Detecting compact binary coalescences with seedless clustering
致密双星并合是第二代干涉引力波探测器的一个很有前途的引力波源。虽然匹配滤波是良好建模系统的最佳搜索方法，但可以使用替代检测策略来防止理论错误（例如，涉及新的物理学和/或关于自旋/偏心率的假设），同时提供冗余度的测量。在以前的工作中，我们展示了如何使用“无籽聚类”来检测目标搜索和全天空搜索中的长寿命引力波瞬变。在本文中，我们应用无籽聚类的问题，低质量（$M_\text{total}\leq10M_\odot$）的紧密二元凝聚的自旋和偏心系统。我们表明，无籽聚类提供了一个强大的和计算效率高的方法来检测低质量的紧凑型二进制文件。
2014-08-05 astro-ph.IM gr-qc
Study of statistical properties of hybrid statistic in coherent multi-detector compact binary coalescences Search
在这篇文章中，我们重新审视的问题，相干多探测器搜索的引力波从紧凑的双星合并与中子星和黑洞使用先进的干涉仪，如LIGO-Virgo。基于最佳多检测器信噪比（SNR）的损失，我们构造了一个混合统计量作为最佳的最大似然比（MLR）统计量调整面对面和面对面的二进制文件。研究了混合统计量的统计性质。这种混合统计的性能进行了比较与通用倾角的相干MLR统计。由于单一的合成数据流，混合统计给出了较低的虚警相比，多检测器MLR统计和小的分数损失的最佳信噪比为大范围的二进制倾角。我们已经证明，对于LIGO-Virgo网络和二元倾角，ε< 70 deg。且ε> 110 °，混合统计量捕获了98%以上的网络最优匹配滤波器SNR，同时具有较低的虚警率。采用两种入射倾角分布U[cos（ε）]和B. F. Schutz使用混合统计执行，并且对于10^-5的固定虚警概率，与双流多检测器MLR统计相比，分别给出了约5%和约7%的检测概率。
2017-03-14 astro-ph.HE gr-qc
The SPIIR online coherent pipeline to search for gravitational waves from compact binary coalescences
本文介绍了在第三次先进的LIGO和Virgo观测运行（O3运行）期间用于公共警报的SPIIR管道。SPIIR流水线使用无限脉冲响应（IIR）滤波器来执行极低延迟的匹配滤波，并且该过程通过图形处理单元（GPU）进一步加速。它是第一个在线管道选择候选人从多个检测器使用相干统计的基础上最大网络似然比统计原则。在这里，我们简化了推导这个统计使用奇异值分解（SVD）技术，并表明，单检测器的信噪比匹配滤波可以直接用于构建每个天空方向的统计。由于在天空方向参数上的额外搜索，相干搜索通常比重合搜索更具计算挑战性。天空方向的搜索遵循一个令人尴尬的并行化范式，并使用GPU加速。使用LIGO-Virgo第二次观测运行的一段公共数据报告了检测性能。我们证明了SPIIR流水线的中位延迟小于9秒，并提出了一个可实现的路线图，以减少延迟到5秒以下。在O3在线运行期间，SPIIR注册了与56个未撤回的公共警报中的38个相关联的触发器。极低的延迟特性使其成为联合时域观测的一个有竞争力的选择，并提供了在涉及至少一颗中子星的双星合并系统合并阶段之前发出公共警报的诱人可能性。
2021-05-20 gr-qc
Towards a real-time fully-coherent all-sky search for gravitational waves from compact binary coalescences using particle swarm optimization
虽然全相干全天空搜索已知是最佳的检测引力波信号从紧凑的二元聚结，其高计算成本限制了目前的搜索，以不太敏感的符合为基础的计划。在先前的工作中，已经证明了粒子群优化算法在降低这种搜索的计算成本方面的有效性，我们提出了一种实现接近实时计算速度的方法。这是通过将PSO的搜索效率与底层数学形式主义的显著修改和优化的数值实现以及分布式计算框架中的额外多线程并行化层相结合来实现的。对于由四个第二代检测器组成的网络，每个检测器的$60$ ~min数据，此处给出的实现的运行时间范围为$\approx 1.4$到$\approx 0.5$乘以$\gtrsim 10$和$\gtrsim 12$的网络信噪比（SNR）的数据持续时间。运行时间减少，检测灵敏度损失小到可以忽略不计：对于高斯平稳噪声中每年$\simeq 1$ ~事件的虚警率，对于SNR为$10$和$12$的检测概率损失分别为$\leq 5\%$和$\leq 2\%$。使用快速实现，我们能够量化的频率误差的参数估计的信号中的双中子星质量范围内使用大量的模拟数据实现。参数估计误差和检测灵敏度的网络天线方向图矩阵的条件数的一个明确的依赖性。结合以前的工作，本文安全地建立了基于PSO的全相干全天空搜索的有效性在整个二进制inspiral质量范围内，是相关的地面探测器。
2020-03-20 astro-ph.IM gr-qc
The search of higher multipole radiation in gravitational waves from compact binary coalescences by a minimally-modelled pipeline
相干WaveBurst（cWB）流水线实现了最小建模搜索，以在LIGO-Virgo协作的引力波探测器网络中的时频域中找到相干响应。在这篇手稿中，我们及时地介绍了cWB分析的扩展，以检测在致密二元聚结的螺旋相期间引力波的主要四极发射之外的光谱特征;更详细的讨论将在即将发表的论文中提供[1]。通过在时间-频率图中定义特定区域来执行搜索，以提取在螺旋相位中的主四极模的谐波的能量。这种方法已经在GW 190814发现论文（Astrophys. J. Lett. 896 L44）。在这里，我们展示了在cWB框架内检测GW 190814中的（3，3）多极子的过程。关键词：引力波，分析，多极子，致密二元凝聚
2021-10-29 astro-ph.IM gr-qc
Sensitivity Comparison of Searches for Binary Black Hole Coalescences with Ground-based Gravitational-Wave Detectors
