利用无网格近似实现引力波参数估计的快速方法
广义相对论与量子宇宙学
2025-08-07 v1 天体物理仪器与方法
应用统计
统计计算
摘要
我们提出了快速的贝叶斯推断框架，以解决引力波参数估计日益增长的计算成本问题。这种成本增加是由于检测器灵敏度的提升，尤其是由于检测器 commissioning 的进展，在低频率处表现更佳，导致入带信号更长、检测率更高。波形模型现在包括更高阶模式等特征，进一步增加了标准推断方法的复杂度。我们的框架采用网格无( meshfree )似然插值与径向基函数，以 IMRPhenomXHM 波形模型为基础，该模型包含引力波信号的更高阶模式。在初始启动阶段，插值节点置于内在参数空间中常数匹配度椭球体内。在抽样过程中，直接使用预计算的插值器评估似然，绕过了昂贵的即时波形生成和重叠积分计算步骤。通过在与椭球体特征基对齐的旋转参数空间中抽样，参数之间被构造上无相关，这加速了采样器的收敛。该方法在 LIGO-Virgo 数据中对 100 个模拟中子星-黑洞信号(NSBH)应用后可实现无偏参数恢复，同时将最长持续时间信号的计算成本降低约一个数量级。该网格无框架同样适用于以四极模为主导的对称紧致二元系统，支持广泛源的 参数估计。应用于 Einstein Telescope 数据中的模拟 NSBH 信号（为简�忽略地球自转效应），本方法实现了 O(10^4) 的加速，展示了其在第三代(3G)时代的潜在应用前景。
引用
@article{arxiv.2508.04172,
title = {Rapid parameter estimation with the full symphony of compact binary mergers using meshfree approximation},
author = {Abhishek Sharma and Lalit Pathak and Soumen Roy and Anand S. Sengupta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.04172},
year = {2025}
}
备注
18 pages, 7 figures