当前与未来引力波探测器探测引力波位移与自旋记忆效应的前景
摘要
引力波记忆效应源于引力波信号的非振荡分量，它们是广义相对论在非线性 regime 中的预言，并与孤立引力系统的渐近性质密切相关。文献中已研究了许多类型的记忆效应。在本文中，我们关注“位移”和“自旋”记忆，它们预计是来自诸如双黑洞并合等源的最大效应，而这类源已被 LIGO 和 Virgo 探测到。位移记忆是由于引力波暴引起的两个初始共动观测者相对分离的变化，而自旋记忆是具有初始相对速度的观测者相对分离变化的一部分。由于这两种效应都很小，LIGO、Virgo 和 KAGRA 只能探测到比迄今已探测到的事件响亮得多（因而更罕见）的单个事件的记忆效应。然而，通过组合多个事件的数据，这些效应可以在双黑洞并合群体中探测到。在本文中，我们给出了新的预测，说明当前和未来的探测器需要运行多长时间，才能从与 LIGO 和 Virgo 前三次观测运行探测结果推断出的群体一致的双黑洞系统群体中测量这些效应。我们发现，由 LIGO、Virgo 和 KAGRA 组成的第二代探测器网络以 O4（“设计”）灵敏度运行 1.5 年，然后以 O5（“增强”）灵敏度额外运行 1 年，可以探测到位移记忆。对于 Cosmic Explorer，我们发现位移记忆可在单个响亮事件中探测到，而自旋记忆可在 2 年观测时间内于群体中探测到。
引用
@article{arxiv.2210.16266,
title = {Outlook for detecting the gravitational wave displacement and spin memory effects with current and future gravitational wave detectors},
author = {Alexander M. Grant and David A. Nichols},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.16266},
year = {2024}
}
备注
18+7 pages, 8 figures; v2: fixed typos and errors and re-ran analysis (results unchanged), matches published version; v3: incorporates errata (results changed, now more optimistic); v4: fixed typesetting issue