Template Bank for Compact Binary Coalescence Searches in Gravitational Wave Data: A General Geometric Placement Algorithm
本文介绍了一种在引力波干涉仪数据中寻找致密双星合并的模板波形的算法。我们利用了二进制参数的频域波形的振幅和展开相位的平滑依赖性。我们组波形具有相似的幅度配置文件和执行奇异值分解的相位配置文件，以获得一个正交基的相位函数。前导基函数跨越低维线性空间，其中任何物理波形的展开相位都很好地近似。最佳模板放置由线性系数空间中的规则网格给出。该算法适用于任何频域波形模型和探测器灵敏度曲线。它在计算上是高效的，并且需要很少的调整。应用该方法，我们构造了一组适用于在LIGO-Virgo数据中搜索自旋对齐的双星中子星、中子星-黑洞和双星黑洞合并的模板库。
2019-07-01 astro-ph.HE astro-ph.IM 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
Efficient Reconstruction of Matched-Filter Signal-to-Noise Ratio Time Series from Nearby Templates for Compact Binary Coalescences Searches
Institute for Cosmic Ray Research, The University of Tokyo（东京大学宇宙射线研究所）
该研究提出了一种通过截断比值波形高效重建匹配滤波信噪比时间序列的方法，用于搜索致密二体合并信号，显著降低计算成本和存储需求。
2026-03-13 astro-ph.IM gr-qc
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
Searches for Compact Binary Coalescence Events Using Neural Networks in LIGO/Virgo Third Observation Period
本文用卷积神经网络分析 LIGO/Virgo O3 时频图，在三个质量区间搜索致密双星并合，发现使用三台干涉仪信息效果最佳，周误报阈值下对训练质量范围内星表事件的探测效率达 70%。
2024-06-13 astro-ph.IM 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
One Merger, Three Bands: Multiband Detection Rates and Parameter Estimation of Stellar-mass Binary Black Hole Coalescences from Millihertz to Kilohertz
International Center for Theoretical Physics Asia-Pacific, University of Chinese Academy of Sciences（国际理论物理中心亚太分署，中国科学院大学）；Taiji Laboratory for Gravitational Wave Universe, University of Chinese Academy of Sciences（太极引力波宇宙实验室，中国科学院大学）
该研究预测恒星级双黑洞多频段引力波探测率与参数精度，发现分赫兹观测主导多数参数改进，协调调度和亚阈值搜索可显著提升科学产出。
2026-09-09 astro-ph.IM
Search strategies for long gravitational-wave transients: hidden Markov model tracking and seedless clustering
在过去的几年里，人们已经探测到了一些来自致密双星聚结的引力波。虽然存在很好理解的波形模型的信号从紧凑的双合并，引力波的许多来源没有很好地模拟，包括潜在的长期瞬态信号从一个双中子星合并后的残余。搜索这些信号源需要强大的检测算法，这些算法对任何潜在信号都做出最小的假设。在本文中，我们比较了两个未建模的搜索计划的长瞬变引力波，操作的交叉功率谱。一个是一个有效的算法，首先实现连续波搜索，基于隐马尔可夫模型。另一种是无籽聚类方法，过去曾用于瞬态引力波分析。我们量化这两种算法的性能，包括灵敏度和计算成本，通过模拟合成信号，特别注重像二进制中子星合并后的残余物的来源。我们证明了隐马尔可夫模型跟踪是一个很好的选择，在模型无关的搜索低信噪比信号。我们还表明，它可以优于无籽方法的某些类别的信号，同时也是计算效率更高。
2019-07-04 astro-ph.IM
The PyCBC search for gravitational waves from compact binary coalescence
