GW-FALCON: A Novel Feature-Driven Deep Learning Approach for Early Warning Alerts of BNS and NSBH Inspirals in Next-Generation GW Observatories
Aristotle University of Thessaloniki（塞萨洛尼基亚里士多德大学）
GW-FALCON通过特征驱动的深度学习方法，实现对下一代引力波观测台中BNS和NSBH inspiral的早期预警警报，利用特征提取和ANNs提升检测准确性和效率。
2026-02-15 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Probing (sub-)solar-mass black holes and superspinars with current and next-generation gravitational-wave observatories
Manipal Academy of Higher Education（曼加洛尔高等教育学院）；University of Birmingham（伯明翰大学）；University of Tokyo（东京大学）
本文研究了当前和下一代引力波天文台探测包含（次）太阳质量黑洞和超旋星的双星系统的能力，利用频率域后牛顿近似激励波形模型TaylorF2，通过内最稳定圆轨道截断信号，评估了这些系统的可观测性，结果显示下一代天文台能显著提高检测能力和参数估计精度。
2026-05-18 astro-ph.HE gr-qc
Future Ground-Based Gravitational-Wave Observatories: Synergies with Other Scientific Communities
规划开发第三代全球引力波探测器阵列是一项多方面的复杂工作，必然需要社区的高度投入。有必要与更广泛的科学界现有和新的利益攸关方建立联系，以使他们了解地基引力波界正在开展的活动，并获得投入，为规划提供信息和进行规划。在这份报告中，我们提出了GWIC和引力波合作以及项目应该考虑采取的方法，以与更广泛的社区互动。本报告是GWIC 3G小组委员会六部分系列报告中的第五部分：i）将引力波观测站的范围扩大到宇宙边缘，ii）下一代全球引力波观测站：科学书，iii）3G研发：下一代地基引力波探测器的研发，iv）引力波数据分析：3G时代的计算挑战，五）未来的地面引力波观测站：与其他科学界的协同作用（本报告），和六）未来全球引力波观测站网络可能的管理模式的探索。
2021-11-12 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Distinguishing cosmology, astrophysics and systematics: the Bayesian search for a primordial gravitational-wave background in next-generation observatories
Princeton University（普林斯顿大学）；University of Nevada, Las Vegas（内华达大学拉斯维加斯分校）
本研究利用贝叶斯搜索在宇宙探索者中探测原初引力波背景，发现波形系统误差会导致低频偏差和误判，需改进波形建模以准确恢复。
2026-09-15 astro-ph.HE gr-qc
Identifying heavy stellar black holes at cosmological distances with next generation gravitational-wave observatories
本文研究下一代地面引力波天文台探测宇宙学距离上总质量100-600倍太阳质量黑洞双星的能力，发现高阶多极矩可扩大可观测质量范围并改善质量与红移恢复，对质量间隙和超大质量黑洞种子形成具有重要意义。
2023-10-27 astro-ph.HE gr-qc
Subtracting Compact Binary Foregrounds to Search for Subdominant Gravitational-Wave Backgrounds in Next-Generation Ground-Based Observatories
本文研究下一代地面引力波观测站中双黑洞和双中子星并合产生的随机引力波背景，发现残余背景主要由并合相位和光度距离的不确定性造成，并限制了观测其他次主导背景的灵敏度，需探索新的信号扣除方法。
2023-09-24 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Modelling noise in gravitational-wave observatories with transdimensional models
引入跨维贝叶斯方法结合Bilby软件建模引力波天文台噪声，显著改善LIGO和Virgo噪声拟合，并应用于第三引力波瞬变星表事件推断，发现参数可信区间边界有高达7%的偏移。
2025-03-07 astro-ph.IM gr-qc
The unresolved stochastic background from compact binary mergers detectable by next-generation ground-based gravitational-wave observatories