从二进制黑洞合并的引力波瞬变的搜索通常依赖于两种方法之一：匹配滤波与模板和形态无关的过剩功率搜索。在分析第一代地基引力波干涉仪的数据时，采用了多种算法来抑制非高斯噪声瞬变，并针对二元黑洞参数空间的不同区域。在本文中，我们比较了三个这样的算法的灵敏度：匹配滤波与完整的合并模板，匹配滤波与振铃模板和一个形态无关的多余的权力搜索。比较是在一个固定的误报率，并依赖于旋转，非旋进系统的总质量为25 - 350太阳质量，其中包括恒星质量和中间质量的黑洞二进制的参数空间的蒙特卡洛模拟的二进制黑洞合并。我们发现，在25 - 100太阳质量的质量范围内，搜索的敏感距离，边缘化的源参数，是最好的匹配滤波到全波形模板，在10%以内的误报率为每年3个事件。在100 - 350太阳质量的质量范围内，同样的比较有利于形态无关的过剩功率搜索到20%以内。还探讨了质量和自旋的依赖性。
2014-05-26 gr-qc
Addressing the challenges of detecting time-overlapping compact binary coalescences
瞬态引力波的标准探测和分析技术假设探测器数据在任何时候最多包含一个信号。随着探测器灵敏度的提高，这种假设将不再有效。在本文中，我们将研究目前的搜索技术的瞬态引力波将表现在存在一个以上的信号。我们进行搜索的数据集包含时间重叠紧凑的二元聚结。这包括建模的匹配滤波器搜索（PyCBC）和未建模的相干搜索，相干波突发（cWB）。这两种搜索都被LIGO-Virgo-KAGRA合作所使用。我们发现，这两个搜索都能够正确识别两个信号时，信号是不同的合并时间，$|Δt_c| \geq 1$第二，与PyCBC失去的重叠的二元黑洞合并的信号只有$1\%$。两个流水线都可以在区域$|Δt_c| < 1$内找到信号配对。然而，流水线中的聚类例程将导致仅恢复两个信号中的一个，因此效率降低。在这个区域内，我们发现cWB可以识别这两种信号。我们还发现，匹配滤波器搜索可以修改，以提供正确的参数估计每个信号。
2022-11-08 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational-wave detectors as particle-physics laboratories: Constraining scalar interactions with a coherent inspiral model of boson-star binaries
引力波对中子星并合的探测对于限制物质在1000密度下的微观相互作用起着至关重要的作用。类似地，如果宇宙中存在玻色子星，它们的合并可以用来限制标量场理论的基本耦合常数。我们发展了第一个四次相互作用玻色子星螺旋的相干波形模型。波形包括相干自旋诱导的四极和潮汐变形的贡献的质量和自旋的二进制和一个单一的耦合常数的理论。我们表明，未来的仪器，如爱因斯坦望远镜和激光干涉仪空间天线可以提供强有力的互补边界玻色子自相互作用，而目前的检测器的约束力是边际。
2021-02-16 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
A wider look at the gravitational-wave transients from GWTC-1 using an unmodeled reconstruction method
在本文中，我们调查的事件的形态从GWTC-1目录的紧凑型二进制聚结重建的方法的基础上相干过剩的功率：我们使用的相干WaveBurst（cWB）分析管道的开源版本，它不使用波形模型。LIGO-Virgo探测器网络的相干响应是通过使用信号的持续时间和带宽的松散界限来估计的。这个管道版本再现了LIGO和Virgo合作最近出版物中报道的cWB相同的结果。特别是，天空的本地化和波形重建是在一个很好的协议，利用紧凑的二进制聚结的预期波形的详细理论知识的方法所产生的。然而，在某些情况下，cWB也检测时频平面的局部区域中的过量特征。在这里，我们专注于这种偏差，并提出了设计来评估其意义的方法。在GWTC-1中报告的11个事件中，在两种情况下-GW 151012和GW 151226- cWB检测到合并后的相干能量过剩（分别为$Δt \simeq 0.2$和$\simeq 0.1$），p值需要进一步研究（分别为$0.004$和$0.03$），尽管它们不足以排除噪声波动。我们讨论了这些功能的形态属性和合理的解释。我们相信，本文中所描述的方法将是有用的，在未来的搜索紧凑的二元聚结。
2019-06-03 gr-qc
Particle Swarm Optimization based search for gravitational waves from compact binary coalescences: performance improvements
虽然全相干全天空搜索是已知的最佳检测信号从紧凑的二元聚结（CBCs），其高计算成本限制了目前的搜索，以不太敏感的符合为基础的计划。对于第一代GW检测器的网络，已经证明，粒子群优化（PSO）可以减少这种搜索的计算成本，在可能性评估的数量方面，通过一个因子$\approx 10$相比，基于网格的优化器。在这里，我们扩展了基于PSO的搜索网络的第二代检测器，并提出了进一步的实质性改善其性能，通过采用局部最佳的PSO的变体和一个有效的策略来调整其配置参数。结果表明，基于PSO的搜索是可行的，在整个二进制质量范围相关的第二代探测器在现实的信号强度。
2018-06-09 astro-ph.IM 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
Impact of the nuclear symmetry energy on the post-merger phase of a binary neutron star coalescence
核对称能在决定致密、富含中子物质的状态方程中起着关键作用，而这种状态方程决定着地球上核物质以及天体物理学上的中子星的性质。PREX合作组最近对中子皮厚度的测量对核对称能L的斜率产生了新的限制，这可以直接与第一颗双星中子星合并螺旋GW170817的引力波观测结果进行比较。在本文中，我们探索了一种可能限制斜率L的新机制，核对称能量与未来引力波事件：合并后阶段一个双中子星合并。特别是，我们超越的inspiral阶段，在那里的斜率参数L的印记可以推断从测量的潮汐变形性，考虑印记合并后的动力学，引力波发射，和动态质量喷射。为此，我们在完全广义相对论中使用新的有限温度状态方程，系统地改变L，进行了一组目标中子星合并模拟。我们发现，合并后的动力学和引力波发射对核对称能的斜率几乎不敏感。相比之下，我们发现，动态质量喷射包含一个弱的L的印记，与大的L值导致系统增强喷出物。
2021-07-14 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Doppler orbital correction for the targeted search of known pulsars with the 5-vector method
