Peregrine: 基于序列模拟的引力波信号推断
广义相对论与量子宇宙学
2024-07-03 v2 宇宙学与河外天体物理
高能天体物理现象
天体物理仪器与方法
摘要
当前及即将到来的引力波实验世代在探测器灵敏度和性能方面代表着令人振奋的进步。例如,LIGO、Virgo和KAGRA设施的关键升级将使下一次观测运行(O4)探测的空间体积约为上一次运行(O3)的4倍,而爱因斯坦望远镜、宇宙探险者和LISA实验等的设计实现也正初具雏形,以探索更宽的频率范围并探测宇宙距离。然而在此背景下,引力波学界面临若干非常实际的数据分析问题。例如,开发工具和策略以分析(除其他情形外)在探测器中同时到达的信号、处于非平稳噪声或其他较短瞬变体中的较长信号,以及有噪声的、潜在相关的相干随机背景,将至关重要。考虑到这些挑战,我们开发了peregrine,一种旨在研究广泛类别引力波信号的新型基于序列模拟的推断方法。本工作中,我们描述了该方法与实现,随后通过与成熟的基于似然的方法直接比较展示了其准确性与鲁棒性。具体而言,我们表明能够使用物理上最详尽且计算代价最高的波形近似之一(SEOBNRv4PHM)完整重构自旋、进动致密双星并合的每个参数后验分布。关键的是,我们仅使用了例如嵌套采样方法所需波形评估量的2%便做到这一点。最后,我们展望了此种模拟效率与统计分析灵活性如何使peregrine能够应对这些当前与未来的引力波数据分析问题。
引用
@article{arxiv.2304.02035,
title = {Peregrine: Sequential simulation-based inference for gravitational wave signals},
author = {Uddipta Bhardwaj and James Alvey and Benjamin Kurt Miller and Samaya Nissanke and Christoph Weniger},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.02035},
year = {2024}
}
备注
14 pages, 5 figures. Code: peregrine available at https://github.com/peregrine-gw/peregrine. Matches published version