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利用联合参数估计区分随机引力波信号与相关噪声:面向地面探测器的 Fisher 分析

广义相对论与量子宇宙学 2023-04-05 v2 宇宙学与河外天体物理 天体物理仪器与方法

摘要

通过对探测器信号进行互相关,可增强对随机引力波背景 (SGWB) 的搜索灵敏度。然而,最严重的隐患之一是探测器之间相关的环境噪声。地球上的全球电磁场(被称为舒曼共振)通过仪器的磁耦合产生相关噪声。在本文中,我们利用基于相关磁噪声解析模型的 Fisher 分析,研究了存在相关磁噪声时 SGWB 的可探测性。我们发现 SGWB 参数与噪声参数之间不存在显著的简并性。在四探测器情形下,对相关噪声参数进行边缘化处理最多使每个 SGWB 参数的约束变差约 2\sim2 倍,且与磁耦合强度无关。我们还证实,预测结果对相关噪声参数的变化具有鲁棒性,在第二代探测器的耦合参数现实范围内变化幅度可达 40%40\%。然而,在参数估计中忽略相关噪声通常会导致对 SGWB 参数的约束产生偏差。如果耦合强度是预期的两倍,则可能导致严重的偏差。

关键词

引用

@article{arxiv.2302.03336,
  title  = {Distinguishing a stochastic gravitational-wave signal from correlated noise with joint parameter estimation: Fisher analysis for ground-based detectors},
  author = {Yoshiaki Himemoto and Atsushi Nishizawa and Atsushi Taruya},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2302.03336},
  year   = {2023}
}

备注

18 pages, 13 figures, presentation improved, updated to match version published in PRD