arXivDaily arXiv每日学术速递 周一至周五更新
arXiv周末暂无论文更新,休息一下吧,周末愉快~~

LIGO A$^\natural$:超越A+的探测器设计与科学前景

LIGO A$^\sharp$: Detector Design and Science Prospects Beyond A+

L. Sun, K. Kuns, B. J. J. Slagmolen, P. Fritschel, P. Schmidt, B. T. Lantz, S. S. Y. Chua, Divyajyoti, S. W. Ballmer, M. A. Barton, A. V. Cumming, K. L. Dooley, J. C. Driggers, A. Effler, M. Evans, B. Farr, G. González, N. Lu, D. J. Ottaway, C. Palomba, O. J. Piccinni, G. Pratten, S. Raja, A. P. Subhash, P. J. Sutton, K. Toland, R. L. Ward, A. G. Abac, I. Abouelfettouh, K. Ackley, A. Adam, S. Adhicary, D. Adhikari, R. X. Adhikari, V. K. Adkins, S. Afroz, M. Agathos, N. Aggarwal, S. Aggarwal, O. D. Aguiar, P. Ajith, L. Albers, S. Al-Kershi, S. Al-Shammari, J. A. Alvarez, S. Alvarez-Lopez, O. Amarasinghe, A. Amato, S. An, A. B. Anand, C. Anand, A. Ananyeva, S. B. Anderson, W. G. Anderson, F. Andrade-Oliveira, M. Andrés-Carcasona, J. L. Andrey, T. Andric, J. Anglin, J. Anna, J. M. Antelis, L. V. da Conceição, T. Aoki, E. Z. Appavuravther, E. A. Appelt, S. Appert, S. K. Apple, K. Arai, M. C. Araya, J. S. Areeda, M. Ramos Arevalo, S. Armstrong, M. Arogeti, S. M. Aronson, K. G. Arun, G. Ashton, S. M. Aston, K. AultONeal, G. Avallone, E. A. Avila, C. Badger, S. Bae, K. A. Baker, T. Baker, M. Ball, S. Banagiri, D. Bankar, T. M. Baptiste, P. Baral, J. C. Barayoga, K. Baric, B. C. Barish, D. Barker, N. Barman, B. Barr, M. Barrios, L. Barsotti, I. Bartos, A. Basalaev, R. Bassiri, J. C. Bayley, A. C. Baylor, P. A. Baynard, B. Becher, V. M. Bedakihale, A. S. Bell, D. S. Bellie, W. Benoit, F. Bergamin, B. K. Berger, M. Beroiz, C. P. L. Berry, I. Berry, J. Betzwieser, D. Beveridge, N. Bevins, R. Bhandare, R. Bhatt, A. Bhattacharjee, D. Bhattacharjee, S. Bhattacharyya, S. Bhaumik, I. A. Bilenko, G. Billingsley, S. Bini, O. Birnholtz, S. Biscoveanu, A. Bisht, S. Blaber, J. K. Blackburn, L. A. Blagg, C. D. Blair, D. G. Blair, N. Bode, N. Boettner, P. Bogdan, G. N. Bolingbroke, L. D. Bonavena, V. A. Bonhomme, E. Bonilla, M. S. Bonilla, A. Bonino, A. Borchers, S. Bose, V. Bossilkov, T. D. Boybeyi, M. Boyle, M. J. Brady, P. R. Brady, A. Branch, M. Brinkmann, P. Brockill, E. Brockmueller, A. F. Brooks, D. D. Brown, S. Brunett, R. Bruntz, J. Bryant, Y. Bu, A. Buonanno, K. Burtnyk, J. Calderón Bustillo, R. L. Byer, V. A. Cáceres-Barbosa, L. Cadonati, C. Cahillane, A. Calafat, J. D. Callaghan, T. A. Callister, S. R. Callos, V. Cantory, H. Cao, L. A. Capistran, E. Capote, C. Capuano, K. J. Cardona-Martínez, M. Carlassara, J. Yébana Carrilero, G. Carrillo, G. Carullo, S. Caudill, M. Cavaglià, A. Ceja, N. Chabbra, A. Chakraborty, P. Chakraborty, S. Chakraborty, C. Chan, J. C. L. Chan, M. Chan, K. Chang, S. Chao, P. Charlton, C. Chatterjee, Debarati Chatterjee, Deep Chatterjee, M. Chaturvedi, A. Chen, H. Y. Chen, S. Chen, Yanbei Chen, Yiwen