Detecting gravitational waves from inspiraling binaries with a network of geographically separated detectors: coherent versus coincident strategies
本文比较了两种多检测器检测紧凑型二进制螺旋信号的策略，即符合检测策略和相干检测策略，并通过绘制接收机工作特性曲线（ROC）比较了这两种策略的性能。为了获得洞察力，几个结果是通过分析得出的。进行模拟以绘制ROC曲线。被认为是一个单一的天体物理源以及分布的来源。我们发现，连贯的策略优于我们考虑的两个重合的策略。值得注意的是，相干策略的检测概率比朴素重合策略好50%。另一方面，一致性策略和增强一致性策略的绩效差异并不是很大。即使在这种情况下，也不难用连贯的策略执行真实的数据分析。底线是一致性策略是一个很好的检测策略。
2009-10-22 gr-qc
Detecting extreme mass ratio inspirals with LISA using time-frequency methods
恒星质量致密天体对超大质量黑洞的吸入是LISA最重要的来源之一。基于完全相干匹配滤波的检测技术已被证明是计算上难以处理的。我们描述了一种有效的和强大的检测方法，利用这样的系统的时间-频率演化。我们表明，一个典型的极端质量比inspiral（EMRI）源可能被检测到的距离高达~2 Gpc，这将意味着~ 10 s的EMRI源可以检测到每年使用这种技术。我们讨论了使用这种方法作为第一步，在分层搜索的可行性。
2005-02-24 astro-ph gr-qc
Detecting vector charge with extreme mass ratio inspirals onto Kerr black holes
本文利用Teukolsky和广义Sasaki-Nakamura形式论计算带电粒子旋入Kerr黑洞的微扰能量通量，通过Fisher矩阵估计天基引力波探测器对矢量电荷的探测能力，发现可探测小至0.0049的电荷，且黑洞正自旋能显著降低探测误差。
2023-06-28 gr-qc
Detecting extreme mass ratio inspirals with LISA using time-frequency methods II: search characterization
恒星质量的致密天体吸入超大质量黑洞构成了LISA的一些最重要的来源。使用完全相干匹配滤波检测这些源在计算上是难以处理的，因此需要替代方法。在以前的论文（文和盖尔2005年，gr-qc/0502100），我们概述了一种检测方法的基础上寻找多余的功率在时间-频率频谱图的LISA数据。该算法的性能进行了评估，使用一个单一的“典型”的试验波形和近似的噪声统计。在本文中，我们提出的搜索噪声统计的蒙特卡罗模拟的结果，并检查其性能在检测更广泛的试验波形。我们表明，典型的极端质量比吸气（EMRI）可以检测到的距离高达1- 3 Gpc，取决于源参数。我们还讨论了一些剩余的问题，该技术和可能的方法，该算法可以改进。
2005-06-23 astro-ph gr-qc
Detecting dark matter with extreme mass-ratio inspirals
本文研究利用极端质量比旋近（EMRIs）探测超大质量黑洞周围的暗物质，通过Fisher矩阵分析发现暗物质halo的动力学摩擦和吸积效应可打破参数简并，将测量不确定性降低约一个数量级。
2024-01-09 gr-qc
Detecting extreme mass ratio inspiral events in LISA data using the Hierarchical Algorithm for Clusters and Ridges (HACR)
激光干涉仪空间天线（LISA）最令人兴奋的前景之一是探测从恒星质量致密物体的吸入物进入超大质量黑洞的引力波。这些源的检测是一个极具挑战性的计算问题，由于大的参数空间和低幅度的信号。然而，最近的工作表明，最近的极端质量比螺旋（EMRI）事件将足够响亮，可以使用计算成本低，无模板的技术，如时间-频率分析来检测它们。在本文中，我们研究了一个特定的时间-频率算法，聚类和脊的分层算法（HACR）。该算法在功率图中搜索聚类，并使用这些聚类的属性来识别数据中的信号。我们发现，HACR应用到原始频谱图表现不佳，但当数据在构建频谱图时，该算法可以检测到典型的EMRI事件的距离高达$\sim2.6$ Gpc。这比之前考虑的简单的剩余功率方法更进一步。我们讨论的HACR算法，包括调整为单个和多个源，并说明其性能检测典型的EMRI事件，和其他可能的LISA源，如白矮星双星和超大质量黑洞合并。我们还讨论了如何HACR集群属性可用于参数提取。
2007-01-04 gr-qc
Detecting massive scalar fields with Extreme Mass-Ratio Inspirals
提出与理论无关的双参数框架刻画轻标量场对极端质量比旋进引力波的影响，并论证LISA可同时测量标量质量与次级天体标量荷以探测超轻标量场。
2022-12-07 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Detecting the secondary spin with extreme mass ratio inspirals in Scalar-Tensor theory
