Probing dynamical gravity with the polarization of continuous gravitational waves

被引：76

作者：

Isi, Maximiliano ^{[1
]}

Pitkin, Matthew ^{[2
]}

Weinstein, Alan J. ^{[1
]}

机构：

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

[2] Univ Glasgow, Glasgow G12 8QQ, Lanark, Scotland

来源：

PHYSICAL REVIEW D | 2017年 / 96卷 / 04期

基金：

美国国家科学基金会;

关键词：

PULSARS; SEARCH; TOOL;

D O I：

10.1103/PhysRevD.96.042001

中图分类号：

P1 [天文学];

学科分类号：

0704 ;

摘要：

The direct detection of gravitational waves provides the opportunity to measure fundamental aspects of gravity which have never been directly probed before, including the polarization of gravitational waves. In the context of searches for continuous waves from known pulsars, we present novel methods to detect signals of any polarization content, measure the modes present and place upper-limits on the amplitude of non-tensorial components. This will allow us to obtain new model-independent, dynamical constraints on deviations from general relativity. We test this framework on multiple potential sources using simulated data from three advanced-era detectors at design sensitivity. We find that signals of any polarization will become detectable and distinguishable for characteristic strains h greater than or similar to 3X10(-27) root 1 r/T, for an observation time T. We also find that our ability to detect non-tensorial components depends only on the power present in those modes, irrespective of the strength of the tensorial strain.

引用

页数：27

共 47 条

[1] First low frequency all-sky search for continuous gravitational wave signals [J].

Aasi, J. ;

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abernathy, M. R. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allocca, A. ;

Amariutei, D. V. ;

Andersen, M. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Arceneaux, C. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Ashton, G. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Baker, P. T. ;

Baldaccini, F. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. W. ;

Barayoga, J. C. ;

Barclay, S. E. ;

Barish, B. C. ;

Barker, D. ;

Barone, F. ;

Barr, B. ;

Barsotti, L. ;

Barsuglia, M. ;

Bartlett, J. ;

Barton, M. A. .

PHYSICAL REVIEW D, 2016, 93 (04)

[2] SEARCHES FOR CONTINUOUS GRAVITATIONAL WAVES FROM NINE YOUNG SUPERNOVA REMNANTS [J].

Aasi, J. ;

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. ;

Abernathy, M. R. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Alemic, A. ;

Allen, B. ;

Allocca, A. ;

Amariutei, D. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Arceneaux, C. ;

Areeda, J. S. ;

Ast, S. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Aylott, B. E. ;

Babak, S. ;

Baker, P. T. ;

Baldaccini, F. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. W. ;

Barayoga, J. C. ;

Barbet, M. ;

Barclay, S. ;

Barish, B. C. ;

Barker, D. ;

Barone, F. ;

Barr, B. ;

Barsotti, L. ;

Barsuglia, M. ;

Bartlett, J. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2015, 813 (01)

[3] First all-sky search for continuous gravitational waves from unknown sources in binary systems [J].

Aasi, J. ;

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. ;

Abernathy, M. R. ;

Accadia, T. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Alemic, A. ;

Allen, B. ;

Allocca, A. ;

Amariutei, D. ;

Andersen, M. ;

Anderson, R. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Arceneaux, C. ;

Areeda, J. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Austin, L. ;

Aylott, B. E. ;

Babak, S. ;

Baker, P. T. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. W. ;

Barayoga, J. C. ;

Barbet, M. ;

Barish, B. C. ;

Barker, D. ;

Barone, F. ;

Barr, B. ;

Barsotti, L. ;

Barsuglia, M. ;

Barton, M. A. ;

Bartos, I. .

PHYSICAL REVIEW D, 2014, 90 (06)

[4] GRAVITATIONAL WAVES FROM KNOWN PULSARS: RESULTS FROM THE INITIAL DETECTOR ERA [J].