本文基于最新质量、事件率和延迟时间分布数据，估计下一代地面引力波探测器将面临的不可分辨致密双星并合随机背景，发现其可能显著阻碍宇宙学背景探测，需发展联合推断等统计方法。
2023-10-12 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Observational prospects of self-interacting scalar superradiance with next-generation gravitational-wave detectors
该研究针对超轻标量玻色子的自相互作用超辐射现象，采用完整自相互作用处理方法分析引力波信号，重新审视现有约束并预测下一代探测器的探测范围，对扩展超轻标量搜索具有重要意义。
2024-11-26 astro-ph.HE gr-qc hep-ph
Constraining Population III stellar demographics with next-generation gravitational-wave observatories
本文提出利用贝叶斯深度学习仿真器结合非参数恒星形成历史模型，从下一代引力波天文台模拟星表中区分第三族与第一/二族黑洞并合事件，并实现对第三族初始质量函数谱指数和恒星形成率密度的有效约束。
2025-05-10 astro-ph.CO astro-ph.GA astro-ph.HE
Neutron star-black hole mergers in next generation gravitational-wave observatories
本研究针对下一代引力波探测器与天文台，评估其对中子星-黑洞并合的探测测量能力及多信使观测前景，发现相关望远镜每年或可探测10量级的千新星。
2023-07-25 gr-qc
Quantum expander for gravitational-wave observatories
激光的量子不确定性限制了引力波观测站的灵敏度。在过去的30年里，人们发明了压缩量子不确定性和利用光学谐振腔增强引力波信号的技术。然而，共振器的线宽有限;在科学上非常有趣的天体物理学致密双星合并的衰荡过程中产生的高信号频率今天无法解决。在这里，我们提出了一种扩展检测带宽的光学方法。它在其中一个光学谐振腔中使用量子不确定性压缩，在保持低频灵敏度不变的同时补偿有限谐振腔的线宽。引入量子扩展器以提高未来引力波探测器的灵敏度，我们设想它将成为其他腔增强型超光速实验的新工具。
2019-03-14 gr-qc quant-ph
Handling Data Gaps for the Next Generation of Gravitational-Wave Observatories
Montana State University（蒙大拿州立大学）
本文提出一种高效处理数据缺口的时频域贝叶斯数据增强方法，有效缓解频域分析中的谱泄漏问题，并适用于LISA和未来3G地面干涉仪。
2026-04-30 gr-qc
Detection regimes of the cosmological gravitational wave background from astrophysical sources
引力波（GW）天文台，如LIGO和下一代干涉探测器，先进的LIGO，包括大质量恒星的核心坍缩和紧凑的恒星残骸合并的最后阶段的关键目标。来自整个宇宙中发生的这些事件的组合GW信号将产生天体物理GW背景（AGB），这与非常早期宇宙过程的GW背景有着根本的不同。人们可以根据各个源的GW排放强度、峰值排放频率、排放持续时间和事件率密度分布，对不同类别的源对AGB的贡献进行分类。本文概述了AGB在当前和计划中的引力波观测站的可探测性机制。我们发现，有两个重要的AGB信号检测制度，我们定义为“连续”和“爆米花噪声”。我们描述了如何“爆米花噪音”AGB制度的演变与观测时间，我们讨论了如何区分这一功能从非常早期的宇宙过程产生的GW背景。
2006-07-04 astro-ph gr-qc
Gravitational Wave observatories may be able to detect hyperbolic encounters of Black Holes
引力波（GW）天文学有望观测到不同类型的天体物理源。在这里，我们探讨的可能性，从紧凑的恒星与地面干涉探测器的双曲相互作用的GWs的检测。据信，一个紧密的束缚星团，如球状星团，可以是这些相互作用的主要环境。我们估计的检测率，这样的事件，考虑集群内的局部几何形状，占紧凑型恒星在有限距离的散射概率，并假设现实的集群属性指导可用的数值模型，它们的形成时间，和内部的恒星演化。我们发现，即使在保守的限制，它可能会检测到这样的黑洞遇到在未来几年内，目前的网络的观测站与正在进行的灵敏度升级和一个到几个事件，每年与下一代天文台。在实践中，实际检测率可能会大大超过估计的平均率，因为在非常大的人群中发现离群值的机会可能很高。这样的观测（或没有观测）可能会提供关键的限制，以估计宇宙中孤立的致密星的数量。这些发现本身将是令人兴奋的发现，并将与双星合并的观测相辅相成，使我们更接近解决一个基本问题，即在可观测的宇宙中有多少黑洞。
