预转动二进制旋转致密体的引力波物理模板族：单自旋二进制的应用

由旋转致密体预转动二进制发射的引力波（GWs）检测受到困扰，因为需要大量参数（如自旋的大小和初始方向、二进制相对于探测器的位置和取向）来准确建模由预转动引起的GW信号调制。在本文中，我们描述了用于预转动二进制的快速匹配滤波搜索方案，采用Buonanno、Chen和Vallisneri提出的物理模板族[Phys.Rev.D 67, 104025 (2003)]用于地面干涉仪。该模板族为具有单个显著自旋的二进制提供几乎精确的波形，直接以物理参数编写，观察到的GW信号发射于adiabatic轨道相互作用阶段（对于LIGO-I和VIRGO，这对应于总质量 $M < 15M_\odot$）。我们展示了如何自动最大化检测统计量中除四个参数（两个质量、单个自旋的大小以及自旋角与轨道角动量之间的夹角）之外的所有参数，以便用于搜索的模板库仅为四维；这一技术也适用于使用太空探测器LISA进行的极大质量比例引力波探测和超大质量黑洞引力波探测。在采用LIGO-I设计灵敏度下，我们计算了对于虚警报概率为 $10^{-3}$/年的检测阈值（约10），以及对于最小匹配度为0.97所需的模板数量（约76,000），用于质量范围 $(m1,m2)=[7,12]M_\odot*[1,3]M_\odot$。