Spectral separation of the stochastic gravitational-wave background for LISA: observing both cosmological and astrophysical backgrounds
为了用激光干涉仪观测随机引力波背景，宇宙学背景和天体物理背景的谱可分性是一个重要的估计问题。我们试图确定一个宇宙学背景的水平，可以观察到的预测天体物理背景水平。我们预测未来的LISA测量的SGWB的检测限。自适应马尔可夫链蒙特卡罗方法用于产生估计与模拟数据从LISA数据挑战（LDC）。我们还计算了Cramer-Rao下界的SGWB参数的不确定性的方差的基础上的逆Fisher信息使用的Whittle-Likestrant。使用3个LISA通道$A$、$E$和$T$进行参数估计。我们同时使用LISA噪声模型估计噪声。假设预期的天体物理背景，宇宙学背景能量密度约为$Ω_{GW,Cosmo} \approx 1 \times 10^{-12}$至$1 \times 10^{-13}$，可以通过LISA探测到。
2021-10-07 gr-qc
Ability of LISA to detect a gravitational-wave background of cosmological origin: the cosmic string case
我们研究了激光干涉仪空间天线（LISA）探测宇宙弦产生的随机引力波背景（GWB）的能力，并随后估计存在仪器噪声、致密双星的天体物理背景和白矮星双星的银河前景时的弦张力$Gμ$。Fisher信息和马尔可夫链蒙特卡罗方法提供了LISA噪声和不同信号源的参数的估计。我们证明了LISA的能力，同时估计银河系的前景，以及天体物理和宇宙弦产生的背景。考虑到预期的天体物理背景和银河系前景，LISA可以测量$G μ\approx 10^{-16}$到$Gμ\approx 10^{-15}$范围内或更大范围内的宇宙弦张力，其中银河系前景对这一极限的影响大于天体物理背景。本文提出的参数估计方法也适用于LISA观测波段的其他宇宙学背景。
2022-01-11 gr-qc
Alternative LISA-TAIJI networks: Detectability of the Parity Violation in Stochastic Gravitational Wave Background
本研究评估LISA-TAIJIp与LISA-TAIJIm两种网络配置探测随机引力波背景中宇称破坏的能力，发现后者在低频段灵敏度高一个数量级，更利于检验宇称破坏引力理论。
2025-04-25 gr-qc
Spectral separation of the stochastic gravitational-wave background for LISA: galactic, cosmological and astrophysical backgrounds
在其观测波段，激光干涉仪空间天线（LISA）将同时观测不同来源的随机引力波背景（SGWB）信号;来自银河系白矮星双星的轨道调制波形，一个双星黑洞产生的背景，并可能是宇宙学产生的SGWB。我们模拟了银河系白矮星双星的引力波发射的朗伯\cite{Lamberts}分布的基础上，并确定了一个复杂的波形从银河系前景。利用LISA探测到的银河系调制信号，利用Fisher信息和马尔可夫链蒙特卡罗方法对不同信号源的LISA噪声和参数进行了估计，并提出了相应的数据分析策略。我们同时估计银河系前景，天体物理和宇宙学背景，并估计未来的LISA观测SGWB在光谱域的3个通道$ A $，$ E $和$ T $的探测限。在预期的天体物理背景和银河系前景的背景下，宇宙学背景能量密度约为$ Ω_{GW,Cosmo} \approx 8 \times 10^{-13} $可以检测到LISA与我们的光谱分离策略。
2021-05-17 gr-qc
Spectral separation of the stochastic gravitational-wave background for LISA in the context of a modulated Galactic foreground
在其观测波段内，激光干涉仪空间天线LISA将同时观测来自银河系白矮星双星的轨道调制波形，一个双星黑洞产生的引力波背景，以及潜在的宇宙学产生的随机引力波背景（SGWB）。绝大多数恒星以白矮星的形式结束生命，使它们在银河系中数量众多。我们模拟银河系白矮星二进制引力波发射分布的基础上，从各种模拟目录，并确定一个复杂的波形从银河系前景与$3.5 \times 10^{7}$二进制。我们描述了银河系双星分布人口的影响，在银河系内的位置，核心类型和轨道频率分布。利用\textit{LISA}探测到的银河系白矮星的轨道运动产生的调制信号，提出了一种数据分析策略，利用Fisher信息和马尔可夫链蒙特卡罗方法对不同信号类的\textit{LISA}噪声和参数进行了估计。我们估计未来的LISA观察的SGWB在频谱域中的3个\textit{LISA}通道$A$，$E$，和$T$的检测限。我们同时估计银河前景，天体物理和宇宙学背景。假设有预期的天体物理背景和银河系前景，LISA可以探测到$Ω_{GW,Cosmo} \approx 8 \times 10^{-13}$左右的宇宙学背景能量密度。LISA要么探测到宇宙学产生的SGWB，要么设定一个将产生重要后果的极限。
2021-10-07 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
The LISA Response Function
激光干涉仪空间天线（LISA）的轨道运动将调制引入到观测到的引力波信号中。这些调制可以用来确定引力波源的位置和方向。在横观无迹规范下，用无坐标方法导出了LISA对任意引力波的完整响应。一般的响应函数减少到Cutler（PRD 57，7089 1998）发现的低频，单色平面波。在检测器中的噪声的估计被发现是复杂的干涉仪臂长的时间变化。
