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
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
An independent search of gravitational waves in the first observation run of advanced LIGO using cross-correlation
本文介绍了一种利用LIGO观测站的数据同时搜索引力波的无模板方法。该方法的基本思想是，如果应变信号之间的最大相关系数大于一个显著阈值，且其时间差小于观测站间光传播时间的10 ms，则在短时间数据段中存在GW信号。因此，该方法可以用于执行任何类型GW的盲搜索，而不管波形和源类型以及天空位置。一个独立的搜索注入和真正的GW信号从紧凑的二元聚结（CBC）包含在先进的LIGO的第一次观测运行（O1）进行评估其性能。在此基础上，提出的方法能够检测到GW产生的二元系统，而不做任何假设。
2018-07-19 astro-ph.IM gr-qc
Search for continuous gravitational waves from Fomalhaut b in the second Advanced LIGO observing run with a hidden Markov model
结果是从一个连续的引力波从附近的中子星候选人，北落师门b的半相干搜索，使用在第二次观测运行的高级LIGO收集的数据。搜索是基于一个隐马尔可夫模型计划，能够跟踪信号频率的演变，从恒星的长期自旋下降和随机定时噪声的同时。该方案与频域匹配滤波器（$\mathcal{F}$ -统计）相结合，在五天的时间拉伸相干计算。搜索100-1000 Hz的频带。在通过一系列否决之后，一个略高于1%虚警概率阈值的候选人仍需进一步审查。在90%置信水平下，给出了全频带内的应变上限。
2021-06-17 astro-ph.IM gr-qc
Data quality up to the third observing run of Advanced LIGO: Gravity Spy glitch classifications
理解引力波探测器中的噪声对于探测和解释引力波信号至关重要。毛刺是瞬态的非高斯噪声特征，可能具有一系列环境和仪器来源。Gravity Spy项目使用一种机器学习算法，根据时频形态对毛刺进行分类。所得到的分类毛刺集可以用作如何减轻毛刺的检测器表征调查或如何改善毛刺影响的数据分析研究的输入。在这里，我们提出的结果重力间谍分析的数据，以先进的LIGO的第三次观测运行结束。我们分类233981毛刺从LIGO汉福德和379805毛刺从LIGO利文斯顿到形态类。我们发现，两个LIGO站点之间的故障分布不同。这突出表明，可能需要针对每个引力波观测站的具体情况进行数据质量研究。
2023-02-08 astro-ph.IM gr-qc
Automated Evaluation of Environmental Coupling for Advanced LIGO Gravitational Wave Detections
针对高级LIGO引力波探测中环境耦合评估效率低的问题，研究人员开发了计算工具PEMcheck，利用现有环境传感器数据自动量化耦合程度，大幅提升审核效率，将在LIGO第四次观测运行的事件验证中发挥关键作用。
2024-06-21 astro-ph.IM gr-qc
Results of the deepest all-sky survey for continuous gravitational waves on LIGO S6 data running on the Einstein@Home volunteer distributed computing project
我们报告了从S6 LIGO科学运行的数据中对来自孤立中子星的周期性引力波进行深空搜索的结果。由于Einstein@Home分布式计算项目的志愿者提供的计算能力，搜索成为可能。我们没有发现明显的信号候选者，并对来自目标人群的引力波信号的振幅设定了迄今为止最严格的上限。在最佳应变灵敏度的频率下，在$170.5$和$171$ Hz之间，我们设置了${5.5}^{-25}$的90%置信上限，而在我们频率范围的高端，大约505 Hz，我们达到了上限$\simeq {10}^{-24}$。在$230$ Hz处，我们可以用$10^{38} \textrm{kg m}^2$的主惯性矩的基准值排除地球100 pc范围内椭圆度大于$10^{-6}$的源。如果我们假设一个更高（更低）的引力波自旋，我们就把更远（更近）的物体限制在更高（更低）的椭圆度上。
2016-07-02 astro-ph.IM gr-qc
Advanced LIGO
先进的LIGO引力波探测器是为位于华盛顿州汉福德和洛杉矶利文斯顿的两个LIGO天文台设计和建造的第二代仪器。这两台仪器在设计上完全相同，是一台臂长4公里的迈克耳孙干涉仪的专门版本。与最初的LIGO一样，臂中使用法布里-珀罗腔以增加与引力波的相互作用时间，并使用功率回收来增加有效激光功率。Advanced LIGO中增加了信号回收，以提高频率响应。在100 Hz附近的最敏感频率区域，设计应变灵敏度是初始LIGO的10倍。此外，灵敏度带的低频端从40 Hz向下移动到10 Hz。所有的干涉仪组件都被改进的技术所取代，以实现这种灵敏度增益。更好的地震隔离和测试质量悬挂是低频增益的原因。较高的激光功率、较大的测试质量和改进的反射镜涂层导致中高频灵敏度的提高。计划于2015年年中开始使用这些新仪器收集数据。
2014-11-17 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