Chen, G. Cheng, H. P. Cheng, T. Cheunchitra, H. T. Cheung, S. Y. Cheung, G. Chiarini, M. Chicoine, D. Chintala, S. Choudhary, N. Christensen, Y. K. Chu, B. Cirok, F. Clara, J. A. Clark, T. A. Clarke, A. Claveus, M. R. Claypool, S. M. Clyne, D. E. Cohen, E. Colangeli, O. Cole, G. D. Cole, M. Colleoni, C. G. Collette, J. Collins, S. Colloms, C. M. Compton, G. Connolly, T. R. Corbitt, N. J. Cornish, A. Corsi, L. Cotnoir, R. Cottingham, J. A. Cotturone, M. W. Coughlin, P. Couvares, R. Coyne, J. D. E. Creighton, T. D. Creighton, S. Crook, R. Crouch, J. Csizmazia, T. J. Cullen, Y. Dang, O. Danner, K. Danzmann, K. E. Darroch, C. Darsow-Fromm, L. P. Dartez, R. Das, S. Das, A. Dasgupta, I. Dave, A. Davenport, T. F. Davies, D. Davis, M. C. Davis, E. J. Daw, M. Dax, E. deBruin, M. Deenadayalan, O. M. del Rio, N. Demos, T. Dent, N. DePergola, E. K. Derrick, M. Desai, D. DeSantis, S. Deshmukh, V. Deshmukh, S. Determan, A. Dhani, R. Dhatri, R. Dhurkunde, R. Diab, M. C. Díaz, T. Dietrich, C. Di Fronzo, A. Dmitriev, J. P. Docherty, Z. Doctor, N. Doerksen, E. Dohmen, A. Doke, F. Donovan, S. Doravari, F. Dosopoulou, R. S. Dumbreck, S. Dwivedi, S. E. Dwyer, C. Eassa, M. Eberhardt, M. Ebersold, M. Ebiri, T. Eckhardt, G. Eddolls, J. Eichholz, M. Emma, R. Enficiaud, R. Espinosa, R. C. Essick, H. Estellés, T. Etzel, T. Evstafyeva, J. M. Ezquiaga, S. Fairhurst, X. Fan, A. M. Farah, W. M. Farr, M. Favata, M. Fazio, J. Feicht, M. M. Fejer, J. -N. Feldhusen, J. Fernandes, D. Fernando, T. A. Ferreira, M. Ferrer-Martinez, M. Fishbach, R. P. Fisher, S. K. Fitzgerald, B. Flanagan, S. M. Fleischer, L. S. Fleming, E. Floden, H. Fong, F. Fontinele-Nunes, C. Foo, B. Fornal, P. W. F. Forsyth, A. Franco-Ordovas, J. P. Freed, Z. Frei, R. Frey, W. Frischhertz, V. V. Frolov, M. Fuentes-Garcia, P. Fulda, M. Fyffe, J. R. Gair, V. Galdi, A. Gamboa, S. Gamoji, A. Ganguly, C. García-Quirós, J. W. Gardner, A. Garron, P. A. Garver, V. Gayathri, T. Gayer, J. George, R. George, D. George, O. Gerberding, L. Gergely, Sayantan Ghosh, Shaon Ghosh, Shrobana Ghosh, Suprovo Ghosh, Tathagata Ghosh, J. A. Giaime, K. D. Giardina, D. R. Gibson, C. Gier, J. Glanzer, J. Godfrey, R. V. Godley, O. Godwin, A. S. Goettel, E. Goetz, J. Golomb, P. Goodarzi, S. R. Goode, S. M. Goss-Grubbs, D. W. Gould, K. Govorkova, V. Graham, A. E. Granados, M. Granata, V. Granata, S. Gras, P. Grassia, C. Gray, R. Gray, K. Gray, L. Green, S. R. Green, A. M. Gretarsson, E. M. Gretarsson, D. Griffith, H. Grote, S. Grunewald, A. G. Guerrero, T. Guidry, H. K. Gulati, H. Guo, W. Guo, A. Gupta, I. Gupta, N. C. Gupta, S. K. Gupta, V. Gupta, N. Gupte, N. Guttman, F. Guzman, M. Haberland, E. D. Hall, E. Z. Hamilton, G. Hammond, J. Hanks, C. Hanna, M. D. Hannam, O. A. Hannuksela, H. Hansen, J. Hanson, A. R. Hardison, K. Haris, I. Harley-Trochimczyk, G. M. Harry, I. W. Harry, C. -J. Haster, K. Haughian, J. Hedberg, A. Heffernan, M. C. Heintze, J. Heinzel, F. Hellman, A. F. Helmling-Cornell, O. Henderson-Sapir, M. Hendry, I. S. Heng, M. H. Hennig, C. Henshaw, A. Heranval, M. Heurs, A. L. Hewitt, J. Heyns, D. Hickey, M. Hill, S. Hill, N. A. Holland, K. Holley-Bockelmann, I. J. Hollows, D. E. Holz, K. M. Hoops, M. E