我们描述了PyCBC搜索先进的引力波探测器数据中的致密物体二元聚结的引力波。该搜索被用于第一次高级LIGO观测运行，并明确识别出两个黑洞二元合并，GW 150914和GW 151226。PyCBC搜索的核心是使用一组引力波模板波形对二进制合并信号进行匹配滤波器搜索。我们提供了搜索管道的完整描述，包括用于减轻数据中噪声瞬变影响的步骤，识别候选事件并测量其统计显著性。该分析能够测量低至百万年一次的误报率，这是可靠检测信号所需的。使用最初LIGO第六次科学运行的数据，我们表明新的分析减少了搜索中的背景噪声，使二元中子星系统的敏感体积比以前的搜索增加了30%。
2016-09-14 astro-ph.IM gr-qc
Enhancing the significance of gravitational wave bursts through signal classification
观测引力波的探索挑战了我们从探测器噪声中区分信号的能力。这个问题对于具有鲁棒的睁大眼睛方法的瞬态引力波搜索（所谓的全天爆发搜索）尤其相关。在这里，我们展示了如何启发广泛的天体物理特性的信号分类方法，可以实现在所有天空的突发搜索保持其一般性。在我们的案例研究中，我们应用基于人工神经网络的多元分析来分类在紧凑的二元聚结中发射的波。我们提高了数量级的信号属于这个广泛的天体物理类对噪声背景的意义。或者，在噪声事件的错误分类的给定水平下，我们可以检测到总信号群体的约1/4以上。我们还表明，一个更一般的信号分类策略，实际上可以执行，通过测试人工神经网络在区分不同的信号类的能力。LIGO-Virgo探测器网络对未来观测可能产生的影响进行了讨论，通过分析来自先前LIGO-Virgo数据的相干WaveBurst的干扰噪声，WaveBurst是致力于全天空搜索瞬态引力波的旗舰管道之一。
2017-02-10 astro-ph.IM
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
Tackling excess noise from bilinear and nonlinear couplings in gravitational-wave interferometers
我们描述了一种工具，我们改进，以检测多余的噪音在引力波（GW）通道所产生的双线性或非线性耦合的波动的GW干涉仪和它的环境中的各种组件。我们还描述了一个高阶统计工具，我们开发来表征这些耦合，例如，通过解开有助于这种噪声的波动的频率，并证明其实用性，通过应用它来理解先进的LIGO工程数据中的非线性耦合。一旦探测到这种噪声，就非常需要将其消除或加以校正，过去已证明这种行动可提高仪器在搜寻天体物理信号方面的灵敏度。如果不可能做到这一点，则必须采取措施减轻其影响，例如，通过描述它对天体物理学研究的影响。我们说明了这一点，通过一个紧凑的二进制聚结模板银行上的瞬态正弦高斯噪声伪影的影响的研究。
2016-02-08 astro-ph.IM
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
Toward an optimal search strategy of optical and gravitational wave emissions from binary neutron star coalescence
观测一个与从双星中子星合并中探测到的引力波发射相一致的光源，将提高探测的可信度，提供宿主星系的定位，并测试短伽马射线暴的祖先模型。我们采用光学观测的三个短伽马射线暴，050724，050709，051221，估计探测率的协调光学和引力波搜索的中子星合并。模型R-波段光学余辉光曲线的这些突发，包括一个喷气休息外推这些源的灵敏度地平线上的先进LIGO/处女座网络。利用TAROT（m=18）、Zadko（m=21）和一台（8-10）米级望远镜（m=26）的光学灵敏度极限，我们对探测率和成像的节奏时间进行了近似计算。我们发现三个爆发的平均同时检测率为4年^{-1}。类似GRB 050724的爆发，具有大开喷流角，提供了最乐观的每年13次重合探测率^{-1}，并且在触发后最多5天内可以被扎德科探测到。晚时间成像m=26可以检测离轴余辉GRB 051221像爆发几个月后的触发。对于光束角度的广泛分布，识别由引力波探测器触发的光学发射的最佳策略是使用机器人望远镜进行快速响应搜索，然后在触发后的几天内没有检测到余辉的情况下进行更深的成像。
2011-04-29 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
A $χ^2$ statistic for the identification of strongly lensed gravitational waves from compact binary coalescences
Inter University Centre for Astronomy and Astrophysics（大学天文学与天体物理国际中心）；Syracuse University（雪城大学）
研究利用新的χ²统计量，通过GW搜索常用模板，区分致密双星并合产生引力波的透镜与非透镜事件。在实际天体物理数据集上评估性能，发现其效率与现有方法相当，速度更快且统计特性可知，能快速准确筛选和识别相关事件对。
2026-07-24 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Rapid localization and inference on compact binary coalescences with the Advanced LIGO-Virgo-KAGRA gravitational-wave detector network
