利用降低的天体物理前景噪声提高对原初随机引力波的探测灵敏度

第三代（3G）地基引力波（GW）探测器的主要目标之一是探测来自早期宇宙过程的随机引力波背景（SGWB）。致密双星并合产生的天体物理前景噪声将是该背景的主要污染，必须高精度地予以降低，以实现对原初背景的探测。在本工作中，我们重新审视先前研究中计算的前景降低极限，指出先前前景清洗方法中潜在的问题，并提出了一种减去近似信号应变并去除平均残余功率的新颖清洗方法。利用该方法，二元黑洞前景噪声在频率 $f\in (10, 10^2)$ Hz 时分数残余能量密度降至 $10^{-4}$ 以下，在频率 $f\in (10^2, 10^3)$ Hz 时降至 $10^{-3}$ 以下，且在模拟中所有相关频率处均低于探测器灵敏度极限。对高于探测阈值的二元中子星（BNSs）前景噪声也实现了类似的清洗精度，使得残余前景由亚阈值 BNSs 主导，这将是 3G 时代探测原初 SGWB 需解决的下一个关键问题。