. Hoque, D. J. Horton-Bailey, J. Hough, S. Hourihane, N. T. Howard, E. J. Howell, C. G. Hoy, P. Hsi, H. Y. Huang, Y. Huang, A. D. Huddart, B. Hughey, S. Husa, G. A. Iandolo, Y. Inoue, J. Irwin, T. Ishikawa, M. Isi, K. S. Isleif, S. Iwaguchi, M. M. Iwaya, B. R. Iyer, S. J. Jadhav, S. P. Jadhav, K. Jain, A. L. James, K. Jani, S. Jani, N. N. Janthalur, R. Jaume, W. Javed, M. Jensen, W. Jia, J. Jiang, S. -J. Jin, G. R. Johns, N. A. Johnson, M. C. Johnston, R. Johnston, N. Johny, D. H. Jones, D. I. Jones, R. Jones, P. Joshi, S. K. Joshi, J. Ju, L. Ju, I. L. Juarez-Reyes, H. B. Kabagoz, V. Kalogera, M. Kalomenopoulos, S. Kandhasamy, G. Kang, M. Kang, J. B. Kanner, S. J. Kapadia, D. P. Kapasi, A. S. Karia, R. Kashyap, M. Kasprzack, E. Katsavounidis, W. Katzman, R. Kaushik, K. Kawabe, S. Kawamura, D. Keitel, S. A. Kemper, L. J. Kemperman, J. Kennington, R. Kesharwani, J. S. Key, R. Khadela, S. S. Khadkikar, F. Y. Khalili, C. Khamar, F. Khan, M. Khursheed, N. M. Khusid, C. Kim, J. C. Kim, K. Kim, M. H. Kim, Y. -M. Kim, C. Kimball, K. Kimes, M. Kinnear, J. S. Kissel, S. Klimenko, A. M. Knee, N. Knust, S. M. Koehlenbeck, K. Kokeyama, P. Kolitsidou, K. Kompanets, A. K. H. Kong, A. Kontos, K. Kopczuk, L. M. Koponen, M. Korobko, X. Kou, N. Kouvatsos, D. B. Kozak, V. Kringel, N. V. Krishnendu, S. Kroker, K. Kruska, G. Kuehn, D. Kukla, Achal Kumar, Anil Kumar, Dhruv Kumar, Praveen Kumar, Prayush Kumar, Rahul Kumar, Rakesh Kumar, Ravi Kumar, V. Kumar, N. Kuntimaddi, K. Kwan, G. Lacaille, D. Laghi, A. H. Laity, E. Lalande, S. Lalvani, M. Landry, R. N. Lang, A. Lange, R. Langgin, I. La Rosa, O. Laske, P. D. Lasky, J. Lawrence, M. Laxen, A. Lazzarini, L. Leali, Y. K. Lecoeuche, J. Lee, K. Lee, R. Lee, S. Lee, Y. Lee, I. N. Legred, J. Lehmann, L. Lehner, M. Lesovsky, Y. Levin, K. Leyde, X. Li, Y. Li, Z. Li, Q. Liang, F. Lin, C. Lindsay, S. D. Linker, A. Liu, Jian Liu, S. Liu, J. Llobera-Querol, R. K. L. Lo, S. C. G. Loggins, L. T. London, R. Rodriguez Lopez, A. Lorenzo-Medina, M. Lormand, T. P. Lott, J. D. Lough, H. A. Loughlin, C. O. Lousto, N. K. Y. Low, H. Lück, O. Lukina, A. P. Lundgren, A. W. Lussier, X. Ma, M. Ma'arif, S. MacBride, I. MacLaren, D. M. Macleod, I. A. O. MacMillan, S. S. Magare, R. M. Magee, E. Maggio, P. Mahapatra, M. Mahesh, S. Majhi, C. N. Makarem, E. Makelele, N. Malagon, D. Malakar, J. A. Malaquias-Reis, U. Mali, S. Maliakal, A. Malik, L. Mallick, A. -K. Malz, V. Mandic, Z. Mangi, B. Mannix, G. L. Mansell, M. Manske, J. Mark, A. S. Markosyan, J. Markus, E. Maros, I. W. Martin, R. M. Martin, B. B. Martinez, J. C. Martins, D. V. Martynov, E. J. Marx, M. Masso-Reid, T. Masters, M. Matiushechkina, A. Matte-Landry, N. Mavalvala, N. Maxwell, A. McCann, G. McCarrol, R. McCarthy, D. E. McClelland, S. McCormick, L. McCuller, L. I. McDermott, C. McElhenny, G. I. McGhee, K. B. M. McGowan, J. McIver, A. McLeod, I. McMahon, T. McRae, R. McTeague, K. McWhirter, D. Meacher, B. N. Meagher, R. Mechum, M. Mehmet, R. M. Mehta, A. Melatos, C. S. Menoni, R. A. Mercer, K. Merfeld, E. L. Merilh, J. R. Mérou, C. Messick, F. Meylahn, H. Miao, C. Michel, H. Middleton, D. P. Mihaylov, S. J. Miller, M. Millhouse, A. Mishra, C. Mishra, T. Mishra, A. Mitchell, J. G. Mitchell, O. Mitchem, S. Mitra, V. P. Mitrofanov, R. Mittleman, G. Mo, S. R. P. Mohapatra, M. Molina-Ruiz, M. Mondin, C. J. Moore, D. Moraru, A. More, S. More, C. Moreno, E. A. Moreno, G. Moreno, C. Morgan, M. Mould, C. M. Mow-Lowry, Arunava