本文首次实现并测试了一种外差方法，用于修正5-vector定向搜索中双星系统脉冲星的轨道Doppler效应，以提高LIGO-Virgo-KAGRA合作组探测连续引力波的概率。
2023-11-23 gr-qc
Minimally modeled characterization method of postmerger gravitational wave emission from binary neutron star coalescences
本文在 coherentWaveBurst 框架下提出一种不依赖形态学的时频表征方法，通过能量比、光度匹配、加权中心频率和带宽区分双中子星并合后形成遗迹中子星或迅速坍缩为黑洞，并评估其随源距离变化的检测效率。
2023-04-25 gr-qc
The effect of timing noise on targeted and narrow-band coherent searches for continuous gravitational waves from pulsars
大多数对中子星的连续引力波的研究都使用泰勒展开来模拟中子星的自旋下降。研究表明，他们的电磁（EM）发射遭受\emph{timing noise}，泰勒展开模型的相位小偏差。产生电磁辐射的机制如何与任何连续的引力波（CW）辐射相关尚不清楚;如果它们相互作用或锁定相位，那么CW也将经历定时噪声。信号和匹配滤波方法中使用的搜索模板之间的任何不一致将导致信噪比（SNR）的损失，称为“失配”。在这项工作中，我们假设CW遭受类似的定时噪声水平，其EM对应。我们注入和恢复假CW信号，其中包括从蟹状星云脉冲星的观测数据产生的定时噪声。测量$\sim 10$月数量级持续时间内的不匹配，发现大部分影响很小。这表明，最近所谓的“窄带”搜索对来自蟹状星云和船帆座星云的信号设置了上限，不会受到明显影响。在固定的观测时间，我们发现失配依赖于观测历元。考虑到平均失配作为观测时间的函数，我们发现它随时间呈幂律增加，因此在长基线搜索中可能变得相关。
2015-03-27 astro-ph.IM astro-ph.SR gr-qc
A template bank for gravitational waveforms from coalescing binary black holes: non-spinning binaries
利用广义相对论中的近似/微扰技术，可以精确地模拟出双星黑洞并合过程中的内旋和衰荡阶段的引力波形。数值相对论的最新进展使我们能够模拟二元黑洞合并问题的非微扰合并阶段。这使我们能够\emph{coherently}搜索的所有三个阶段的非旋转的双黑洞合并使用一个单一的模板银行。以我们的动机，从这些结果，我们提出了一个家庭的模板波形，可以模拟的inspiral，合并，和环下阶段的非自旋二进制黑洞，遵循准圆形inspiral的合并。这个二维模板家庭明确参数化的二进制的物理参数。我们证明了该模板族不仅是探测黑洞并合信号的\emph{effectual}，而且是估计双星参数的\emph{faithful}。我们比较的灵敏度搜索（在不同的地面干涉仪的背景下）使用所有三个阶段的黑洞合并与其他基于模板的搜索，分别寻找个别阶段。我们发现，所提出的搜索是显着更敏感的比其他基于模板的搜索大量的质量范围内，潜在地带来显着的改善事件率的地面干涉仪。作为这项工作的一部分，我们还规定了一个一般的程序来构建内插模板银行使用非旋转的黑洞波形产生的数值相对论。
2009-05-11 astro-ph gr-qc
Minimally-modeled search of higher multipole gravitational-wave radiation in compact binary coalescence
随着高级LIGO和高级Virgo干涉仪的灵敏度不断提高，很快将加入KAGRA干涉仪的行列，它们探测到的引力波数量越来越多，除了占主导地位的$(2, 2)$多极之外，还存在大量的更高多极。这些更高的多极子可以用不同的方法检测，例如最小模型化的突发搜索方法，在这里，我们讨论了一种基于相干WaveBurst流水线（cWB）的方法。在inspiral阶段的较高的多极产生啁啾的瞬时频率是一个多个占主导地位的（2，2）多极，在这里，我们描述如何cWB可以用来检测这些频谱特征。搜索在时间-频率表示的合适区域内执行;它们的形状通过优化接收器操作特性来确定。这种新方法已在GW 190814发现论文（Astrophys. J. Lett. 896 L44），非常快速和灵活。在这里，我们详细描述了用于检测GW 190814中的（3，3）多极子以及在螺旋阶段搜索其他更高多极子的过程，并将其应用于另一个显示更高多极子的事件GW 190412，复制用不同方法获得的结果。这里描述的过程可以用于快速分析更高的多极子，并支持基于模型的贝叶斯参数估计所获得的结果
2021-08-30 gr-qc
Deep Learning Search for Gravitational Waves from Compact Binary Coalescence
Università degli Studi di Urbino Carlo Bo（乌尔比诺卡洛·博大学）；INFN, Sezione di Firenze（意大利国家核物理研究所佛罗伦萨分部）；Université Paris-Saclay, CNRS/IN2P3, IJCLab（巴黎萨克雷大学、法国国家科学研究中心/法国国家粒子物理研究所、IJCLab）
本文提出一种结合匹配滤波与卷积神经网络的引力波搜索方法，通过模拟数据验证其在提高检测效率和减少计算负载方面的有效性。
2026-10-22 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational-wave data analysis using binary black-hole waveforms
合并的双黑洞系统是地面干涉仪最有希望的引力波源之一。虽然广义相对论中的解析近似方法很好地模拟了二元黑洞合并的\emph{inspiral}和\emph{ring-down}阶段，但数值相对论的最新进展使我们能够计算出\emph{merger}阶段的精确波形。这对寻找来自双黑洞的引力波有重要影响。特别是，虽然目前的引力波搜索分别寻找每个阶段的合并，结合分析和数值相对论的结果，使我们能够\emph{coherently}搜索所有三个阶段使用一个单一的模板家庭。通过将后牛顿波形与数值相对论计算的波形相匹配，现在可以产生“完整的”二元黑洞波形。这些波形可以被参数化以产生分析波形模板。“完整的”波形也可以用来估计不同的搜索方法的效率，旨在检测信号从黑洞合并。本文总结了最近在这方面的一些努力。
