引力波数据分析中费希尔信息矩阵的扩展
广义相对论与量子宇宙学
2022-06-22 v2 天体物理仪器与方法
摘要
费希尔信息矩阵(FM)在物理学的许多领域的预测与推断中起着重要作用。虽然FM通过参数空间中的高斯似然近似给出快速的参数估计,但它只能给出参数的椭球后验轮廓,并丢失高斯性之外的高阶信息。我们利用似然的导数近似(DALI)方法在引力波(GW)数据分析中扩展FM,该方法在每一阶展开似然的同时保持其正定且可归一化,以获得更精确的预测与推断。当应用于两个真实GW事件GW150914和GW170817时,DALI在最佳情况下可将FM近似与真实后验之间的差异减少5倍。DALI与FM的计算时间处于同一数量级,而获得真实完整后验将耗时多出几个数量级。除了更精确的近似外,DALI的高阶修正为FM分析提供了快速评估,并为计算密集的复杂采样技术给出建议。我们推荐在GW数据分析中将DALI方法作为FM方法的扩展,以在保持速度的同时追求更好的精度。
引用
@article{arxiv.2203.02670,
title = {Extending the Fisher Information Matrix in Gravitational-wave Data Analysis},
author = {Ziming Wang and Chang Liu and Junjie Zhao and Lijing Shao},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.02670},
year = {2022}
}
备注
11 pages, 2 figures; accepted by ApJ