2021-10-28 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational wave astronomy: astrophysical and cosmological inferences
本文综述了 LIGO-Virgo 前三轮观测的主要引力波源及其形成渠道，提出用环境介质吸积解释双黑洞自旋-质量比相关性，并介绍了脉冲星计时阵列搜寻纳赫兹随机引力波背景的最新进展。
2022-11-06 astro-ph.HE gr-qc
Direct Measurement of the Accretion Disk Formed in Prompt Collapse Mergers with Future Gravitational-Wave Observatories
本文通过数值相对论模拟发现吸积盘影响瞬坍缩并合双星的铃宕引力波信号，并提出利用未来引力波天文台以10%相对误差直接测量黑洞形成时吸积盘质量的方法。
2025-07-18 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Wave Data Analysis: Computing Challenges in the 3G Era
网络基础设施将是开发下一代引力波探测器的关键考虑因素。3G时代对数据分析计算的需求将由大量探测以及对紧凑天体的搜索参数空间的扩大和随后提取源的性质所需的参数估计后续工作所驱动。此外，将更加需要开发适当和可扩展的计算网络基础设施，包括数据访问和传输协议以及软件工具的存储和管理，这些基础设施具有可持续的开发、支持和管理流程。本报告确定了3G引力波观测站面临的主要挑战和机遇，并提出了应对这些挑战和机遇的建议。本报告是GWIC 3G小组委员会六部分系列报告中的第四部分：i）将引力波观测站的范围扩大到宇宙边缘，ii）下一代全球引力波观测站：科学书，iii）3G研发：下一代地基引力波探测器的研发，iv）引力波数据分析：3G时代的计算挑战（本报告），五）未来的地基引力波观测站：与其他科学界的协同作用，以及六）未来全球引力波观测站网络可能的治理模式的探索。
2021-11-12 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
A Horizon Study for Cosmic Explorer: Science, Observatories, and Community
这个地平线研究描述了下一代地基引力波天文台：宇宙探测器。宇宙探测器的灵敏度是先进LIGO的十倍，它将把引力波天文学推向可观测宇宙的边缘（$z \sim 100$）。这个地平线研究的目标是描述和评估宇宙探索者的设计概念;计划美国在引力波天文学方面的领导地位;并设想宇宙探索者在国际努力中的作用，以建立一个“第三代”（3G）天文台网络，这将使天文学，物理学和宇宙学的发现发生变革。
2021-10-06 astro-ph.HE astro-ph.IM gr-qc
Cosmography with next-generation gravitational wave detectors
本文探讨下一代引力波探测器利用标准汽笛精确测量宇宙膨胀率，结合多种汽笛实现亚百分比精度，为研究暗能量、暗物质及新物理提供新途径。
2024-07-16 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Probing cosmic chemical enrichment with next-generation gravitational-wave observatories
本文提出利用下一代引力波探测器观测不同金属度偏好的BBH子种群，以同时约束高红移恒星形成率与金属度分布。
2025-02-18 astro-ph.GA astro-ph.HE gr-qc
Overlapping signals in next-generation gravitational wave observatories: A recipe for selecting the best parameter estimation technique
Utrecht University（乌得勒支大学）；Nikhef（荷兰国家核与亚原子物理研究所）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理学研究所（爱因斯坦研究所））
针对第三代引力波探测器中的双黑洞重叠信号，本文结合联合参数估计与相对分箱，并评估 Fisher 矩阵、时频及后验重加权方法以选择偏差估计技术。
2025-10-21 astro-ph.IM gr-qc
Chirping compact stars: gravitational radiation and detection degeneracy with binary systems A conceptual pathfinder for space-based gravitational-wave observatories
本文发现可压缩黎曼S型椭球体（CELs）的啁啾引力波信号与双白矮星及极端质量比旋进系统在特定频段不可区分，且三者局域宇宙发生率相近，对空间引力波探测器构成探测简并挑战。
2023-10-11 astro-ph.GA gr-qc
The Critical Role of LIGO-India in the Era of Next-Generation Observatories
