Fundamental Noise and Gravitational-Wave Sensitivity of the Laser Interferometer Lunar Antenna (LILA)
针对毫赫兹至十分赫兹频段天体物理引力波探测，提出激光干涉仪月球天线（LILA）任务，利用月球安静地震环境及简正模式共振，其Pioneer阶段达该频段研究所需灵敏度，Horizon阶段可提升至宇宙学视界水平。
2025-08-25 astro-ph.IM gr-qc
Experimental Demonstration of Time-Delay Interferometry for the Laser Interferometer Space Antenna
我们报告的第一个演示的时间延迟干涉（TDI）的LISA，激光干涉仪空间天线。TDI是在一个实验室实验中实现的，该实验旨在模拟LISA中将发生的噪声耦合。TDI将激光频率噪声抑制了约10^9，将时钟相位噪声抑制了6x10^4，恢复了我们实验室测试台的固有位移噪声基底。在后处理中消除激光频率噪声和时钟相位噪声标志着LISA测量方案的首次实验验证。
2010-05-12 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Measuring gravitational waves from binary black hole coalescences: I. Signal to noise for inspiral, merger, and ringdown
我们估计预期的信噪比（SNR）从三个阶段（螺旋，合并，衰荡）的合并二进制黑洞（BBH）的初始和先进的地基干涉仪（LIGO/VIRGO）和天基干涉仪（LISA）。LIGO/VIRGO可以在几个到大约2000个太阳质量的质量范围内进行中等信噪比（几十个），中等精度的BBH聚并研究; LISA可以在大约10^5到10^8个太阳质量的质量范围内进行高信噪比（10^4量级）的高精度研究。BBH很可能是LIGO/VIRGO探测到的第一个源：它们的可见距离比合并的中子星双星大得多（初始干涉仪可达500 Mpc）（迄今为止被认为是LIGO/VIRGO的“面包和黄油”主力源，初始干涉仪可看到约30 Mpc）。低质量的BBH（初始LIGO干涉仪最大50个太阳质量;高级干涉仪最大100个太阳质量; LISA最大10^6个太阳质量）最好通过它们被熟知的螺旋波来搜索;更高质量的BBH必须通过它们被知之甚少的合并波和/或它们被熟知的振铃波来搜索。基于衰荡波的大质量BBH匹配滤波搜索应该能够找到质量范围为100至700太阳质量到200 Mpc（初始LIGO干涉仪）的BBH，以及200至3000太阳质量到z=1（先进干涉仪）。所需的模板数量级为6000或更少。使用“噪声监视”搜索算法，在不详细了解波形形状的情况下，基于合并波的搜索可以将检测到的大量BBH的数量增加到从螺旋波和振铃波发现的数量的10倍或更多倍。来自…
1997-11-04 astro-ph gr-qc
Localizing compact binary inspirals on the sky using ground-based gravitational wave interferometers
紧凑双星的吸入和合并是地基引力波观测中最有希望的事件之一。来自这些源的电磁（EM）信号的检测将为GW信号提供补充信息。因此，确定引力波探测器在天空中定位紧凑双星的能力是很重要的，这样它们就可以与它们的EM对应物相匹配。我们使用马尔可夫链蒙特卡罗技术研究天空定位使用网络的地基干涉仪。使用相干网络分析，我们发现，激光干涉仪引力波天文台（LIGO）-处女座网络可以本地化他们的~8西格玛检测到的中子星双星的50%，以优于50平方度。95%置信区间。大尺度低温引力波望远镜（LCGT）和LIGO-澳大利亚的增加将这一数字提高到12平方度。使用一个更保守的符合检测阈值，我们发现，50%的检测到的中子星双星定位到13平方度。使用LIGO-Virgo网络，并达到3平方度。使用LIGO-Virgo-LCGT-LIGO-Australia网络。我们的研究结果表明，GW天文台和EM设施的协调提供了很大的希望。
2011-09-16 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Demonstration of a dual-pass differential Fabry-Perot interferometer for future interferometric space gravitational wave antennas
双通差分法布里-珀罗干涉仪（DPDFPI）是未来法布里-珀罗型空间引力波天线（如分赫兹干涉仪引力波天文台）的一种备选干涉仪结构。本文研究了DPDFPI的工作原理，发现了DPDFPI工作时需要调整腔的绝对长度，并利用55 cm长的样机首次演示了DPDFPI的工作，证实了调整绝对臂长可以减小腔的失谐量。这项工作为DPDFPI在未来Fabry-Perot型空间引力波天线中的应用提供了概念验证。
2020-08-28 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Assessing signal cross talk between extreme-mass-ratio inspirals and Galactic binaries in LISA data
Argelander Institut für Astronomie, Universität Bonn（波恩大学阿根兰德天文研究所）；Astroparticule et Cosmologie, CNRS, Université Paris Cité（巴黎 Cité 大学国家科学研究中心天体粒子与宇宙学）
本研究探讨了LISA数据中极端质量比环形与银河系二元星信号的相互作用，发现银河系二元星可能影响EMRIs的检测和参数估计，通过贝叶斯推断验证了在去除干扰后EMRIs参数估计的准确性。