本研究提出基于多ROQ基的快速参数估计框架，实现LVK探测器网络下BNS信号的低延迟高精度定位，中位分析仅6分钟，定位面积较BAYESTAR减少约30%，已集成至BILBY并用于LVK预警系统。
2023-07-25 astro-ph.HE 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
Beyond FINDCHIRP: Breaking the memory wall and optimal FFTs for Gravitational-Wave Matched-Filter Searches with Ratio-Filter Dechirping
Syracuse University（雪城大学）
本文提出比率滤波去啁啾算法，通过将内存受限的FFT转换为缓存高效的FIR卷积，提升引力波匹配滤波搜索效率，适用于包含有限大小效应、偏心率和预cession的多种搜索。
2026-01-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Status of the O4 run and latest non-CBC results
本文报告Advanced LIGO、Virgo和KAGRA的O4运行状态，涵盖探测器性能、在线警报及AI降噪技术，并介绍连续波、爆发和随机引力波等非CBC源的搜索最新结果，目前尚无探测发现。
2025-05-24 astro-ph.IM gr-qc physics.ins-det
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
Semianalytic Sensitivity Estimates for Catalogs of Gravitational-Wave Transients
本文研究引力波搜索中匹配滤波器响应的半解析建模方法，验证其在LIGO-Virgo-KAGRA第三次观测运行中能高保真再现真实搜索灵敏度，并讨论计算加速策略及第四次观测运行预测。
2023-07-06 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
QoQ: a Q-transform based test for Gravitational Wave transient events
针对引力波瞬态搜索中噪声毛刺造成的误报背景，提出基于Q变换和时频像素占用率的QoQ检验方法，可减少40%公开警报撤回且灵敏度损失极小，适用于在线与离线搜索。
2023-05-14 astro-ph.IM gr-qc
Gravitational Waves: Sources, Detectors and Searches
引力波科学应该在这十年里从一个研究还没有看到的东西转变为一个成熟的天文学领域，在这个领域里，探测到的信号揭示了灾难性事件和奇异物体的性质。LIGO科学合作组织和Virgo合作组织最近完成了对引力波空前敏感的联合数据运行。到目前为止，还没有发现引力辐射（尽管数据挖掘仍在继续）。第一次探测很可能来自正在安装的第二代LIGO和Virgo干涉仪。这些新的探测器预计每年将以全灵敏度探测到约40个中子星双星系统的合并。与此同时，第三代地下干涉仪和天基干涉仪的研发工作仍在继续。与此同时，射电脉冲星界也在积极努力，通过来自天空中不同位置的射电脉冲星阵列的定时残差来探测~几nHz的引力波。随着引力波天文学曙光的临近，这篇评论主要针对感兴趣的粒子和核物理学家，描述了我们迄今为止所学到的知识以及直接发现引力波的前景。
2013-02-01 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Reconstruction of Chirp Mass in the Search of Compact Binaries
利用过剩能量法搜索了由模型特性较差的源产生的引力波。它通过在GW探测器网络中搜索多余能量的重合出现来识别GW事件。虽然它对广泛的信号形态敏感，但能量离群值可能被背景噪声事件（背景）填充，从而降低了真实信号的统计置信度。然而，如果源的物理被部分地理解，则可以施加弱模型依赖约束来抑制背景。本文提出了一种新的思路，当搜索集中在从紧凑的二进制合并产生的GW时，使用重建的啁啾质量以及两个拟合优度参数来抑制背景。
2015-10-17 astro-ph.HE astro-ph.IM
Hierarchical approach to matched filtering using a reduced basis
