面探测器网络通过三角测量进行源定位是必不可少的。我们发现，在最佳情况下，对于1.4- 1.4 $M_\odot$偏心双星中子星在100 Mpc的合并前10分钟，单探测器信噪比超过5，并且在合并前半分钟，它可以被四探测器网络定域到10度$^2$。我们甚至可以通过五探测器网络在并合前10分钟获得$\sim$ 10 deg $^2$。
2014-05-20 astro-ph.HE gr-qc
Not too close! Evaluating the impact of the baseline on the localization of binary black holes by next-generation gravitational-wave detectors
Johns Hopkins University（约翰斯·霍普金斯大学）；Penn State University（宾夕法尼亚州立大学）；University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）
研究评估基线对下一代引力波探测器二体黑洞定位的影响，发现适当基线能提供单峰或双峰定位，而增加第三个探测器可减少多峰定位。
2026-04-13 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
The potential of advanced ground-based gravitational wave detectors to detect generic deviations from general relativity
我们讨论了先进的地基引力波探测器，如LIGO，处女座，和KAGRA检测引力波形的一般偏差从广义相对论的预测的潜力。我们使用参数化的后爱因斯坦形式主义的偏差的特征，并评估什么程度的偏差是可检测的，通过使用基于贝叶斯统计的近似决策方案。通过对单个引力波事件的观测，我们发现对于不同质量的双星，存在参数化后爱因斯坦参数的可探测区域。该地区不排除目前现有的二元脉冲星观测的参数化后爱因斯坦参数在更高的后牛顿秩序。我们还发现，忽略轨道偏心率或潮汐变形的影响不会导致显着的偏差的通用偏离广义相对论的可检测区域。
2016-09-13 gr-qc
Parametric instabilities and their control in advanced interferometer GW detectors
先进LIGO测试质量光学腔的详细模拟表明，参数不稳定性将激发频率范围为28-35 kHz和64-72 kHz的测试质量中的声学模式。使用标称先进LIGO光学腔参数与熔融石英测试质量，参数不稳定性激发7个声学模式，在每个测试质量，参数增益R高达7。对于替代的蓝宝石测试质量块，在每个测试质量块中仅激发1个声学模式，其中R ~ 2。微调的试验质量曲率半径的原因不稳定性扫描通过各种模式与R高达~2000。蓝宝石测试质量腔可以通过热g因子调谐来完全消除不稳定性，而噪声性能的退化可以忽略不计。在熔融石英测试质量的情况下，不稳定性可以最小化，但不能消除。
2005-02-18 gr-qc
Facilitating follow-up of LIGO-Virgo events using rapid sky localization
快速有效地定位引力波（GW）事件可以在识别可能的电磁对应物方面发挥关键作用，从而有助于开创GW多信使天文学的时代。我们讨论了一种算法，准确和非常低的延迟（$<$ 1秒）的GW源的定位只使用相对到达时间，相对相位，和相对信噪比的检测器对。该算法不依赖于距离和质量，可以推广到所有的离散源检测的地基探测器网络。我们的方法，而独立开发的，是类似于BAYESTAR的算法中的一些修改，从而提高计算效率。对于LIGO两个探测器配置（汉福德+利文斯顿）预计在2015年底，我们发现一个中位数50\%（90\%）的本地化143度$^2$（558度$^2$）的双中子星（网络信噪比阈值为12，对应的地平线距离为$\sim 130$ Mpc），与以前的发现一致。我们探讨了高SNR事件导致的定位改善，发现前4个（或10个）事件中最响亮的事件将中值天空定位区域减少了1.9（3.0）倍（对于2 GW探测器）和2.2（4.0）倍（对于3个探测器）。我们认为，在GW和电磁（EM）频谱的情况下，多信使联合检测。我们专门探讨的情况下，独立的，可能是高度不确定的，本地化，显示联合本地化区域显着减少。我们还表明，先前的二进制倾斜，可能产生的GRB观测，GW本地化的影响可以忽略不计。我们的算法是简单，快速，准确，并可能是特别实用的多信使天文学的发展。
2015-08-31 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Calibration of the AdvancedVirgo+ Gravitational Wave Detector and Reconstruction of the Detector Strain h(t) during the Observing Run O4