Report on an all-sky LIGO search for periodic gravitational waves in the S4 data
我们报告的全天空搜索周期性引力波的频率范围为50-1000赫兹，并具有负频率时间导数与幅度之间的零和$10^{-8}$ Hz/s的LIGO探测器。来自第四次LIGO科学运行的数据已用于此搜索。三种不同的半相干方法的总和应变功率。没有观察到周期性引力辐射的证据，我们报告的上限应变振幅和解释这些限制，以约束辐射旋转中子星。
2007-10-25 gr-qc
Toward Low-Latency, High-Fidelity Calibration of the LIGO Detectors with Enhanced Monitoring Tools
本文回顾先进LIGO标定历史，介绍为O4运行开发的低延迟标定流水线改进及实时监测新工具，以提升标定数据的稳健性、可靠性与准确性。
2025-10-09 astro-ph.IM gr-qc
Transient glitch mitigation in Advanced LIGO data with $\textit{glitschen}$
“毛刺”--由LIGO和Virgo等引力波干涉仪收集的数据中的瞬态噪声伪影--是搜索和表征引力波信号的一个始终存在的障碍。由于一些具有类似于高质量、高质量比和极端自旋双黑洞事件的形态，它们限制了对这些源的敏感性。它们还可以作为所有来源的污染物，需要在进行天体物理推断之前进行有针对性的缓解。我们提出了一个数据驱动的，经常遇到的故障类型的参数模型，使用概率主成分分析。作为参数化引力波信号模型的噪声模拟，它可以很容易地被纳入现有的搜索和探测器表征技术。我们已经用开源的glitschen包实现了我们的方法。使用LIGO目前最有问题的故障类型（“光点”和“tomte”），我们证明可以构建适度维度的参数模型，并用于频率论和贝叶斯分析中的有效缓解。
2022-01-19 astro-ph.IM 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
The Advanced LIGO Gravitational Wave Detector
高级LIGO引力波探测器将于2011年开始安装，计划于2015年完成。新的探测器将使现有仪器的应变灵敏度提高十倍，可观测空间体积增加一千倍。在这里，我们描述了这些第二代，长基线，激光干涉仪的设计和限制噪声源。
2011-03-14 gr-qc
Search for gravitational-wave transients associated with magnetar bursts during the third Advanced LIGO and Advanced Virgo observing run
磁星是一种中子星，具有极强的偶极磁场，被观察到显示出一系列的x射线耀斑行为，但耀斑机制还没有很好的理解。Advanced LIGO和Virgo的第三次观测从2019年4月1日延长到2020年3月27日，包含来自已知磁星SGR 1935+2154以及新发现的磁星Swift J1818-1607的X射线耀斑。我们寻找引力波符合这些磁星耀斑与最低限度建模，相干搜索，专门针对短时间的引力波产生的激发f-模式在磁星的核心，以及长时间的引力波激发的准周期振荡中观察到的巨大耀斑的尾巴。在本文中，我们报告这些搜索的方法和灵敏度估计，以及天体物理学的影响。
2022-10-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Sub-threshold binary neutron star search in Advanced LIGO's first observing run
本文介绍了在Advanced LIGO的第一次观测运行中对双中子星双星的引力波的探测。搜索考虑了一个狭窄的范围内的二进制啁啾质量的人口在附近的宇宙中已知的双中子星二进制的动机。这次搜索与以前发表的结果不同，它提供了Advanced LIGO在这个狭窄的质量范围内首次观测运行的最灵敏的中子星调查，并包括两个LIGO探测器中只有一个在分析中运行的时间。搜索是敏感的二进制中子星的吸气到平均距离约85百万秒差距超过93.2天。我们没有发现任何明确的引力波信号在我们的样本103次阈值候选人的假警报率小于每天一个。然而，考虑到预期的双星中子星合并速率为R = 100 - 4000 Gpc^（-3）yr^（-1），我们预计O（1）引力波事件在我们的候选名单中。这表明这些候选者中的一个或多个实际上可能是一个双中子星合并。虽然我们的候选名单中的污染分数为~ 99%，但有可能将这些事件与其他信使相关联，以识别潜在的多信使信号。我们提供了一个在线候选人名单的时间和天空位置的所有事件，以使多信使搜索。
2019-01-29 astro-ph.IM gr-qc
Posterior samples of the parameters of binary black holes from Advanced LIGO, Virgo's second observing run
利用LIGO和Virgo天文台的引力波开放数据，对观测到的7个双星黑洞合并事件（GW170104、GW170608、GW170729、GW170809、GW170814、GW170818和GW170823）进行了参数估计分析。我们描述的方法，使用引力波数据的参数估计的致密双星，我们提出的推断天体物理参数的后验分布。我们发布了后验概率密度函数的样本，并提供了有关使用和复制本文所述结果的教程。
