基于地面探测器在 5 Hz 探测引力波的前景
天体物理仪器与方法
2018-04-25 v2 高能天体物理现象
广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们提出对先进 LIGO (aLIGO) 的一项升级，命名为 LIGO-LF，其重点在于改善 5-30 Hz 低频段的灵敏度，并探讨该升级的天体物理应用。我们对探测器的技术噪声进行了全面研究，表明借助当前正在开发的技术（如干涉式传感地震仪和平衡零差读出），LIGO-LF 可在低至 5 Hz 的频率达到量子噪声和热噪声所设定的基本极限。这些技术也可直接应用于未来一代探测器。我们进一步考虑了该升级对类 aLIGO 探测器天体物理产出的影响。单台 LIGO-LF 可探测红移 z~6 以外的恒星级黑洞 (BH) 并合，并对高达 2000 M_⊙ 的中等质量黑洞敏感。并合黑洞的探测率将比 aLIGO 提高 18 倍。此外，对于给定的源，其啁啾质量和总质量的约束精度比 aLIGO 好 2 倍，有效自旋比 aLIGO 好 3-5 倍。而且，LIGO-LF 能够将并合双中子星定位的立体角不确定度在 30 Hz 时减小为 aLIGO 的 1/10，在使用完整信号时减小为 1/4。LIGO-LF 还显著提高了探测其他天体物理现象的概率，包括中子星 r 模的潮汐激发和引力记忆效应。
引用
@article{arxiv.1712.05417,
title = {Prospects for detecting gravitational waves at 5 Hz with ground-based detectors},
author = {Hang Yu and Denis Martynov and Salvatore Vitale and Matthew Evans and Bryan Barr and Ludovico Carbone and Katherine L. Dooley and Andreas Freise and Paul Fulda and Hartmut Grote and Giles Hammond and Stefan Hild and James Hough and Sabina Huttner and Conor Mow-Lowry and Sheila Rowan and David Shoemaker and Daniel Sigg and Borja Sorazu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.05417},
year = {2018}
}
备注
5 pages, 6 figures, published in PRL