本文研究先进处女座+引力波探测器在O4观测运行期间的校准及探测器应变h(t)重建。基于辅助执行器等进行校准，通过线性噪声减法等在线重建h(t)，生成分析就绪应变数据，用于离线数据分析并公开，提高了源参数估计精度。
2026-07-22 gr-qc
Search methods for continuous gravitational-wave signals from unknown sources in the advanced-detector era
连续引力波是由物质的持续四极变化产生的引力辐射的持久形式。地基干涉测量探测器的标准预期源是呈现非轴对称性的中子星，如地壳变形、r模式或自由进动。更奇特的来源可能包括旋转黑洞周围的超轻玻色子云。在过去的几十年中，已经开发了一套丰富的数据分析方法，这些方法跨越了灵敏度和计算效率之间的广泛阈值。在这项工作中，我们回顾了目前的状态搜索连续引力波使用地基干涉仪数据，重点搜索未知的来源。这些搜索通常包括一个主要阶段，然后是几个后处理步骤，以排除检测器噪声产生的离群值。到目前为止，还没有连续的引力波信号被确信地探测到，尽管随着探测器和搜索方法的进一步发展，更严格的上限被设置。
2021-12-07 gr-qc
Optimizing the regimes of Advanced LIGO gravitational wave detector for multiple source types
我们在这里开发的算法，允许找到制度的信号回收法布里-珀罗-迈克耳孙干涉仪（例如，先进的LIGO），优化同时为两个（二进制inspirals +突发）和三个（二进制inspirals +突发+毫秒脉冲）类型的引力波源。我们表明，存在一个相对较大的区域中的干涉仪参数空间的检测器的灵敏度的前两种源的不同，只有百分之几的最大的每种源。特别是，存在一个特定的制度，其中这两个差异约为0.5。此外，我们表明，甚至更多的多用途制度也是可能的，提供了显着的灵敏度增益的毫秒脉冲，只有轻微的灵敏度退化的二进制吸气和爆发。
2008-06-16 gr-qc
Discrepancy in tidal deformability of GW170817 between the Advanced LIGO twin detectors
我们发现，汉福德和利文斯顿探测器的先进LIGO推导出一个独特的后验概率分布的二进制潮汐变形波浪线{λ}的第一个二进制中子星合并GW 170817。利用嵌套采样引擎和LALInference软件包提供的TaylorF 2波形对GW 170817的公开数据进行分析，发现LIGO-Virgo探测器网络得到的双星潮汐形变率的概率分布主要由Hanford探测器决定。具体地说，通过对单个恒星的潮汐变形性施加平坦先验，Hanford探测器、Livingston探测器和LIGO-Virgo探测器网络的波浪线{Lambda}的对称90%可信区间分别为527^{+619}-345}、927^{+522}-619}和455^{+668}-281}。此外，当我们改变分析中使用的数据的最大频率时，由利文斯顿检测器得到的分布不规则地变化。汉福德探测器没有观察到这一特征。虽然它们都是一致的，但差异和不规则的行为表明，对噪声特性的深入研究可能会提高我们对GW 170817和未来事件的理解。
2019-10-30 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Correlated noise in networks of gravitational-wave detectors: subtraction and mitigation
先进的引力波探测器的关键科学目标之一是观察随机的引力波背景。然而，最近的工作表明，舒曼共振的相关磁场可以在全球范围内产生相关的应变噪声，潜在地限制了先进探测器的随机背景搜索的灵敏度。在本文中，我们估计了全球先进LIGO网络的相关噪声预算，并得出结论，相关噪声可能会影响即将到来的测量。我们调查的维纳滤波方案的可能性，从先进的LIGO搜索减去相关噪声，并估计所需的规格。我们还考虑了剩余的相关噪声仍然减法的可能性，我们设计了一个最佳的策略，用于测量天文参数的相关噪声的存在。使用这种新的形式主义，我们估计损失的灵敏度为宽带，各向同性随机背景搜索使用1年的LIGO数据在设计灵敏度。鉴于我们目前的噪声预算，LIGO估计能量密度的不确定性可能会增加约4倍-如果不可能实现显著的减法。另外，窄带互相关搜索在没有有效减法的情况下可能在低频f < 45 Hz处受到严重影响。
2014-06-23 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
Local-Oscillator Noise Coupling in Balanced Homodyne Readout for Advanced Gravitational Wave Detectors