2019-06-03 astro-ph.HE astro-ph.IM 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 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
Gravitational wave searches with Advanced LIGO and Advanced Virgo
先进的LIGO和先进的Virgo有望在未来几年内首次直接探测到引力波（GW）。可能的GW发射类型包括短时间爆发，由中子星或黑洞组成的致密双星合并产生的信号，来自快速旋转的中子星的连续辐射，以及原始性质的随机背景辐射或由大量单独无法分辨的源叠加产生的随机背景辐射。我们描述了不同的方法，已经开发出搜索这些不同类型的信号。在本文中，我们专注于GW检测方法本身;多信使搜索以及由检测实现的进一步科学在本卷的单独贡献中处理。
2015-05-18 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
Realtime search for compact binary mergers in Advanced LIGO and Virgo's third observing run using PyCBC Live
Advanced LIGO和Advanced Virgo的第三次观测运行发生在2019年4月至2020年3月之间，产生了数十个引力波候选者，其中许多现在已被公布为可靠的探测。第三次观测的一个关键要求是快速识别和公开报道紧凑的双星合并，这使得电磁和中微子观测站能够进行大规模的后续观测活动。PyCBC Live是一种基于频域匹配滤波的紧凑二进制合并的低延迟搜索，已在第二次和第三次观测运行期间使用，以及其他低延迟分析，以从LIGO和Virgo获取的数据中生成这些快速警报。本文描述并评估了第二次观察运行后对PyCBC Live所做的改进，这些改进定义了第三次观察运行期间的操作和性能。
2022-02-01 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Application of a hierarchical MCMC follow-up to Advanced LIGO continuous gravitational-wave candidates
我们提出了第一个应用程序的层次马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）后续连续引力波候选人从实际数据搜索。后续使用MCMC采样器从后验分布中绘制参数空间点，使用匹配滤波器作为对数似然构造。随着离群值的缩小，相干时间增加，施加更多限制性的相位演化模板。我们引入了一种新的贝叶斯因子来比较不同阶段的结果：信号假设来自第一原理，而噪声假设使用极值理论来推导背景模型。我们的建议的有效性进行了评估假高斯数据和应用到一组30个离群值产生的不同的连续波搜索O2先进的LIGO数据。我们的分析结果表明，除了五个异常值外，所有异常值都与标准连续波信号模型下的天体物理起源不一致。我们成功地将四个幸存的离群值归因于仪器伪影和数据中存在的强大硬件注入。第五个异常值的行为也表明了工具性起源，但我们无法将其与任何已知的工具性原因联系起来。
2021-10-01 astro-ph.IM gr-qc
An all-sky search in early O3 LIGO data for continuous gravitational-wave signals from unknown neutron stars in binary systems
我们提出了一个搜索连续的引力波发射的中子星在二进制系统进行的数据从早期的第三次观测运行的先进LIGO和先进的处女座探测器使用半相干，GPU加速，BinarySkyHough管道。研究分析了LIGO探测器最敏感的频段，50 - 300 Hz。双星的轨道参数分为四个区域，包括3 - 45天的轨道周期和2 - 40光秒的投影半长轴。未报告发现。我们使用模拟连续波信号估计搜索的灵敏度，在分析的参数空间中获得迄今为止最灵敏的结果。
2021-05-16 gr-qc
All-sky radiometer for narrowband gravitational waves using folded data
我们展示了一个全天搜索持久的，窄带引力波使用模拟数据。搜索采用辐射测量恒星折叠的数据，以揭示持久的引力波源的信号模型的最小假设。该方法补充了连续波搜索，连续波搜索经过微调，可以从旋转的中子星中搜索引力波，同时提供了一种检测专用连续波技术可能错过的更多外来源的方法。我们应用该算法模拟高斯噪声的LIGO设计灵敏度的水平。我们计划在第一次观测运行中LIGO网络算法的应变幅度灵敏度为$h_0 \approx 1.2 \times 10^{-24}$（$1\%$虚警概率，$10\%$虚警概率）。我们包括治疗仪器线和检测器文物使用时移LIGO数据从第一次观测运行。
2019-01-30 astro-ph.IM gr-qc
Search for gravitational waves from twelve young supernova remnants with a hidden Markov model in Advanced LIGO's second observing run
来自快速旋转的中子星的持续引力波，例如在一些年轻的超新星遗迹中发现的那些，可能会落入先进的激光干涉仪引力波天文台（aLIGO）的灵敏度波段。由于频率和频率导数是未知的，并且由于源的年轻而迅速演变，因此这些信号的估计在计算上具有挑战性。隐马尔可夫模型（HMM），结合最大似然匹配滤波器，跟踪快速的频率演变半相干的计算效率的方式。我们提出了一个HMM搜索的结果，针对12个年轻的超新星遗迹的数据从先进的LIGO的第二次观测运行。六个目标产生高于搜索阈值的候选项，并在预定义的数据质量否决中幸存下来。然而，这些候选人的后续分析表明，他们都是一致的仪器噪声文物。