通过对来自引力波观测站的观测到的应变数据进行匹配滤波来执行从紧密双星聚结（CBC）中搜索引力波，所述匹配滤波针对离散波形模板集，所述离散波形模板集被设计为精确地近似期望的引力波信号，并且被选择为有效地覆盖目标搜索区域。匹配滤波的计算成本与覆盖参数空间所需的模板数量和波形的带内持续时间成比例。这两个因素都增加了难度，因为目前的天文台提高了灵敏度，特别是在低频，并可能对第三代天文台构成挑战。降低匹配滤波的成本将使未来探测器数据的搜索更容易处理。此外，结合偏心率、岁差或目标光源（例如太阳下光源）的影响进行搜索将更加容易。我们提出了一个分层方案的基础上减少的基础方法，以减少计算成本进行匹配过滤器为基础的搜索。与目前的方法相比，我们估计没有任何损失的灵敏度，加速的一个因素~ 10的源与信噪比（SNR）至少=6.0，和一个因素~ 6的SNR至少为5。我们的方法是由线性操作，这是高度并行化。因此，我们使用图形处理单元（GPU）实现我们的算法，并评估商业动机的指标，以证明GPU在CBC搜索中的效率。我们的计划可以扩展到通用CBC搜索，并允许使用GPU进行有效的匹配过滤。
2022-05-11 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Dimensionally Reduced Waveforms for Spin-Induced Quadrupole Searches
我们提出了高度准确的，降维的引力波形的二进制inspirals的组件有大的自旋诱导四极矩。自旋诱导的四极子首先出现在二元聚结的早期inspiral阶段的波形相位中，使其成为物体内部结构的相对干净的探针。然而，对于与克尔有较大四极偏差的天体，使用二元黑洞（BBH）模型的搜索将是无效的。为了进行计算上可行的搜索，我们提出了两个降维模型，这是从原来的六维后牛顿波形这样的系统。我们的降维方法是由后牛顿膨胀中的功率计数，源物理的适当重新参数化，以及在参数空间的大多数物理上动机良好的区域中小的相位中的截断项来指导的。此外，我们注意到，大的四极偏差导致的频率在一个二元系统达到其最小结合能大幅减少。该最小值表示螺旋状状态的结束，并为PN波形提供自然截止。我们为这些频率截止提供了准确的分析估计。最后，我们进行注入研究，以测试的有效性的尺寸减少的波形。我们发现，在$80\%$的注射有一个有效性的$\varepsilon > 0.999$，显着高于通常所需的标准BBH银行，系统与组件自旋的$|χ_i| \lesssim 0.6$和无量纲四极$κ_i \lesssim 10^3$。重要的是，这些波形是有效搜索具有大四极杆的天体物理物体的重要的第一步。
2022-10-31 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Electromagnetic transients as triggers in searches for gravitational waves from compact binary mergers
探测到可能源自双中子星合并的电磁瞬变现象，可以增加LIGO-Virgo地基引力波探测器网络的给定数据段包含来自双合并的信号的概率。电磁信号中包含的其他信息，如天空位置或到源的距离，可以帮助排除假警报，从而降低检测的必要阈值。在这里，我们开发了一个框架，用于确定通过触发电磁瞬变来增加引力波搜索的灵敏度。我们将这个框架应用到各种相关的电磁瞬变，从短伽玛暴的R-过程加热的签名，光学和无线电孤儿余辉。我们计算了在先进探测器时代的多信使观测的预期速率，发现在短GRB上触发的搜索-用当前的高能仪器，如费米-和核合成的“kilonovae”-用未来的光学调查，如LSST -可以分别将多信使探测的数量提高15%和40%，对于二元中子星祖先模型。短GRB触发提供了精确的合并时间，但遭受检测率下降的光束和高先验概率的来源是外部的LIGO-Virgo敏感体积。另一方面，在LIGO-Virgo敏感体积内，通常可以观察到各向同性千新星，其仪器比目前的光学测量灵敏大约一个数量级。我们建议，进行多信使引力波观测的最有效策略是使用未来深空光学全天巡天的触发器，其特征与LSST相当，每年可以进行多达10次这样的同步观测。
2013-06-26 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
PyFstat: a Python package for continuous gravitational-wave data analysis
地面探测器灵敏度波段内的引力波可以由许多天体物理源发射，不仅包括双星合并，而且包括单个旋转的中子星。来自这些源的最有希望的信号，虽然尚未被检测到，但却是持久的准单色连续波（CW）。PyFstat包提供了执行一系列CW数据分析任务的工具。它围绕着F-统计量，一种CW信号的匹配滤波器检测统计量，二十年来一直是LIGO-Virgo CW搜索的标准方法之一。PyFstat构建在LALSuite中已建立的例程之上，但通过其更现代的Python接口，它可以灵活地设计新的搜索策略。因此，它具有双重功能：（i）使LALSuite CW功能更容易通过Python接口访问，从而促进新的用户体验，并为开发人员提供新方法的探索性实现;（ii）为LALSuite本身尚未涵盖的用例提供一组生产就绪的搜索类，最值得注意的是基于MCMC的宽参数空间搜索的有希望候选人的后续工作。
2021-04-06 astro-ph.IM 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
Gravitational wave parameter estimation with compressed likelihood evaluations