Aasi, J. ;

Abadie, J. ;

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. ;

Abernathy, M. R. ;

Accadia, T. ;

Acernese, F. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Adhikari, R. X. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allocca, A. ;

Ceron, E. Amador ;

Amariutei, D. ;

Anderson, R. A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Arceneaux, C. ;

Areeda, J. ;

Ast, S. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Austin, L. ;

Aylott, B. E. ;

Babak, S. ;

Baker, P. T. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. W. ;

Barayoga, J. C. ;

Barker, D. ;

Barnum, S. H. ;

Barone, F. ;

Barr, B. ;

Barsotti, L. ;

Barsuglia, M. ;

Barton, M. A. ;

Bartos, I. ;

Bassiri, R. ;

Basti, A. ;

Batch, J. .

ASTROPHYSICAL JOURNAL, 2014, 785 (02)

[5] Tests of General Relativity with GW150914 [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abernathy, M. R. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Arceneaux, C. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Bader, M. K. M. ;

Baker, P. T. ;

Baldaccini, F. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. W. ;

Barayoga, J. C. ;

Barclay, S. E. ;

Barish, B. C. ;

Barker, D. ;

Barone, F. ;

Barr, B. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2016, 116 (22)

[6] Properties of the Binary Black Hole Merger GW150914 [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abernathy, M. R. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Arceneaux, C. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Bader, M. K. M. ;

Baker, P. T. ;

Baldaccini, F. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. W. ;

Barayoga, J. C. ;

Barclay, S. E. ;

Barish, B. C. ;

Barker, D. ;

Barone, F. ;

Barr, B. .

PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2016, 116 (24)

[7] Comprehensive all-sky search for periodic gravitational waves in the sixth science run LIGO data [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abernathy, M. R. ;

Acernese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwal, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Ajith, P. ;

Allen, B. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Arceneaux, C. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Bader, M. K. M. ;

Baker, P. T. ;

Baldaccini, F. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. W. ;

Barayoga, J. C. ;

Barclay, S. E. ;

Barish, B. C. ;

Barker, D. ;

Barone, F. ;

Barr, B. .

PHYSICAL REVIEW D, 2016, 94 (04)

[8]

Abbott BP, 2017, ASTROPHYS J, V839, DOI 10.3847/1538-4357/aa677f

[9] Results of the deepest all-sky survey for continuous gravitational waves on LIGO S6 data running on the Einstein@Home volunteer distributed computing project [J].

Abbott, B. P. ;

Abbott, R. ;

Abbott, T. D. ;

Abernathy, M. R. ;

Acemese, F. ;

Ackley, K. ;

Adams, C. ;

Adams, T. ;

Addesso, P. ;

Adhikari, R. X. ;

Adya, V. B. ;

Affeldt, C. ;

Agathos, M. ;

Agatsuma, K. ;

Aggarwa, N. ;

Aguiar, O. D. ;

Aiello, L. ;

Ain, A. ;

Allen, B. ;

Allocca, A. ;

Altin, P. A. ;

Anderson, S. B. ;

Anderson, W. G. ;

Arai, K. ;

Araya, M. C. ;

Arceneaux, C. C. ;

Areeda, J. S. ;

Arnaud, N. ;

Arun, K. G. ;

Ascenzi, S. ;

Ashton, G. ;

Ast, M. ;

Aston, S. M. ;

Astone, P. ;

Aufmuth, P. ;

Aulbert, C. ;

Babak, S. ;

Bacon, P. ;

Bader, M. K. M. ;

Baker, P. T. ;

Baldaccini, F. ;

Ballardin, G. ;

Ballmer, S. W. ;

Barayoga, J. C. ;

Barclay, S. E. ;

Barish, B. C. ;

Arker, Bd. ;

Barone, F. ;

Barr, B. ;

Barsotti, L. .

PHYSICAL REVIEW D, 2016, 94 (10)

[10]

[Anonymous], ARXIV14025594

← 1 2 3 4 5 →