2020-10-22 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
First all-sky upper limits from LIGO on the strength of periodic gravitational waves using the Hough transform
我们执行一个宽的参数空间搜索连续的引力波在整个天空和在一个大的范围内的值的频率和第一自旋参数。我们的搜索方法是基于霍夫变换，这是一个半相干的，计算效率高，鲁棒的模式识别技术。我们将这种技术应用于LIGO探测器第二次科学运行的数据，我们的最终结果是在200- $400 $ Hz范围内的一组窄频带上由未知孤立的自旋中子星发射的引力波强度的全天上限。在这个频率范围内，我们得到的引力波应变振幅的最佳上限是$4.43\times 10^{-23}$。
2005-08-16 gr-qc
Gravitational-wave searches in the era of Advanced LIGO and Virgo
引力波天文学的领域已经被用干涉探测器进行的引力波观测所开辟。本文综述了美国激光干涉仪引力波天文台和意大利Virgo天文台目前使用的引力波探测器和数据分析方法。这些分析方法也将用于最近完成的日本KAGRA天文台。数据分析算法的目标是四类引力波之一。短持续时间，瞬态源包括紧凑的二进制合并，和突发源起源于不良的模拟或意外的来源。长持续时间源包括发射频率一致的连续信号的源，以及形成随机背景的许多未分辨源。描述潜在的来源和搜索引力波从这些类的详细。
2021-08-02 astro-ph.IM gr-qc
Implications of dedicated seismometer measurements on Newtonian-noise cancellation for Advanced LIGO
来自地震场的牛顿引力噪声将成为第二代引力波探测器的低频限制噪声源。计划使用围绕探测器测试质量的地震传感器，使用从传感器和探测器数据之间的相关性导出的维纳滤波器来相干地减去牛顿噪声。在这项工作中，我们使用的数据从部署在角落站的LIGO汉福德探测器结合倾斜仪的地震场的详细表征，并预测可实现的牛顿噪声减法水平。如前所示，使用地震仪数据消除倾斜仪信号是牛顿噪声消除的最佳可用代理。根据我们的研究结果，一个相对较小的地震仪的数量可能足以执行噪声消除由于一个几乎理想的两点空间相关的地震表面位移在角落站，或者，倾斜仪部署在每个角落站的两个测试质量在汉福德将能够有效地消除牛顿噪声。此外，我们表明，在LIGO的第二次科学运行期间观察到的地面倾斜到差分臂长耦合与引力耦合是一致的。
2018-07-18 astro-ph.IM gr-qc
The Influence of Dual-Recycling on Parametric Instabilities at Advanced LIGO
具有高循环功率和悬浮光学器件的激光干涉仪，如LIGO引力波探测器，会经历被称为参数不稳定性的光机耦合效应：由光场驱动的反射镜中的机械共振的失控激发。这可能使干涉仪感测和控制系统饱和，并限制检测器的观察时间。LIGO站点的当前缓解技术成功地抑制了所有观察到的参数不稳定性，并专注于干涉仪的法布里-珀罗臂腔中的不稳定性行为，其中首先产生不稳定性。在本文中，我们模拟了完整的双回收先进LIGO设计与固有的缺陷。我们发现，添加功率和信号回收腔会改变干涉仪对机械模式的响应，导致峰值数量增加四倍。信号再循环腔中的累积相位或古伊相位的变化对参数增益有显著影响，因此哪些模式需要抑制。
2017-09-12 astro-ph.IM gr-qc physics.optics
A New Search Pipeline for Compact Binary Mergers: Results for Binary Black Holes in the First Observing Run of Advanced LIGO
在本文中，我们报告了一个新的和独立的管道，用于分析公共数据的第一次观测运行的先进LIGO紧凑的二进制系统的合并。该流水线结合了不同的技术，并在其所有阶段（包括搜索设计、构造模板库的方法、检测坏数据段的自动例程）做出独立的实现选择（“毛刺”）并将良好的数据与之隔离，说明检测器噪声的非平稳性质的过程，单检测器级的信号质量否决和组合多检测器结果的方法。我们的管道使我们能够在公开的LIGO数据中识别新的二元黑洞合并GW151216。本文作为管道的重要阶段的鸟瞰图。各个阶段的全部细节和推导将出现在随附的论文中。
2019-03-19 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
The implications of Mexican-hat mirrors: calculations of thermoelastic noise and interferometer sensitivity to perturbation for the Mexican-hat-mirror proposal for advanced LIGO
热弹性噪声将是最重要的噪声源，在先进的LIGO干涉仪与蓝宝石测试质量。先进LIGO的标准计划在传统镜子的框架内优化了光学器件，以减少热弹性噪音。最近，我们和我们的合作者提出了超越传统光学的界限，以增加有效的光束光斑尺寸，从而降低热弹性噪声。一种特殊的镜面形状建议（“墨西哥帽镜”）产生了“台面”光束。在本文中，我们概述了一个一般的程序，分析光在单个臂腔中传播，以及相关的热弹性噪声，在任意光学的存在。我们应用这些程序来研究墨西哥帽的建议。通过本文的技术获得的结果在其他地方提出，以证明墨西哥帽先进LIGO的建议既显着降低热弹性噪声，并没有显着复杂的干涉仪的功能。