2003-01-13 gr-qc
Introduction to the Analysis of Low-Frequency Gravitational Wave Data
天基引力波探测器LISA将在低频引力波段（0.1兆赫至1赫兹）进行观测。LISA将搜索各种预期的信号，当它检测到信号时，它必须确定一些参数，例如源在天空中的位置和信号的偏振。这需要模式匹配，称为匹配滤波，它使用关于波形特征的最佳可用理论预测。LISA对各种来源的敏感性的所有估计都假设数据分析以最佳方式进行。因为这些技术对许多年轻的物理学家来说并不熟悉，所以我在本讲座的第一部分对时间序列数据分析（包括匹配滤波）做了一个非常基本的介绍。讲座的第二部分将这些技术应用于LISA，展示如何估计LISA的灵敏度，并简要评论LISA特殊的信号分析问题。
1997-10-15 gr-qc
Detectability of Gravitational-Wave Memory with LISA: A Bayesian Approach
CEA（法国原子能和替代能源委员会）；Université Paris-Saclay（巴黎萨克雷大学）；Centre national d’études spatiales (CNES)（法国国家空间研究中心）；CERN（欧洲核子研究组织）；Institut de Física d’Altes Energies (IFAE)（高能物理研究所）；The Barcelona Institute of Science and Technology（巴塞罗那科学技术研究院）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）；KU Leuven（荷语鲁汶大学）；Leuven Gravity Institute（鲁汶引力研究所）；SISSA（国际高等研究院）；INFN Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；IFPU - Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）
本文通过贝叶斯分析探讨LISA探测引力波记忆效应的能力，研究了单个大质量黑洞双星合并事件中该效应的检测条件，并讨论了其在广义相对论和替代理论测试中的应用。
2026-05-20 gr-qc
Accuracy of estimation of parameters with space-borne gravitational wave observatory
利用Fisher信息矩阵分析方法，对天琴和LISA的单色引力波参数误差进行了估计。在长波长近似下，推导出参数估计误差的解析公式。我们分别分析了由于探测器平面的方向变化和由于探测器中心围绕太阳的平移运动引起的多普勒调制的幅度调制的影响。结果表明，在低频区，天琴和天琴的角分辨率和源参数估计误差存在差异，天琴的角分辨率下降为$S_n(f)/f^2$，而天琴的角分辨率下降为$S_n(f)$;天琴的其它参数估计误差下降为$\sqrt{S_n(f)}/f$，而天琴的其它参数估计误差下降为$\sqrt{S_n(f)}$。在中频区域，我们观察到相同的模式，其中角分辨率下降为$S_n(f)/f^2$和其他参数的估计误差下降为$\sqrt{S_n(f)}$天琴和LISA。在高频区，长波近似失效，数值计算了LISA和天琴的参数估计误差，发现天琴的参数估计误差小于LISA。
2021-04-27 astro-ph.IM gr-qc
Alternative LISA-TAIJI networks: polarization separation of the stochastic gravitational wave background
Institute of Fundamental Physics and Quantum Technology, Ningbo University（宁波大学基础物理与量子技术研究院）；Department of Physics, School of Physical Science and Technology, Ningbo University（宁波大学物理科学与技术学院）；Department of Physics, Faculty of Arts and Sciences, Beijing Normal University（北京师范大学艺术与科学学院物理系）
本研究探讨LISA-TAIJIp与LISA-TAIJIm两种网络探测、区分各向同性SGWB偏振分量的能力，发现LISA-TAIJIm配置偏振简并性更弱，大角度网络更利于SGWB偏振测量。
2026-08-11 gr-qc
LISA Sensitivities to Gravitational Waves from Relativistic Metric Theories of Gravity
对引力波的直接观测将为探测高度致密天体的动力学性质、绘制时空的超相对论区域和检验爱因斯坦的广义相对论提供一种独特的工具。LISA（激光干涉仪空间天线）是美国航天局和欧空局的一项联合飞行任务，将在今后十年内发射，它将通过探测和研究低频宇宙引力波对三个远程航天器之间交换的六束调制激光束相位的影响来执行这些科学任务。通过直接测量LISA将检测到的波的偏振分量，我们将能够以良好的灵敏度测试爱因斯坦的相对论。由于引力波信号预测的最广义的相对论度规理论的重力帐户{ \it六}偏振模式（通常的两个爱因斯坦的张量偏振以及两个矢量和两个标量波分量），我们推导出LISA时间延迟干涉响应和估计其敏感性矢量和标量型波。我们发现，（i）在频率大于大约单程光时间的倒数（$\approx 6 \times 10^{-2} $ Hz）。LISA是十倍以上的敏感标量纵向和矢量信号比张量和标量-横波，和（ii）在其频带的低部分是同样敏感的张量和矢量波，有点不太敏感的标量信号。
2010-10-06 gr-qc
Contamination of transient gravitational waves in LISA data by gaps and glitches