2008-03-15 astro-ph gr-qc
A morphology-independent test of the mixed polarization content of gravitational wave signals from compact binary coalescences
广义相对论中的引力波包含两个偏振自由度，通常标记为正和交叉。除了这两种张量模式，引力的一般理论还预测了四种额外的偏振模式：两种标量和两种矢量。在引力波数据中检测到非张量模式将构成超越广义相对论的物理学的清晰特征。先前的测量已经指出了引力波中张量模式的明确存在，但是其他通用非张量模式的存在还没有被直接测试。我们提出了一个模型独立的分析，能够检测和表征混合张量和非张量成分的瞬态引力波信号，包括那些从紧凑的二元聚结。这种基础设施可以限制在广义相对论预测的张量模式之上的标量或矢量偏振模式的存在。我们的分析是形态独立的（因为它不依赖于波形模板），相位相干，和不可知的源天空位置。我们应用我们的分析，从GW190521和模拟数据的数据，并证明它是能够把上限的非张量模式的强度时，没有存在，或表征其形态的情况下，积极的检测。瞬态引力波信号的偏振内容的测试取决于扩展的检测器网络，其中每个检测器观测偏振模式的不同线性组合。因此，我们预计我们的分析将在未来几年内产生精确的偏振约束，因为目前的地面探测器LIGO Hanford，LIGO Livingston和Virgo将加入KAGRA和LIGO India。
2021-08-03 astro-ph.HE gr-qc
Towards a generic test of the strong field dynamics of general relativity using compact binary coalescence: Further investigations
在本文中，我们阐述了早期的工作，由同一作者在其中提出了一种新的贝叶斯推断框架，用于测试强场动力学的广义相对论使用合并紧凑的二进制文件。与以前使用的方法不同，我们的技术解决了一个或多个“测试系数”（例如，在相位中）参数化与GR的偏差是否为非零的问题，而不是所有这些系数同时与零不同。该框架非常适合大多数源具有低信噪比的场景，并且可以容易地将来自多个源的信息（如在多个检测器中看到的）组合。在我们以前的工作中，我们证实，这个框架可以检测一般偏离GR，原则上不能容纳我们的模型波形，条件是在频率附近的相位变化，其中检测器是最敏感的是可比的，由简单的移位引起的低阶相位系数超过百分之几（$\sim 5$弧度在150 Hz）。为了进一步支持这一说法，我们根据预期的Advanced LIGO/Virgo噪声曲线在高斯和平稳噪声中进行了额外的数值实验，并将信号相干注入到网络中，其相位在结构上与GR的预测不同，但偏差的幅度仍然很小。我们发现，即使这样，违反GR可以建立良好的信心。
2012-05-03 gr-qc
Pre-Merger Localization of Gravitational-Wave Standard Sirens With LISA I: Harmonic Mode Decomposition
随着LISA观测到超大质量黑洞（SMBH）双星的逐渐螺旋，实时定位误差（天空位置和距离）的不断改善可以极大地帮助识别与合并相关的任何即时电磁对应物。我们开发了一种新的方法，基于傅立叶分解的时间依赖性，LISA调制的引力波信号，研究这个复杂的问题。该方法比标准的蒙特卡罗模拟快几个数量级。通过测量潜在的LISA源的参数空间，我们发现，与SMBH双星合并对应的总质量为10^5-10^7 M_Sun，红移z<3的双星，通常可以在合并前几小时到几周被定位在天文仪器的视场内（~deg^2）。这将允许在合并过程中有针对性地搜索可变的电磁对应物，以及监测最具能量的合并阶段。从这些引力波标准警报的电磁对应物的识别中，将出现一系列丰富的天体物理学和宇宙学应用。
2007-06-17 astro-ph gr-qc
A unified approach to $χ^2$ discriminators for searches of gravitational waves from compact binary coalescences
我们描述了一个通用的数学框架$χ^2$歧视的上下文中的紧凑的二进制聚结搜索。我们表明，与任何$χ^2$相关联的向量丛的信号流形，也就是说，在数据段的函数空间中的信号波形跟踪出的流形。然后，将$χ^2$定义为投影到数据串的希尔伯特空间的有限维子空间（纤维）上并且与信号波形正交的数据向量的$L_2$范数的平方-任何这样的纤维导致$χ^2$流形，并且包括子空间和基流形的全向量丛构成$χ^2$流形。我们表明，到目前为止，在CBC搜索中使用的$χ^2$鉴别器对应于不同的纤维结构，构成不同的向量束上相同的基础流形，即参数空间。一般公式表示制定新的$χ^2$的程序，新的$χ^2$可以更有效地区分数据中常见的毛刺。它还表明，没有一个具有合理自由度的$χ^2$是万无一失的。它还可以帮助理解为什么传统的$χ^2$工作得如此之好。作为一个例子，我们提出了一个家庭的模糊性$χ^2$歧视，是一种替代传统的。任何这样的模糊性$χ^2$都利用模板库的滤波输出，因此对整个搜索增加了可忽略的成本。我们测试的性能模糊度$χ^2$模拟数据使用无自旋泰勒F2波形。我们表明，模糊性$χ^2$基本上给出了一个干净的毛刺和信号之间的分离。最后，我们研究了信号和模板之间的失配对$χ^2$的影响，并进一步指出了如何将模糊度$χ^2$推广到相干观测的检测器网络。
2017-11-01 gr-qc
A product template bank to search for compact binary coalescences microlensed by isolated point mass lenses
Inter University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学天体物理与天文中心）
研究被孤立点质量透镜微透镜化的致密双星并合引力波，提出构建乘积模板库方法，利用几何光学近似和放大因子相位计算度量元素，增加时间延迟和相对放大率参数，构建约4000个模板库，有效减少失配，与最小匹配标准一致。
2026-07-24 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
A blind hierarchical coherent search for gravitational-wave signals from coalescing compact binaries in a network of interferometric detectors