2004-09-13 gr-qc
Improved limits on a stochastic gravitational-wave background and its anisotropies from Advanced LIGO O1 and O2 runs
我们整合了整个公开的高级LIGO（ALIGO）数据集，以获得随机引力波背景（SGWB）的最大似然约束图。从这些我们得到的随机背景$Ω_{\rm GW}$的能量密度的限制，和它的各向异性。我们发现95%的置信限$Ω_{\rm GW} < 5.2\times 10^{-8}$在$50$ Hz的光谱指数$α=2/3$一致的随机背景，由于螺旋事件和$Ω_{\rm GW} < 3.2\times 10^{-7}$的规模（频率）不变的频谱。我们还报告了三个宽带积分的数据的角功率谱$C_\ell$的上限。最后，我们提出了一个估计，我们将数据集成到10个单独的光谱箱作为第一次尝试进行模型独立的估计SGWB及其各向异性。
2019-07-24 astro-ph.CO astro-ph.IM gr-qc
First Test of High Frequency Gravity Waves from Inflation using ADVANCED LIGO
暴胀模型结束于一阶相变产生引力波（GW）通过气泡碰撞的真正的真空阶段。我们证明，这些气泡碰撞可以留下一个可观察到的签名在先进的LIGO，即将到来的地面GW实验。这些GW依赖于暴胀模型的两个参数：$\varepsilon$表示暴胀子势的假真空和真真空之间的能量差，$χ$测量相变结束的速度（$χ\sim$是实际相变期间e折叠的数量）。先进的LIGO将能够在参数空间$10^7 \rm{GeV}\lesssim \varepsilon^{1/4} \lesssim 10^{10} \rm{GeV}$和$0.19 \lesssim χ\lesssim 1$内测试相变模型的有效性。如果暴胀是通过一阶相变发生的，那么Advanced LIGO可能是第一个从暴胀中发现高频GW的。
2015-01-11 astro-ph.HE gr-qc
Potential tests of the Generalized Uncertainty Principle in the advanced LIGO experiment
广义不确定原理和最小可测长度出现在各种引力理论中，并预测了正则位置-动量对易关系的普朗克尺度修正。假设量子光学中电磁场的正则变量之间存在类似的修正交换子，我们计算了迈克尔逊-莫雷干涉仪的辐射压力噪声和散粒噪声的普朗克尺度修正，特别关注LIGO等重力波探测器。我们表明，先进的LIGO是潜在的足够敏感，以观察普朗克尺度效应，从而间接的最小长度。我们还提出了从当前和未来先进的LIGO实验的量子引力参数的边界的估计。
2018-09-26 gr-qc hep-th quant-ph
Hierarchical follow-up of sub-threshold candidates of an all-sky Einstein@Home search for continuous gravitational waves on LIGO sixth science run data
我们报告的结果，周期性引力波的频率在50和510赫兹之间的孤立的紧凑的对象，即中子星的全天搜索。采用了一种新的分层多阶段方法，由Einstein@Home项目的计算能力支持，允许比以往任何时候都更深入地探测。来自初始搜索的1600万个亚阈值候选者[LVC，arXiv：1606.09619]在三个阶段中被跟踪。这些候选者中没有一个与孤立的引力波发射器一致，并且90%置信水平上限被放置在来自目标群体的连续波的振幅上。在170.5和171 Hz之间，我们将应变振幅h 0的最具约束性的90%置信上限设定为4.3x10-25，而在我们的频率范围的高端，我们实现了7.6x10-25的上限。这是迄今为止最具约束力的全天上限，并将距离D处以300 Hz发射的旋转致密天体的椭圆率限制为小于6x 10 -7 [d/100 pc]。
2016-08-31 astro-ph.IM gr-qc
Constraints on the Primordial Black Hole Abundance from the First Advanced LIGO Observation Run Using the Stochastic Gravitational-Wave Background
高级LIGO对引力波事件的发现正在刺激对二元黑洞起源的广泛研究。假设引力波事件可以用二元原生黑洞合并来解释，我们利用Advanced LIGO给出的随机引力波背景上限作为新的观测窗口，独立地约束了暗物质中原生黑洞的丰度。我们表明，先进的LIGO的第一次观测运行提供了最好的约束的原始黑洞丰度的质量范围$1 M_\odot \lesssim M_\text{PBH}\lesssim 100 M_\odot$，推动以前的微透镜和矮星系动力学约束更严格的1个数量级。此外，我们还讨论了在不久的将来利用先进LIGO探测太初黑洞，特别是太阳底下质量的太初黑洞随机引力波背景的可能性。
2018-05-15 astro-ph.CO gr-qc hep-th
Optimal degeneracy for the signal-recycling cavity in advanced LIGO
