引力波爆发探测问题的信息论方法
广义相对论与量子宇宙学
2017-06-07 v3 天体物理仪器与方法
摘要
引力波天文学的观测时代始于2015年秋季对 GW150914 的探测。一种潜在的可探测引力波类型是短时引力波爆发，其波形难以预测。我们提出了一种用于此类爆发事件的新探测算法框架——\textit{oLIB}——该算法可用于低延迟识别引力波瞬变信号，且独立于其他搜索算法。该算法由以下三部分组成：1) 基于 Q 变换的过剩功率事件生成器——\textit{Omicron}；2) 探测器网络中这些事件的符合分析；3) 使用马尔可夫链蒙特卡洛贝叶斯证据计算器——\textit{LALInferenceBurst}——对符合事件进行分析。这些步骤将完整数据流压缩为每个事件的一组贝叶斯因子；在此过程中，我们运用信息论元素来最小化关于信号与噪声假设的信息丢失。我们使用似然比检验最优地提取这些信息，以估计每个事件的探测显著性。使用具有代表性的存档 LIGO 数据，我们表明该算法能够在真实的仪器噪声中探测到不同爆发波形形态下天体物理强度的引力波爆发事件。我们还证明了通过似然比检验组合贝叶斯因子可以提高引力波爆发搜索的探测效率。最后，我们表明 oLIB 的性能对用于建模似然比检验似然的引力波种群选择具有鲁棒性。
引用
@article{arxiv.1511.05955,
title = {An information-theoretic approach to the gravitational-wave burst detection problem},
author = {Ryan Lynch and Salvatore Vitale and Reed Essick and Erik Katsavounidis and Florent Robinet},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.05955},
year = {2017}
}