利用梳状结构搜索引力波回声
摘要
引力波回声可能为黑洞近邻区域的新物理提供确凿信号。作为一种时间上的准周期信号，回声的特征是近乎恒定的时间延迟，对其精确测量有助于揭示视界外普朗克尺度的偏离。针对这种准周期信号，已发展了多种搜索方法，但这些搜索受到与近视界物理相关的回声波形巨大理论不确定性的影响。另一方面，大量脉冲的相干叠加会在频率上产生回声振幅的通用窄共振结构。这种准周期共振结构为回声搜索提供了一个互补的目标，而时间延迟与平均共振间隔成反比。已有人提出使用均匀梳状结构，以一种相当不依赖模型的方式来寻找这种共振结构。在本文中，我们开发了一种基于梳状结构的贝叶斯算法来搜索共振结构，其中相位边缘化似然起着至关重要的作用。该算法通过在Advanced LIGO探测器噪声中注入信号进行了验证。通过对非高斯伪影进行特殊处理，对数贝叶斯因子分布的噪声离群值得到了适当去除。一个不显著低于噪声的回声信号是可检测的，并且时间延迟可以以非常高的精度确定。我们对Advanced LIGO首次观测运行的真实引力波应变数据执行了所提出的搜索。对于GW150914和GW151012，我们未发现梳状结构的明确证据。
引用
@article{arxiv.2108.01820,
title = {Gravitational wave echoes search with combs},
author = {Jing Ren and Di Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2108.01820},
year = {2021}
}
备注
25 pages, 10 figures, 2 tables; v2: matches version to be published in PRD, new plots in Figs.5 and 6 added to show the robustness of the algorithm in detecting echo signals of different shapes, bottom right panel in Fig.7 updated after correcting a typo (other results unchanged), appendix expanded for more on analysis of Advanced LIGO data