Mukherjee, D. Mukherjee, Samanwaya Mukherjee, Soma Mukherjee, Subroto Mukherjee, Suvodip Mukherjee, N. Mukund, A. Mullavey, C. L. Mungioli, P. G. Murray, S. Muusse, S. A. Vallejo-Peña, N. Nagarajan, A. Nakamura, M. Nakano, D. Nandi, S. U. Naqvi, P. Narayan, R. K. Nayak, J. Neeson, A. Nela, C. Nelle, A. Nelson, T. J. N. Nelson, A. Neunzert, M. Newell, S. Ng, A. B. Nielsen, W. Niu, J. Noller, M. Norman, C. North, A. Numic, G. Nurbek, L. K. Nuttall, J. Oberling, C. E. Ochoa, C. O'Connor, J. O'Dell, E. Oelker, J. J. Oh, T. O'Hanlon, F. Ohme, I. Oke, R. Omer, N. O'Neill, P. Ophardt, R. J. Oram, B. O'Reilly, R. O'Shaughnessy, J. Ostrovska, A. Osumi, I. Ota, G. Othman, H. Overmier, B. J. Owen, A. E. Pace, A. Pai, S. Pal, M. Pálfi, H. Pan, J. Pan, P. K. Panda, Shiksha Pandey, Swadha Pandey, B. C. Pant, F. H. Panther, A. Papadopoulos, E. E. Papalexakis, J. Park, W. Parker, G. Pascale, L. Passenger, O. Patane, A. V. Patel, L. Pathak, A. Patra, B. G. Patterson, K. Paul, S. Paul, E. Payne, T. Pearce, M. Pedraza, A. Pele, X. Peng, Y. Peng, S. Penn, S. Petracca, H. P. Pfeiffer, H. Pham, K. A. Pham, K. S. Phukon, H. Phurailatpam, A. Pied, V. Pierro, B. Pillon, I. M. Pinto, B. J. Piotrzkowski, M. Pirello, M. D. Pitkin, M. L. Planas, C. Plunkett, L. Pompili, J. Poon, A. S. Porter, C. Posnansky, J. Powell, G. S. Prabhu, A. K. Prajapati, K. Prasai, R. Prasanna, P. Prasia, A. Puecher, J. Pullin, M. Pürrer, H. Qi, M. Qiao, J. Qin, V. Quetschke, P. J. Quinonez, R. Rading, C. Rajan, B. Rajbhandari, A. Kulur Ramamohan, K. E. Ramirez, A. Ramos-Buades, S. Ranjan, M. Ranjbar, K. Ransom, B. Ratto, A. Ravichandran, A. Ray, V. Raymond, J. Read, J. Redepenning, J. Regan, T. Reichardt, S. Reid, C. Reissel, D. H. Reitze, A. I. Renzini, J. Rice, J. W. Richardson, M. L. Richardson, K. Riles, H. K. Riley, J. D. H. Rivero, M. Robinson, J. Rodriguez, J. G. Rollins, A. E. Romano, I. M. Romero-Shaw, J. H. Romie, S. Ronchini, T. J. Roocke, T. J. Rosauer, C. A. Rose, M. P. Ross, M. Rossello-Sastre, S. Rowan, K. Rowlands, P. Dutta Roy, S. K. Roy, T. RoyChowdhury, G. H. Ruiz, K. Ruiz-Rocha, V. Russ, S. M. S., S. Sachdev, T. Sadecki, S. Safi-Harb, M. R. Raj Sah, M. Sakellariadou, S. Sakon, F. Salces-Carcoba, M. Saleem, S. U. Salunkhe, A. Salvarese, P. M. Samir, A. Sanchez, E. J. Sanchez, J. Sanchez, D. Sanchez-Cid, J. R. Sanders, E. M. Sänger, J. Sanjuan, E. Sapkin, T. R. Saravanan, P. Sarkar, A. Sasli, B. S. Sathyaprakash, O. Sauter, R. L. Savage, T. Savicheva, H. L. Sawant, D. Schaetzl, M. Scheel, L. M. Scheel, A. Schiebelbein, F. Schiettekatte, M. G. Schiworski, K. Schluterman, R. Schnabel, M. Schneewind, R. M. S. Schofield, B. W. Schulte, B. F. Schutz, E. Schwartz, J. Scott, S. M. Scott, R. M. Sedas, T. C. Seetharamu, D. Sellers, E. G. Seo, G. Seong, C. K. Sethi, T. Shaffer, U. S. Shah, M. A. Shaikh, J. Sharkey, A. K. Sharma, Preeti