Constraining the mass of the graviton using coalescing black-hole binaries

被引：51

作者：

Keppel, D. ^{[1
]}

Ajith, P. ^{[1
]}

机构：

[1] CALTECH, LIGO Lab, Pasadena, CA 91125 USA

来源：

PHYSICAL REVIEW D | 2010年 / 82卷 / 12期

基金：

美国国家科学基金会;

关键词：

GRAVITATIONAL-WAVES; MERGER; SPIN; COALESCENCES; SEARCH; LIMIT;

D O I：

10.1103/PhysRevD.82.122001

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

We study how well the mass of the graviton can be constrained from gravitational-wave (GW) observations of coalescing binary black holes. Whereas the previous investigations employed post-Newtonian (PN) templates describing only the inspiral part of the signal, the recent progress in analytical and numerical relativity has provided analytical waveform templates coherently describing the inspiral-merger-ringdown (IMR) signals. We show that a search for binary black holes employing IMR templates will be able to constrain the mass of the graviton much more accurately (similar to an order of magnitude) than a search employing PN templates. The best expected bound from GW observatories (lambda(g) > 7.8 x 10(13) km from Advanced LIGO, lambda(g) > 7.1 x 10(14) km from Einstein Telescope, and lambda(g) > 5.9 x 10(17) km from LISA) are several orders of magnitude better than the best available model-independent bound (lambda(g) > 2.8 x 10(12) km, from solar system tests).

引用

页数：9

共 57 条

[1] Predictions for the rates of compact binary coalescences observable by ground-based gravitational-wave detectors [J].

Abadie, J. ;

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abernathy, M. ;

Accadia, T. ;

Acerneseac, F. ;

Adams, C. ;

Adhikari, R. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allen, G. ;

Ceron, E. Amador ;

Amin, R. S. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Antonuccia, F. ;

Aoudiaa, S. ;

Arain, M. A. ;

Araya, M. ;

Aronsson, M. ;

Arun, K. G. ;

Aso, Y. ;

Aston, S. ;

Astonea, P. ;

Atkinson, D. E. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Baker, P. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. ;

Barker, D. ;

Barnum, S. ;

Baroneac, F. ;

Barr, B. ;

Barriga, P. ;

Barsotti, L. ;

Barsuglia, M. ;

Barton, M. A. ;

Bartos, I. ;

Bassiri, R. ;

Bastarrika, M. ;

Bauchrowitz, J. ;

Bauera, Th S. ;

Behnke, B. ;

Beker, M. G. ;

Benacquista, M. ;

Bertolini, A. ;

Betzwieser, J. ;

Beveridge, N. .

CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2010, 27 (17)

[2] Beating the spin-down limit on gravitational wave emission from the Crab pulsar [J].

Abbott, B. ;

Abbott, R. ;

Adhikari, R. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allen, G. ;

Amin, R. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arain, M. A. ;

Araya, M. ;

Armandula, H. ;

Armor, P. ;

Aso, Y. ;

Aston, S. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Ballmer, S. ;

Bantilan, H. ;

Barish, B. C. ;

Barker, C. ;

Barker, D. ;

Barr, B. ;

Barriga, P. ;

Barton, M. A. ;

Bastarrika, M. ;

Bayer, K. ;

Betzwieser, J. ;

Beyersdorf, P. T. ;

Bilenko, I. A. ;

Billingsley, G. ;

Biswas, R. ;

Black, E. ;

Blackburn, K. ;

Blackburn, L. ;

Blair, D. ;

Bland, B. ;

Bodiya, T. P. ;

Bogue, L. ;

Bork, R. ;

Boschi, V. ;

Bose, S. ;

Brady, P. R. ;

Braginsky, V. B. ;

Brau, J. E. ;

Brinkmann, M. ;

Brooks, A. ;

Brown, D. A. ;

Brunet, G. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL LETTERS, 2008, 683 (01) :L45-L49

[3] An upper limit on the stochastic gravitational-wave background of cosmological origin [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Acernese, F. ;

Adhikari, R. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allen, G. ;

Alshourbagy, M. ;

Amin, R. S. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Antonucci, F. ;

Aoudia, S. ;

Arain, M. A. ;

Araya, M. ;

Armandula, H. ;

Armor, P. ;

