引力波探测器网络的自主校准

随着 LIGO 与 Virgo 的升级，改进校准系统以跟上预期信噪比提升的步伐将颇具挑战。我们在此探索一种利用天文信号（即致密天体双星的旋进信号）的校准方法，并展示它原则上能够实现未来引力波科学所需的亚 1% 精度水平的校准。我们展示了如何利用这些瞬变事件的集合来测量由三个或更多灵敏度相当的仪器组成网络中单个探测器的校准误差。与望远镜类似，利用探测事件对引力波探测器进行相对校准比绝对校准更易实现，而绝对校准原则上仍须对至少一个探测器在一个频率上以硬件方法完成。我们提出的方法使用所谓零流，即任何具有三个或更多不同取向探测器的网络中存在的探测器输出的无信号线性组合。若探测器输出中的信号幅度忠实于真实信号，则信号不会出现在零流中。频率相关校准误差以及探测器间的相对校准与定时误差会在零流中留下残差。各探测器的残差量取决于源方向。我们使匹配滤波方法适应于从该残差中提取各探测器校准误差的问题。这需要对足够数量探测信号的滤波器输出进行线性组合，并且原则上在足够长的观测运行中可达到任意所需精度。我们预期，预计五年内出现的 A+ 探测器网络可利用此方法检验预期的硬件校准精度。