Sharma, Priyanka Sharma, Sushant Sharma-Chaudhary, P. Shawhan, T. Shen, S. Shirke, D. H. Shoemaker, D. M. Shoemaker, R. W. Short, S. ShyamSundar, H. Siegel, V. Sierra, D. Sigg, L. Silenzi, M. Simmonds, L. P. Singer, A. Singh, D. Singh, M. K. Singh, N. Singh, H. Singh, M. R. Sinha, A. M. Sintes, V. Skliris, T. J. Slaven-Blair, J. Smetana, D. A. Smith, J. R. Smith, J. Smith, W. J. Smith, M. Soares-Santos, S. Soni, N. E. Sovitzky, V. Spagnuolo, A. P. Spencer, A. K. Srivastava, F. Stachurski, V. V. Stanford, A. Stanton, N. Steinle, J. Steinlechner, C. Stephens, M. StPierre, J. Stremiz, M. D. Strong, A. Strunk, S. Chalathadka Subrahmanya, L. Suleiman, K. D. Sullivan, J. Sun, S. Sunil, S. C. Tait, S. Takano, C. Talbot, D. Tanabe, S. Tanioka, D. B. Tanner, W. Tanner, L. Tao, R. D. Tapia, J. D. Tasson, J. G. Tau, A. Tejera, J. G. Temple, Y. Teng, H. Themann, M. P. Thirugnanasambandam, L. M. Thomas, M. Thomas, P. Thomas, J. E. Thompson, S. R. Thondapu, E. Thrane, A. Tiwari, P. Tiwari, S. Tiwari, V. Tiwari, M. R. Todd, A. M. Toivonen, V. Tommasini, H. Tong, C. I. Torrie, G. Traylor, L. Traylor, M. Trevor, A. Tripathee, R. J. Trudeau, T. Tsang, K. Tsuji, L. Tsukada, A. Tuci, A. S. Ubhi, R. P. Udall, V. Undheim, V. Upadhyaya, L. E. Uronen, H. Vahlbruch, G. Vajente, J. Valencia, M. Valentini, J. van Dongen, K. Vandra, M. VanDyke, J. Vanier, J. Vanosky, A. F. Vargas, V. Varma, A. Vecchio, J. Veitch, P. J. Veitch, B. Verma, Y. Verma, S. M. Vermeulen, F. A. Ramis Vidal, S. Vidyant, A. D. Viets, A. Vijaykumar, A. Vilkha, F. Llamas Villarreal, E. T. Vincent, S. Vitale, N. Vithanachchi, A. Vives, L. Vizmeg, B. Vizzone, D. Voigt, E. R. G. von Reis, J. S. A. von Wrangel, W. E. Vossius, L. Vujeva, S. P. Vyatchanin, J. Wack, L. E. Wade, M. Wade, A. Wade, K. J. Wagner, L. Wallace, W. H. Wang, Y. F. Wang, Z. Wang, P. Wang, J. Warner, N. Y. Washington, B. Weaver, S. A. Webster, N. L. Weickhardt, M. Weinert, A. J. Weinstein, O. Weisenberger, R. Weiss, L. Wen, K. Wette, C. Wheeler, J. T. Whelan, B. F. Whiting, E. G. Wickens, D. Wilken, B. M. Williams, D. Williams, M. J. Williams, N. S. Williams, J. L. Willis, B. Willke, C. W. Winborn, A. Wingfield, J. Winterflood, C. C. Wipf, G. Woan, N. E. Wolfe, H. T. Wong, J. L. Wright, B. Wu, D. S. Wu, K. Wu, E. Wuchner, D. M. Wysocki, Y. Xia, V. A. Xu, Y. Xu, M. Ben Yaala, H. Yamamoto, T. Yan, H. Yang, K. Z. Yang, Z. Yarbrough, A. B. Yelikar, X. Yin, M. Yoshihara, S. Yuan, M. Zanolin, M. Zeeshan, M. Zevin, H. Zhang, L. Zhang, N. Zhang, R. Zhang, T. Zhang, C. Zhao, Y. Zhao, L. -M. Zheng, Y. Zheng, H. Zhong, H. Zhou, H. O. Zhu, Z. Zhu, D. Z. Zieba, A. B. Zimmerman, M. E. Zucker, R. Arès, J. J. Carter, S. J. Madden, K. McKenzie, E. R. Rees, B. Shapiro