Universit\'e Paris Cit\'e, CNRS, Astroparticule et Cosmologie, F-75013 Paris, France
本文提出概率框架，将 LISA 数据中的毛刺、缺口及瞬态引力波建模为独立 Poisson 过程，并用正态近似估计污染时间与信号相互污染概率。
2025-10-19 gr-qc
Uncovering stochastic gravitational-wave backgrounds with LISA
CEA Paris-Saclay University（巴黎萨克雷大学）；Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）；University of Glasgow（格拉斯哥大学）；Universität Heidelberg（海德堡大学）
针对LISA作为2035年唯一在轨同类型探测器无法用互相关区分噪声与随机引力波背景（SGWB）的难题，提出基于贝叶斯模型选择、结合灵活噪声PSD模型与传递函数的探测方法，并探究了LISA可探测的幂律SGWB参数空间。
2023-07-02 gr-qc
Angular Resolution of the LISA Gravitational Wave Detector
我们计算了计划的LISA探测器的角分辨率，这是一种用于测量来自银河系和河外源的低频引力波的天基激光干涉仪。LISA并不是一个指向性的仪器，它是一个具有四极波束模式的全天空监测器。LISA将同时测量入射引力波的两个偏振分量，因此数据将由两个时间序列组成。震源的所有物理特性，包括其位置，都必须从这些时间序列中提取出来。因此，LISA的角分辨率不是一个固定的量，而是取决于信号的类型和必须提取多少其他信息。关于源位置的信息将以三种方式编码在测量信号中：1）通过两个偏振分量的相对幅度和相位，2）通过探测器围绕太阳的运动对信号施加的周期性多普勒频移，以及3）通过探测器的时变方向引起的信号的进一步调制。我们推导出计算LISA的角分辨率$ΔΩ_S$对于一个给定的源所需的基本公式。然后，我们评估$ΔΩ_S$特别感兴趣的两个来源：单色源和合并的超大质量黑洞。对于这两种类型的源，我们计算（在高信噪比近似下）全方差-协方差矩阵，它给出了所有源参数可以测量的精度。由于我们对LISA的角分辨率的结果主要取决于探测器的几何形状、轨道和噪声曲线的总体特征，我们预计这些结果对从现在到发射之间可能发生的探测器设计的适度变化相当不敏感。我们还希望我们的计算可以很容易地修改，以适用于修改后的设计。
1997-03-24 gr-qc
Searches for Cosmic-String Gravitational-Wave Bursts in Mock LISA Data
一个可观测的宏观宇宙（超）弦网络可能在早期宇宙中形成。如果是这样，宇宙弦环上通常发展的尖点会发射出引力辐射爆发，地面和空基引力波干涉仪都可以检测到。在这里，我们报告了两个版本的面向LISA的字符串突发搜索管道，我们已经开发和测试的背景下模拟LISA数据挑战。这两个版本分别依赖于公开可用的MultiNest和PyMC软件包。为了减少搜索空间的有效维数，我们的实现使用F统计量来分析地最大化信号的幅度和极化A和psi，并使用FFT来快速搜索突发到达时间t_C。标准的F-统计量本质上是一个频率统计，最大限度地提高了可能性，我们还展示了近似的，贝叶斯版本的F-统计量，结合现实的先验A和psi。我们计算如何准确地LISA可以期望测量的物理参数的字符串突发源。为了理解LISA对弦爆源的角分辨率，我们绘制了波形拟合因子[在（A psi，t_C）上最大化]作为天空位置的函数的图;这些图戏剧性地说明了为什么（对于LISA）推断发射弦环的正确天空位置通常是不可能的。我们还确定和阐明了几个对称性，嵌入在这个搜索问题，我们得到的截止频率f_max的分布可观察到的突发。
2010-08-12 gr-qc
The LISA Time-Delay Interferometry Zero-Signal Solution. I: Geometrical Properties
时间延迟干涉测量法（TDI）是一种数据处理技术，用于对三个激光干涉仪空间站航天器上的多个多普勒读数测量的数据进行干涉测量组合。在TDI所能产生的所有可能的干涉组合空间中，我们导出了一种对引力波信号具有零响应的特定组合，并称之为{ \it零信号解}（ZSS）。这是TDI空间的生成元的线性组合的双参数族，当这两个参数与源位置在天空中的角度值一致时，它对引力波的响应变为零。值得注意的是，ZSS不依赖于任何关于引力波形的假设，事实上它适用于任何类型的波形。我们的方法类似于Gürsel & Tinto在基于地球的宽带干涉引力波探测器网络的背景下介绍的数据分析方法，这些探测器同时观测引力波爆发。ZSS应被视为Gürsel & Tinto方法在LISA数据上的应用。
2004-05-30 gr-qc
First stage of LISA data processing II: Alternative filtering dynamic models for LISA
空间载引力波探测器，如（e）LISA，设计用于在低频带（mHz至Hz）工作，那里有各种具有重大科学价值的引力波源。为了使这些探测器具有非凡的灵敏度，各个航天器上的时钟精确同步以及航天器间距离的准确确定是重要的组成部分。在我们之前的论文（Phys. Rev. D 90，064016 [2014]）中，我们描述了一种具有完整状态向量的混合扩展卡尔曼滤波器来完成这项工作。在本文中，我们探讨了几种不同的状态向量和相应的（现象学）动态模型，以减少冗余的完整状态向量，加速算法，并使算法易于扩展到更复杂的情况。
2015-03-29 gr-qc
For LISA. A piano-based sonification project of gravitational waves
