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LIGO S6 与多台干涉仪约束的原初引力波初始条件

广义相对论与量子宇宙学 2015-05-22 v2 高能物理 - 理论

摘要

暴胀期间产生的原初引力波(RGW)取决于其初始条件,包括振幅、谱指数 ntn_t 和运行指数 αt\alpha_t。迄今为止,宇宙微波背景(CMB)观测仅约束了张量 - 标量比 rr,而未约束 ntn_tαt\alpha_t。作为补充,工作在 102\sim 10^2Hz 的地基干涉探测器能够约束在高频段显著影响谱的谱指数。在本工作中,我们对低频端的解析谱进行了适当的归一化,导致相较于先前的处理产生了约 1/501/50 的修正。我们在固定 r=0.2r=0.2 的情况下,利用 LIGO H-L 的 S6 数据计算了各种 (nt,αtn_t,\alpha_t) 组合的信噪比(SNR),并在默认值 (nt=0,r=0.2)(n_t=0,r=0.2) 下获得了运行指数的观测上限 αt<0.02093\alpha_t<0.02093(即在 95% 探测率和 5% 虚警率下)。这与 LIGO-Virgo 合作组获得的能量密度约束一致。扩展到目前运行的四个相关探测器,计算出的 SNR 略有提高。当扩展到设计中的第二代六个相关探测器时,由于其高灵敏度,计算出的 SNR 比前两种情况高出约 10310^3 倍。对于 αt>0.01364\alpha_t>0.01364 的模型,原初引力波可被这六个第二代探测器直接探测到。

关键词

引用

@article{arxiv.1410.7151,
  title  = {Initial Condition of Relic Gravitational Waves Constrained by LIGO S6 and Multiple Interferometers},
  author = {Jie-Wen Chen and Yang Zhang and Wen Zhao and Ming-Lei Tong},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1410.7151},
  year   = {2015}
}

备注

19 pages, 8 figures