利用折叠数据与完整协方差矩阵对 Advanced LIGO 前两次观测运行持久引力波的上限约束
广义相对论与量子宇宙学
2023-07-18 v2
摘要
邻近宇宙中天体源产生的随机引力波背景（SGWB）很可能具有各向异性。地面激光干涉探测器在所有主要数据获取运行中都给出了 SGWB 各向异性的上限。然而，由于数值求逆像素间噪声协方差矩阵（设定上限所必需）存在挑战，相关搜索通过使用球谐基函数来考虑图中的角关联，此时正则化相对容易。不过该方法更适用于扩展源。此外，两种不同基下给出的上限图看似不同。尽管上限在统计误差内可能一致，但检验若使用像素基下的完整噪声协方差矩阵结果是否仍一致十分重要。此处，我们利用完整的像素间 Fisher 信息矩阵来创建 SGWB 各向异性的上限图。我们首先使用 Advanced LIGO 第一次（O1）与第二次（O2）观测运行的折叠数据，对持久定向引力波源进行无模型搜索，并显示结果与 LIGO-Virgo 合作组（LVC）发布的上限一致。随后我们探索了利用奇异值分解与贝叶斯正则化方案考虑像素间 Fisher 信息矩阵的各种方法。我们未在数据中找到任何 SGWB 信号的证据，且上限在统计误差内与 LVC 结果一致。通过注入研究，我们表明它们均为有效的 95% 上限，即仅有不到 5% 的像素其上限制小于注入信号强度。
引用
@article{arxiv.2105.08930,
title = {Upper limits on persistent gravitational waves using folded data and the full covariance matrix from Advanced LIGO$'$s first two observing runs},
author = {Deepali Agarwal and Jishnu Suresh and Sanjit Mitra and Anirban Ain},
journal= {arXiv preprint arXiv:2105.08930},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 7 figures, published version with a revised figure and clarified main text, results unchanged, typos and grammatical corrections