本文讨论了未来LISA空间任务中引力波模拟数据的声化问题。首先，我们介绍LISA项目及其输出。然后，我们提出了爱因斯坦的奏鸣曲，一个多媒体项目，致力于艺术公开展示的LISA数据。爱因斯坦的奏鸣曲的特点是其主要元素的音乐组成准备钢琴，Periplo del latte。后者是将天文数据映射到音乐上的发音策略的结果。因此，我们详细介绍了一个四阶段的发音过程，具有两个数据预处理阶段，映射到一个抽象的控制空间，最后自动生成符号。
2022-02-09 astro-ph.IM gr-qc
Thermal gradient-induced forces on geodetic reference masses for LISA
空间引力波观测站的低频灵敏度将主要取决于轨道试验质量轨道的大地测量纯度。围绕自由下落试验质量的外壳的温差波动可通过几个过程产生噪声力，包括辐射效应、辐射压力和放气。我们在这里提出了一个详细的实验调查的LISA引力波任务和LISA探路者的热梯度诱导力，采用高分辨率扭摆测量的扭矩上的LISA样的测试质量悬浮在一个原型的LISA引力参考传感器，将围绕在轨道上的测试质量。测量活动，伴随着辐射和辐射压力效应的数值模拟，允许在特定的几何形状和环境相关的LISA自由落体的热梯度力的更准确和有代表性的表征。测量扭矩的压力依赖性允许明确识别的辐射效应，在定量协议与模型开发。在零气体压力的限制下，测量最有可能由除气主导，但处于不威胁LISA灵敏度目标的低水平。
2007-06-29 gr-qc
LISA data analysis I: Doppler demodulation
激光干涉仪空间天线（LISA）的轨道运动产生引力波信号的幅度、相位和频率调制。这种调制的效果是将单色引力波信号传播到一个频率范围内。调制对关于源位置和方向的有用信息进行编码，但它们也具有在宽带宽上扩展信号的有害影响，从而降低了信号相对于仪器噪声的强度。我们描述了一种简单的方法，用于消除占主导地位的，多普勒，信号调制的组成部分。解调将来自单色源的能量重新组合成一个狭窄的尖峰，并提供了一种快速确定天空位置和最亮引力波源频率的方法。
2002-06-13 gr-qc
Resolving signals in the LISA data
我们估计了银河系白矮星双星引力波背景的上限频率截止值，这将是可观测的LISA探测器。这是通过包括调制的引力波信号，由于运动的探测器围绕太阳。我们发现该截止频率等于$10^{-3.0}$ Hz，比先前推导的值小2倍。这意味着LISA频带中可分辨信号的数量增加了约4倍。我们的理论推导是补充的数值模拟，这表明，通过使用极大似然估计技术，它是可能的，以准确地估计可分辨信号的参数，然后将它们从LISA数据。
2003-02-05 gr-qc
Strong Gravitational Lensing and Localization of Merging Massive Black Hole Binaries with LISA
我们研究了如何提高合并的大质量黑洞双星的LISA的角分辨率，如果我们观察到多个引力波“图像”，由于强引力透镜。通过第二图像的附加信息降低了拟合参数之间的相关性，这显著地减少了天空上的误差框。这一改进将对双星的主星系的识别非常有帮助。文中还讨论了多探测器的角分辨率。
2003-11-04 astro-ph gr-qc
Optimal filtering of the LISA data
LISA的时间延迟干涉响应的引力波信号被重写的形式，占的LISA星座围绕太阳的运动，响应给出了封闭的解析形式，有效的任何频率的带中访问LISA。然后，我们提出了一个完整的程序，极大似然的原则的基础上，寻找恒星质量的双星系统的LISA数据。我们定义了所需的最佳滤波器，振幅最大化的检测统计（类似于脉冲星搜索与地面干涉仪的F统计），并讨论了虚警和检测概率。我们测试的程序在引力波探测的数值模拟。
2007-07-19 gr-qc
Demonstration of the Zero-Crossing Phasemeter with a LISA Test-bed Interferometer
激光干涉仪空间天线（LISA）的设计目的是探测和详细研究来自宇宙各处的引力波，如大质量黑洞双星。LISA星载引力波探测器的概念性构想现在已经完善。科学飞船之间的干涉测量仍然是飞行任务最重要的技术和科学设计领域之一。我们的工作集中在开发干涉技术，以创建一个LISA样的光信号，并使用商业上可用的仪器测量该信号的相位。本研究的一个重要目标是在高条纹率和低信号电平的情况下，演示LISA相位定时和LISA类条纹信号的相位重构。我们目前的实验台干涉仪的设计，以产生一个光学ISA的条纹信号先前在文献中讨论的结果。
2006-05-31 gr-qc
Gravitational Waves from a Compact Star in a Circular, Inspiral Orbit, in the Equatorial Plane of a Massive, Spinning Black Hole, as Observed by LISA
结果是通过对恒星质量物体在缓慢收缩的圆形赤道轨道上螺旋进入大质量黑洞的轨道演化和发射引力波的高精度计算得出的。这些计算的重点是最内层稳定圆轨道（isco）附近的螺旋-更具体地说，是在角速度Ω为0.03 <Ω/ Omega_{isco} < 1的轨道上。计算是基于Teukolsky-Sasaki-Nakamura形式主义，结果列在一组函数中，这些函数具有统一的阶数，代表对低轨道速度公式的相对论修正。这些表可为今后进行LISA空基引力波飞行任务的设计研究奠定基础。本文首先介绍了LISA的应用概况：计算了信噪比S/N，并将其作为黑洞质量M、自旋a和吸入天体质量μ的代表值的随时间演化的引力波频率的函数，其中到地球的距离取为r_o = 1Gpc。这些S/N对黑洞自旋以及M和μ有很强的依赖性。与预测的事件发生率的比较表明，探测这些波的前景很好，但如果螺旋形物体是白矮星或中子星，则不会超过1Gpc。这就要求适度降低LISA的本底噪声。最后对从观测海浪中提取信息的前景作了简要的讨论
2000-07-28 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