我们描述了一个分层的数据分析管道相干搜索的引力波（GW）信号从非旋转的紧凑的二元聚结（CBCs）的数据中的多个地球上的探测器。它假设没有关于源的天空位置或其瞬态信号发生时间的先验信息，因此被称为“盲”。该流水线计算在平稳高斯噪声中最佳的相干网络搜索统计，并允许计算一套替代统计和基于信号的鉴别器，这些统计和鉴别器可以提高其在真实数据中的性能。与迄今为止采用的重合多检测器搜索统计不同，相干统计在以下意义上是不同的：它们检查具有不同取向的不同检测器中的信号幅度和相位以及其中的信号到达时间的一致性。分层流水线的第一阶段通过要求来自多个干涉仪的触发器在时间和组件质量上的接近度来构造触发器的重合。第二阶段通过计算相干统计来跟踪这些一致的触发。高斯数据上的分层相干流水线的性能被证明是优于流水线，只有第一（重合）阶段。
2011-04-14 astro-ph.IM gr-qc
Utilizing Gaussian mixture models in all-sky searches for short-duration gravitational wave bursts
相干WaveBurst是一个通用的，多探测器的引力波突发搜索的基础上，过剩的权力的做法。目前在全天短时引力波爆发搜索中采用的相干WaveBurst算法在多维事件属性空间中的选定属性上使用条件方法，以区分噪声事件与天体物理起源事件。我们一直在开发一种基于高斯混合建模的监督机器学习方法，以对信号和噪声事件的属性空间进行建模，以提高突发检测的概率[Gayathri et al.Phys. Rev. D 102，104023（2020）]。我们进一步扩展的GMM方法的全天空短持续时间的相干WaveBurst搜索作为后处理步骤的事件从第三次观测运行（O3 a）的前半部分。我们表明，由于我们的高斯混合模型方法的应用程序的相干WaveBurst触发器的通用引力波爆发信号的形态，以及天体物理源，如核心塌陷超新星模型的灵敏度的改善。高斯混合模型方法从GWTC-2双星黑洞相干WaveBurst探测到的大质量致密双星聚并中恢复了引力波信号，比全天相干WaveBurst搜索有更好的意义。没有观察到其他显著的引力波爆发。
2022-04-08 astro-ph.IM gr-qc
Sensitivity of gravitational wave searches to the full signal of intermediate mass black hole binaries during the LIGO O1 Science Run
通过模拟引力波信号在探测器数据流中的注入和后验恢复，估计了引力波搜索双星黑洞的灵敏度。当搜索报告没有检测到时，估计的灵敏度然后用于对目标源的聚结速率设置上限。为了获得正确的灵敏度和速率估计，注入的波形必须是真实信号的忠实表示。然而，到目前为止，注入波形忽略了辐射模式的顺序高于四极杆，潜在的偏置灵敏度和聚结率的估计。特别是，高阶模式已知有一个大的影响，在引力波发射的中等质量黑洞二进制。在这项工作中，我们评估的影响，这种近似的上下文中运行的两个搜索算法的LIGO科学合作在他们的搜索中等质量的黑洞二进制O 1 LIGO科学运行数据：匹配滤波器为基础的管道和一个连贯的未建模的。为此，我们估计这两个搜索模拟信号，包括和省略高阶模式的灵敏度。我们发现，省略高阶模式导致偏差的敏感性估计，这取决于群众的二进制，搜索算法和所需的检测水平的显着性。此外，我们比较了两种搜索算法在所研究的参数空间的灵敏度。我们的结论是，最近的LIGO-Virgo上限的合并率的中间质量黑洞二进制的高度不对称的情况下是保守的。然而，最严格的上限，放置在几乎相等的质量源，保持不变，由于较高的模式，相应的源的贡献小。
2017-11-06 gr-qc
Coherent searches for periodic gravitational waves from unknown isolated sources and Scorpius X-1: results from the second LIGO science run
我们使用第二次LIGO科学运行中最敏感的几个小时的数据进行了两次周期性引力波的搜索。第一次搜索的目标是孤立的，以前未知的中子星，覆盖整个天空的频带160-728.8赫兹。第二次搜索的目标是低质量X射线双星天蝎座X-1中的吸积中子星，覆盖464-484 Hz和604-624 Hz频段，以及两个双星轨道参数。这两次搜索都是为了寻找利文斯顿和汉福德4公里干涉仪之间的巧合。对于孤立的中子星，我们对引力波应变振幅的95%置信上限在整个频带范围内从6.6E-23到1 E-21;对于天蝎座X-1，它们在两个20 Hz频带范围内从1.7E-22到1.3E-21。本文给出的上限是第一个利用相干搜索技术得到的周期引力波的宽频带宽参数空间上限。这里开发的方法奠定了基础，即将分层搜索更敏感的数据，可以检测天体物理信号。
2006-05-31 gr-qc
LIGO-Virgo searches for gravitational waves from coalescing binaries: a status update
中子星或黑洞的合并致密双星被认为是地球上最有希望的引力波探测源之一。LIGO-Virgo联合合作的紧凑二元合并（CBC）小组正在通过对理论建模的模板波形进行匹配滤波来搜索这些天体物理系统发出的引力波。各种波形模板的家庭采用的质量范围探测的搜索和阶段的inspiral阶段的目标：限制后牛顿的系统具有总质量小于$35 \msun$，数值相对论启发完整的吸气合并振铃波形更大规模的系统高达$100\msun$和振铃模板建模扰动黑洞高达$500\msun$。我们给出了CBC小组在探测天体物理引力波特征方面的当前努力和即将到来的计划的最新状态。
2009-11-14 gr-qc
Gravitational wave detectability range informed by external messengers
Gran Sasso Science Institute (GSSI)（格兰萨索科学研究所）；INFN, Laboratori Nazionali del Gran Sasso（意大利国家核物理研究所，格兰萨索国家实验室）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）
本文提出了一种名为目标探测范围（TDR）的方法，用于在假设与外部信使（如电磁或中微子信号）相关的情况下，以最小的计算成本评估致密双星并合的探测性，通过比较伽马射线暴的探测范围来验证该方法。
2026-10-02 astro-ph.HE gr-qc
Quantum point particle approximation of spinning black holes and compact stars