2025-12-14 astro-ph.IM gr-qc
New Class of Gravitational Wave Templates for Inspiralling Compact Binaries
沿准圆轨道盘旋的致密双星是目前运行的、计划的和建议的激光干涉仪最可能的引力波源。我们提供了一类新的限制后牛顿精确GW模板的非自旋致密双星沿PN精确准圆轨道螺旋上升。参数的基础上数据分析，理论和天体物理学的考虑被调用，以显示为什么这些时域泰勒近似应该是有趣的各种GW数据分析社区。
2007-12-19 gr-qc
Obtaining Gravitational Waves from Inspiral Binary Systems using LIGO data
天体物理事件GW 150926和GW 151226的发现从实验上证实了引力波（GW）的存在，并证明了双星质量黑洞系统的存在。这一发现标志着一个新时代的开始，它将揭示我们宇宙中意想不到的特征。这项工作提出了一个基本的洞察力的基本理论GW发出的inspiral的二元系统，并描述了科学和技术的努力，开发使用干涉仪为基础的探测器，称为LIGO测量这些波。随后，工作提出了一个全面的数据分析方法的基础上的匹配滤波器算法，其目的是恢复GW信号发出的螺旋双星系统的天体物理源。该算法进行了评估，免费提供的LIGO数据包含注入GW波形。为评估检测准确度而进行的实验结果显示，注入GW的回收率为85%。
2017-03-08 astro-ph.IM gr-qc
Vibration Isolation for the Laser Interferometer Lunar Antenna
The Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）
LILA地平线通过悬挂技术实现亚赫兹引力波探测，解决地震背景干扰问题。
2025-12-12 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
gLISA: geosynchronous Laser Interferometer Space Antenna concepts with off-the-shelf satellites
我们讨论两个地球同步引力波任务的概念，我们一般命名为gLISA。一个依赖于地球同步商业卫星上的科学仪器托管计划，而另一个则利用航空航天工业的最新发展，这些发展导致专门的地球同步任务的卫星和运载火箭成本大幅降低。为了实现所需的水平的干扰自由落体板载这些大而重的平台，我们提出了一个“两阶段”的无阻力系统，它采用了模块化的重力参考传感器（MGRS）（在斯坦福大学开发），并不依赖于使用微牛顿推进器。虽然这两种飞行任务概念的特点是不同的技术和方案挑战，但它们单独飞行和操作的成本可以大大低于以前设想的引力波飞行任务。我们估计这两个任务概念的成本低于5亿美元，并在2015年，我们将在喷气推进实验室进行详细的选择任务成本分析。
2014-10-07 astro-ph.IM gr-qc
Site selection for the Laser Interferometer Lunar Antenna (LILA)
Vanderbilt University（范德堡大学）；Lunar Resources, Inc.（月球资源有限公司）；University of Texas Rio Grande Valley（得克萨斯大学里奥格兰德河谷分校）；Université Paris Cité, Institut de physique du globe de Paris, CNRS（巴黎西岱大学，巴黎地球物理研究所，法国国家科学研究中心）；California Institute of Technology（加州理工学院）；Johns Hopkins Applied Physics Laboratory（约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室）
LILA项目利用月球独特的地震静默环境探测低频引力波，通过LILA-Pioneer和LILA-Horizon两种方案实现科学目标，选址需考虑噪声隔离、环境防护和地形可进入性。
2026-09-02 astro-ph.IM gr-qc
Detectability of gravitational wave events by spherical resonant-mass antennas
我们计算了八个球形共振质量天线与引力辐射相互作用的信噪比，引力辐射来自吸入和合并的双中子星和来自快速旋转的恒星的动力学和长期的酒吧模式不稳定性。我们发现，通过使用技术，可以在未来几年内，球形天线可以检测中子星的螺旋和合并在15 Mpc的距离和动力学棒模不稳定性在2 Mpc的距离。
1996-05-13 gr-qc
Bounding the mass of the graviton using gravitional-wave observations of inspiralling compact binaries
如果引力是通过一个有质量的场传播的，那么引力波（引力子）的速度将取决于它们的频率，有效牛顿势将具有汤川形式。在螺旋形致密双星的情况下，在螺旋早期以低频发射的引力波将比后来以高频发射的引力波传播得稍慢，修改了观测到的螺旋形引力波形的相位演化，类似于后牛顿修正四极相位所引起的。波形的匹配滤波可以约束传播速度中的这种频率依赖性变化，从而约束引力子质量。该边界取决于源的质量和探测器的噪声特性，但与源的距离无关，除了弱宇宙学红移效应。对于使用LIGO/VIRGO类型的地面干涉仪观测恒星质量紧凑的内旋，引力子康普顿波长的约束是$6 \times 10^{12}$ km的数量级，大约是牛顿引力汤川修正的太阳系测试的两倍。利用激光干涉仪空间天线（LISA）在宇宙学距离上观测超大质量黑洞双星螺旋，其边界可达$6 \times 10^{16}$ km。这比星系团动力学模型依赖的边界弱三个数量级。