本研究分析LIGO-India在下一代引力波观测站时代的作用，发现其以A♯灵敏度运行时可替代一台CE探测器实现相近的定位与预警性能，但臂长和灵敏度带宽限制了其部分深空科学探测能力。
2025-05-01 gr-qc
New physics and astronomy with the new gravitational-wave observatories
灵敏度足以测量天体物理源辐射的引力波探测器正在迅速出现。到2010年年底，北美、欧洲和日本将有几个地面仪器，美欧联合天基天线LISA将接近轨道或进入最后调试阶段，为发射做准备。这些仪器的目标将是打开引力波天文学的领域：利用引力辐射作为天体物理学和宇宙的观测窗口。在这篇文章中，我们总结了目前正在开发的各种探测器的现状，以及未来的计划。我们还讨论了这些仪器的科学范围，概述了什么引力波天文学可能教我们关于宇宙。
2001-10-31 astro-ph gr-qc
Astrophysical science metrics for next-generation gravitational-wave detectors
第二代引力波探测器正在世界各地建造和调试。探测来自双黑洞的信号开始实现引力波天文学的承诺。在这项工作中，我们研究了几种可能的配置在现有的公里级设施的第三代激光干涉仪。我们提出了一套天体物理动机的指标来评估检测器的性能。我们衡量探测器设计选择对这些指标的影响，提供了一个定量的成本效益分析所产生的科学回报。
2019-05-20 astro-ph.HE gr-qc physics.ins-det
Cosmic Calipers: Precise and Accurate Neutron Star Radius Measurements with Next-Generation Gravitational Wave Detectors
本研究通过贝叶斯推断对比当前与下一代引力波探测器测量中子星半径的能力，发现下一代设施可在大部分质量范围内将半径误差控制在约5%以内，且天体物理动机的质量先验对单个中子星半径测量影响不显著。
2025-02-05 astro-ph.HE gr-qc
Inferring the Astrophysical Population of Gravitational Wave Sources in the Presence of Noise Transients
本研究提出一种贝叶斯推断方法，通过对真实引力波事件与噪声故障（glitches）的源族群进行同时推断，从受污染的目录中提取无偏的天体物理族群约束，并准确估计事件类别与数量。
2023-06-14 astro-ph.HE gr-qc
Characterizing Gravitational Wave Detector Networks: From A$^\sharp$ to Cosmic Explorer
本文分析了A#级LIGO探测器与宇宙探索者、爱因斯坦望远镜等新一代引力波观测台不同组网方案的科学能力，明确了各配置在定位、多信使天文及高红移源探测等方面的性能差异。
2024-02-02 astro-ph.CO astro-ph.HE astro-ph.IM
3G R&D: R&D for the Next Generation of Ground-based Gravitational-wave Detectors
为了实现下一代引力波观测站的承诺，需要一个持续和协调的探测器研究和开发计划。本报告详细审查了下一代GW探测器所需的广泛的近期和长期探测器研发计划，这些计划与“下一代全球引力波观测站：科学书”中提出的关键科学目标相称，包括选址和大规模真空基础设施的考虑。该报告就探测器技术所需的进展以及实现这些进展所需的时间表提出了一系列详细建议。它还确定了更大规模的全球协调研发工作对确保成功同时最大限度地降低成本至关重要的领域。本报告是GWIC 3G小组委员会六部分系列报告中的第三部分：i）将引力波观测站的范围扩大到宇宙边缘，ii）下一代全球引力波观测站：科学书，iii）3G研发：下一代地基引力波探测器的研发（本报告），iv）引力波数据分析：3G时代的计算挑战，v）未来的地面引力波观测站：与其他科学界的协同作用，（六）探索未来全球引力波观测网络的可能管理模式。
2021-11-12 gr-qc
Multimessenger astronomy with a kHz-band gravitational-wave observatory
拟议中的下一代引力波观测站网络包括专门针对中子星科学的千赫兹仪器，例如拟议中的中子星极端物质观测站NEMO。NEMO最初的提议强调了它需要存在于引力波观测站网络中，以确保探测的可信度和源的天空定位。我们表明，NEMO一样的天文台有显着的实用性，对自己的重合电磁观测可以提供检测的意义和天空定位。我们表明，使用一个类似NEMO的探测器和预计在21世纪20年代末和21世纪30年代初的电磁观测站，如Vera C。鲁宾天文台和SVOM，大约$40\%$的所有双中子星合并检测的引力波可以确信地确定为符合多信使检测。我们表明，我们预计$2^{+10}_{-1}\rm{yr}^{-1}$符合观测的引力波合并与伽玛射线暴即时发射，$13^{+23}_{-10}\rm{yr}^{-1}$检测与kilonova观测，和$4^{+18}_{-3}\rm{yr}^{-1}$与宽带余辉和kilonovae，其中的不确定性是$90\%$置信区间所产生的不确定性，在目前的合并率估计。结合起来，这意味着$14^{+25}_{-11}\rm{yr}^{-1}$与$300\rm{Mpc}$的检出率一致。这些数字表明，在没有其他引力波观测站组成的全球网络的情况下，单个千赫引力波探测器具有重大的科学潜力。