引力波（GW）天文学的主要瓶颈之一是执行参数估计和GW搜索的高成本。我们提出了一种新的技术，基于降阶求积（ROQs），应用程序和数据特定的求积规则，进行快速和准确的似然评估。这是马尔可夫链蒙特卡罗（MCMC）算法的主要成本，广泛应用于参数估计研究，因此ROQs提供了一种新的方法来加速GW参数估计。我们说明了我们的方法，使用一个四维GW突发模型嵌入噪声。我们建立了一个ROQ这个模型，并执行四维MCMC搜索与标准和ROQs正交规则，表明，对于这个模型，ROQ的方法是大约25倍的速度比标准的方法，基本上没有损失的准确性。使用ROQ的加速预计将增加更复杂的GW信号模型，因此具有显着的潜力，以加速GW源，如紧凑的二元聚结的参数估计。
2013-09-25 astro-ph.IM gr-qc stat.CO
A search technique to observe precessing compact binary mergers in the advanced detector era
通过匹配滤波器搜索，可以最有效地识别来自紧凑双星聚结的引力波信号，该搜索将数据与预先生成的引力波模板库进行匹配。虽然存在不同的技术来执行匹配滤波器，以及生成模板库，但目前所有建模的引力波搜索都使用限制组件自旋与轨道角动量对齐（或反对齐）的模板。这意味着目前的搜索对具有通用自旋（旋进）的双星产生的引力波信号不太敏感，这表明，潜在的，很大一部分信号可能仍然未被检测到。在这项工作中，我们引入了一个匹配滤波器搜索，是敏感的进动二进制产生的信号，可以实际使用的引力波观测运行期间。利用进动双星的引力波信号可以分解为五次谐波的幂级数这一事实，我们证明了对于总质量大于$17.5\, M_{\odot}$且面内自旋为$>0.67$的中子星黑洞双星，需要一个仅比现有的对齐自旋模板库大$\sim 3\times$的通用自旋模板库来增加我们的$\sim 100\%$敏感体积.事实上，我们的通用自旋搜索以及现有的对齐自旋搜索中子星黑洞信号与微不足道的面内自旋，但提高了灵敏度$\sim60\%$平均在整个通用自旋参数空间。我们预计，这种改进的技术将识别出更多的引力波信号，并最终帮助揭示宇宙中未知的二进制自旋分布。
2023-03-30 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Utilizing aLIGO Glitch Classifications to Validate Gravitational-Wave Candidates
先进的LIGO数据包含许多噪声瞬变或“毛刺”，已被证明可以通过增加随机重合发生的速率来降低匹配滤波器搜索紧凑双星中引力波的灵敏度。这些瞬变现象的存在促使人们进行了大量的工作，以确定观测到的引力波事件在本质上是天体物理事件。我们讨论了PyCBC搜索恒星质量双星的引力波的各种常见的故障，在先进的LIGO的第一次和第二次观测运行中观察到的响应。我们展示了这些瞬态如何从紧凑的二进制聚结模拟波形和量化的可能性，一类给定的毛刺将在搜索管道中创建一个触发器。我们探索的特定波形参数是最相似的不同的毛刺类，并演示如何使用这些相似性的知识时，评估引力波候选人的意义。
2020-02-21 astro-ph.IM gr-qc
Likelihood-ratio ranking of gravitational-wave candidates in a non-Gaussian background
我们描述了一个一般的方法来检测瞬态引力波信号中存在的非高斯背景噪声。我们证明，在相当一般的条件下，所观察到的数据包含一个信号的可能性，它是一个噪声波动的可能性的比率提供了最佳的排名在实验中发现的候选事件。似然比排名允许我们将不同类型的数据组合到一个分析中。我们适用于统一的独立实验的结果和会计的非高斯工件的问题，在寻找引力波从紧凑的二进制聚结LIGO数据的一般框架的问题。我们分析和确认，通过模拟，在这两种情况下的似然比统计结果在一个改进的分析。
2012-01-17 astro-ph.IM gr-qc
Improved binary black hole searches through better discrimination against noise transients
本研究提出一种优化的正弦-高斯 $χ^2$ 统计量，通过考虑噪声瞬变初始相位和改进基向量选择，在真实 LIGO O3 数据中有效提升了双黑洞搜索对噪声的辨别能力，使真阳性率显著提高。
2024-09-25 astro-ph.IM gr-qc
Normalizing flows for density estimation in multi-detector gravitational-wave searches
Institute of Cosmology and Gravitation, University of Portsmouth（宇宙学与引力研究所，朴茨茅斯大学）
本文提出使用归一化流替代传统方法，以降低存储需求并提升多探测器引力波搜索的灵敏度和灵活性。
2026-08-21 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Neural Network Guided Parameter Space Constraints for Gravitational Wave Searches from Binary Black Holes
