基于未来引力波探测器的有限尺寸效应Fisher预测

我们利用Fisher信息理论,对利用下代引力波探测器(包括地面式Cosmic Explorer (CE)和狮虎望塔（Einstein Telescope, ET）,以及面向太空的激光干涉空间天线LISA）对天体致密对象的有限尺寸效应进行上限预测。通过运用世界线有效场论（EFT）形式化,我们首先刻画了三类四极形有限尺寸效应:自旋诱导的四极形矩、保守型潮汐变形,以及潮汐加热。随后,我们推导了相应的引力波相位贡献,用于沿准圆形轨道的对齐自旋双体致密天体。我们分别估计了CE+ET探测网络和LISA观测下这些有限尺寸效应的约束。对于CE+ET网络,发现质量加权自旋无关耗散数$H_0$的上限约为O(1),而质量加权潮汐爱数$\tilde{\Lambda}$的上限约为O(10)。对于维数自旋$\chi \simeq 0.8$的高自旋双黑洞,对称自旋诱导四极形矩$\kappa_s$的上限约为O($10^{-1}$)。此外,LISA对超大质量黑洞合并的观测,对所有三类有限尺寸参数的约束均稍为紧密。我们还对CE+ET网络内的双中子星合并进行了Fisher分析。该网络对潮汐参数$H_0$和$\tilde \Lambda$的上限比当前的LIGO-Virgo-KAGRA（LVK）上限高出约两个数量级。