2022-02-18 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational-wave Merger Forecasting: Scenarios for the early detection and localization of compact-binary mergers with ground based observatories
我们提出的前景，早期（合并前）检测和本地化的紧凑的二元聚结在未来10年内使用引力波。早期预警可以直接观测到中子星合并的即时和早期电磁辐射。我们检查了地基探测器在其“设计”灵敏度（2021-2022年），计划的“A+”升级（2024-2026年）和设想的“旅行者”概念（2020年末）的能力。我们发现，对于一个置信率的二进制中子星合并的$1000 ~\mathrm{Gpc}^{-3} \mathrm{yr}^{-1}$，设计，A+和旅行者时代的网络可以提供18，54，和195秒的警告一个源每年的观测，分别与天空定位区域$<$ 100度$^2$在$90\%$可信的水平。在相同的速率下，A+和Voyager时代的网络将能够为具有$<$ 10 deg $^2$定位区域的源分别提供9和43 s的警告。我们将理想化的搜索灵敏度与针对合并前检测调整的PyCBC Live搜索所实现的灵敏度进行了比较。引力波社区将准备制作合并前警报。我们的研究结果激励了具有宽视场、自动化和快速回转能力的观测站的操作，以便与引力波网络同时观测。
2020-10-19 astro-ph.HE gr-qc
Gravitational Lensing of Gravitational Waves from Astrophysical Sources: Theory, Detection, and Applications
National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；School of Astronomy and Space Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学天文学与空间科学学院）
本文探讨引力波透镜效应的理论、探测方法及应用，分析其在宇宙学和基础物理中的潜力。
2026-05-16 astro-ph.HE gr-qc
Machine Learning for Quantum-Enhanced Gravitational-Wave Observatories
针对引力波探测器压缩态制备维持难的问题，提出用机器学习预测LIGO第三次观测运行的压缩水平并分析退化来源，为未来压缩注入优化及智能闭环控制奠基。
2023-05-23 astro-ph.IM gr-qc quant-ph
Astrophysical constraints on neutron star $f$-modes with a nonparametric equation of state representation
National Institute of Technology, Rourkela（鲁尔基拉国家理工学院）；Canadian Institute for Theoretical Astrophysics, University of Toronto（多伦多大学加拿大理论天体物理研究所）；Department of Physics, University of Toronto（多伦多大学物理系）；INFN Sezione di Catania, Dipartimento di Fisica（意大利国家核物理研究院卡塔尼亚分部物理系）；Perimeter Institute for Theoretical Physics（珀米特理论物理研究所）
本文利用高斯过程模型和多源观测数据，研究中子星f-模振荡频率约束及其对引力波信号的影响。
2024-10-22 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Stochastic backgrounds of gravitational waves from extragalactic sources
天体物理源在恒星和星系形成开始以来发生的各种各样的过程中发射引力波。这些波渗透到我们的高红移宇宙中，并形成一个背景，这是不同成分叠加的结果，每个成分都与特定的天体物理过程有关。每种成分都有不同的光谱特性和特征，考虑到未来可能的检测，研究这些特性和特征很重要。在这篇文章中，我们将回顾最近的理论预测的背景所产生的河外源，并讨论其可探测性与当前和未来的引力波天文台。
2010-05-06 astro-ph.CO gr-qc
Licence to Bin: Accurate and Scalable Inference for Binary Neutron Stars in Next-Generation Gravitational-Wave Detectors