1997-09-04 gr-qc
Detecting a stochastic gravitational wave background with the Laser Interferometer Space Antenna
多个弱源的随机叠加将产生一个随机的引力波背景，它可能主导LISA（激光干涉仪空间天线）引力波观测站的响应。除非能做些什么来区分随机背景和检测器噪声，否则这两者将结合起来形成检测器的有效噪声基底。已经提出了两种方法来解决这个问题。第一种是将两个独立干涉仪的输出互相关。第二个是一个巧妙的计划，监测仪器的噪声操作LISA作为Sagnac干涉仪。在这里，我们推导出互相关的一对LISA探测器的最佳轨道对准，并提供了第一个解析推导的Sagnac灵敏度曲线。
2001-08-27 astro-ph gr-qc
Circular inspiral templates
最近，一类新的限制引力波搜索模板，称为泰勒模板的搜索的inspiralling紧凑的双星。TaylorEt近似式与通常的时域后牛顿近似式的不同之处在于，它采用轨道结合能而不是轨道频率或密切相关的参数“x”。我们进行了详细的研究，以探讨在3.5pN的TaylorEt的拟合因子为nonspinning可比的质量致密双星相对于TaylorT1，TaylorT4，和TaylorF2在3.5pN的近似LIGO，先进LIGO和处女座干涉仪。
2010-03-25 gr-qc
Science with the space-based interferometer LISA. V: Extreme mass-ratio inspirals
天基激光干涉仪空间天线（LISA）将能够观测由大质量黑洞和恒星质量致密物体组成的系统的引力波信号。这些系统被称为极端质量比吸气（EMRI），预计将在频带内完成$\sim 10^4$ - $10^5$循环，从而允许精确测量其参数。在这项工作中，我们试图量化的天体物理学的不确定性影响的预测的EMRI检测的LISA的数量，并发现竞争的天体物理学假设产生的方差约三个数量级的预期内在EMRI率。然而，我们发现，无论天体物理模型如何，每年至少有几个EMRI应该被LISA任务探测到，在最乐观的天体物理假设下，每年高达几千个。我们还调查的精度，LISA将能够提取这些来源的参数。我们发现，利用分数阶统计误差可以恢复内禀参数（红移质量、大质量黑洞自旋和轨道偏心率），其误差为$\sim 10^{-6}$ - $10^{-4}$ .亮度距离（这是推断真实质量所必需的）被推断为大约$10\%$精度，天空位置被定位到几个平方度，而克尔度规的多极结构的测试可以被执行到100级精度或更好。
2018-04-11 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Search for gravitational waves from binary black hole inspirals in LIGO data
我们报告的搜索引力波从双黑洞的灵感在数据从第二次科学运行的LIGO干涉仪。搜索的重点是组成质量在3到20个太阳质量之间的双星系统。最佳取向的二进制与距离高达1百万秒差距可以检测到的效率至少为90%。在我们搜索的385.6小时的数据中，我们没有发现任何可以确定为引力波的事件。
2005-09-30 gr-qc
Phasing of gravitational waves from inspiralling eccentric binaries at the third-and-a-half post-Newtonian order
我们得到了一个有效的描述非自旋的紧凑型双星的动力学在吸气偏心轨道，以实现在3.5后牛顿（PN）的顺序从这样的二进制的引力波的定相。我们的计算在很大程度上依赖于[T. Damour，A. Gopakumar和B. R. Iyer，Phys. Rev. D \textbf{70}，064028（2004）]，以及在[R.-R. M. Memmesheimer，A. Gopakumar和G. Schäfer，Phys. Rev. D \textbf{70}，104011（2004）]。如果地球上现有的和先进的引力波干涉仪计划从吸气偏心双星中寻找引力波，那么具有3.5PN精确定相的引力波极化$h_{+}$和$h_{\times}$将是有用的。我们的结果将需要做\emph{astrophysics}与拟议的空间为基础的GW干涉仪，如LISA，BBO，和DECIGO。
2006-03-14 astro-ph gr-qc
Detecting electric charge with Extreme Mass Ratio Inspirals
我们考虑极端的质量比吸气，在此期间，一个带电的紧凑的对象与质量$m_p$和电荷质量比$q$吸气围绕质量$M$的史瓦西黑洞。本文利用Teukolsky和广义Sasaki-Nakamura公式计算了Schwarzschild黑洞周围的引力和电磁扰动，数值计算了带电粒子在圆轨道上运动时产生的引力波和电磁波的能流.通过对这些极端质量比的观测，我们发现空间引力波探测器如激光干涉仪空间天线可以探测到小到$q\sim 10^{-3}$的荷质比。
2022-04-25 gr-qc
Testing Scalar-Tensor Gravity Using Space Gravitational-Wave Interferometers
利用空间激光干涉观测站LISA测量了中子星（NS）旋转进入大质量黑洞（MBH）的引力波形，计算了Jordan、Fierz、Brans和Dicke等标量-张量引力理论的边界。这样的观测可能会产生比太阳系或脉冲双星测量更严格的Brans-Dicke耦合参数ω的界限。对于NS-MBH inspirals，偶极引力辐射修改inspiral，并产生一个额外的贡献的相位演化的发射引力波形。因此，可以通过使用匹配滤波技术来找到ω的界限。我们计算精确到第二后牛顿阶的波形的Fisher信息矩阵，包括偶极辐射的影响，使用LISA的当前建模的噪声曲线进行滤波，并确定几个不同的NS-MBH正则系统的ω的界限。例如，观测到1.4太阳质量的NS以信噪比为10螺旋上升到1000太阳质量的MBH，可以得出ω> 240，000的界限，远远大于目前实验的ω> 3000的界限。