第二代干涉式引力波探测器正迅速接近其设计灵敏度。这些探测器将首次受到量子反作用噪声的限制。已经提出了几种反作用规避技术，以进一步提高检测器的灵敏度。由于大多数建议依赖于输出光场的全振幅和相位正交空间的灵活读出，因此通常期望平衡零差检测来取代当前使用的DC读出。到目前为止，很少有人研究如何平衡零差检测可以成功地从其无处不在的应用在桌面量子光学实验中转移到大规模的干涉仪与悬浮光学。在这里，我们得到的实施要求，本地振荡器噪声耦合和突出的潜在问题的例子，格拉斯哥Sagnac速度计实验，以及未来升级到先进的LIGO探测器。
2015-06-24 gr-qc physics.optics
Optical noise correlations and beating the standard quantum limit in advanced gravitational-wave detectors
将不确定原理简单地应用于激光干涉仪引力波探测器的测试质量，产生干涉仪灵敏度的标准量子极限（SQL）。长期以来，人们一直认为，要击败这种SQL，就需要对干涉仪进行彻底的重新设计。然而，我们表明，LIGO-II干涉仪，目前计划在2006年，可以击败SQL多达一个因子2超过带宽Δf \sim f，如果他们的热噪声可以推得足够低。这是由于光子散粒噪声和辐射压力噪声之间的动力学相关性，由LIGO-II信号回收镜产生。
2001-07-06 gr-qc quant-ph
Method for detection and reconstruction of gravitational wave transients with networks of advanced detectors
提出了一种利用先进探测器网络探测和重建引力波瞬变的方法。它最初设计用于使用初始GW检测器搜索瞬态，它使用了显着改进的算法，这增强了低延迟搜索，快速定位GW事件，以进行电磁跟踪，并对广泛的瞬态GW源进行高置信度检测。在本文中，我们提出了该方法的分析框架。下面的简短描述的核心分析算法，我们介绍了一种新的方法来重建的GW极化从一个模式的检测器响应GW信号。该偏振模式是可以独立于其他源参数测量的任意GW信号的唯一签名。偏振测量能够快速重建GW波形、天空定位并有助于识别源起源。
2016-01-22 astro-ph.IM gr-qc
Comparing advanced-era interferometric gravitational-wave detector network configurations: sky localization and source properties
本研究利用完整贝叶斯参数估计评估高级时代地基引力波探测器网络性能，发现加入 Virgo 和 KAGRA 探测器可显著提升天空定位精度与内禀源参数约束，并验证 20 Hz 低频阈值足够。
2024-04-25 astro-ph.HE gr-qc
Characterization of transient noise in Advanced LIGO relevant to gravitational wave signal GW150914
2015年9月14日，Advanced LIGO探测器观测到一个来自合并中的黑洞双星系统的引力波信号。本文介绍了瞬态噪声背景用于确定事件（指定为GW 150914）的意义，并提出了潜在的相关或不相关的瞬态噪声源的探测器周围的事件的时间的调查结果。探测器在GW 150914时正常运行。我们已经排除了环境影响和非高斯仪器噪声在任何LIGO探测器作为观测到的引力波信号的原因。
2016-06-04 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
The GstLAL Search Analysis Methods for Compact Binary Mergers in Advanced LIGO's Second and Advanced Virgo's First Observing Runs
在成功完成第一次观测运行（2015年9月12日至2016年1月12日）后，Advanced LIGO探测器进行了升级，以提高第二次观测运行（2016年11月30日至2017年8月26日）的灵敏度。高级处女座探测器于2017年8月1日加入了第二次观测运行。我们讨论了在此期间发生的更新，在GstLAL为基础的inspiral管道，这是用来检测引力波从合并的紧凑的二进制文件在低延迟和离线配置。这些更新包括部署零延迟白化滤波器以将管道的总体延迟减少多达32秒，在分析中并入Virgo数据流，引入单检测器搜索以分析来自仅一个检测器运行时的时段的数据，向似然比排名统计添加新参数，增加搜索的参数空间，以及引入模板质量相关的毛刺切除阈值化方法。
2019-01-24 gr-qc