针对修改引力下极端质量比旋进系统的次级自旋探测问题，发现标量场可放大次级自旋效应，标量荷足够大时能提升探测能力，且小质量初级天体、TianQin更利于该探测。
2023-05-01 gr-qc hep-ph
Detecting extreme-mass-ratio inspirals for space-borne detectors with deep learning
提出一种基于Q变换和2层CNN的深度学习方法，结合TDI技术，在0.5年数据集上有效从噪声中探测微弱且复杂的EMRI引力波信号，在低误报率下实现高真阳性率，有望实现快速信号探测。
2023-09-13 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
Detecting scalar fields with Extreme Mass Ratio Inspirals
我们研究了极端质量比螺旋（EMRIs），在此期间，一个小的身体螺旋成超大质量黑洞，在引力理论与额外的标量场。我们首先认为，无毛定理和已知理论的属性，设法绕过他们介绍了一个急剧简化的问题：标量对超大质量黑洞的影响，如果有的话，大多是可以忽略不计的EMRI在广大类的理论。然后，我们利用这种简化模型的inspiral微扰，我们证明了标量电荷的小机构留下了显着的印记引力波发射。虽然波形建模需要更高的精度，我们的研究结果强烈表明，这种印记是可观察到的LISA，使EMRIs有前途的探针的标量场。
2020-09-02 astro-ph.HE gr-qc hep-th
The Fast and the Fiducial: Augmented kludge waveforms for detecting extreme-mass-ratio inspirals
恒星质量致密天体进入大质量黑洞的极端质量比吸气（EMRI）是未来天基引力波探测器LISA的一类重要源。从EMRI检测信号将需要准确和计算效率高的波形模型。在本文中，我们提出了最新的实施增强分析组装（AAK）模型，公开在github.com/alvincjk/EMRI_Kludge_Suite作为一个EMRI波形软件套件的一部分。这个版本的AAK模型与以前的模型相比提高了准确性，对于一般范围的源，两个月的波形与更准确的基准模型重叠超过0.97;它生成的波形比基准模型快5-15倍。AAK模型非常适合在即将到来的一轮模拟LISA数据挑战中确定数据分析问题的范围。一个简单的分析论证表明，通过半相干模板库方法，使用LISA检测EMRI甚至是可行的，而在相同的方法中使用原始的分析组装将导致检测减少约90%。
2017-08-10 astro-ph.HE gr-qc
Detecting Gravitational-waves from Extreme Mass Ratio Inspirals using Convolutional Neural Networks
极质量比引力波（EMRI）是星载引力波（GW）探测器最感兴趣的源之一。然而，成功的GW数据分析仍然具有挑战性，由于许多问题，从建模准确的波形的困难，到传统的匹配滤波搜索方法所需的不切实际的大模板库。在这项工作中，我们介绍了一种基于卷积神经网络（CNN）的EMRI检测原理证明方法。我们证明了与模拟的EMRI信号埋在高斯噪声的性能。我们表明，在很宽的物理参数范围内，网络是有效的信噪比大于50的EMRI系统，和性能是最强烈相关的信噪比。该方法对不同的波形模型也表现出良好的泛化能力。我们的研究揭示了像CNN这样的机器学习技术对更现实的EMRI数据分析的潜在适用性。
2022-02-15 astro-ph.HE 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
Detecting gravitational waves from inspiraling binaries with a network of detectors : coherent versus coincident strategies
本文比较了两种多探测器检测密集二进制螺旋信号的方法，即符合法和相干法。为了简单起见，我们在这里考虑两个相同的探测器，具有相同的噪声功率谱密度，初始LIGO，位于同一地点，具有相同的方向。我们考虑的情况下，独立的噪声以及相关的噪声。重合策略包括分别制作两个候选事件列表，每个检测器一个，并从这些列表中选择位于合适的参数窗口内的事件对，然后将其称为重合检测。另一方面，相干策略涉及相干地组合数据相位，以便获得单个网络统计，然后将其与单个阈值进行比较。在这里，我们试图阐明这个问题，即哪种策略更好。我们通过绘制两种策略的受试者工作特征（ROC）来比较这两种方法的性能。一些结果是通过分析获得的，以便获得洞察力。此外，我们进行数值模拟，以确定某些参数的解析公式，从而获得最终的完整结果。为了建立我们的结果，我们在这里考虑几个从相对简单到天体物理学上更相关的情况。底线是，相干策略虽然一般比重合策略在计算上更昂贵，但优于重合策略-在可行的虚警机制中，对于相同的虚警概率，虚警消除概率显著更小。
2006-08-22 gr-qc
Detecting fundamental fields with LISA observations of gravitational waves from extreme mass-ratio inspirals