2001-09-12 gr-qc
Studying stellar binary systems with the Laser Interferometer Space Antenna using Delayed Rejection Markov chain Monte Carlo methods
基于马尔可夫链蒙特卡罗方法的LISA数据集的贝叶斯分析已被证明是一个具有挑战性的问题，部分原因是由几个孤立的局部最大值组成的似然函数的复杂结构，大大降低了采样技术的效率。在这里，我们引入了一个新的完全马尔可夫算法，延迟拒绝大都会黑斯廷斯马尔可夫链蒙特卡罗方法，有效地探索这些结构，我们证明了其性能上选择的LISA数据集包含已知数量的恒星质量的二进制信号嵌入在高斯平稳噪声。
2009-08-26 gr-qc
The influence of laser relative intensity noise in the Laser Interferometer Space Antenna
本文研究了LISA任务中六台激光器的相对强度噪声（RIN）在时延干涉测量（TDI）中的传播与影响，基于现有任务架构计算表明，严格的技术设计要求可将RIN从约8.7 pm/rtHz降至亚1 pm/rtHz，并强调了平衡探测的重要性。
2023-01-04 astro-ph.IM gr-qc
Possibility of Direct Measurement of the Acceleration of the Universe Using 0.1 Hz Band Laser Interferometer Gravitational Wave Antenna in Space
在本世纪内，在$ f\sim 0.1{\rm Hz}$用$h_{rms}\sim 10^{-27}$在空间建造激光干涉引力波天线是可能的。我们展示了这种天线，我们称之为DECIGO可能的规格。利用该天线，我们发现：1）利用S/N $\sim 10^4$可以探测到每年合并双星的典型$ 10^5$（$10^4\sim 10^6$）啁啾信号。2)通过对双星的十年观测，我们可以直接测量宇宙的加速度。3)通过相关分析可以探测到暴胀预言的$Ω_{GW}\gsim 10^{-20}$的随机引力波，而最近的宇宙加速效应对这种随机引力波的探测将变得非常重要。我们的加速运动引起的相移公式也可以应用于LISA的二进制源。
2001-11-10 astro-ph gr-qc
Observing extreme-mass-ratio inspirals with eLISA/NGO
恒星质量致密物体进入星系中心大质量黑洞的极端质量比吸气（EMRI）是天基探测器低频引力波的重要来源。我们讨论了探测这些源的发展激光干涉仪空间天线（eLISA），最近提出的欧空局任务候选人的名称下非政府组织的前景。我们表明，非政府组织可以观察几十个EMRI在其两年的任务寿命在红移z < 0.5，并描述如何事件率的变化下可能的替代规格的eLISA设计。
2012-10-30 gr-qc
Ultra-stable performance of an underground-based laser interferometer observatory for gravitational waves
为了探测产生引力波（GW）辐射的罕见天体物理事件，需要GW天线具有足够的稳定性以允许长期观测。在实际应用中，地震激励是影响悬镜激光干涉仪稳定工作的最常见的扰动之一。因此，一个允许更稳定操作的简单方法是将天线，即“观测站”，定位在“安静”的地点。在日本神冈附近地下1000米处研制了基线长度为20米的激光干涉引力波天线。该项目是一个独特的示范原型激光干涉仪的引力波观测位于地下。极其稳定的环境是进入地下的主要动机。在本文中，所展示的超稳定操作的干涉仪和良好的保持天线灵敏度的报告。
2004-03-18 astro-ph gr-qc
The Laser Interferometer Space Antenna: Unveiling the Millihertz Gravitational Wave Sky
第一个地面引力波干涉仪已经戏剧性地强调了通过一个完全不同的窗口观察宇宙的科学价值，以及将这个新的信息通道与传统的天文数据合并以获得多信使视图的科学价值。激光干涉仪空间天线（LISA）将扩大引力波天文学的范围，对毫赫兹引力波天空进行首次调查，探测数以万计的单个天体物理源，从我们银河系中的白矮星双星到红移超过再电离时代的大质量黑洞的合并。这些观测将为我们提供信息，并改变我们对恒星演化、大质量黑洞诞生以及星系和黑洞在宇宙时间中共同演化的最终状态的理解。LISA也有可能探测到来自难以捉摸的天体物理源（如中等质量黑洞）以及奇异的宇宙学源（如暴胀场和宇宙弦尖）的引力波发射。
2019-07-26 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Probing anisotropies of gravitational-wave backgrounds with a space-based interferometer: geometric properties of antenna patterns and their angular power