Model-independent test of gravity with a network of ground-based gravitational-wave detectors
利用先进的LIGO、先进的Virgo和KAGRA等干涉探测器组成的全球网络对引力波进行观测，将使探索时空结构的本质成为可能。除了爱因斯坦的广义相对论之外，到目前为止，还有几种引力理论通过了实验检验。引力波的观测提供了一个新的实验测试的替代理论的重力，因为引力波可能有最多六个独立的偏振模式，其属性和数量的模式依赖于引力理论。本文提出了一种从先进探测器网络的时间序列数据中重建独立偏振模式的方法。由于该方法不依赖于任何特定的模型，它给出了模型无关的测试替代理论的重力。
2013-03-06 gr-qc
Prospects for doubling the range of Advanced LIGO
在未来的几年里，引力波社区将优化探测器性能的各种天体物理源，使探测器的灵敏度在不同的频带竞争的要求。在本文中，我们描述了一些正在开发的技术，作为高级LIGO探测器的预期升级，并量化了它们提供的潜在灵敏度提高。具体来说，我们考虑压缩光注入减少量子噪声，检测器设计和材料的变化，减少热噪声，并与显着增加质量的镜子。我们探讨了这些技术如何影响最有前途的引力波源的检测，并提出了一个有效的升级进展，最终在两个宽带灵敏度提高的因素。
2014-12-30 astro-ph.IM gr-qc
Perspectives on Beam-Shaping Optimization for Thermal-Noise Reduction in Advanced Gravitational-Wave Interferometric Detectors: Bounds, Profiles, and Critical Parameters
激光束的适当成形（特别是平坦化和加宽）最近被提出作为减少先进的引力波干涉检测器中的内部（镜）热噪声的有效装置。基于最近发表的解析近似（有效的无限测试质量限制）的布朗和热弹性镜噪声在任意形状的光束的存在下，本文解决了某些初步的问题，最佳光束整形问题。特别是，具体参考的激光干涉仪引力波天文台（LIGO）的实验，绝对和现实的各种热噪声成分的下限获得和比较的当前状态（高斯光束）和趋势（“台面”光束），表明相当充足的利润进一步减少。在这个框架中，相关的优化问题的有效尺寸，其关系的关键设计参数被确定，物理可行性和模型的一致性问题被认为是突出的，可能的附加要求和/或先验信息可利用，以推动后续的优化过程。
2007-07-04 gr-qc
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
Astronomy and astrophysics with gravitational waves in the Advanced Detector Era
随着先进的引力波探测器在未来5年内投入使用，我们有望首次探测到来自天体物理源的引力波，并研究引力波本身的性质，作为广义相对论的检验。此外，这些引力波将是研究其天体物理源和源群的有力工具。它们携带的信息与从电磁或中微子观测中获得的信息非常互补，探测为电磁辐射提供动力的中心引力引擎。目前正在进行准备工作，以便能够利用低延迟搜索管道和快速天空定位，对瞬变源的引力波和电磁观测进行近乎同时的观测。我们将回顾利用先进探测器实现的引力波进行多信使天文学和天体物理学研究的许多机会，以及为快速和充分利用它们而正在进行的准备工作。
2012-03-12 astro-ph.HE gr-qc
The First Two Years of Electromagnetic Follow-Up with Advanced LIGO and Virgo
我们预计在本十年的晚些时候，先进的LIGO和Virgo将首次直接探测到引力波（GW）。虽然这项突破性的技术成就本身就是奖励，但更大的奖励可能是同时在引力和电磁通道中观测到紧凑的双星合并。在Advanced LIGO和Virgo运行的前两年（2015年至2016年），我们预计全球GW探测器阵列将提高灵敏度和寿命，并从两个扩展到三个探测器。我们建立了在这一转变过程中双星中子星（BNS）合并的探测率和天空定位精度模型。我们已经分析了一个大的，天体物理学的动机源人口使用实时检测和天空定位代码和更高的延迟参数估计代码，已明确建立在先进的LIGO/室女座时代的操作。我们表明，对于大多数BNS事件的快速天空定位，检测后约一分钟，是准确的完整的参数估计。我们证明，先进的处女座将在天空定位中发挥重要作用，即使它预计上线只有三分之一的灵敏度为先进的LIGO探测器。我们发现，90%置信区间的中位数从2015年的500平方度缩小到2016年的200平方度。我们的模拟中出现了第一次LIGO/Virgo探测的一些不同场景。