激光干涉仪空间天线LISA将探测来自极端质量比Inspirals的引力波信号，在极端质量比Inspirals中，一个恒星质量的致密物体围绕一个超大质量黑洞运行，并最终坠入其中。在这里，我们报告了LISA探测极端质量比Inspirals中较小的致密物体是否被赋予标量场的能力，并测量它的标量电荷--一个无量纲的量，用来测量物体携带了多少标量场。通过信号的直接比较，我们表明，LISA将能够检测和测量的标量电荷的精度的百分比，这是一个前所未有的精度水平。这一结果是独立的起源的标量场的结构和其他属性的小型紧凑的对象，所以它可以被看作是一个通用的评估LISA的能力，以检测新的基本领域。
2022-02-10 astro-ph.HE gr-qc hep-th
A Gravitational Waveform Model for Detecting Accelerating Inspiraling Binaries
本文构建含恒定质心视线加速度的频域 TaylorF2 扰动波形，并评估先进地基探测器对加速旋近双星的可探测性及参数简并。
2024-09-09 astro-ph.HE gr-qc
Detecting Subsolar-Mass Primordial Black Holes in Extreme Mass-Ratio Inspirals with LISA and Einstein Telescope
可能形成于早期宇宙的原始黑洞可以提供相当大一部分的暗物质，并将成为暴胀的独特探针。他们的发现的确凿证据将是探测到太阳下质量的致密物体。我们认为，极端质量比的螺旋将是理想的搜索亚太阳质量的黑洞不仅与LISA，而且与第三代地面探测器，如宇宙探测器和爱因斯坦望远镜。这些源可以提供无与伦比的测量次级物体的质量在subpercent水平的原始黑洞作为光的${\cal O}(0.01)M_\odot$高达光度的距离大约几百兆秒差距和几千兆秒差距的LISA和爱因斯坦望远镜，分别在互补的频率范围。这将允许以非常高的统计置信度声称探测到亚太阳质量的黑洞，这也将为第三代探测器提供一个新的（目前无法探测的）源家族。
2022-03-01 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Detecting the tidal heating with the generic extreme-mass-ratio inspirals
本文通过计算一般极端质量比旋近轨道中具有反射表面的奇异致密天体产生的引力波，利用潮汐加热效应将表面反射率约束至10^-6水平，为致密天体本质的模型无关研究提供了新方法。
2024-09-03 astro-ph.GA gr-qc
Building a stochastic template bank for detecting massive black hole binaries
两个大质量黑洞的合并是LISA最强和最有希望的来源。事实上，从螺旋和合并的末端发出的引力信号将在整个宇宙中被探测到。本文描述了从大质量黑洞双星中分层搜索引力波信号的第一步。它是基于常规用于地基引力波天文学的方法，通过模板库过滤数据。然而，我们使用一种新的基于蒙特卡罗（随机）的方法在参数空间中放置一个网格，我们使用的可能性最大化的分析超过一些参数，称为F-统计，作为检测统计。我们建立了一个粗模板库来检测引力波信号并进行初步的参数估计。将使用Metropolis-Hasting随机搜索跟踪最佳候选人，以细化参数估计。我们通过将其应用于模拟LISA数据挑战1B（训练数据集）来展示该方法的性能。
2008-01-26 gr-qc
A data-analysis strategy for detecting gravitational-wave signals from inspiraling compact binaries with a network of laser-interferometric detectors
提出了一种基于最大似然法（MLM）的数据分析策略，用于利用具有全球任意方位和任意位置的激光干涉探测器网络探测来自螺旋形致密双星的引力波。MLM是基于网络似然比（LR），这是一个函数的八个信号参数，确定牛顿inspiral波形。在基于MLM的策略中，LR必须在所有这些参数上最大化。在这里，我们表明，它是可能的，以最大限度地分析超过四个八个参数。最大化的第五个参数，到达时间，是最有效地处理使用快速傅立叶变换算法。这使我们能够在这五个参数上连续扫描参数空间，并且还大大降低了计算成本。其余三个参数的LR的最大化是数值处理的。这包括在这个减少的参数空间上构造一组模板。在获得网络统计数据后，为了简单起见，我们首先讨论所有检测器具有共同噪声曲线的“理想化”网络。然而，这样的练习产生有用的估计计算成本，也测试这里开发的形式主义。然后，我们考虑由LIGO和VIRGO探测器组成的网络的现实情况：这些网络包括两个探测器网络，将两个LIGO或VIRGO与其中一个LIGO配对，以及包括VIRGO和两个LIGO的三个探测器网络。对于这些网络，我们提出了计算速度的要求，网络的灵敏度，和源方向的分辨率。
2000-10-11 astro-ph gr-qc
Prospects for detecting asteroid-mass primordial black holes in extreme mass-ratio inspirals with continuous gravitational waves