Minimizing the kinematical effects on LISA's performance
适当调整构成星载引力波探测器LISA通常三角形配置的三个航天器的轨道特性，可尽量减少其臂长的呼吸模式。由于三个航天器形成三对干涉臂，我们可以自由地最小化可能在信号分析中有用的臂长变化的任何组合。因此，对于被选择用于分析数据的任何种类的时间延迟干涉测量法，可以相应地选择最佳轨道特性，以便提高引力波探测器的性能。
2008-04-14 gr-qc
Studying the anisotropy of the gravitational wave stochastic background with LISA
大量的引力波随机背景填充了激光干涉仪空间天线的灵敏度窗口。我们表明，LISA可以检测到的各向异性的背景对应的阶l=2和4的多极矩。银河系白矮星双星系统产生的信噪比在3年的积分中可以高达60，LISA可以提供各种银河系源空间分布的有价值的信息。我们还表明，从两个干涉仪的数据集的互相关可以轻微地导致有意义的上限的原始引力波背景的各向同性的程度。
2001-06-28 astro-ph gr-qc
Prospects for LISA to detect a gravitational-wave background from first order phase transitions
早期宇宙中的一阶相变可能产生一个引力波背景，这个背景可以被激光干涉仪空间天线（LISA）探测到。这样的观测将为标准模型之外的物理学提供证据。我们研究的能力LISA观察引力波背景的相变中存在的星系外前景从整个宇宙的二进制黑洞合并，从白矮星双星的银河系前景，和LISA噪声。将相变引力波背景模拟为双破幂律模型，采用偏离信息准则作为检测统计量，采用Fisher矩阵和马尔可夫链蒙特卡罗方法评估功率谱参数的测量精度。在估计与引力波背景、前景和LISA噪声相关的所有参数时，我们发现LISA可以从峰值频率为1 mHz和归一化能量密度振幅为$Ω_{\text p} \simeq 3 \times 10^{-11}$的相变中检测到引力波背景。使用$Ω_{\text p} \simeq 10^{-10}$，如果峰值频率在$4 \times 10^{-4}$到$9 \times 10^{-3}$ Hz的范围内，则信号是可检测的，并且峰值幅度和频率可以估计到10%到1%的精度。
2023-02-28 astro-ph.CO gr-qc
BILBY in space: Bayesian inference for transient gravitational-wave signals observed with LISA
本文修改贝叶斯推断库 BILBY 以处理 LISA 空间探测器的瞬态引力波信号，通过完整嵌套采样在零噪声和理想噪声下准确推断源性质，并验证高阶多极波形模型分析一年模拟数据的可行性。
2023-12-20 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational Wave Peep Contributions to Background Signal Confusion Noise for LISA
Oregon State University（俄勒冈州立大学）；University of Arkansas（阿肯色大学）；California Institute of Technology（加州理工学院）；University of Nebraska-Kearney（内布拉斯加大学 Kearney 分校）；Universidad de Murcia（穆尔西亚大学）
研究高偏心率‘窥视’对LISA背景噪声的影响，发现其可能引发信号混淆并提高噪声底面。
2026-03-05 gr-qc
Testing the polarization of gravitational wave background with LISA-TianQin network
虽然广义相对论只预言了引力波极化的两种张量模式，但广义度规引力理论允许多达四种额外的模式，包括两种矢量模式和两种标量模式。观测引力波的偏振模式可以提供对修正引力的直接检验。随机引力波背景（SGWB），这可能是由空间激光干涉探测器在设计灵敏度检测，将提供一个机会，直接测量替代偏振。本文研究了LISA-TianQin网络对随机背景中交替极化信号的检测性能，提出了一种分离不同极化模式的方法。首先，我们推广了小天线近似计算重叠减少函数SGWB与任意偏振，这是适用于任何时间延迟干涉组合。然后分析了LISA-TianQin对不同极化的SGWB的检测能力。基于LISA-TianQin轨道特征，提出了一种从混合数据中区分不同偏振模式的方法。与地基探测器相比，LISA-TianQin网络更能分辨SGWB的偏振。特别是，LISA-TianQin网络有可能解决地基探测器无法解决的两个标量模式。
2023-03-05 gr-qc physics.data-an
Science with the TianQin observatory: Preliminary results on testing the no-hair theorem with ringdown signals
利用大质量黑洞双星并合产生的振铃信号，研究了天基引力波天文台天琴观测站检验广义相对论无毛定理的能力。我们参数化的振铃信号的四个最强的拟正规模式和估计的信噪比为各种源参数。我们认为，无论是从单一的检测和所有的事件结合在整个生命周期的天文台，不同的天体物理模型的约束。我们发现，在任务结束时，天琴将有约束的频率和衰减时间的主要模式22从广义相对论预测的偏差分别在0.2%和1.5%，子领导模式的频率也可以被限制在0.3%。天琴和LISA的频率窗不同，两者具有很强的互补性。事实上，LISA可以最好地对超过$\sim 3\times 10^6 M_\odot$的黑洞质量进行振铃测试，而天琴最适合较低的质量。
2019-08-22 gr-qc
Pioneer anomaly: What can we learn from LISA?