arXiv 2608.11673首次发表:更新:

AI 中文总结

LIGO A$^\natural$是LIGO在O5后的室温干涉仪升级方案,通过多项技术改进提升灵敏度,将提高致密双星探测率、拓展引力波源发现潜力,是下一代引力波天文台的技术探路者。

AI 中文摘要

我们提出LIGO A$^\natural$探测器概念,这是LIGO天文台在第五次观测运行(O5)之后基于室温干涉仪的升级方案。在A+灵敏度的基础上,A$^\natural$通过更重的测试质量、改进的悬挂系统与地震隔离装置、提升的臂腔功率、增强的频率依赖压缩态、考虑两种场景的涂层热噪声降低,以及对机械运动和光学模式的改进控制,旨在实现宽带灵敏度提升。我们描述了主要设计选择、预计的噪声性能及相应的天体物理学前景。LIGO A$^\natural$大幅提高致密双星的探测率,增强种群推断能力,缩短双中子星并合的早期预警时间并改善其定位精度。提升的灵敏度使人们能更详细地研究致密双星并合,包括高阶多极矩、中等质量黑洞、遗迹黑洞振铃以及中子星物态方程。它还拓宽了连续引力波、引力波暴等新引力波源的发现潜力;若致密双星并合的随机背景在O5后仍未被探测到,A$^\natural$将能实现其探测;同时强化引力波探测器作为基础物理探针的作用。我们讨论了关键技术挑战,以及A$^\natural$作为2030年代重大科学升级和下一代引力波天文台(如Cosmic Explorer)技术探路者的作用。

英文摘要

We present the LIGO A$^\sharp$ detector concept, an upgrade for the LIGO observatories based on room-temperature interferometers beyond the fifth observing run (O5). Building on the A+ sensitivity, A$^\sharp$ targets broadband sensitivity improvements through heavier test masses, improved suspensions and seismic isolation, increased arm-cavity power, enhanced frequency-dependent squeezing, reduced coating thermal noise considering two scenarios, and improved control of mechanical motion and optical modes. We describe the principal design choices, projected noise performance, and corresponding astrophysical prospects. LIGO A$^\sharp$ substantially increases compact-binary detection rates, strengthens population inference, and improves both early-warning times and localization for binary neutron star mergers. The improved sensitivity enables more detailed studies of compact-binary coalescences, including higher-order multipoles, intermediate-mass black holes, remnant black hole ringdown, and the neutron star equation of state. It also broadens the discovery potential for new gravitational-wave sources such as continuous waves and bursts, should enable detection of the stochastic background from compact binary mergers if it remains undetected after O5, and strengthens the role of gravitational-wave detectors as probes of fundamental physics. We discuss key technical challenges and the role of A$^\sharp$ as both a major scientific upgrade for the 2030s and a technology pathfinder for next-generation gravitational-wave observatories, such as Cosmic Explorer.

Comments78 pages, 22 figures

论文原文

arXiv 摘要页 · PDF 原文 · HTML 原文

↑