Nikhef -- National Institute for Subatomic Physics（荷兰国家亚原子物理研究所）；Institute for Gravitational and Subatomic Physics (GRASP), Utrecht University（乌得勒支大学引力与亚原子物理研究所（GRASP））
本文提出利用未来引力波数据探测小行星质量原始黑洞的方法，通过改进的引力波检测技术提高对暗物质成分的约束。
2025-11-20 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Wave Tests of Strong Field General Relativity with Binary Inspirals: Realistic Injections and Optimal Model Selection
我们研究了强场广义相对论的一般测试，使用引力波发射过程中的紧密双星的螺旋。以前的研究已经考虑了简单的扩展标准后牛顿的波形，不同的一个单一的阶段。在这里，我们通过（i）增加注射的真实性和（ii）确定用于检测和表征此类信号的最佳波形族来改进这些研究。我们通过一系列后牛顿项构建了偏离广义相对论的波形，并发现这些高阶项可以影响我们测试广义相对论的能力，在某些情况下，通过使其更容易检测偏差，在某些情况下，通过使其更困难。我们发现，简单的单相后爱因斯坦波形是足够的检测偏离广义相对论，并从使用更复杂的模型与多个相位项几乎没有得到。这里发现的结果将有助于指导未来用先进的地面探测器测试广义相对论的尝试。
2013-03-05 astro-ph.HE gr-qc
Extreme mass ratio inspirals: perspectives for their detection
在这篇文章中，我们考虑的前景，检测极端质量比inspirals（EMRI）使用引力波（GW）的观测，未来的空间载干涉天文台eLISA。我们从描述EMRI形成通道开始。不同的形成方案导致的变化，在预期的事件率和预测不同的分布的轨道参数时，GW信号进入eLISA灵敏度带。然后，我们将简要概述现有的理论模型，描述GW信号从EMRI和描述建议的方法，他们的检测。
2014-11-19 astro-ph.CO gr-qc
Status of the joint LIGO--TAMA300 inspiral analysis
本文介绍了2003年2月14日至4月14日LIGO和TAMA在LIGO Science Run 2和TAMA 300 Data Taking Run 8数据中对吸入中子星双星的引力波的联合搜索情况。在本文中，我们讨论了从分析作为“游乐场”保留的数据样本的子集中学到了什么。我们通过注入模拟的银河系双星中子星信号到数据流中，确定了合并时间和啁啾质量等参数的符合条件。我们选择符合条件，以最大限度地提高我们的效率检测模拟信号。我们获得的效率为78%，我们的重合搜索，并表明，我们错过了主要是非常遥远的信号TAMA 300。我们进行时间滑动分析，以估计由于意外巧合的噪声触发的背景。我们发现，背景触发有一个非常不同的字符从模拟信号的触发。
2005-06-08 gr-qc
Methods for Detecting Gravitational Waves from mini-Extreme-Mass-Ratio Inspirals I: Statistics Based on Time-Frequency Signal Tracks
International Center for Theoretical Physics Asia-Pacific (ICTP-AP), University of Chinese Academy of Sciences（国际理论物理中心亚太，中国科学院大学）；Taiji Laboratory for Gravitational Wave Universe (Beijing/Hangzhou), University of Chinese Academy of Sciences（太极引力波宇宙实验室（北京/杭州），中国科学院大学）；Nikhef - National Institute for Subatomic Physics（荷兰国家亚原子物理研究所）；Institute for Gravitational and Subatomic Physics (GRASP), Utrecht University（引力和亚原子物理研究所，乌得勒支大学）
本文提出了一种基于时频信号轨迹的统计方法，用于检测微型极质比 inspirals，解决了长持续时间瞬态信号的分析问题，并展示了地面干涉仪探测亚太阳质量致密天体的潜力。
2025-12-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
The constraint on modified black holes with extreme mass ratio inspirals
本研究基于弦论修正黑洞模型，分析极端质量比旋入系统（EMRIs）的引力波通量与轨道演化，利用Fisher矩阵评估空间探测器对广义相对论偏离的探测能力，得出修改黑洞参数约束$Δα\preceq 10^{-5}$。
2024-08-28 gr-qc
Detecting Intermediate-Mass Ratio Inspirals From The Ground And Space