讨论了天基干涉仪观测到的随机引力波背景对各向异性的敏感性。除了尚未解决的银河双星作为计划中的激光干涉仪空间天线（LISA）最有希望的GWB源之外，GWB的河外源可能在未来的空间任务中被探测到。因此，GWB的各向异性对于区分GWB的各种组分起着至关重要的作用。我们研究了天线方向图的各向异性的GWB超出低频近似的敏感性的一般特征。我们表明，天基干涉仪的灵敏度GWB的数据组合和探测器配置的对称性受到严重限制。天线方向图函数的球谐分析表明，探测器响应的角功率随频率增加，并且在单个LISA探测器的情况下，有效灵敏度为h_{eff} \sim 10^{-20} Hz^{-1/2}的可探测多极矩可以在$f \sim f_*=10$ mHz达到$\ell \sim$ 8-10。然而，最佳干涉变量的互相关对双极（\ell =0）强度各向异性是盲的，并且在某些情况下对偶极子（\ell =1）也是盲的，而与频带无关。此外，所有的自相关信号被证明是盲目的奇数多极矩（\ell =奇数），独立的频带。
2005-02-08 astro-ph gr-qc
Beyond the Long Wavelength Approximation: Next-generation Gravitational-Wave Detectors and Frequency-dependent Antenna Patterns
本文针对第三代引力波探测器臂长更长导致长波近似不再成立的问题，在时域与时频域研究频率相关天线方向图，指出传统分析方法的局限并建立了短引力波瞬变无模型分析的新工具。
2024-12-02 gr-qc
Detectability of Gravitational Waves from Extreme-Mass-Ratio Inspirals on Periodic Orbits around Bardeen Black Holes
School of Physics and Electronic Information, Yunnan Normal University（云南师范大学物理与电子信息学院）；School of Mathematics and Physics, Shangrao Normal University（上饶师范学院数学与物理学院）
该研究探究巴丁黑洞周围极端质量比旋近的引力波可探测性，通过分类周期轨道、计算波形并与多探测器灵敏度曲线比较，发现其可探测性由光度距离主导，为强场引力探测提供新途径。
2026-10-15 gr-qc
Gravitational waveforms from inspiralling compact binaries to second-post-Newtonian order
两个独立的“加”和"交叉”偏振波形与引力波发射的吸气，非自旋，紧凑的双星，准备用于数据分析的信号接收的激光干涉仪引力波探测器，如LIGO和VIRGO。计算是基于最近推导出的引力场的表达式在第二后牛顿近似的广义相对论超越主导（牛顿）四极场。利用这些理论波形进行测量的天体物理参数和测试的相对论引力的性质进行了讨论。
1996-02-13 gr-qc
Prospects for observing extreme-mass-ratio inspirals with LISA
激光干涉仪空间天线（LISA）的一个关键天体物理学来源是恒星源致密物体进入星系中心大质量黑洞的螺旋。这些极端质量比螺旋（EMRI）在天体物理学，宇宙学和基础物理学方面具有巨大的潜力。在本文中，我们描述了可能的数字和性质的EMRI事件，LISA将观察。我们提出了为2.5 Gm干涉仪计算的第一个结果，该干涉仪是2017年1月提交的新基线任务，以响应ESA L3任务调用。此外，我们试图量化的天体物理的不确定性，在EMRI事件率估计考虑一系列不同的模型的天体物理人口。我们提出了可能的事件发生率和估计的精度与所观察到的源的参数可以测量。最后，我们讨论了这些结果对使用EMRI的科学的影响。
2017-03-31 astro-ph.CO astro-ph.GA gr-qc
Beyond LISA: Exploring Future Gravitational Wave Missions
高级激光干涉仪天线（ALIA）和大爆炸观测器（BBO）已被提议作为激光干涉仪空间天线（LISA）的后续任务。在这里，我们研究这些天文台的能力，以及它们如何与任务的科学目标。我们发现，先进的激光干涉仪天线在立体声（ALIAS），我们提出的扩展ALIA的任务，将大大进一步满足ALIA的主要科学目标，研究中等质量的黑洞。我们还比较了LISA的能力，LISA任务的相关扩展，激光干涉仪空间天线在立体声（LISAS）。此外，我们发现，BBO的初始部署阶段将足以解决BBO的关键科学目标，即探测引力波背景，同时仍然提供有关前景源的详细信息。
2005-10-17 gr-qc
Characterizing accreting double white dwarf binaries with the Laser Interferometer Space Antenna and Gaia
我们展示了一种方法来充分表征质量转移双白矮星（DWD）系统与富氦（He）WD捐助者的基础上的质量-半径关系的He WD。使用一个模拟的银河系人口的DWDs，我们表明，施主和吸积物的质量可以推断为$\sim\, 60$系统观察到的激光干涉仪空间天线（LISA）和盖亚。这些系统中有一半将具有质量约束$Δ\,M_{\rm{D}}\lesssim0.2M_{\odot}$和$Δ\,M_{\rm{A}}\lesssim2.3\,M_{\odot}$。我们还展示了如何轨道频率的演变，由于天体物理过程和引力辐射可以解耦的总轨道频率的演变高达$\sim 50$这些系统。
2018-04-30 astro-ph.HE astro-ph.SR gr-qc
Searching for extreme mass ratio inspirals in LISA: from identification to parameter estimation
本研究提出一种新搜索策略，用于从LISA噪声数据中识别极端质量比旋进信号并执行参数估计，是理解未来数据提取的关键步骤。
2025-05-23 astro-ph.IM gr-qc physics.data-an
Quantifying the Scientific Potential of Intermediate and Extreme Mass Ratio Inspirals with the Laser Interferometer Space Antenna