Arun, K. G. ;

Aso, Y. ;

Aston, S. ;

Astone, P. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Baker, P. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. ;

Barker, C. ;

Barker, D. ;

Barone, F. ;

Barr, B. ;

Barriga, P. ;

Barsotti, L. ;

Barsuglia, M. ;

Barton, M. A. ;

Bartos, I. ;

Bassiri, R. ;

Bastarrika, M. ;

Bauer, Th. S. ;

Behnke, B. ;

Beker, M. ;

Benacquista, M. ;

Betzwieser, J. ;

Beyersdorf, P. T. ;

Bigotta, S. ;

Bilenko, I. A. ;

Billingsley, G. ;

Birindelli, S. ;

Biswas, R. ;

Bizouard, M. A. .

NATURE, 2009, 460 (7258) :990-994

[4] LIGO: the Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Adhikari, R. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allen, G. ;

Amin, R. S. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arain, M. A. ;

Araya, M. ;

Armandula, H. ;

Armor, P. ;

Aso, Y. ;

Aston, S. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Baker, P. ;

Ballmer, S. ;

Barker, C. ;

Barker, D. ;

Barr, B. ;

Barriga, P. ;

Barsotti, L. ;

Barton, M. A. ;

Bartos, I. ;

Bassiri, R. ;

Bastarrika, M. ;

Behnke, B. ;

Benacquista, M. ;

Betzwieser, J. ;

Beyersdorf, P. T. ;

Bilenko, I. A. ;

Billingsley, G. ;

Biswas, R. ;

Black, E. ;

Blackburn, J. K. ;

Blackburn, L. ;

Blair, D. ;

Bland, B. ;

Bodiya, T. P. ;

Bogue, L. ;

Bork, R. ;

Boschi, V. ;

Bose, S. ;

Brady, P. R. ;

Braginsky, V. B. ;

Brau, J. E. ;

Bridges, D. O. .

REPORTS ON PROGRESS IN PHYSICS, 2009, 72 (07)

[5] Virgo status [J].

Acernese, F. ;

Alshourbagy, M. ;

Amico, P. ;

Antonucci, F. ;

Aoudia, S. ;

Arun, K. G. ;

Astone, P. ;

Avino, S. ;

Baggio, L. ;

Ballardin, G. ;

Barone, F. ;

Barsotti, L. ;

Barsuglia, M. ;

Bauer, Th S. ;

Bigotta, S. ;

Birindelli, S. ;

Bizouard, M. A. ;

Boccara, C. ;

Bondu, F. ;

Bosi, L. ;

Braccini, S. ;

Bradaschia, C. ;

Brillet, A. ;

Brisson, V. ;

Buskulic, D. ;

Cagnoli, G. ;

Calloni, E. ;

Campagna, E. ;

Carbognani, F. ;

Cavalier, F. ;

Cavalieri, R. ;

Cella, G. ;

Cesarini, E. ;

Chassande-Mottin, E. ;

Chatterji, S. ;

Cleva, F. ;

Coccia, E. ;

Corda, C. ;

Corsi, A. ;

Cottone, F. ;

Coulon, J-P ;

Cuoco, E. ;

D'Antonio, S. ;

Dari, A. ;

Dattilo, V. ;

Davier, M. ;

De Rosa, R. ;

Del Prete, M. ;

Di Fiore, L. ;

Di Lieto, A. .

CLASSICAL AND QUANTUM GRAVITY, 2008, 25 (18)

[6] Estimating the parameters of nonspinning binary black holes using ground-based gravitational-wave detectors: Statistical errors [J].

Ajith, P. ;

Bose, Sukanta .

PHYSICAL REVIEW D, 2009, 79 (08)

[7] Physical instrumental vetoes for gravitational-wave burst triggers [J].

Ajith, P. ;

Hewitson, M. ;

Smith, J. R. ;

Grote, H. ;

Hild, S. ;

Strain, K. A. .

PHYSICAL REVIEW D, 2007, 76 (04)

[8]

AJITH P, UNPUB

[9]

AJITH P, ARXIV09092867

[10] Intermediate-mass black holes in colliding clusters: Implications for lower frequency gravitational-wave astronomy [J].

Amaro-Seoane, Pau ;

Freitag, Marc .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2006, 653 (01) :L53-L56

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