Institute of Advanced Research（高级研究所）；St.Xavier’s College (Autonomous)（圣泽维尔学院（自治））；Space Research Institute, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院空间研究所）；Nikhef（荷兰国家核与粒子物理研究所）；Centre for Development of Telematics (C-DOT)（电信发展中心）；Department of Physics, University of Massachusetts, Dartmouth（马萨诸塞大学达特茅斯分校物理系）
本研究将CNN参数空间约束框架扩展到对齐自旋双黑洞，证明模板库训练足够，且啁啾质量-持续时间表示在补丁识别中准确率最高（93.2%），显著提升引力波搜索效率。
2026-09-24 astro-ph.IM gr-qc
Hybrid algorithm combining matched filtering and convolutional neural networks for searching gravitational waves from binary black hole mergers
The University of Tokyo（东京大学）；Tokyo Metropolitan University（东京都立大学）
本文提出了一种结合匹配滤波和卷积神经网络的混合算法，用于高效检测二黑洞并合产生的引力波。
2025-12-13 astro-ph.IM gr-qc
Improving significance of binary black hole mergers in Advanced LIGO data using deep learning : Confirmation of GW151216
Inter-University Centre for Astronomy and Astrophysics (IUCAA)（印度理工学院天文学和天体物理学跨大学中心）；Max-Planck-Institut für Gravitationsphysik (Albert-Einstein-Institut)（马克斯-普朗克引力物理研究所（阿尔伯特-爱因斯坦研究所））；Institut für Gravitationsphysik, Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学引力物理研究所）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（阿尔伯特·爱因斯坦研究所））
我们提出了一种新的机器学习（ML）为基础的战略，以寻找二进制黑洞（BBH）合并的数据从地面引力波（GW）观测站。这是第一个基于ML的搜索，不仅恢复了第一个GW瞬态目录（GWTC-1）中的所有紧凑二进制聚结（CBC），而且还通过仅向用于GWTC-1的标准分析添加新的符合排名统计（MLStat）来对GW 151216进行干净的检测。在CBC搜索中，减少陆地和仪器瞬变的污染，这些瞬变通过触发许多假警报而产生巨大的噪声背景，对于提高检测真实事件的灵敏度至关重要。庞大的数据量和大量的预期检测也促使ML技术的使用。我们执行迁移学习来训练“InceptionV 3”，这是一个预先训练的深度神经网络，以及课程学习，通过分析GW信号的连续小波变换（CWT）图来区分GW信号和噪声事件。MLStat将来自此ML分类器的信息合并到标准PyCBC搜索所使用的重合搜索可能性中。这导致先前“低显著性”事件GW 151012、GW 170729和GW 151216的逆虚警率（IFAR）至少提高一个数量级。我们还使用SEOBNRv 4 HM_ROM进行了GW 151216的参数估计。我们进行了注入研究，以表明MLStat带来了实质性的改善，先进的LIGO的检测灵敏度为所有紧凑的二元聚结。对于低啁啾质量（0.8-5 Msun），敏感体积的平均改善约为10%，对于较高质量（5-50 Msun），敏感体积的平均改善约为3…
2021-09-23 astro-ph.HE astro-ph.IM cs.LG
Improving the background estimation technique in the GstLAL inspiral pipeline with the time-reversed template bank
背景估计对于确定引力波事件的统计意义是重要的。目前，使用将应变数据与任何潜在信号隔离的估计技术从应变数据数字地构建背景模型。然而，随着对引力波信号的观测变得频繁，这种隔离的有效性将降低。当信号泄漏到背景模型中时，就会发生污染。在这项工作中，我们展示了一种改进的背景估计技术的搜索引力波（GW）从二进制中子星合并的时间反演建模GW波形。我们发现，新方法可以鲁棒地避免信号污染，信号率约为每20秒1次，并在存在信号的情况下保持干净的背景模型。
2020-09-07 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
