Machine Learning based Glitch Veto for inspiral binary merger signals using Linear Chirp Transform
Indian Institute of Technology,Roorkee（印度理工学院罗尔基）；Western University,Ontario（西安大略大学）
研究针对引力波探测中毛刺影响观测可靠性的问题，采用线性啁啾变换提取特征，结合卷积神经网络、门控循环单元和注意力机制的混合深度学习架构进行分类，有效区分并合信号与毛刺，提升了观测可靠性。
2026-07-28 astro-ph.IM gr-qc
Separating Gravitational Wave Signals from Instrument Artifacts
引力波探测问题的核心是将天体物理源产生的数据中的特征与探测器产生的特征分开的挑战。匹配滤波为高斯噪声提供了最佳解决方案，但在实践中，瞬时噪声漂移或“小故障”使分析变得复杂。探测器诊断和符合测试可以用来否决许多小故障，否则这些小故障可能被误解为引力波信号。残留的毛刺可能导致匹配滤波器搜索统计中的长尾，并提高检测阈值。在这里，我们描述了一种贝叶斯方法，它结合了一个更现实的模型，允许波动的噪声水平，独立地跨频带变化的仪器噪声，和确定性的“毛刺拟合”使用小波作为“毛刺模板”，其数量是由一个跨维马尔可夫链蒙特卡罗算法确定。我们证明了该方法的有效性模拟数据包含低振幅的引力波信号从吸入的二元黑洞系统，和模拟的非平稳和非高斯噪声组成的高斯分量与标准的LIGO/Virgo频谱，并注入毛刺的各种幅度，患病率和品种。毛刺拟合使我们能够检测到比标准技术弱得多的信号。
2010-08-09 astro-ph.HE gr-qc
A New Waveform Consistency Test for Gravitational Wave Inspiral Searches
利用匹配滤波技术对干涉型引力波探测器采集的数据中的二进制内旋信号进行滤波。虽然匹配滤波在平稳高斯噪声的情况下是最佳的，但来自真实检测器的数据通常包含“毛刺”和过量噪声的发作，这导致滤波器输出强烈振铃。我们回顾了标准的χ^2统计量，该统计量用于测试滤波器输出是否具有来自几个不同频带的适当贡献。然后，我们提出了一种新型的波形一致性测试，这是基于滤波器输出的时间历史。我们对第一次LIGO科学运行的数据进行了一次这样的测试，结果表明，它清晰地区分了真正的螺旋波形和设法通过标准χ^2检验的大幅度假信号。
2004-04-15 gr-qc
Signal based vetoes for the detection of gravitational waves from inspiralling compact binaries
匹配滤波技术用于在地基探测器采集的数据中搜索已知形式的引力波信号。然而，分析的数据包含由仪器或环境源的各种宽带瞬态（毛刺）引起的许多伪影，这些伪影可以在匹配滤波输出上以高信噪比出现。本文介绍了几种技术来区分真正的事件从假的，我们所寻找的信号的基础上，我们的知识。从$χ^2$开始，我们将展示如何针对自由参数进行优化。然后，我们介绍了几种替代的否决统计，并讨论其性能使用的数据从GEO600检测器。
2005-02-01 gr-qc
Geodesics and gravitational waves in chaotic extreme-mass-ratio inspirals: the curious case of Zipoy-Voorhees black-hole mimickers
本文研究围绕Zipoy-Voorhees形变致密天体的极端质量比旋进，通过测地线、共振岛和后Newton辐射演化揭示其不可积性及多次引力波频率突变，为区分黑洞模拟体提供观测依据。
2023-05-19 gr-qc hep-th nlin.CD
Chirp mass based glitch identification in long duration gravitational wave transients
来自地面干涉引力波探测器（GW）的数据经常被高度局部化的短时间毛刺所掩盖，这对任何瞬态GW搜索都构成了严重的挑战。在这项工作中，我们提出了一个毛刺识别算法的情况下，存在的毛刺随着一个长时间的GW瞬态。我们在Q变换中引入了不同Q平面上的啁啾质量一致性参数。我们测试这种算法在各种短时间的毛刺，从观察运行随着一个长时间的二进制inspiral信号。对一般低质量、低偏心率双星系统的验证表明了该算法在长持续时间未建模搜索中的直接应用。
2020-07-07 gr-qc
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
Resonant Islands of Effective-One-Body Dynamics
利用有效单体（EOB）理论研究了自旋双黑洞内旋过程中非自旋试验粒子测地线动力学的混沌特征。我们首先证明了二阶后牛顿（2PN）EOB动力学是不可积的EOB度量不满足卡特常数存在的标准。然后，我们采用的数值研究，找到平台的旋转曲线，这是与存在的Birkhoff岛的庞加莱表面的部分，标志着系统中的混沌动力学。我们的结果显示了EOB动力学的混沌特征，特别是在分量黑洞的克尔界成立的感兴趣区域中。我们还发现，随着变形EOB背景度规的自旋参数$a$的增大，混沌行为更加明显。我们的结果有助于揭示动力学混沌在引力波天文学中的意义。最后，我们还提出了一些初步的结果，由于在3PN阶的修正。
2022-10-19 astro-ph.HE gr-qc hep-th
Gaussian Processes for Glitch-robust Gravitational-wave Astronomy