针对致密双星合并的引力波观测站，如LIGO和VIRGO，需要各种理论输入来进行有效检测。其中一个输入是在充分分离的轨道尺度上对双星动力学的分析描述，通常称为后牛顿动力学。确定这种两体有效哈密顿量的一种方法是使用量子散射振幅。本学位论文的目的是在量子散射振幅中提高对自旋体经典物理的理解，并将其应用于有效两体哈密顿量问题。主要的重点将是自旋诱导的高阶多极矩。本文给出了一阶后闵可夫斯基（牛顿常数$G$和相对动量$p^2$的所有阶线性）哈密顿量的结果，该哈密顿量适用于任意紧密自旋体的所有阶自旋。其次，基于一个等效圈阶量子场论的计算，讨论了该公式推广到二阶后闵可夫斯基阶的障碍和前景。本论文是在文献[1-4]的基础上完成的。
2020-07-24 gr-qc hep-th
New semicoherent targeted search for continuous gravitational waves from pulsars in binary systems
本文提出一种针对双星系统脉冲星连续引力波的新型半相干定向搜索方法，通过按轨道参数不确定性定制相干时间提升稳健性，并对12颗脉冲星首次设定了信号应变上限。
2024-12-02 astro-ph.IM gr-qc
Metrics for multi-detector template placement in searches for short-duration nonprecessing inspiral gravitational-wave signals
使用家庭的多检测器F-统计度量短时间内，nonprecessing inspiral信号，我们推导出一个边缘化的度量，是直接适用于生成模板银行重合和相干多检测器搜索引力波的问题。该度量与其他平均度量进行比较，例如针对与来自旋转中子星的连续信号相关联的搜索的情况提出的度量。我们展示了如何四维度量可以分为两个二维度量与天空和质量参数子空间，允许创建单独的模板银行为这些子空间。最后，我们提出了一种算法，用于计算与一致和相干多探测器有针对性的或全天空搜索短时间，非旋进螺旋引力波信号的质量空间度量。
2013-07-16 astro-ph.IM gr-qc physics.data-an
Searches for Modulated γ-Ray Precursors to Compact Binary Mergers in Fermi-GBM Data
GW 170817是唯一一个被确认的γ射线对应物GRB 170817 A被探测到的引力波事件。在这里，我们提出了一种方法来寻找另一种类型的γ射线信号，一个γ射线爆发的前兆，与一个紧凑的双合并。如果在合并前不久发射，高能电磁（EM）闪光将穿过高度动态和相对论环境，由两个相互绕轨道运行的紧凑物体创建。因此，到达地球观测者的EM信号可以呈现某种可预测的时间依赖调制。我们描述了一个有针对性的搜索方法，表现出这样的调制光变曲线，参数化的跨帧组件的质量和二进制合并时间，使用费米-GBM数据。基于添加到GBM数据的模拟信号来评估该方法的灵敏度。然后，该方法被应用到一个潜在的有趣的紧凑的二进制合并检测在第二（O2）和第三（O3）的高级LIGO和高级处女座观测运行。我们没有发现与任何考虑的事件相关的显著调制的γ射线前兆信号。
2022-05-11 astro-ph.HE gr-qc
NuRIA: Numerical Relativity Injection Analysis of spinning binary black hole signals in Advanced LIGO data
引力波（GW）天文学的出现为我们提供了比X射线天文学已知的质量更大的黑洞的观测结果。然而，对中等质量黑洞（IMBH）的观测仍然是一个巨大的挑战。在他们的第二次观测运行之后，LIGO \& Virgo Scientific collaborations（LVC）对非旋进IMBH双星（IMBHB）的合并率密度设定了上限。在这篇文章中，我们探讨了LVC使用的两个搜索管道的灵敏度，从69个数值模拟的IMBHB与通用自旋的信号，其中27个有一个旋进轨道平面。特别是，我们比较匹配滤波器搜索PyCBC，和相干的模型无关的搜索技术cWB。我们发现，在一般情况下，cWB是更敏感的IMBHB比PyCBC，其差异取决于质量和旋转的源。因此，我们使用cWB将第一个上限的合并率的通用旋转IMBH二进制使用公开的数据从第一个先进的LIGO观测运行。
2020-08-22 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
A burst search for gravitational waves from binary black holes
致密双星并合是最有希望的引力波源之一。这些源通常用匹配滤波器搜索，这需要精确计算GW波形和生成大的模板库。我们提出了一个互补的搜索技术的基础上使用的算法在未建模的搜索。最初设计用于检测未建模的突发，这可以跨越一个非常大的波形形态集，这里提出的搜索算法是有针对性的CBC信号的较小子集的检测约束。该约束是基于椭圆偏振的假设，在检测器处接收到的信号。我们预计，该算法是敏感的CBC信号在广泛的质量，质量比，和自旋参数。在准备分析第五次LIGO-Virgo科学运行（S5）的数据时，我们对测试数据进行了算法的初步研究。我们提出了不同类型的模拟CBC波形的搜索的灵敏度。此外，我们讨论了如何扩展到搜索所有当前的LIGO-Virgo数据集的测试运行的结果。
2009-08-14 gr-qc
Transformer Networks for Continuous Gravitational-wave Searches
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））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
本文提出利用变换器网络进行连续引力波搜索，通过训练ViT在探测器应变数据上实现与匹配滤波相当的灵敏度和检测概率。
2026-01-21 gr-qc
A First Investigation of Repeated-Signal Localization of Strongly Lensed Gravitational Waves for Multimessenger Astronomy
RESCEU, The University of Tokyo（东京大学）；Department of Physics, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
研究通过结合多个重力透镜图像提高引力波天空定位精度，发现两图像组合可使定位区域缩小至10度平方量级，进一步提升多信使天文观测能力。