检测到大质量黑洞（MBH）对恒星质量致密物体的引力捕获将使我们能够测试强区域的引力。这些源通过交换能量和角动量的两体弛豫形成，并以缓慢、渐进的方式螺旋下降到最终的合并。在质量为$\sim 10^6\,M_{\odot}$的MBH的情况下，频率范围局限于毫赫兹的范围，即LISA等星载引力波观测站的频率范围。在这篇文章中，我表明，根据它们的轨道参数，质量在100到几千之间的MBH的中间质量比（IMRI）的频率使它们能够被（i）地面天文台检测到，或者（ii）LISA和地面天文台，如先进的LIGO/Virgo和第三代天文台，以ET为例。二进制文件具有足够大的信噪比，以确保检测。其轨道参数的更极端值对应于仅用地面探测器可探测的系统，并且进入LIGO/室女座波段，特别是在质量高达一些$2000,\,M_{\odot}$的许多不同谐波中。我表明，环境的影响是可以忽略不计的，所以源不应该有这种并发症。累积的相移可以用LISA和ET测量，在某些情况下也可以用LIGO测量，因此可以恢复有关偏心率和地层情况的信息。对于总质量为$\lessapprox 2000\,M_{\odot}$且初始偏心率高达$0.999$的IMRI，LISA可以提前足够的时间和秒级精度向地面探测器发出警告。单独从地面或与空间观测站结合探测IMRI的可能性为引力波天文学开辟了新的可能性。
2018-09-07 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Detection template families for gravitational waves from the final stages of binary--black-hole inspirals: Nonspinning case
我们调查的问题，检测引力波的非旋转的黑洞质量m = 5- 20 Msun，准圆轨道上，这可以说是最有前途的第一代地面探测器的来源移动的双星。我们分析和比较所有目前可用的后牛顿近似的相对论两体动力学，对于这些二进制，不同的近似预测不同的波形。然后，我们构建了嵌入所有近似模型的检测模板系列的示例，这些模板可用于检测真实的引力波信号（但不能准确表征其物理参数）。我们估计，我们的检测家族的拟合因子>~0.95（对应于事件率损失<~15%），我们估计，对于~10^4个模板，模板家族的离散化将损失增加到<~ 20%。
2006-07-26 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
Dilated convolutional neural network for detecting extreme-mass-ratio inspirals
Beijing Normal University（北京师范大学）；Peng Cheng Laboratory（鹏城实验室）；Institute for Frontiers in Astronomy and Astrophysics, Beijing Normal University（北京师范大学天文与天体物理前沿科学研究所）；School of Fundamental Physics and Mathematical Sciences, Hangzhou Institute for Advanced Study, UCAS（中国科学院大学杭州高等研究院基础物理与数学科学学院）
针对极端质量比旋近探测难度高、现有方法存在局限的问题，提出基于扩张因果卷积神经网络的频域端到端模型DECODE，在低信噪比数据上实现了高探测准确率与极快推理速度，适用于天基引力波数据分析。
2024-05-14 astro-ph.IM cs.LG gr-qc
Detecting Fundamental Vector Fields with LISA
本研究为LISA探测暗光子质量构建了极端质量比螺旋进动引力波形模型，计算超辐射不稳定性及反作用，预测可约束质量范围在1.8e-17至4.47e-16 eV。
2023-09-12 astro-ph.HE gr-qc
Inspiraling binary charged black holes in an external magnetic field: Application of post-Newtonian dynamics in Einstein-Maxwell theory
Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences（中国科学院上海天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）
本文研究了在外部磁场中二元带电黑洞的后牛顿动力学，通过推导运动方程并分析引力波形，展示了强磁场对轨道演化和引力波信号特征的影响。
2026-02-02 gr-qc
Searching for gravitational waves emitted by binaries with spinning components