来自两个深空航天器，先锋10号和11号的多普勒跟踪数据显示了一个异常的蓝移，这被称为“先锋异常”。这种效应通常被解释为航天器的真正减速--这种解释面临着行星星历的严重挑战。先锋号的异常也可能表明无线电信号本身受到了未知的影响。一些作者提出了这样的蓝移如何与宇宙学有关的建议。我们认为这种解释的先锋异常和研究的影响，异常蓝移的激光干涉仪空间天线（LISA），计划联合欧空局-美国宇航局的任务，旨在探测引力波。LISA臂长的相对频移（与光的传播时间成比例）估计为10 E-16，这比预期的引力波振幅大得多。异常蓝移以两种方式进入LISA信号，作为与引力波信号折叠的小项，以及作为低频的大项。详细的分析表明，这两个贡献仍然无法检测到，并不影响引力波的检测。这意味着先驱者异常必须在太阳系外进行测试，无论这种影响是由异常蓝移还是由真正的力量引起的。
2005-09-07 gr-qc
Primordial Gravitational Waves with LISA
原初引力波是现代宇宙学的下一个目标。它们代表了早期宇宙的一个窗口，也是暴胀时期物理学和微观物理学的唯一探测器。当GW的产生发生在比标准的单场慢滚更丰富的场景中时，GW信号在小于宇宙微波背景的尺度上也变得可能被检测到。LISA将是对CMB实验的极大补充，以提取有关原始暴胀模型的信息，特别是探测我们所知甚少的暴胀时期的各个阶段。
2016-12-20 astro-ph.CO gr-qc
Constraining effective quantum gravity with LISA
所有通向引力量子理论的现代途径--即，微扰量子引力单圈精确修正标准模型、弦论甚至圈量子引力中的整体手征流--需要用宇称违背的陈-西蒙斯项补充爱因斯坦-希尔伯特作用量。这样的项导致振幅双折射引力波传播：即，一个（圆）偏振态随着传播而放大，而另一个偏振态被衰减。拟议中的激光干涉仪空间天线（LISA）能够在宇宙学距离上观测引力波，这表明LISA观测可能会对这种量子引力的表现产生强烈的约束。在这里，我们报告的影响，时空振幅双折射上的信号LISA的计算是能够观察到从吸入大红移的超大质量黑洞二进制文件。我们发现，双折射表现在观测中作为一个异常的进动的二进制的轨道角动量，因为它朝着聚结，其大小取决于在辐射波前的世界线的陈-西蒙斯耦合的综合历史演变。我们估计，LISA可以把边界上的陈-西蒙斯修改的引力比目前的太阳系约束强几个数量级，从而提供了一个探测时空的量子结构。
2008-11-02 gr-qc
Lisa
引力相互作用的极端微弱性导致了只有在大尺度天体物理和宇宙学源中才能产生强度可观的引力波（GW）。基于地球的探测器面临无法克服的问题，即由于地震振动而对频率低于10 Hz的信号敏感。为了看到较低频率的信号，基于空间的检测器是自然的解决方案。LISA（激光干涉仪空间天线）是欧空局和美国航天局的一个联合项目，目的是探测频率范围在10^{-4} Hz和10^{-1} Hz之间的全球引力波，该项目由位于日心轨道上的三个航天器组成，其由全球引力波引起的臂长变化由高精度干涉测量法监测。本文回顾了LISA任务的主要特点和科学目标，以及对其前身技术任务LPF（LISA探路者）的简短描述。
2004-04-17 gr-qc
Optimal statistic for detecting gravitational wave signals from binary inspirals with LISA
一个在螺旋阶段早期的致密双星将被LISA的近单色引力辐射所捕获。但是，即使是这个看似无害的候选人也提出了有趣的检测挑战。将扫描这些源的数据将是通过时间延迟干涉测量法获得的LISA的12个数据流的三个函数的集合，这对于消除来自激光频率波动和光学工作台运动对这些数据流的噪声贡献是必要的。我们称这三个函数为伪检测器。任何伪探测器对给定天空位置的灵敏度都是LISA轨道位置的函数。此外，在LISA轨道上的给定点，每个伪探测器对同一天空位置的灵敏度不同。在这项工作中，我们得到了最佳的统计检测引力波信号，如从紧凑的双星早期在他们的inspiral阶段，在LISA数据。我们还介绍了如何灵敏度的LISA，定义这个最佳的统计，变化的天空位置和LISA的轨道位置的函数。最后，我们展示了如何通过在天空位置构建一个模板库来实现对LISA数据的螺旋信号的实时搜索。
2004-07-02 astro-ph gr-qc
Reducing cosmological degeneracies by combining multiple classes of LISA gravitational-wave standard sirens
Université de Toulouse（图卢兹大学）；Università di Milano - Bicocca（米兰比可卡大学）；INFN, Sezione di Milano-Bicocca（意大利国家核物理研究所米兰-比可卡分部）；Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik, Albert-Einstein-Institut（马克斯·普朗克引力物理研究所爱因斯坦研究所）；SISSA（的里雅斯特高等研究学院）；INFN Sezione di Trieste（意大利国家核物理研究所的里雅斯特分部）；IFPU - Institute for Fundamental Physics of the Universe（宇宙基础物理研究所）；CERN（欧洲核子研究中心）；Université de Genève（日内瓦大学）；Università di Pisa（比萨大学）；INFN, Sezione di Pisa（意大利国家核物理研究所比萨分部）