2026-04-17 astro-ph.IM 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
Networks of gravitational wave detectors and three figures of merit
本文提出了一个研究干涉引力波探测器网络有效性的总体框架，然后用它来表明，在日本（LCGT）、澳大利亚和印度，用一个或多个计划或提议的探测器扩大现有的LIGO-VIRGO网络会带来重大好处，包括比以前认为的更大的探测率增加。我发现，有一个普遍的概率分布函数（pdf）检测到的SNR值，这意味着最有可能的SNR值的第一个检测到的事件将是1.26倍的搜索阈值。对于二进制系统，我还推导出通用的PDF检测值的轨道倾角，考虑到Malmquist偏差，这意味着与检测到的二进制聚结的伽马射线暴的数量应该是3.4倍以上的预期，从光束部分的伽玛射线暴。使用网络天线模式，我提出了三个数字的优点，表征不同网络的相对性能…在计划中的LIGO-VIRGO网络中添加{ \em any}个新站点可以通过允许相干的数据分析来减少虚假的仪器重合背景，从而将探测到的事件率显著提高2到4倍。将其中一个LIGO探测器移到澳大利亚，还可以将测向能力提高4倍或更多。将LCGT添加到原始的LIGO-VIRGO网络中不仅可以提高测向能力，而且还可以将额外站点增益的检测率提高近2倍，部分原因是提高了网络占空比。扩大的先进网络有望每年探测到三到四百个中子星双星合并。
2011-04-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Constraining Unmodeled Physics with Compact Binary Mergers from GWTC-1
我们提出了一个灵活的模型来描述的一般偏差的影响观察到的引力波信号从建模波形的LIGO和处女座引力波探测器。通过对GWTC-1星表中11个引力波事件的探测，我们能够限制可能与我们的模型波形的偏差。在本文中，我们提出了我们的相干样条模型，描述的偏差，然后选择验证我们的模型上的一个例子现象学和天体物理学激励的偏离波形的基础上极端自发标量化。我们发现，该模型是能够恢复的模拟偏差。通过进行模型比较，我们观察到样条模型有效地描述了模拟偏离比正常的紧凑的二元聚结（CBC）模型。我们用我们的模型分析了整个GWTC-1事件目录，并将其与正常CBC模型进行了比较，发现与所使用的建模模板重力波形没有显着偏离。
2022-02-11 gr-qc
Detection Confidence Tests for Burst and Inspiral Candidate Events
LIGO科学合作组织（LSC）正在开发和运行分析管道，以搜索由天体物理事件（如紧凑的双星合并或核心塌陷超新星）发射的引力波瞬变。然而，由于LIGO探测器所表现出的噪声的非高斯、非平稳性质，在管道的末端可能会发现残留的假警报。搜索的一个关键方面是评估我们对引力波的信心，并将它们与那些假警报区分开来。“紧凑双星聚结”和“爆发”工作组都在制定一个用于验证候选事件的检测清单，其中包括一系列旨在证实检测或消除假警报的测试。这些测试包括例如数据质量检查、候选外观分析、参数一致性研究和连贯性分析。在本文中，用于候选人验证的一般方法。以模拟引力波信号和虚警为例说明了该方法。
2008-09-17 gr-qc
How to search for gravitational waves from $r$-modes of known pulsars
到目前为止，对来自已知脉冲星的连续引力波的探测，一直是以每个脉冲星的自旋频率或接近自旋频率或两倍的自旋频率为目标的，这适合于质量四极发射。但是有些中子星可能会通过$r$模式通过电流四极子发出强烈的辐射，这种模式的振荡频率大约是自旋频率的三分之四。我们第一次展示了如何构建搜索在适当的范围内的频率和自旋下降参数的目标$r$ -模式从已知的pronears。我们估计计算成本和灵敏度的现实$r$模式搜索使用相干$\mathcal{F}$ -统计，并发现，可行的搜索已知的恒星可以击败自旋下降限制引力波发射，即使与现有的LIGO和处女座的数据。
2019-07-10 astro-ph.HE gr-qc
A new type of quantum speed meter interferometer: measuring speed to search for intermediate mass black holes
LIGO最近发现的引力波（GW）令人印象深刻地启动了引力天文学的新领域，它使我们能够瞥见迄今为止只能推测的令人兴奋的物体。在未来GW观测站的检测频带的低频端的进一步灵敏度改进依赖于量子非破坏（QND）方法来抑制用于读出GW信号的光场的基本量子波动。在这里，我们发明了一个新的概念，如何把一个传统的迈克耳孙干涉仪的QND测速干涉仪相干抑制量子反作用噪声，通过使用两个正交偏振的光和一个光环行器耦合他们。我们进行了详细的分析，如何实现的灵敏度的不完善和光学损耗的影响，发现这里提出的配置将显着提高低频灵敏度，并增加可观察的事件率的二元黑洞合并的范围内的$10^2-10^3 M_\odot$的一个因素高达$\sim300$。
2017-03-22 gr-qc quant-ph
A rapid method for preliminary identification of subthreshold strongly lensed counterparts to superthreshold gravitational-wave events
本文提出一种基于高斯/Fisher 近似、啁啾质量后验比较及 Bayestar 天区互相关的快速筛选方法，用于为超阈值引力波事件匹配亚阈值强透镜对应体。
2023-06-07 astro-ph.HE gr-qc
2-OGC: Open Gravitational-wave Catalog of binary mergers from analysis of public Advanced LIGO and Virgo data
我们提出了第二个开放的引力波目录（2-OGC）的紧凑的二元聚并，从先进的LIGO的第一次和第二次观测运行的完整的公共数据集。我们还首次搜索了处女座天文台的公共数据。我们的搜索的灵敏度受益于更新的候选事件的排名方法，包括非平稳检测器噪声和不同的网络灵敏度的影响，在一个单独的有针对性的二进制黑洞合并搜索，我们也施加了二进制组件质量的先验分布。我们确定了一个人口的14个二元黑洞合并事件的天体物理起源的概率$> 0.5$以及二元中子星合并GW 170817。我们确认了先前报道的事件GW 170121，GW 170304和GW 170727，还报道了GW 151205，一个新的边缘双黑洞合并，其主要质量为$67^{+28}_{-17}\,\mathrm{M}_{\odot}$，可能是通过分层合并形成的。我们没有发现额外的显着的双中子星合并或中子星-黑洞合并事件。随着我们对潜在种群的理解的发展，为了更深入地跟踪，我们提供了我们全面的事件目录，包括候选者的亚阈值种群和来自30个最重要的二元黑洞候选者的参数推断的后验样本。