Monash University（莫纳什大学）；OzGrav: The ARC Centre of Excellence for Gravitational Wave Discovery（引力波发现ARC卓越中心）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
针对下一代引力波探测器长时双中子星信号，提出改进的降阶求积方法，结合自适应频率采样、磁盘流和子带构建，首次实现约2小时信号的贝叶斯推断，计算效率高且精度足够。
2026-08-25 astro-ph.HE gr-qc
Listening to the Universe with Next Generation Ground-Based Gravitational-Wave Detectors
本研究评估了未来地基引力波探测器网络（如 LIGO 升级版及 Cosmic Explorer 等）的科学能力，发现下一代观测台将在探测效率、参数测量精度和多信使天文学等指标上提升一个数量级以上，能探测大量高保真信号以研究高密度物质和检验广义相对论。
2024-11-12 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Forward Modeling of Space-borne Gravitational Wave Detectors
未来十到二十年内，几个星载引力波观测站的建设计划正在进行中。真实有效的正演模拟将在这些观测站的设计和运行中发挥关键作用。星载干涉引力波探测器的工作方式与地面上的探测器非常不同。复杂的轨道运动、虚拟干涉测量和有限尺寸效应使天基系统的描述复杂化，而非线性控制系统使地基系统的描述复杂化。在这里，我们探讨了基于空间的引力波探测器的正演建模，并引入了一个绝热近似的检测器响应，显着扩展了标准的低频近似的范围。绝热近似将有助于数据分析技术的发展，并改进天体物理参数提取的建模。
2003-11-21 gr-qc
Quantum Gravity Background in Next-Generation Gravitational Wave Detectors
本文研究了量子引力中的地动真空涨落对下一代地基引力波探测器的影响，指出若VZ效应在GQuQuest实验中出现，将成为Cosmic Explorer和Einstein Telescope等天文台引力波搜索的巨大背景。
2023-05-18 gr-qc hep-ph hep-th
Prospects to Explore High-redshift Black Hole Formation with Multi-band Gravitational Waves Observatories
早期宇宙中大质量黑洞的聚集仍然是天体物理学中一个缺乏约束的开放性问题。轻种子（质量低于$\sim 1000M_{\odot}$的第三星族恒星的残余）或重种子（质量在$10^4-10^6 M_{\odot}$范围内）的合并和吸积都可以解释大质量黑洞的形成，但种子的丰度及其合并机制是高度不确定的。在接下来的几十年里，即将上线的引力波天文台有望观测到非常高红移的合并，从而揭示第一个黑洞的种子。在这封信中，我们探讨了LISA，宇宙探测器和爱因斯坦望远镜的潜力和局限性，以限制轻重种子的混合比，以及合并星系中中心黑洞合并的概率。由于第三代地基引力波探测器将只观察轻种子合并，我们演示了两种情况下，种子混合比和合并概率的推断可以是有限的。为了充分描述高红移黑洞形成的过程，多波段引力波观测和电磁观测的协同作用可能是必要的。
2022-02-09 astro-ph.GA gr-qc
Perspectives for multi-messenger astronomy with the next generation of gravitational-wave detectors and high-energy satellites
爱因斯坦望远镜（ET）将为多信使天体物理学的未来带来一场革命。为了探测高红移的中子星并合双星，高能观测将起到至关重要的作用。在这里，我们探讨ET的观点，作为一个单一的天文台和网络的引力波（GW）探测器，协同未来的$γ$射线和X射线卫星。我们预测的高能量发射的BNS合并和它的可探测性的理论框架，这是能够重现的属性，目前的样本观测到的短伽玛暴（SGRB）。我们估计联合GW和高能量的检测率的即时和余辉排放，测试仪器和观测策略的几种组合。我们发现，绝大多数在$γ$射线中检测到的SGRB将具有可检测的GW对应物;考虑到第三代GW观测站的网络，联合检测效率接近$100\%$。如果通过宽场X射线监视器观察GW仪器提供的天空定位，则识别BNS合并的电磁对应物的概率显着提高。我们强调，未来X射线天文台的作用对于探测喷流核心外的微弱发射将是非常关键的，这将使我们能够探测附近宇宙中尚未探索的低光度SGRB种群，以及揭示喷流结构的性质以及与祖属性的联系。
2022-07-03 astro-ph.HE gr-qc
Searching for cosmological stochastic backgrounds by notching out resolvable compact binary foregrounds with next-generation gravitational-wave detectors
本文研究下一代地面引力波探测器中宇宙学随机背景的搜寻问题，提出在考虑参数估计不确定性条件下利用时频域陷波移除可分辨致密双星前景，发现该方法可将前景压低至约5%，并指出不可分辨前景才是主要限制。