European Space Agency (ESA), European Space Research and Technology Centre (ESTEC)（欧洲航天局（ESA），欧洲空间研究与技术中心（ESTEC））；Leiden Observatory, Leiden University（莱顿天文台，莱顿大学）；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））；School of Mathematics and Statistics, University College Dublin（都柏林大学学院数学与统计学院）；Department of Physics, National University of Singapore（新加坡国立大学物理系）；School of Physics and Astronomy, University of Glasgow（格拉斯哥大学物理与天文学院）；Institute for Gravitational Wave Astronomy & School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学引力波天文研究所及物理与天文学院）
本文通过全相对论方法研究LISA对极端和中间质量比环形干扰的探测能力，揭示不同质量比系统的灵敏度和科学产出，提出软件工具提升研究效率。
2026-09-02 astro-ph.GA astro-ph.HE astro-ph.IM
MCMC Exploration of Supermassive Black Hole Binary Inspirals
激光干涉仪空间天线将能够探测到宇宙中任何地方的超大质量黑洞双星（SMBHB）的螺旋和合并。标准匹配滤波技术可用于检测和表征这些系统。马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）方法非常适合这个和其他LISA数据分析问题，因为它们能够有效地处理大尺寸的模型。在这里，我们比较后验参数分布由MCMC算法与Fisher信息矩阵预测的分布。我们发现很好的协议的外部参数，而Fisher矩阵略高估的内部参数的错误。
2006-08-09 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
Assigning confidence to inspiral gravitational wave candidates with Bayesian model selection
贝叶斯模型选择提供了一个强大的和数学上透明的框架来处理假设检验，例如使用地面激光干涉仪对双星系统合并期间发射的引力波进行探测测试。虽然它的实现是计算密集型的，我们已经开发出一种高效的概率算法的基础上称为嵌套采样技术，使贝叶斯模型选择适用于后续研究的候选信号产生的正在进行的搜索的吸气紧凑的二进制文件。我们讨论了这种方法的性能，在“虚警率”和“检测概率”的限制第二后牛顿inspiral波形从非自旋致密物体在二进制系统。结果证实，这种方法是一个可行的工具，在当前的搜索引力波信号的检测测试。
2008-07-28 gr-qc
Optical Gravitational Wave Antenna with Increased Power Handling Capability
光学干涉型引力波探测器的基本灵敏度随光功率的增加而增加，而光功率的增加又受到干涉仪光-机参数不稳定性的限制。我们建议优化检测器的反射镜的几何形状，以减少干涉仪的不必要的光学模式的衍射极限精细度，从而增加光机械不稳定性的阈值，并随后增加测量灵敏度。利用LIGO干涉仪的参数，我们发现，所提出的技术可以构建一个法布里-珀罗干涉仪的往返衍射损耗的基模不超过$5$ ~ppm，而第一偶极子以及其他高阶模式的损失超过$1,000$ ~ppm和$8,000$ ~ppm，分别。这种优化是以镜倾斜稳定性的更严格公差为代价的，但不会导致光束轮廓的显著修改，并且不需要改变重力检测器读出系统。建议的反射镜的腔也是稳定的，相对于轻微的修改的反射镜形状。
2015-12-18 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
Coherent Bayesian inference on compact binary inspirals using a network of interferometric gravitational wave detectors
本文提出了一个马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）程序，用于利用多个探测器的数据对致密双星内旋天体的干涉引力波观测进行相干参数估计。MCMC技术使用来自多个干涉仪的数据，并推断出与双星系统相关的所有九个参数（忽略自旋），包括到源的距离，质量和在天空中的位置。Metropolis算法利用先进的MCMC技术，如重要性恢复和并行回火。数据进行比较，时域inspiral模板，是2.5后牛顿（PN）的相位和2.0 PN的振幅。我们的例行程序可以实现为一个世界范围内的探测器网络的螺旋探测管道的一部分。例子给出模拟信号和数据所看到的LIGO和处女座探测器在其设计灵敏度。
2007-07-26 gr-qc
Geostationary Antenna for Disturbance-Free Laser Interferometry (GADFLI)
我们提出了一个任务的概念，地球静止天线的无干扰激光干涉测量（GADFLI），为空间为基础的引力波干涉仪组成的三颗卫星在地球静止轨道周围。与激光干涉仪空间天线（LISA）的标称设计相比，这一概念具有以下优点：显著降低了对望远镜尺寸和激光功率的要求，降低了发射质量，大大改善了73000 km臂长较短导致的散粒噪声，简化了通信并降低了成本，总体成本较低，我们（粗略）估计为12亿美元。GADFLI保留了LISA的大部分科学，特别是对大质量黑洞双星合并的观测，尽管在我们考虑的潜在设计中，SNR对所有质量都有所降低。