在目前的设计中，Advanced-LIGO干涉仪中的信号回收腔（SRC）是简并的。在这样的简并腔中，由于镜面形状误差和/或热像差的影响，当镜面形状发生轻微变形时，光场的相位波前会发生严重畸变，从而导致信号功率和引力波事件的信噪比（SNR）的显著损失。通过对Advanced-LIGO干涉仪简化模型中光场的数值模式模拟，我们研究了SNR的损失以及载波和信号光场的行为，SRC处于不同的简并水平。我们表明，SNR的损失是严重的退化SRC，和非退化SRC可以用来解决这个问题。我们确定的SRC，这是实现时，腔古伊相位是0.2和1.3弧度之间的最佳水平的简并。我们还讨论了可能的替代设计的SRC，以实现这一最佳简并。
2006-08-29 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
Search for gravitational waves from five low mass X-ray binaries in the second Advanced LIGO observing run with an improved hidden Markov model
低质量X射线双星是地面干涉仪连续引力波搜索的主要目标。本文给出了对五个低质量X射线双星的搜索结果，它们的自旋频率和轨道根数是从X射线脉动精确测量的：HETE J1900.1-2455，IGR J 00291 +5934，SAX J1808.4-3658，XTE J 0929 -314和XTE J1814-338。数据分析来自高级激光干涉仪引力波天文台（LIGO）的观测运行2。搜索算法使用隐马尔可夫模型跟踪自旋漂移，使用$\mathcal{J}$ -统计极大似然匹配滤波器跟踪轨道相位，并使用一套五个否决权来拒绝来自非高斯噪声的伪影。搜索产生了一些低的显着性，高于阈值的候选人符合选定的虚警概率。候选人将在随后的观察运行中得到跟踪。
2020-06-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Hierarchical search for compact binary coalescences in the Advanced LIGO's first two observing runs
探测多个致密双星并合是目前和未来地基引力波探测器的主要目标之一。虽然提高探测器的灵敏度对于实现这一目标至关重要，但有效的数据分析策略可以发挥至关重要的作用。在给定计算能力的情况下，有效的数据分析技术可以扩展参数空间的大小和维度以搜索各种GW源。基于匹配滤波的分析依赖于建模信号来产生用于信号检测的足够的信噪比，如果参数空间太受限，则基于匹配滤波的分析可能会错过它们。具体来说，CBC搜索目前仅限于非旋进双星，其中组件的自旋与轨道角动量对齐或反对齐。因此，对CBCs的分层搜索是很有动机的。该搜索的第一阶段通过用粗模板库匹配过滤粗采样数据来执行，以寻找候选事件。然后，这些候选者被跟踪以在事件的参数空间附近进行更精细的搜索。执行这样的搜索导致计算成本的巨大节省。在这里，我们报告了分层搜索作为基于PyCBC的生产管道的第一次成功实施，以执行对LIGO观测运行的完整分析。在此基础上，我们分析了Advanced LIGO的第一次和第二次观测运行数据。我们恢复了在LIGO-Virgo合作发布的第一个GW目录GWTC-1中PyCBC（平面）搜索检测到的所有事件，使用缩放的背景具有几乎相同的意义。在分析中，我们得到了一个令人印象深刻的因素20减少计算相比，平面搜索。与标准注射研究，我们表明，分层搜索的灵敏度仍然可比的误差条内的平面搜索。
2022-03-07 astro-ph.IM gr-qc
Total-variation methods for gravitational-wave denoising: performance tests on Advanced LIGO data
我们评估总变分方法去噪引力波信号在真实的噪声条件下，注入从核心坍缩超新星和二元黑洞合并的数据从高级LIGO的第一次观测运行的数值相对论波形。这项工作是我们以前的调查，其中只使用高斯噪声的扩展。由于结果的质量取决于模型的正则化参数，因此我们对产生最佳结果的值进行启发式搜索。我们讨论了选择这个参数的各种方法，无论是基于最佳，平均值，或多个值，并比较这些选择的去噪结果。此外，我们还提出了一种机器学习的方法，通过自动搜索获得该方法的拉格朗日乘子。我们的研究结果提供了进一步的证据，全变分方法可以在引力波天文学领域作为一种工具，以消除噪音。
2018-06-19 astro-ph.IM astro-ph.SR gr-qc
Effect of eccentricity on binary neutron star searches in Advanced LIGO
双中子星（BNS）是激光干涉引力波天文台（LIGO）及其国际合作伙伴Virgo和KAGRA的主要引力波源。目前的BNS搜索目标场双星，其轨道将在其引力波进入15 Hz的高级LIGO敏感波段之前被辐射反应圆化。有人认为，一个人口的BNS可能形成的n体相互作用附近的超大质量黑洞或在球状星团，这些系统可能有不可忽略的偏心率在先进的LIGO波段。结果表明，对于总质量为2.4（6.0）太阳质量的BNS系统，偏心率e < 0.02（0.05）的影响可以忽略，对这类双星进行循环搜索是有效的。对于偏心率高达e = 0.4，我们调查的选择偏差所造成的忽略偏心率在BNS搜索。如果存在这样的高偏心率系统，那么在Advanced LIGO和Virgo中将需要专门针对偏心双星的搜索。
2013-06-07 astro-ph.HE gr-qc
A morphology-independent search for gravitational wave echoes in data from the first and second observing runs of Advanced LIGO and Advanced Virgo