干涉引力波天文台开创了天文学的新纪元。一个国际网络提供的丰富数据使人们能够详细分析黑洞周围的弯曲时空。到目前为止，已经观测到近100个信号，预计在未来十年内将有数千个信号，它们的人口特性使我们能够深入了解恒星演化和宇宙的膨胀。然而，检测器受到被称为“毛刺”的瞬态噪声伪影的困扰，这些噪声伪影污染了信号并使推断产生偏差。在迄今为止检测到的90个信号中，有18个受到干扰。这项可行性研究探索了一种使用高斯过程进行瞬态引力波数据分析的新方法，该方法模拟了故障产生机制的潜在物理学，而不是故障本身的明确实现。我们证明，如果高斯过程核函数可以充分模拟毛刺形态，我们可以恢复模拟信号的参数。此外，我们发现，在这项工作中使用的高斯过程内核非常适合建模的长时间毛刺，这是最具挑战性的现有毛刺缓解方法。最后，我们展示了如何时域性质，我们的方法，使一类新的时域测试的广义相对论，进行重新分析的灵感合并振铃测试的第一个观察到的二元黑洞合并。我们的调查表明，高斯过程作为替代传统框架的可行性，但尚未建立它们作为替代品。因此，我们最后展望了实现高斯过程方法的全部潜力所需的步骤。
2023-03-04 gr-qc
Resonant dynamics of extreme mass-ratio inspirals in a perturbed Kerr spacetime
本文系统分析微扰Kerr时空中极端质量比旋近的共振动力学，推导有效共振哈密顿量，揭示共振穿越与轨道混沌的作用变量变化，为精确测量黑洞时空奠定基础。
2023-07-24 gr-qc
A gravitational-wave perspective on neutron-star seismology
我们提供了一个鸟瞰中子星地震学，其目的是探索与这些对象的极端物理，在引力波天文学的背景下。重点振荡的基本模式，这是一个有效的引力波发射器，我们认为地震方面的一些天体物理学相关的情况下，从瞬态（如脉冲星故障和磁星耀斑），在吸气紧凑的双星和最终合并的对象和不稳定性的动态潮汐作用在孤立的，快速旋转，中子星。其目的不是提供一个彻底的审查，而是介绍（一些）关键的想法，并强调需要进一步注意的问题。
2021-03-18 gr-qc
Robustness of Deep Learning Models to Precession in Gravitational-Wave Searches for Intermediate-Mass Black Hole Binaries
针对中等质量黑洞并合引力波搜索中信号易与探测器毛刺混淆、进动会扭曲波形的问题，本研究提出三种不同训练策略的神经网络分类器，其中课程学习训练的模型准确率达95%，并发现模型对进动的鲁棒性受训练策略影响。
2024-10-10 astro-ph.IM gr-qc
Environmentally-induced chaos: Extreme-mass-ratio systems of rotating black holes in astrophysical environments
Universidade de Lisboa（里斯本大学）；Universität Heidelberg（海德堡大学）
研究环境对极端质量比系统轨道动力学的影响，发现非Kerr黑洞中共振岛屿和混沌层的形成，对引力波信号建模有重要贡献。
2026-01-30 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Towards mitigating the effect of sine-Gaussian noise transients on searches for gravitational waves from compact binary coalescences
最近，LIGO直接从两个黑洞对的合并中探测到了引力波（GW）信号。这些探测加强了我们的信念，紧凑的二元聚结（CBCs）是最有前途的GW探测前景访问地面干涉探测器。对于CBC信号的检测，在这些检测器中表征和识别非高斯和非平稳噪声是至关重要的。在这项工作中，我们模拟了两个重要的瞬态伪影，有助于这种噪声和不利影响检测器的灵敏度CBC信号。其中之一是正弦-高斯假信号，其特征在于中心频率$f_0$和品质因数$Q$，另一个是啁啾正弦-高斯假信号，其特征在于$f_0$、$Q$以及啁啾参数。我们研究了一个银行的紧凑的二进制inspiral模板的响应，这两个家庭的毛刺时，他们被用来匹配过滤器的数据包含任何这些毛刺。该响应的两个重要特征是单个模板的信噪比和时滞的分布。我们展示了这些分布如何与检测器数据具有真实CBC信号而不是小故障时的分布不同。我们认为，这些区别可以用来开发有用的信号伪像否决，可以忽略不计的CBC搜索的计算成本。具体来说，我们展示了如何$f_0$的一个小故障可以用来设置自适应的时间窗口，使任何模板触发发生在该窗口可以被隔离，进一步审查其假定的天体物理性质。其次，我们建议集中精力减少低$f_0$值故障的发生率，因为它们会产生具有最长时间标记的CBC触发。这项工作使我们能够将这些触发因素与那些本来会被忽视的小故障联系起来。
2016-12-27 gr-qc
Chaotic signatures in extreme-mass-ratio systems surrounded by bosonic environments
Universidade de Lisboa（里斯本大学）；National Technical University of Athens（雅典国立技术大学）；Shandong University（山东大学）
该研究通过数值和解析方法证明，标量云等玻色子环境可破坏极端质量比旋近系统的可积性，产生共振岛和混沌层，影响引力波信号。