2024-09-30 astro-ph.CO astro-ph.HE gr-qc
Advanced quantum techniques for future gravitational-wave detectors
光的量子涨落限制了先进的激光干涉引力波探测器的灵敏度。这是迈向下一代引力波观测站的主要障碍之一。探测器灵敏度的预期显著提高需要使用量子非破坏测量和反作用规避技术，这使我们能够规避海森堡不确定原理施加的灵敏度限制。在我们之前的综述文章：“引力波探测器中的量子测量理论”[Living Rev. Relativity 15，5（2012）]中，我们阐述了量子测量理论的基本原理，并提供了分析干涉仪量子噪声的框架。本文的范围是回顾近年来提出的量子噪声抑制的新技术，并把它们放在同一个框架。我们的干涉测量方案和拓扑结构的描绘是为了在选择下一代引力波天文台的设计过程中的援助。
2019-03-12 gr-qc
The Next Generation Global Gravitational Wave Observatory: The Science Book
下一代地面引力波探测器将观测整个宇宙中黑洞和中子星的合并，其中数千个具有非凡的保真度。这本科学书是一个为期3年的努力，研究下一代探测器网络的科学能力的结果。这样的网络将有可能解决物理学和天文学众多领域中尚未解决的问题，从宇宙学到粒子物理学的超越标准模型，以及它们如何提供对强引力系统工作原理的见解，紧凑物体的天体物理学和致密物质的性质。如此深度和精密的天文台将不可避免地使其他观测窗口无法获得新的发现。除了展示下一代探测器的丰富科学潜力外，该报告还提供了物理学和天文学五个不同领域的具体科学目标，以及实现这些科学目标的灵敏度要求。本报告是GWIC 3G小组委员会六部分系列报告中的第二部分：i）将引力波观测站的范围扩大到宇宙边缘，ii）下一代全球引力波观测站：科学书籍（本报告），iii）3G研发：下一代地基引力波探测器的研发，iv）引力波数据分析：3G时代的计算挑战，五）未来的地基引力波观测站：与其他科学界的协同作用，以及六）未来全球引力波观测站网络可能的管理模式的探索。
2021-11-12 gr-qc
Probing Neutron Star Equation of State Universality with Gravitational Waves
Chennai Mathematical Institute（金奈数学研究所）；International Centre for Theoretical Sciences, Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础科学国际理论科学中心）；Max Planck Institute for Gravitational Physics (Albert Einstein Institute)（马克斯·普朗克引力物理研究所（爱因斯坦研究所））；Leibniz Universität Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）
该研究针对中子星物态方程普适性假设的潜在失效问题，建立结合分层贝叶斯推断与分段多方参数化的检验框架，利用下一代引力波天文台的双中子星并合数据可检验该普适性。
2026-09-07 astro-ph.HE gr-qc nucl-th
Snowmass2021 Cosmic Frontier White Paper: Future Gravitational-Wave Detector Facilities
下一代引力波天文台可以探索整个宇宙历史中的广泛的基本物理现象。这些现象包括进入整个宇宙时间的宇宙二元黑洞种群，进入独立于宇宙距离阶梯的宇宙膨胀历史，进入早期宇宙相变的随机引力波，进入强场和高速极限的扭曲时空，进入中子星和合并后密度的核物质状态方程，以及通过它们在极端天体物理环境中的相互作用或它们与探测器本身的相互作用而与暗物质候选物相关联。我们提出的引力波探测器的概念，可以驱动未来的引力波天体物理学。我们总结了必要技术的现状，以及在21世纪30年代建立这些天文台所需的研究。
2022-03-29 astro-ph.IM gr-qc hep-ex
Gravitational wave astronomy with LIGO and similar detectors in the next decade
我们描述了引力波观测和天体物理学的计划，这些计划将由LIGO科学合作组织（LSC）在未来十年内使用来自美国LIGO天文台以及欧洲，日本和印度的姐妹设施的数据进行。我们提供了一个概述的引力波信号类型，我们的目标，和引力波在时域多信使天文学的作用。我们简要地总结了我们可以从探测到的信号的性质，包括天体物理事件率和人口，测试的引力波的性质，高动力学和强场测试的广义相对论，探测物质在极端条件下的中子星，并与引力波源进行宇宙学测量。
2019-04-05 gr-qc
Parameterised population models of transient non-Gaussian noise in the LIGO gravitational-wave detectors