2011-11-16 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Gravitational Waves from Extragalactic Inspiraling Binaries: Selection Effects and Expected Detection Rates
我们研究的选择效应，确定人口的吸气二进制紧凑对象（BCOs）是反映那些潜在的地面干涉仪，如LIGO。我们奠定了基础，工作的解释未来的观测条件的限制，对真正的人口，相应地，双星演化模型。为了确定银河系外人口的吸气双星，我们结合数据的距离和蓝色光度从星系目录与当前模型的银河系BCO质量分布模拟的物理分布的双星在附近的宇宙。我们使用Monte Carlo方法来确定的分数的二进制观测到的LIGO探测器从每个星系的BCO啁啾质量的函数。我们分别研究了光源距离、天空位置、探测时间和二进制啁啾质量对三个LIGO探测器探测效率和选择效应的影响。最后，我们讨论了预期GW检测附近的空间地理的影响，并将我们的研究结果与以前的研究进行了比较，这些研究假设了均匀的星系体积密度和固定的啁啾质量的二进制紧凑型物体。从这些考虑，实际的BCO inspiral观测或重大上限的合并率预计在不久的将来，地面干涉仪可以用来提高我们的知识的银河系双星inspiral率和约束模型的射电脉冲星的特性和双星演化通道导致中子星或黑洞双星。
2004-06-28 astro-ph gr-qc
On the relevance of gravitational self-force corrections on parameter estimation errors for extreme-mass-ratio inspirals
目前尚不清楚在用于探测LISA（激光干涉仪空间天线）数据中的此类信号的极端质量比螺旋（EMRI）波形模型中包括保守的自作用力（SF）校正有多重要。这些程序将解决这个问题的圆形赤道吸气使用近似EMRI模型，包括保守的修正，在领先的后牛顿秩序。我们将提出的参数估计误差，将导致从省略保守的校正的幅度的估计，并将这些检测器中的噪声波动所产生的误差进行比较。我们还将使用这个模型来探索SF的二阶辐射部分的相对重要性，这是目前未知的。
2010-09-29 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
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
Conceptual design and science cases of a juggled interferometer for gravitational wave detection
JIFO是一种基于地球的引力波探测器，使用反复自由下落的测试质量。由于不担心地震噪声和悬浮热噪声，JIFO可以在较低频率下具有比目前地球上的引力波探测器更好的灵敏度。如果采用边缘锁定方法，JIFO的数据读出方法可能具有挑战性。本文提出了一种通过构造具有与条纹无关的信噪比的复变函数进行相位重构的方法。考虑到爱因斯坦望远镜（ET）的位移噪声预算，我们表明，在0.1-2.5 $\,$ Hz，即使不连续的数据，篡改的测试质量显着提高灵敏度。提高灵敏度带来的科学案例将包括用$10^4-10^5\,M_{\odot}$探测黑洞的准正常模式，用黑洞和中子星吸气测试Brans-Dicke理论，以及探测与原始黑洞相关的引力波。
2022-07-19 astro-ph.IM gr-qc
New self-force method via elliptic partial differential equations for Kerr inspiral models
我们提出了一种新的方法，旨在避免数值的挑战，阻碍了计算的洛伦兹规范自作用力作用于一个紧凑的对象吸入克尔黑洞。这种类型的计算在创建极端质量比吸气的波形模板方面很有价值，这是即将到来的激光干涉仪空间天线任务的重要引力波来源。先前的双曲型偏微分方程（PDE）配方遇到了数值不稳定性，涉及未经检查的增长的时间，我们的新方法是基于椭圆型偏微分方程，不表现出这种不稳定性。为了证明概念，我们计算了作用在克尔黑洞周围圆形轨道上的标量电荷上的自作用力。我们预计这种方法将有助于计算一阶Lorenz规范Kerr度规微扰和自作用力，这可以作为二阶Kerr自作用力研究的基础。
2022-09-06 gr-qc
Science with the space-based interferometer eLISA. I: Supermassive black hole binaries
我们比较了不同eLISA任务设计的科学能力，包括具有不同臂长、低频噪声灵敏度和任务持续时间的四连杆（双臂）和六连杆（三臂）配置。对于每一种配置，我们考虑几个代表性的大质量黑洞形成的情况。这些方案被选择来探索两个物理机制，极大地影响eLISA率，即（i）黑洞播种，和（ii）两个星系的合并和合并的黑洞托管这些星系之间的延迟。我们使用Fisher矩阵分析和自旋旋进、仅吸气波形评估eLISA参数估计准确度。我们量化的合并和振铃中存在的信息，通过重新调整只使用信噪比的非旋进的inspiral合并振铃现象波形，并从一组减少的旋进数值相对论/后牛顿混合波形的inspiral Fisher矩阵估计。我们发现，在我们的研究中考虑的所有eLISA配置应该检测到一些大质量的黑洞二进制文件。然而，配置六个链接和更好的低频噪声将提供更多的信息，黑洞的起源在高红移和吸积的历史，他们可能允许识别电磁对应的大规模黑洞合并。
2016-01-12 astro-ph.HE gr-qc
Deci hertz Laser Interferometer can determine the position of the Coalescing Binary Neutron Stars within an arc minute a week before the final merging event to Black Hole