本文通过结合LISA极端质量比 inspirals 和大质量黑洞双星，减少宇宙学退化，获得对Hubble常数和暗能量方程状态参数的有力约束，展示LISA在广波红移范围内的晚时期宇宙学潜力。
2026-03-24 astro-ph.CO gr-qc
Effects of finite arm-length of LISA on analysis of gravitational waves from MBH binaries
当引力波的长度小于探测器的臂长时，由于波的性质表现得很强，干涉仪的响应变得很复杂。我们研究了在LISA情况下这种复杂效应对合并大质量黑洞双星参数估计的影响。结果表明，某些双星的三维位置可能比过去使用长波近似的估计更好地确定。对于质量相等的二进制文件，这种改进在$\sim 10^5\sol$上最为突出。
2002-10-09 astro-ph gr-qc
The LISA-Taiji network
LISA和Taiji都是计划在太阳轨道上发射的天基引力波探测器，预计将于2030-2035年发射。假设一年的重叠，我们探索一个潜在的LISA-Taiji网络快速，准确地定位引力波源。
2020-02-10 astro-ph.IM gr-qc
Galactic Binary Gravitational Wave Noise within LISA Frequency Band
本文研究了银河系中与未分辨双星有关的引力波噪声，其特殊目的是确定引力波停止贡献空间干涉仪（LISA）均方根噪声的频率上限。这一背景的上限来自于超新星Ia爆炸的统计数据，其中一部分可能是由双星白矮星合并引发的。二进制随机噪声交叉LISA均方根灵敏度的上限频率位于0.03-0.07赫兹的范围内，这取决于银河系的二进制白矮星合并率。为了能被激光ISA可靠地探测到，在f>0.03 Hz时，每对数频率间隔的宇宙背景能量密度应为Omega_{GW} h_{100} ^2>10^{-8}。
1998-01-06 astro-ph gr-qc
Characterizing the Galactic Gravitational Wave Background with LISA
本文用蒙特卡罗模拟方法模拟了激光干涉仪空间天线（LISA）对银河系引力波背景的响应。模拟的数据流被用来估计的数量和类型的二进制系统，将单独解决在一年的功率谱。我们发现，背景是高度非高斯由于个别明亮的源的存在，但一旦这些源被识别和删除，剩余的信号是高斯。我们还提出了一个新的估计未解决的来源，提高了早期的估计所造成的混淆噪声。
2006-04-07 astro-ph gr-qc
Linking gravitational waves and X-ray phenomena with joint LISA and Athena observations
宇宙结构的演化、第一个黑洞的形成和生长以及它们与重子环境的联系是天体物理学中尚未解决的关键问题。X射线雅典娜飞行任务和引力波激光干涉仪空间天线为解决这些问题提供了独立和互补的角度。我们发现，如果存在约1% - 10%爱丁顿光度的瞬发X射线发射，那么在100 ks的曝光时间内，雅典娜可以探测到多达10个红移<3.5的LISA发现的质量范围为10^5 - 10^8 Msun的黑洞双星。同样地，如果任何由激光干涉仪探测到的极端质量比吸气发生在吸积盘中，雅典娜可以探测到红移~ 1的相关电磁辐射。最后，正如LISA所警告的，雅典娜可以提前指向并盯着红移<~ 0.1的恒星质量的双星黑洞合并。这些科学机会强调了两个天文台同时观测的巨大发现空间，如果它们在不同的时代运行，就会错过。
2020-01-14 astro-ph.HE gr-qc
Towards Tests of Alternative Theories of Gravity with LISA
恒星致密天体向大质量黑洞的内旋，通常被称为极端质量比内旋（EMRI），是未来激光干涉仪空间天线（LISA）最重要的引力波源之一。中等质量比螺旋（IMRI）也对推进地面引力波观测站感兴趣。我们在这里讨论如何修改的引力相互作用可以影响这些系统发出的信号和它们的可探测性LISA。我们特别关注陈-西蒙斯修正引力，这是一种出现在不同量子引力方法中的理论。
2010-01-27 gr-qc hep-th
Event Rate for Extreme Mass Ratio Burst Signals in the LISA Band
围绕$10^{4.5}$ -$10^{7.5}$太阳质量大质量黑洞（MBH）的短周期轨道上的恒星质量致密物体被认为是欧空局/美国航天局激光干涉仪空间天线（LISA）引力波探测器的重要连续波引力辐射源。然而，这些极端质量比的螺旋源开始于长周期，接近抛物线的轨道，与MBH有多次近距离接触。在这些近距离接触中发出的引力辐射可能被LISA探测为引力波爆发，如果特征通过时间尺度小于$10^5$秒。将一个静态的球形模型缩放到银河系凸起的大小和质量，我们估计这种爆发信号的事件发生率为每年约15次，LISA可以检测到信噪比大于5的信号，起源于我们的银河系。当扩展到室女室女星系团星系团时，我们的估计增加到引力波爆发率~ 18。我们的结论是，这些极端的质量比爆发源可能是一个稳定的和重要的引力辐射源的LISA数据流。
2006-09-22 astro-ph gr-qc