2026-10-05 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Tidally-enhanced resonances in extreme-mass-ratio inspirals: A tertiary path to chaos
CENTRA, Departamento de Física, Instituto Superior Técnico – IST, Universidade de Lisboa – UL（里斯本大学高等理工学院）；Theoretical Astrophysics, Institute for Astronomy and Astrophysics, University of Tübingen（蒂宾根大学天文与天体物理研究所）；School of Applied Mathematical and Physical Sciences – SEMFE, Physics Department, National Technical University of Athens（雅典国立技术大学应用数理科学与物理学院）；Dipartimento di Fisica, Sapienza Università di Roma（罗马智慧大学物理系）；INFN, Sezione di Roma（意大利国家核物理研究院罗马分部）；Birla Institute of Technology and Science Pilani（比拉理工科学皮拉尼分校）
该研究探讨潮汐增强共振对极端质量比旋近（EMRI）混沌的影响，识别混沌转变的平台，分析混沌对轨道取向的敏感性，为EMRI潮汐共振提供新的相空间表征。
2026-09-04 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
How to observe a non-Kerr spacetime
我们提出了一个通用的标准，可用于引力波数据分析，以区分极端的质量比螺旋进入克尔背景时空和一个进入非克尔背景时空。该判据利用了这样一个事实，即当一个可积系统，例如描述克尔时空中测地轨道的系统，受到扰动时，相空间中最初对应于共振的环面会分裂，从而根据庞加莱-伯克霍夫定理在截面上形成所谓的伯克霍夫链。在这样的链中，这些岛屿的KAM曲线共享相同的频率比，即使频率本身在岛屿内从一个KAM曲线到另一个KAM曲线是不同的。另一方面，KAM曲线，不在于一个伯克霍夫链，不共享这个特征属性。在引力波信号的演化过程中，这种频率比的时间恒定性将标志着一个非克尔时空，然后可以进一步探索。
2009-05-30 gr-qc
Identification and removal of non-Gaussian noise transients for gravitational wave searches
本文提出了一种新的${\it{gating}}$方法来去除引力波数据中的非高斯噪声瞬变。该方法不依赖于任何先验知识的幅度或持续时间的瞬态事件。鉴于新发布的LIGO O3a数据的特点，故障识别对于使用这些数据的搜索特别重要。我们的方法保留了比以前更多的数据，同时获得相同的，如果不是更高的，降噪。我们实现了$\approx$ 2倍减少归零数据相对于由LIGO上的O3a数据释放的门。我们描述了该方法和它的性能。虽然是在搜索连续信号的背景下开发的，但该方法可用于为任何搜索准备引力波数据。随着紧凑型二进制内旋探测的节奏增加，仪器的低噪声水平揭示了新的故障，有效，准确，及时地切除干扰变得更加重要。我们的方法就是这样做的。我们发布了与这种新技术相关的源代码以及新发布的O3数据的门。
2021-12-23 gr-qc
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
Correlated 1-1000 Hz magnetic field fluctuations from lightning over earth-scale distances and their impact on gravitational wave searches
我们报告地球尺度的距离磁相关的雷击频率范围为1-1000赫兹，在几个距离范围从1100到9000公里。与地球尺度距离相关的噪声源可能影响今后用地基引力波干涉探测器搜索引力波信号。我们考虑了由于舒曼共振（$<$ 50 Hz）以及更高频率（$>$ 100 Hz）导致的磁场波动对引力波搜索的相关性的影响。我们证明，个别雷击是一个可能的来源，在引力波观测站观测到的磁场波动的相关性，并讨论了它们的一些特点。此外，我们预测它们对搜索各向同性引力波背景的影响，以及搜索寻找短持续时间的瞬态引力波，未建模的信号（爆发）以及建模的信号（紧凑的二元聚结）。虽然LIGO和Virgo最近的第三次观测没有受到相关磁场波动的影响，但未来的运行可能会受到影响。例如，在目前的磁耦合水平下，第三代探测器中的中子星吸气可能会受到多个相关闪电故障的污染。我们建议，未来的探测器设计应考虑减少闪电耦合，例如，减少通过电流探测器中的敏感磁耦合区域的闪电感应束管电流。我们还建议，在闪电活动的昼夜和季节变化可能是有用的探测器之间的相关性，由引力波和闪电产生的区别。
2022-09-01 gr-qc physics.ins-det
Search for gravitational-wave bursts in LIGO data at the Schenberg antenna sensitivity range
本文利用 LIGO O3 数据和 coherent WaveBurst 在 Schenberg 敏感频段搜索引力波爆发，虽无显著探测，但给出事件率上限并评估中子星 f 模及其他短时瞬变源。
2023-11-09 astro-ph.HE gr-qc