在$\sim 2020$的$ f\sim 0.1{\rm Hz}$，用$h_{rms}\sim 10^{-23}$在空间构造激光干涉仪引力波天线是可能的。这个十分之一赫兹天线可以被称为DECIGO/BBO，它们分别代表DECi赫兹干涉仪引力波观测台和大爆炸观测台。通过对$\sim$ 300 Mpc处的中子星或黑洞合并双星1-10年观测资料的分析，可以预先给出$\sim$在角分内的空间位置和$\sim 0.1$秒内的合并时刻。在知道最终合并事件的准确位置和时间后，利用高频（$ f\sim 100{\rm Hz}$）引力波天线和从无线电频率到超高能γ射线的电磁波天线进行后续同步观测，将揭示黑洞合并和形成这一神秘事件中的物理现象。
2003-08-19 astro-ph gr-qc
Binary black hole late inspiral: Simulations for gravitational wave observations
合并的双黑洞合并预计将成为地面干涉仪（如LIGO，VIRGO和GEO 600）以及天基干涉仪LISA的最强引力波源。直到最近，还不可能可靠地推导出广义相对论对最后合并阶段的预测，该阶段发生在强场区。然而，数值相对论模拟的最新进展正在彻底改变我们对这些系统的理解。在这里，我们研究合并等质量史瓦西黑洞的具体情况下，详细介绍了新的模拟中，黑洞开始在后期的螺旋阶段的轨道上具有非常低的偏心率和发展的~ 1200米通过~7轨道合并前。我们研究了模拟的准确性和一致性以及由此产生的引力波形，其中包括合并前的约14个周期，并强调了在比较模型时使用频率（而不是时间）来设置物理参考的重要性。匹配我们的结果PN计算的早期部分的inspiral提供了一个组合的波形，通过整个聚结的累积相位误差小于半个周期。使用该波形，我们计算了iLIGO，adLIGO和LISA的信噪比（SNR），突出显示了波形的后期螺旋和合并振铃部分的贡献，现在可以进行数值模拟。信噪比随z和M变化的等高线图显示，adLIGO可以在z ~ 1的范围内对一些中等质量的双黑洞（IMBBH）实现信噪比>~ 10，而LISA可以在信噪比> 100的范围内看到3 × 10^4 <~ M/M_Sun <~ 10^7的大质量双黑洞（MBBH），直到z > 15的最早结构形成时期。
2007-09-08 gr-qc
Strongly-Lensed Extreme Mass-ratio Inspirals
本研究探讨了强透镜极端质量比旋进（LEMRIs）作为LISA的新引力波目标，其四年探测率可达约40个事件，并能对红移大于1的源进行表征，一次观测可对哈勃常数给出百分比级约束。
2023-12-21 astro-ph.CO gr-qc
Gravitational waves from inspiralling compact binaries: hexagonal template placement and its efficiency in detecting physical signals
利用匹配滤波方法，从地面干涉仪观测数据中寻找由螺旋型致密双星发射的引力波。检测过程的一个关键方面是设计一个模板库，涵盖天体物理学相关的参数空间。在早期的论文中，我们描述了一个模板银行，是基于一个正方形晶格。虽然强大的，我们表明，广场的位置是过于有效的，这意味着它是计算上的要求比所需的。在本文中，我们提出了一个模板银行的基础上，六边形晶格，其大小减少了40%，相对于建议的正方形放置。我们描述的六边形模板银行的实施，其大小和计算成本的实际方面。我们还进行了详尽的模拟，以表征其效率和安全性。我们表明，银行是足够的搜索各种各样的二元系统（原始黑洞，中子星和恒星质量的黑洞）和数据从当前的探测器（初始LIGO，处女座和GEO600）以及未来的探测器（先进的LIGO和EGO）。值得注意的是，尽管我们的模板库放置使用了由特定模板家族产生的度量，即固定相近似，但我们表明它可以成功地用于其他模板家族（例如，Pade重算和有效的单体近似）。这种对不同模板族有效的性质使得所提出的库适合于并行使用其中的几个模板族的搜索（例如，在二元黑洞搜索中）。本文所描述的六边形模板银行目前用于搜索非自旋inspiralling紧凑的双星的数据从激光干涉仪引力波天文台（LIGO）。
2007-06-29 gr-qc
Gravitational-Wave Astronomy with Inspiral Signals of Spinning Compact-Object Binaries
来自致密双星（黑洞和中子星）的螺旋信号是地基引力波干涉仪（LIGO、Virgo、GEO-600和TAMA-300）正在进行的搜索的主要目标。我们提出了参数估计模拟黑洞-中子星双星的吸气马尔可夫链蒙特卡罗方法。这是第一次，我们都估计了一个旋转组件的二进制inspiral源的参数，并确定了参数估计的准确性，与地面引力波探测器的模拟观测。我们证明，我们可以获得的距离，天空的位置，和二进制方向在更高的精度比以前建议的文献。对于具有足够自旋和两个或三个探测器的内旋的观测，我们发现在确定天空位置时的精度通常为几十平方度。
2008-08-02 astro-ph gr-qc
Gravitational waves from extreme mass ratio inspirals around bumpy black holes
空间干涉仪LISA将能够探测恒星质量的黑洞或中子星发射的引力波，这些引力波缓慢地螺旋进入在大多数星系中心发现的超大质量黑洞。来自这种极端质量比螺旋（EMRI）事件的引力波信号将提供一个独特的机会来测试中心黑洞周围的时空度规是否被克尔解很好地描述。本文将Kerr黑洞周围的EMRI模型推广到一族参数变形的凹凸黑洞，使之保持Kerr度规的基本对称性。然后，新的EMRI模型被用来量化的约束，LISA观测EMRI可能能够放置在克尔度量的偏差，或颠簸。
2017-09-13 astro-ph.HE gr-qc