Detecting Cosmic Gravitational-wave Background from Super-heavy Cosmic Strings with LISA
虽然宇宙弦说不适合于星系形成，但它在宇宙引力波背景的产生方面具有重要意义。本研究旨在开发一种从LISA数据流中提取宇宙弦产生的宇宙引力波背景的算法，并将该算法应用于包含不同强度宇宙弦产生的背景的模拟数据流中，研究该源的探测阈值。对于1年的观测，发现在标准情景下Gμ的探测阈值为3.12 \times 10^-16。在p和ε可调的情况下，参数空间中的可检测区域定义为（Gμ）^2/3 ε^-1/3 / p> 4.6 \times 10-11。
2012-02-16 astro-ph.CO gr-qc
The Large Magellanic Cloud Revealed in Gravitational Waves with LISA
激光干涉仪空间天线（LISA）将揭开非瞬态引力波天空充满了鼓舞人心的恒星质量紧凑的双星在本地宇宙。大麦云云（LMC）预计将在LISA的天空中非常突出，因为它离LISA很近，而且有大量的双白矮星（DWD）。在这里，我们提出了第一个专门的研究与引力波源的LMC。我们组装三个LMC模型的基础上：（1）密度分布和恒星形成历史的光波长观测，（2）详细的流体动力学模拟，（3）结合两者。我们的模型产生了100到几百个可探测的DWD：事实上，LMC将是LISA天空中的一个解析星系。重要的是，在这些中，我们预测了几十到一百个双简并超新星Ia型的祖先，一类从来没有明确观察到的双星。探测数量的范围主要是由于我们模型中LMC总恒星质量和最近恒星形成的差异。我们的研究结果表明，LISA源的总数，周期和啁啾质量可以提供独立的约束LMC恒星质量和最近的恒星形成通过比较LISA观测模型，虽然这样的约束将是高度依赖于模型。我们公开提供的模型种群可能会被用于未来的LMC研究，包括其结构和对LISA混淆噪声的贡献。
2023-02-16 astro-ph.GA gr-qc
First search for ultralight dark matter with a space-based gravitational-wave antenna: LISA Pathfinder
我们在这里提出的结果，从有史以来第一次搜索暗光子暗物质，可以耦合到重子在LISA探路者，技术演示的空间引力波天线。在分析了LISA Pathfinder在$[2\times 10^{-5},5]$ Hz频率范围内（对应于$[8\times 10^{-20},2\times 10^{-14}]$ eV/ $c^2$的暗光子质量）采集的大约三个月的数据后，我们没有发现暗物质信号的证据，并对暗光子/重子耦合的强度设定了上限。为了进行这种搜索，我们利用了在地基干涉仪中搜索准单色引力波信号的方法，并且对数据中的非高斯性和间隙具有鲁棒性。因此，我们的工作代表了LISA中搜索方法的概念验证测试，以找到持久的准单色信号，并显示了我们处理非高斯伪影和间隙的能力，同时与最佳匹配滤波器相比保持良好的灵敏度。结果还表明，这些方法可以在LISA中成为强大的工具，不仅可以找到暗物质，而且还可以寻找其他持久的信号，例如中等质量黑洞吸入和银河系白矮星双星。
2023-01-20 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational waves from the vacuum decay with LISA
我们研究了宇宙学一级相变产生的引力波谱。我们比较了两个模型，一个是没有引力的标量场模型，另一个是有引力的标量场模型。根据LISA天基干涉仪对随机引力波背景的灵敏度曲线，比较了前一种情况和后一种情况下由气泡碰撞过程产生的引力波谱的差异。特别地，我们对两种模型碰撞前的气泡壁速度进行了数值计算。我们表明，这些光谱的振幅之间的差异可以清楚地区分这两个模型。我们期望信噪比=10的LISA可以观察到快速一阶相变的光谱。
2022-07-11 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Observability of lensing of gravitational waves from massive black hole binaries with LISA
本文通过信息矩阵分析评估LISA对引力波透镜波动光学效应的可观测性，发现此前研究低估了其探测能力，LISA可在更高碰撞参数和更低透镜质量下探测透镜信号。
2023-05-29 astro-ph.CO gr-qc
Measuring Parity Violation in the Stochastic Gravitational Wave Background with the LISA-Taiji network
宇称破缺是区分引力波的宇宙学背景和天体物理背景的重要观测量。平面单GW干涉仪，无论是在地面上还是在空间中，都不能测量各向同性随机引力波背景（SGWB）的净圆偏振。在本文中，我们探讨了通过互相关两个计划在2034年左右发射的天基探测器：LISA和太极来探测各向同性SGWB的圆偏振的可能性。我们计算这样的网络的手征的响应，我们进行Fisher预测分析的$I$和$V$斯托克斯参数的SGWB。我们发现，一个明确的测量手性可以要求最大的手性信号与$h^2 \, Ω_{\rm GW} \simeq 10^{-12}$。
2021-04-01 astro-ph.CO 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