本论文研究了探测螺旋双星系统发射的引力波的数据分析问题。对引力波的探测将为宇宙打开一扇新的窗口，使人们能够首次直接探测到双星黑洞等系统。在第一章中，我们展示了如何从爱因斯坦的广义相对论导出引力波，并讨论了吸入双星的引力波发射以及如何使用激光干涉仪检测这种辐射。大约三分之二的恒星存在于双星系统中。当它们围绕彼此运行时，它们将以引力波的形式发射能量和角动量，这将不可避免地导致它们的螺旋式运动和最终的合并。到目前为止，对双星系统内旋过程中发射的引力波的研究主要集中在非自旋系统上。在第2章中，我们详细介绍了第一次专门搜索的双星组成的旋转恒星质量紧凑的对象。我们分析了LIGO探测器第三次科学运行（S3）期间收集的788小时数据，没有探测到引力波，我们对恒星质量双星的合并率设定了上限。恒星质量致密物体进入超大质量黑洞的螺旋将辐射引力波，其频率可由计划中的天基LISA任务检测到。在第3章中，我们描述了一种计算成本低的方法的开发和测试，以检测LISA将敏感的最大声的少数极端质量比螺旋事件。
2010-02-09 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
Searching for exotic cores with binary neutron star inspirals
我们研究了用地基引力波探测器探测合并中子星的奇异核的可行性。我们专注于一个尖锐的核/外来物质接口的模型，并假设一个均匀分布的中子星的质量范围$[1,2] M_\odot$。我们发现，外来核心的存在，可以确认在70%的置信水平，只要几十个检测。同样，有了这样的样本，我们发现，一些模型的异国情调的核心可以排除{高置信度}。
2020-04-07 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Inspiral tests of general relativity and waveform geometry
California Institute of Technology（加州理工学院）；Niels Bohr Institute（尼尔斯·玻尔研究所）
本文利用Cutler-Vallisneri偏差形式体系，验证参数化检验对广义相对论未建模偏差的鲁棒性，并基于波形信号流形几何揭示贝叶斯因子的决定机制，提出奇异值分解模板以增强偏差检测。
2026-06-29 gr-qc
Methods for Detecting Gravitational Waves from mini-Extreme-Mass-Ratio Inspirals II: A Spectral-Leakage-Aware Framework
University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）；Taiji Laboratory for Gravitational Wave Universe, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学太极引力波宇宙实验室）；Department of Physics, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理学院）；Nikhef – National Institute for Subatomic Physics（尼赫夫亚原子物理国家研究所）
本文提出了一种考虑频谱泄漏的框架，通过建立频谱泄漏模型和引入 $ΣR$ 统计量，显著提升了检测微型极质比 inspiral 引力波的有效体积。
2025-12-25 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Post-adiabatic waveforms from extreme mass ratio inspirals in the presence of dark matter
Kyoto University（京都大学）；The University of Tokyo（东京大学）
本文研究了暗物质对极端质量比环形轨道引力波形的影响，通过扰动方法将暗物质效应纳入波形建模，以探测暗物质的性质和分布。
2026-03-04 gr-qc
Pre-Merger Detection and Characterization of Inspiraling Binary Neutron Stars Derived from Neural Posterior Estimation
本研究提出基于机器学习的双中子星并合前旋进阶段探测与分析框架，结合残差网络、分类器与归一化流网络实现神经后验估计，可随并合临近提升参数与天区定位精度，为多信使搜寻提供早期精确信息。
2024-07-14 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Detection of scalar fields by Extreme Mass Ratio Inspirals with a Kerr black hole
我们研究极端质量比inspirals发生在修改的重力，其中系统是由一个小的紧凑的对象与标量电荷螺旋到超大质量的克尔黑洞建模。除了由度规扰动引起的张量引力波外，标量场也会引起辐射。相关的度规和标量扰动由小物体的轨道运动触发，这在绝热近似下产生非齐次微分方程系统。这样的方程组，然后解决了数值使用格林函数提供的相应的齐次方程的解决方案。为了从观测的角度探索目前的情况，我们研究了相关的可观测量是如何依赖于特定的时空配置。在这方面，能量通量和引力波退相的过程中积累的评估，作为中央超大质量黑洞的标量电荷，质量比和自旋的函数。特别是，额外的标量辐射的存在会导致整体能量损失的更显著的速率，这反过来又会减少小物体陷入中央黑洞之前的轨道周期总数。此外，对于自旋较大的中心黑洞，标量荷对引力辐射的影响更为显著，这表明标量荷的存在是可能的.