这两个干涉LIGO引力波观测站提供了迄今为止研究引力波宇宙最敏感的数据。作为全球网络的一部分，他们刚刚完成了第三次观测，在这次观测中，他们观测到了来自合并紧凑双星系统的数十个信号。人们早就知道，识别瞬态引力波信号的一个限制因素是瞬态非高斯噪声的存在，这降低了天体物理搜索可靠地检测信号的能力。我们付出了巨大的努力来从源头识别和减轻这种噪音，但它的存在仍然存在，从而需要软件解决方案。以一组瞬态噪声文物分类的重力间谍软件在O3a观测时代，我们产生参数化的人口模型的噪声投影到合并的二元系统的天体物理模型参数的空间。我们比较了瞬态噪声文物与观测到的天体物理系统从GWTC2.1目录推断的人口属性。我们发现，虽然人口的天体物理系统往往有接近相等的质量和适度的自旋，瞬态噪声文物的特点是极端的质量比和大自旋。这项工作提供了一种新的方法来计算一个观察到的候选人与给定类的噪声文物的一致性。这种方法可用于评估天体物理搜索发现的候选者的一致性（即确定它们是否与已知的毛刺类别一致）。此外，该方法可以直接纳入天体物理搜索，可能会提高探测器的覆盖范围，尽管只有详细的研究才能验证这一点。
2021-10-06 gr-qc
Astrophysical Sources of Stochastic Gravitational-Wave Background
我们回顾了天体物理起源的随机背景的光谱特性，并讨论了它们的统计特性如何与原始贡献不同。我们表明，随机搜索与下一代的地面干涉仪可以把有趣的约束天体物理种群的物理性质，如椭圆率和磁场的磁星，或合并率的紧凑的双星。
2011-08-02 astro-ph gr-qc
Primordial black holes versus their impersonators at gravitational wave observatories
Dipartimento di Fisica Galileo Galilei, Università di Padova（帕多瓦大学伽利略·伽利莱物理系）；INFN Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Santa Cruz Institute for Particle Physics（圣克鲁斯粒子物理研究所）；Department of Physics, University of California, Santa Cruz（加州大学圣克鲁斯分校物理系）
研究通过 Fisher 矩阵方法探讨下一代引力波探测器区分原初黑洞与奇异致密物体、恒星黑洞和中子星的能力，评估其在不同观测场景下的识别或排除原初黑洞的定量基准。
2026-05-19 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Lighthouses of Gravitational Wave Astronomy
能够进行天文观测的引力波探测器可能在明年内开始运行，在未来10年内，它们将把触角伸到宇宙学距离，最终实现空间任务LISA。这些观测站的主要目标将是双星系统，特别是那些在观测期间轨道可测量地收缩的双星系统。这些系统是标准的蜡烛，它们提供了测量宇宙学参数的独立方法。特别是LISA可以确定恒星形成开始的时代，并与望远镜一起进行电磁观测，以前所未有的精度测量红移为4或更高的哈勃流。
2001-11-28 gr-qc
Detecting stochastic gravitational wave background from cosmic strings with next-generation detector networks: Component separation based on a multi-source astrophysical foreground noise model
Northeastern University（东北大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）；National Astronomical Observatories, Chinese Academy of Sciences（中国科学院国家天文台）；University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学）
本研究针对宇宙弦随机引力波背景探测问题，构建含多源天体物理前景噪声的混合模型，提出多成分分离的参数估计方法，评估下一代探测器网络的探测能力并量化前景建模对参数约束的影响。
2025-10-30 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
Signals of primordial black holes at gravitational wave interferometers
原始黑洞（PBH）可以作为原始标量扰动的结果在小尺度上形成。这PBH形成的情况下，相关的引力波（GW）签名从二阶GWs诱导的原始曲率扰动，并从GWs在早期PBH占主导地位的时代。我们调查的能力，下一代GW实验，包括BBO，LISA和CE，探测这种PBH形成的情况下，在很宽的质量范围。用GW观测站测量随机GW背景可以限制质量为1 e9 - 1 e27 g的PBH的允许参数空间。我们还讨论了来自无约束区域的可能GW源，在该区域中，光PBH（<1 e9 g）在蒸发之前暂时主导宇宙的能量密度。我们展示了PBH的形成如何影响GW观测站的原始功率谱，并提供了现有PBH界限所隐含的约束。
2022-07-27 astro-ph.CO gr-qc hep-ph