2020-03-02 astro-ph.HE gr-qc
Detecting a stochastic gravitational-wave background in the presence of correlated magnetic noise
先进LIGO和先进Virgo在其设计灵敏度下可以探测到来自未分辨致密双星聚并的随机引力波背景（SGWB）。然而，在空间上分离的地基探测器之间相关的磁噪声可能模仿SGWB信号。在本文中，我们提出了一种新的方法来检测相关的磁噪声和分离它从一个真正的SGWB信号。通常讨论的用于解决相关磁噪声的方法是使用维纳滤波在原始数据中进行相干减法。这里提出的方法使用一个参数化模型的磁力计应变耦合函数，以及从本地磁力计的测量，估计相关噪声的贡献，传统的SGWB检测统计。然后，我们使用贝叶斯模型选择，以区分模型，包括相关的磁噪声和那些与SGWB。现实的模拟表明，该方法可以防止由于相关的磁噪声的错误SGWB检测。我们还表明，它可以用于检测的SGWB在强相关的磁噪声的存在下，虽然与没有相关噪声的情况下相比，具有降低的意义。最后，我们讨论了使用全球三检测器网络识别和表征相关磁噪声的优点。
2020-10-16 gr-qc
PINNGraPE: Physics Informed Neural Network for Gravitational wave Parameter Estimation
针对弱模型化引力波搜索难以准确估计致密双星源参数的问题，提出PINNGraPE物理信息神经网络，通过致密双星系统通用微分方程施加物理约束，仅用时频表示即可快速将双黑洞并合质量参数估计误差控制在7%以内。
2025-10-03 astro-ph.IM gr-qc
Toward finding gravitational-wave signals from progenitors of short hard gamma-ray bursts and orphaned afterglows
随着多个观测站和任务正在计划探测与伽马射线暴（GRB）相关的孤儿余辉，我们强调了在先进探测器时代，在引力波（GW）探测器的数据中寻找其可能的对应信号的数据分析策略的重要性。这是特别有吸引力的，因为短硬伽马射线暴（SGRB）可能有紧凑的双星合并，涉及中子星（CBCNSs）作为其祖先，发射引力波。对这些天体的电磁（EM）和GW联合观测将丰富我们对它们的光束、能量学、银河系环境的理解，并揭示与它们相关的许多其他悬而未决的问题。在这里，我们认识到一些天体物理因素，决定什么比例的CBCNS源可以产生孤儿余辉。管道已经存在，目标的天空位置和时间发生的SGRB，从EM观测已知，以搜索其对应的GW探测器数据。修改它们以分析余辉检测过去GW数据中的长时间段，同时瞄准单个天空位置，可以从共同祖先中搜索GW。我们评估GW的可探测性的改善，从利用天空位置信息。我们还提出了一种方法，用于提高有针对性的搜索的GW信号的检测效率，从假定的CBCNS源的余辉和短伽马射线暴在探测器校准或CBCNS波形模型中使用的搜索中存在的错误。改进产生于在更宽的天空中搜索，即使当天空位置是准确地从EM观测已知的，并利用波形参数的误差的协方差与那些在天空位置。
2013-08-28 astro-ph.HE gr-qc
Searching for binary black hole mergers with deep learning in Advanced LIGO's third observing run
The University of Western Australia（西澳大学）；International Centre for Radio Astronomy Research, The University of Western Australia（西澳大学国际射电天文研究中心）
研究利用结合匹配滤波和深度学习的混合搜索管道，从探测器应变数据中识别恒星质量双黑洞候选体，通过目标注入研究基准化方法灵敏度，在LIGO-Virgo-KAGRA合作组织第三次观测运行中进行离线搜索，发现新候选体。
2026-07-08 astro-ph.IM gr-qc
Hierarchical search method for gravitational waves from stellar-mass binary black holes in noisy space-based detector data
针对恒星质量双黑洞引力波搜索中似然最大化困难的问题，提出一种结合GPU加速与分层半相干F-统计量的PSO优化方法，在LISA模拟数据中实现了对啁啾质量等参数的高精度估计。
2025-02-03 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
A Non-radial Oscillation Mode in an Accreting Millisecond Pulsar?
我们提出的结果有针对性的搜索签名的非径向振荡模式（如r-和g-模式）的中子星使用{ \it RXTE}数据从几个吸积毫秒X射线天体（AMXP）。我们搜索潜在的相干信号在中子星静止帧首先删除与恒星的二进制运动和计算FFT功率谱的连续光变曲线高达$2^{30}$时间仓的相位延迟。我们搜索的频率范围内的r-和g-模式理论上预计驻留。利用435 Hz脉冲星XTE J1751 $-$ 305发现爆发的数据，我们发现了一个单一的候选者，相干振荡的频率为$0.5727597 \times ν_{spin} = 249.332609$ Hz，分数傅立叶振幅为$7.46 \times 10^{-4}$。我们在$1.6 \times 10^{-3}$水平上估计该特征的显著性，略优于$3σ$检测。我们认为，可能的模式识别包括旋转修改的g-模式与富氦表面层或密度不连续，由于电子捕获氢在吸积海洋。可替代地，频率可以被识别为惯性模式或由固体外壳的存在而修改的r模式的频率，然而，考虑所观察到的调制幅度所需的r模式幅度将引起与所观察到的脉冲定时测量不一致的大的自旋下降速率。对于AMXP XTE J1814 $-$ 338和NGC 6440 X-2，我们没有发现任何候选振荡信号，并且我们分别对$7.8\times 10^{-4}$和$5.6 \times 10^{-3}$的频率搜索范围内的任何相干振荡的分数傅立叶振…
2014-02-03 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