2022-07-27 gr-qc
Probing Crust Meltdown in Inspiraling Binary Neutron Stars
由于最近对潮汐形变和半径的测量，中子星的核物质状态方程和结构现在得到了更好的理解。在这里，我们表明，通过共振潮汐激发在一个双inspiral，中子地壳一般经历弹性到塑性的转变，这导致地壳加热，并最终熔化。这一过程可能导致引力波形中的$\sim \mathcal{O}(0.1)$相移。探测地壳熔化的时间和引起的相移将揭示地壳结构，如核壳过渡密度，以前的测量是不敏感的。使用GW 170817数据的直接搜索没有发现该信号，可能是由于有限的信噪比。我们预测这样的信号可能会被先进的LIGO Plus观测到，更有可能被第三代引力波探测器（如爱因斯坦望远镜和宇宙探测器）观测到。
2020-10-16 astro-ph.HE gr-qc
Prospect of detecting magnetic fields from strong-magnetized binary neutron stars
本文推导了考虑磁场的双中子星引力波波形，发现电磁相互作用引入频率依赖幂律，第三代观测或可探测约10^17 G磁场下的磁偶极矩。
2023-11-22 gr-qc
Searching for Mini Extreme Mass Ratio Inspirals with Gravitational-Wave Detectors
一个质量为$\mathcal{O}(1 \sim 1000) M_{\odot}$的致密天体，如恒星或原始起源的黑洞或中子星，以及一个质量在太阳下的轻得多的外来致密天体，可以形成一个非标准的迷你极端质量比螺旋（EMRI），并在地面引力波探测器的频带内发射引力波。这些系统非常有趣，因为探测它们将明确指出新的物理学。我们研究了使用LIGO/Virgo搜索迷你EMRI的能力，并发现一个大类的异国情调的紧凑型物体可以探测在当前和设计的灵敏度使用的方法的基础上的Hough变换，跟踪准幂律信号在inspiral阶段的迷你EMRI系统。
2022-05-19 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
Short-Duration Gravitational Wave Burst Detection using Convolutional Neural Network
本文提出一种基于CNN的流水线，用于探测短时引力波爆发，通过在模拟高斯噪声中注入CCSN波形进行训练，成功识别信号并泛化至未知波形，验证了U-Net架构的潜力。
2025-09-16 gr-qc
Exploring waveforms with non-GR deviations for extreme mass-ratio inspirals
本文采用改进的变形Kerr几何研究极端质量比旋近系统，计算了非广义相对论偏差参数对轨道和相位动力学的影响，并评估了LISA探测这些偏差的可行性与约束。
2024-09-25 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Detecting Binary Black Holes With Efficient and Reliable Templates
探测干涉仪数据中的二元黑洞需要系统轨道相位演化的精确知识。从数据分析的角度来看，人们还需要快速算法来计算搜索黑洞二进制的模板。最近，在这两个方面都取得了进展：一方面，再求和技术使人们有可能加速收敛性差的渐近后牛顿级数的收敛，并获得超越传统绝热近似的波形。我们现在有了一个波形模型，它延伸到螺旋区以外的陷波阶段，然后是准正常模式振铃。另一方面，已经导出了显式傅立叶域波形，其使得波形的生成足够快，从而不会成为对检测器数据进行滤波所需的计算资源的负担。这些新的发展应使人们有可能有效和可靠地搜索黑洞双星的数据从第一个干涉仪。
2000-12-19 gr-qc
Chaotic Imprints in Gravitational Waves from Conformal-Anomaly-Corrected Extreme-Mass-Ratio Inspirals
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（南京航空航天大学）；MIIT Key Laboratory of Aerospace Information Materials and Physics, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics（南京航空航天大学工业和信息化部航空航天信息材料与物理重点实验室）
该研究探究共形反常修正极端质量比旋近引力波中的混沌印记，采用数值拼凑法分析发现混沌轨道的引力波信号与规则轨道差异显著，未来空间引力波探测器可探测该信号，为探测共形反常修正提供潜在途径。
2026-07-30 gr-qc
Can the Near-Horizon Black Hole Memory be detected through Binary Inspirals?