引力波回波被认为是具有近地平线结构的奇异致密天体的一个确凿证据。最近有观测声称，回波确实存在于高级LIGO和高级Virgo的数据中，紧接着来自假定的双黑洞合并以及双中子星合并的引力波信号。在本文中，我们部署了一个形态独立的搜索算法的回声介绍曾等人，Phys. Rev. D 98，024023（2018），它（a）能够准确地重建可能的回波信号，对它们的形态进行最小假设，（b）计算贝叶斯证据，假设数据包含信号，仪器故障，或只是平稳的高斯噪声。在这里，我们应用这种分析方法的所有重要事件的第一个引力波瞬态目录（GWTC-1），其中包括信号的双黑洞和双中子星合并发现在第一和第二次观测运行的高级LIGO和高级处女座。在所有情况下，信号与噪声和信号与毛刺的证据比均未高于从探测器噪声中获得的相应“背景分布”，最小$p$值为3%（对于事件GW 170823）。因此，我们没有发现统计学上显着的证据，回声在GWTC-1。
2019-06-26 gr-qc
Comparison of high-accuracy numerical simulations of black-hole binaries with stationary phase post-Newtonian template waveforms for Initial and Advanced LIGO
我们研究的有效性，目前使用的地面引力波探测器搜索合并的二元黑洞的静止相位近似后牛顿波形进行比较，从数值模拟的一个等质量的非自旋二元黑洞inspiral，合并和ringdown获得一个准确的波形。我们进行这项研究的初始和先进的LIGO探测器。我们发现，模板和信号之间的重叠可以通过将匹配滤波器集成到比目前使用的频率更高的频率来改善。我们提出了简单的分析频率截止初始和先进的LIGO，实现了接近最佳的匹配，并可以很容易地扩展到不等质量，旋转系统。我们还发现，模板，包括条款的阶段演变高达3.5 pN的顺序几乎总是更好的，很少显着恶化，比目前使用的2.0 pN模板。对于初始LIGO，我们建议使用模板的策略，包括最近在低质量（$M \leq 35 \MSun$）区域引入的伪4.0 pN项，以及3.5 pN模板，允许在此之上的对称约化质量$η$的非物理值。对于这里使用的数据，该策略总是实现最优值的0.3%以内的重叠。对于高级LIGO，我们推荐使用3.5 pN模板（最高达$M=12 \MSun$）、2.0 pN模板（最高达$M=21 \MSun$）、伪4.0 pN模板（最高达$65 \MSun$）和3.5 pN模板（含非物理$η$）以获得更高质量。这种策略总是实现Advanced LIGO最佳值的0.7%以内的重叠。
2009-01-14 gr-qc
Hierarchical Hough all-sky search for periodic gravitational waves in LIGO S5 data
我们描述了一个新的管道，用于分析数据的第五次科学运行（S5）的LIGO探测器，以寻找连续的引力波从孤立的旋转中子星。所采用的方法是基于Hough变换，这是一种半相干的，计算效率高，鲁棒的模式识别技术。Hough变换用于在数据的时间-频率平面中找到信号，其频率演变符合由地球运动和脉冲星在观测期间的自旋下降对信号施加的多普勒频移所产生的模式。与以前的霍夫全天空搜索的主要区别进行了说明。这些差异包括使用两步分层霍夫搜索，在S5的第一年和第二年产生的候选人之间的巧合分析，和否决策略的基础上$χ^2$测试。
2010-01-21 gr-qc
Validating gravitational-wave detections: The Advanced LIGO hardware injection system
硬件注入是添加到激光干涉引力波天文台（LIGO）的模拟引力波信号。探测器的测试质量由致动器物理移位，以模拟引力波的影响。模拟信号启动控制系统响应，其模仿真实的引力波的响应。这为LIGO观测引力波的能力提供了一个端到端的测试。用于检测和表征信号的引力波分析与硬件注入一起进行。通过寻找注入和恢复信号之间的差异，我们能够表征分析的性能和仪器子系统与检测器输出通道的耦合。本文介绍了硬件注入系统和注入信号的恢复表示二进制黑洞合并，随机引力波背景，旋转中子星，正弦高斯。
2016-12-23 astro-ph.IM gr-qc
The Advanced Virgo Photon Calibrators
随着LIGO、Virgo和KAGRA探测器灵敏度的提高，干涉仪输出的校准变得越来越重要，并可能影响科学结果。对于O3观测，Virgo首次使用光子校准器（PCal）来校准干涉仪，使用调制的辅助激光束照射在Advanced Virgo端镜上的辐射压力。这些光学设备也用于LIGO，现在是全球引力波探测器网络的校准参考。LIGO和Virgo PCal的相互校准基于称为黄金标准的相同绝对参考，可以消除使用PCal的Virgo校准中存在的3.92%的系统偏差。先进处女座的端镜（NE和WE）的PCal引起的位移的不确定性预算估计为1.36%的O3a和1.40%的NE PCal（分别）。O3b的WE PCal为1.74%。这种不确定性是Advanced Virgo全球校准的限制因素。预计在下一次观测运行中，该值将降至1%以下。
2021-01-29 astro-ph.IM gr-qc
Estimate of Tilt Instability of Mesa-Beam and Gaussian-Beam Modes for Advanced LIGO