2014-10-22 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Simultaneous estimation of astrophysical and cosmological stochastic gravitational-wave backgrounds with terrestrial detectors
最近的Advanced LIGO和Advanced Virgo联合观测运行并没有声称检测到随机引力波背景，但人们预计随着探测器灵敏度的提高，这种情况会发生变化。声称一个真正的检测的挑战将立即成功的困难有关的信号的来源，有助于it.In本文中，我们认为背景，包括紧凑的二进制合并和额外的宇宙学来源，我们同时设置这些背景的上限。我们发现，先进的LIGO，先进的处女座网络，在设计灵敏度，将不允许分离的来源，我们认为。第三代探测器对大多数单个的紧凑双星合并敏感，可以通过减去单个源来减少天体物理信号，并可能揭示宇宙学背景。我们的贝叶斯分析表明，假设一个探测器网络包含宇宙探测器和爱因斯坦望远镜和合理水平的个人源扣除，我们可以检测到宇宙信号$Ω_{\rm{CS}} (25\,\rm{Hz})=4.5 \times 10^{-13}$宇宙弦，和$Ω_{\rm BPL}(25\,\rm{Hz})= 2.2 \times 10^{-13}$早期宇宙相变的破幂律模型。
2020-11-11 gr-qc
Review of the Advanced LIGO gravitational wave observatories leading to observing run four
来自双黑洞和中子星合并的引力波正被定期探测到。截至2021年，LIGO和Virgo探测器已经进行了90次有把握的引力波探测。目前正在进行工作，以进一步提高第四次观测运行的探测器的灵敏度，包括安装一些A+升级，旨在降低限制引力波灵敏度的基本噪声。在这篇综述中，我们将概述LIGO探测器的工作原理，包括它们的光学配置和锁定获取过程，讨论探测器的基本和技术噪声限制，并与当前测量的灵敏度进行比较，并回顾目前正在安装在探测器中的A+升级。
2022-02-02 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Sub-SQL Sensitivity via Optical Rigidity in Advanced LIGO Interferometer with Optical Losses
分析了激光干涉引力波探测器的信号回收配置的“光学弹簧”机制，并考虑了干涉仪臂腔中的光学损耗。该制度允许获得比标准量子极限更好的灵敏度，无论是对于自由测试质量还是对于常规谐振子。光损耗限制了灵敏度和可实现的信噪比的增益。然而，对于高级LIGO引力波探测器计划的参数值，这种限制是微不足道的。
2005-11-02 gr-qc
Massive Black Hole Binaries and Where to Find Them with Dual Detector Networks
单个天基引力波探测器将突破天文学和基础物理学的界限。拥有两个或更多个探测器的网络将显著改善源定位。在这里，我们考虑如何双网络的天基探测器将改善参数估计的大规模黑洞二进制。我们考虑两种情况：一个由激光干涉仪空间天线（LISA）和一个附加的类似LISA的日心探测器（如太极）组成的网络;以及一个由LISA和一个附加的地心探测器（如天琴）组成的网络。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗技术和Fisher矩阵估计，探讨两个探测器网络对天空定位和距离确定的影响。对其他源参数的影响也进行了研究。随着太极或天琴的加入，我们发现更大质量的MBHB的天空定位有了数量级的改善，同时也看到了较低质量系统和其他源参数的改善。
2021-05-17 astro-ph.HE gr-qc
Observing Gravitational Waves from Core-Collapse Supernovae in the Advanced Detector Era
下一个星系核心坍缩超新星（CCSN）已经爆炸，其电磁波、中微子和引力波（GW）随时可能到达。我们提出了一个广泛的研究的潜在灵敏度的GWs从CCSNe在5 Mpc内的前瞻性检测方案，使用现实的噪声在先进的LIGO和先进的处女座探测器的预测灵敏度为2015年，2017年和2019年。我们量化了银河系和大麦云云内CCSNe的GWs的可探测性，其中将有一个观察到的中微子爆发。我们还考虑了极端GW的排放情况下，更遥远的CCSNe与相关的EM签名。我们发现，在设计灵敏度的三个探测器网络将能够检测到中微子驱动的CCSN爆炸到~5.5 kpc，而快速旋转的核心崩溃将检测到大麦云云在50 kpc。在本研究中考虑的极端GW排放情景的现象学模型中，例如长寿命的条模式不稳定性和盘碎片不稳定性，所有考虑的模型都将在0.77 Mpc的M31中检测到，而最极端的模型将在3.52 Mpc及以上的M82中检测到。
2016-07-07 astro-ph.HE gr-qc