本研究提出一个玩具模型，以双黑洞为替代探测器，通过发射冲击波使超大质量史瓦西黑洞产生超平移毛，证明近视界黑洞记忆效应可通过类LISA天基探测器观测。
2025-10-22 gr-qc
Dictionary learning: a novel approach to detecting binary black holes in the presence of Galactic noise with LISA
银河系中数百万颗白矮星双星产生的噪音可能会对天基LISA任务的主要目标之一构成威胁：探测大规模黑洞双星合并。我们提出了一种新的研究合并波形的重建中存在的银河混淆噪声使用字典学习。我们讨论了从总质量从$10^2 M_{\odot}$到$10^4 M_{\odot}$的双星中解开信号的局限性。事实证明，我们的方法对于总质量大于$\sim 3\times 10^3$ $ M_{\odot}$的双星非常成功，在保守的情况下红移高达3，在乐观的情况下红移高达7.5。此外，如果信噪比约为5或更大，则发现合并事件的一贯良好的波形重建。
2022-10-14 gr-qc
Detecting LISA sources using time-frequency techniques
计划中的激光干涉仪空间天线（LISA）将探测来自广泛来源的引力波信号。然而，从源主导的数据流中分离出单个信号是一个具有挑战性的问题，也是当前许多研究的焦点。这些问题对于检测极端质量比吸气（EMRI）是特别尖锐的，对于这种情况，瞬时信号幅度是低于仪器噪声水平的一个数量级，并且可能的信号的参数空间太大而不能允许完全相干的匹配滤波。一种可能的方法是尝试在LISA数据的时间-频率频谱图中识别源。这是一种计算成本低的方法，可以作为层次分析的第一阶段。初步结果，使用一个显着简化的模型的LISA数据流进行评估，表明时间-频率技术可能能够检测到最近的几十个EMRI事件。在这篇论文中，我们简要概述了迄今为止应用于该问题的方法，初步结果和未来可能的研究方向。
2007-03-06 gr-qc
Testing GR with the Gravitational Wave Inspiral Signal GW170817
针对单独改变后牛顿系数检验广义相对论的局限性，利用GW170817数据提出基于不相关非广义相对论参数线性组合的分析方法，验证结果与广义相对论符合良好。
2021-05-05 gr-qc
Imprints of extra dimensions in eccentric extreme-mass-ratio inspirals gravitational waveforms
本文研究了赤道偏心EMRI背景下旋转膜世界黑洞的潮汐荷参数，通过引力波能流估算与失配计算发现，偏心率和潮汐荷增加会显著提高失配度，表明偏心EMRI有望借助LISA探测额外维度。
2025-06-04 gr-qc hep-th
Convolutional neural network for gravitational-wave early alert: Going down in frequency
我们在这里介绍了机器学习管道的最新发展，用于来自双中子星的引力波的合并前警报。这项工作从我们之前的论文（PhysRevD.103.102003）中介绍的卷积神经网络开始，该网络在模拟的高斯噪声中搜索三类早期的灵感，这些噪声具有LIGO的设计灵敏度功率谱密度。我们的新网络能够搜索任何类型的双中子星，它可以考虑所有可用的探测器，它可以看到比以前更早的事件。我们研究了我们的方法在三种不同类型的噪声中的性能：高斯O3噪声，真实O3噪声和预测O4噪声。我们表明，我们的网络在非高斯噪声中的表现几乎与在高斯噪声中一样好：我们的方法是鲁棒的。假信号和伪像存在于真实噪声中。虽然由于信噪比太弱，它无法触发O3期间检测到的BNS，但我们希望我们的网络在O4期间发现大约3个BNS，并提前3到88 s合并。
2022-05-10 gr-qc