Sidles和Sigg已经证明，先进的LIGO干涉仪会遇到严重的倾斜不稳定性，其中臂腔的反射镜的对称倾斜导致腔的光束侧向滑动，因此其辐射压力施加了增加倾斜的扭矩。Sidles和Sigg表明，对于先进的LIGO的基线腔-支持高斯光束的近平面球面镜（“FG”腔），这个扭矩的强度T比支持高斯光束的近同心球面镜大26.2倍-“CG”腔：T^{FG}/T^{CG} = 26.2。这促使一项提议，将基线设计改为近同心的球面镜。为了减少先进LIGO中的热弹性噪声，O 'Shaughnessy和Thorne提出用“墨西哥帽”（MH）形反射镜取代球面镜及其高斯光束，该反射镜支持平顶的“台面”形光束。在本文中，我们计算了先进的LIGO腔的倾斜不稳定性扭矩与近平坦的MH镜和台面梁（“FM”腔）和近同心的MH镜和台面梁（“CM”腔），具有相同的衍射损耗在基线FG的情况下。我们发现，恢复力矩的相对大小为T^{CM}/T^{CG} = 0.91，T^{FM}/T^{CG} = 96，T^{FM}/T^{FG} = 3.67。因此，近同心MH镜具有比任何其他配置更弱的倾斜不稳定性。它们的热弹性噪声与近平面MH镜相同，并且比球面镜低得多。
2004-09-21 gr-qc
Directed searches for continuous gravitational waves from twelve supernova remnants in data from Advanced LIGO's second observing run
我们描述了连续引力波从12个以及本地化的非脉冲候选中子星在年轻的超新星遗迹使用先进的LIGO的第二次观测运行的数据直接搜索。我们假设每一颗中子星都是孤立的，并在15 - 150赫兹的频段内搜索，这与已知年轻中子星的预期频率一致。在使用F统计量和基于数据的否决对12.0到55.9天的数据进行连贯整合后，我们没有发现天体物理信号的证据。在某些情况下，我们设定了内在引力波振幅的上限，大于10^{-25}，通常比Advanced LIGO第一次观测的相同物体的上限高出两倍。
2020-03-30 astro-ph.HE gr-qc
Probing the Scale of New Physics by Advanced LIGO/VIRGO
我们表明，如果超出标准模型的新物理与一阶相变约$10^7-10^8$ GeV，存储在由此产生的随机引力波和相应的峰值频率的能量密度是在先进的LIGO/VIRGO探测器的预计最终灵敏度。我们讨论了一些可能的新的物理场景，可能会出现在这样的能量，特别是，后果Peccei-Quinn和超对称破缺尺度。
2016-04-26 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Reconstructing the calibrated strain signal in the Advanced LIGO detectors
高级LIGO的原始探测器输出需要校准以计算无量纲应变h（t）。使用低延迟、在线程序和高延迟、离线程序在时域中产生校准的应变数据。低延迟h（t）数据流在两个阶段中产生，第一阶段在操作检测器的反馈控制系统的相同计算机上执行。该阶段称为前端校准，使用无限脉冲响应（IIR）滤波，并以16384 Hz数字采样率执行所有操作。由于若干限制，该过程目前在校准的应变数据中引入了某些系统误差，从而激发了低延迟过程的第二阶段，称为低延迟gstlal校准流水线。gstlal校准流水线使用有限脉冲响应（FIR）滤波来将校正应用于前端校准的输出。它将时间相关的校正因子应用于校准应变的感测和致动部件，以减少系统误差。gstlal校准流水线也用于高延迟中以重新校准数据，这是必要的，主要是由于校准数据中的在线丢失以及对校准模型或滤波器的识别改进。
2018-03-13 astro-ph.IM gr-qc
All-sky search for gravitational-wave bursts in the first joint LIGO-GEO-Virgo run
我们目前的结果从一个全天搜索未建模的引力波爆发的数据收集的LIGO，GEO 600和处女座探测器在2006年11月和2007年10月之间。在50-6000 Hz的频带上通过三种不同的分析算法执行搜索。数据分析的时间与四个LIGO-Virgo探测器中的至少两个同时运行，总寿命为266天。由搜索算法产生的事件不会在选择切割中幸存下来。我们对撞击探测器网络的引力波爆发率设定了频率上限。当结合之前的LIGO搜索2005年11月至2006年11月之间收集的数据时，在64-2048 Hz波段可检测到的引力波爆发率的上限为每年2.0起事件，置信度为90%。我们还提出了几种类型的合理爆发波形的事件发生率与强度排除图。组合搜索的灵敏度用各种模拟波形的应变振幅的平方和根表示，范围为6 × 10 ^-22 1/sqrt（Hz）至2 × 10 ^-20 1/sqrt（Hz）。这是第一次使用LIGO和Virgo探测器的数据进行的非触发脉冲搜索，也是迄今为止进行的最灵敏的非触发脉冲搜索。
2010-03-04 gr-qc
Distributed State Machine Supervision for Long-baseline Gravitational-wave Detectors
激光干涉仪引力波天文台（LIGO）由两个完全相同但独立的长基线引力波探测器组成。每个先进的LIGO探测器都由复杂的光学机械系统组成，这些系统通过多层主动隔震与地面隔离，所有系统都由数百个快速数字反馈控制系统控制。本文介绍了一种新的基于状态机的自动化平台，开发来处理这些检测器的自动化和监督控制的挑战。该平台，称为\textit{Guardian}，由分布式的，独立的，状态机自动机节点分层组织的完整的检测器控制。用户代码用标准Python编写，该平台旨在促进与调试复杂的Advanced LIGO仪器相关的快节奏开发过程。Guardian是一个通用的状态机自动化平台，可用于所有级别的实验控制，从简单的桌面设置到数百万美元的大型设施。
2016-08-11 astro-ph.IM gr-qc
