Abstract
A wide variety of astrophysical and cosmological sources are expected to contribute to a stochastic gravitational-wave background. Following the observations of GW150914 and GW151226, the rate and mass of coalescing binary black holes appear to be greater than many previous expectations. As a result, the stochastic background from unresolved compact binary coalescences is expected to be particularly loud. We perform a search for the isotropic stochastic gravitational-wave background using data from Advanced Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory's (aLIGO) first observing run. The data display no evidence of a stochastic gravitational-wave signal. We constrain the dimensionless energy density of gravitational waves to be Ω0<1.7×10-7 with 95% confidence, assuming a flat energy density spectrum in the most sensitive part of the LIGO band (20-86 Hz). This is a factor of ∼33 times more sensitive than previous measurements. We also constrain arbitrary power-law spectra. Finally, we investigate the implications of this search for the background of binary black holes using an astrophysical model for the background.
| Original language | English |
|---|---|
| Article number | 121101 |
| Journal | Physical Review Letters |
| Volume | 118 |
| Issue number | 12 |
| DOIs | |
| Publication status | Published - 24 Mar 2017 |
Funding
| Funders | Funder number |
|---|---|
| Not added | ST/N000064/1, ST/J000361/1 |
| National Science Foundation | 1607709, 1104371, 1308527, 1505629, 1505308, 1505779, 1607585, 1607673, 1506497, 1608922, 1404139, 1506360, 1608423 |
| Science and Technology Facilities Council | ST/N00003X/1, ST/J000019/1, ST/P000258/1, ST/H002006/1, ST/L000954/1, ST/M005844/1, PP/F001118/1, ST/J000345/1, PP/F00110X/1, ST/I000887/1, ST/J000302/1, 1653071, ST/N000072/1, ST/N005481/1, ST/I006277/1, ST/L000911/1, ST/N005422/1, ST/N005716/1, PPA/G/S/2002/00652, ST/N005406/1, Gravitational Waves, ST/G504284/1, ST/K000845/1, ST/I006285/1, ST/L003465/1, ST/I006242/1, 1654298, PP/F001096/1, ST/M006735/1, ST/I006269/1, ST/N000080/1, ST/I001085/1, ST/L000946/1, ST/N000633/1, ST/I001026/1, ST/J00166X/1, ST/N005430/1 |
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In: Physical Review Letters, Vol. 118, No. 12, 121101, 24.03.2017.
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T1 - Upper Limits on the Stochastic Gravitational-Wave Background from Advanced LIGO's First Observing Run
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AU - Quitzow-James, R.
AU - Raab, F. J.
AU - Rabeling, D. S.
AU - Radkins, H.
AU - Raffai, P.
AU - Raja, S.
AU - Rajan, C.
AU - Rakhmanov, M.
AU - Rapagnani, P.
AU - Raymond, V.
AU - Razzano, M.
AU - Re, V.
AU - Read, J.
AU - Regimbau, T.
AU - Rei, L.
AU - Reid, S.
AU - Reitze, D. H.
AU - Rew, H.
AU - Reyes, S. D.
AU - Rhoades, E.
AU - Ricci, F.
AU - Riles, K.
AU - Rizzo, D.M.
AU - Robertson, N. A.
AU - Robie, R.
AU - Robinet, F.
AU - Rocchi, A.
AU - Rolland, L.
AU - Rollins, J. G.
AU - Roma, V. J.
AU - Romano, J. D.
AU - Romano, R.
AU - Romie, J. H.
AU - Rosinska, D.
AU - Rowan, S.
AU - Ruediger, A.
AU - Ruggi, P.
AU - Ryan, K.A.
AU - Sachdev, P.S.
AU - Sadecki, T.
AU - Sadeghian, L.
AU - Sakellariadou, M.
AU - Salconi, L.
AU - Saleem, M.
AU - Salemi, F.
AU - Samajdar, A.
AU - Sammut, L.
AU - Sampson, L. M.
AU - Sanchez, E. J.
AU - Sandberg, V.
AU - Sanders, J. R.
AU - Sassolas, B.
AU - Sathyaprakash, B. S.
AU - Saulson, P. R.
AU - Sauter, O.
AU - Savage, R. L.
AU - Sawadsky, A.
AU - Schale, P.
AU - Scheuer, J.
AU - Schlassa, S.
AU - Schmidt, E.
AU - Schmidt, J
AU - Schmidt, P.
AU - Schnabel, R.B.
AU - Schofield, R. M. S.
AU - Schoenbeck, A.
AU - Schreiber, K.E.C.
AU - Schuette, D.
AU - Schutz, B. F.
AU - Schwalbe, S. G.
AU - Scott, J.
AU - Scott, M.S.
AU - Sellers, D.
AU - Sengupta, A. S.
AU - Sentenac, D.
AU - Sequino, V.
AU - Sergeev, A.
AU - Setyawati, Y.
AU - Shaddock, D. A.
AU - Shaffer, T. J.
AU - Shahriar, M. S.
AU - Shapiro, B.
AU - Shawhan, P.
AU - Sheperd, A.
AU - Shoemaker, D. H.
AU - Shoemaker, D. M.
AU - Siellez, K.
AU - Siemens, X.
AU - Sieniawska, M.
AU - Sigg, D.
AU - Silva, António Dias da
AU - Singer, A
AU - Singer, L. P.
AU - Singh, A.
AU - Singh, R.
AU - Singhal, A.
AU - Sintes, A. M.
AU - Slagmolen, B. J. J.
AU - Smith, B.
AU - Smith, R. J. E.
AU - Smith, R. J. E.
AU - Son, E. J.
AU - Sorazu, B.
AU - Sorrentino, F.
AU - Souradeep, T.
AU - Spencer, A. P.
AU - Srivastava, A. K.
AU - Staley, A.
AU - Steinke, M.
AU - Steinlechner, J.
AU - Steinlechner, S.
AU - Steinmeyer, D.
AU - Stephens, B. C.
AU - Stevenson-Moore, P.
AU - Stone, J.R.
AU - Strain, K. A.
AU - Straniero, N.
AU - Stratta, G.
AU - Strigin, S. E.
AU - Sturani, R.
AU - Stuver, A. L.
AU - Summerscales, T. Z.
AU - Sun, L.
AU - Sunil, S.
AU - Sutton, P. J.
AU - Swinkels, B. L.
AU - Szczepanczyk, M. J.
AU - Tacca, M.D.
AU - Talukder, D.
AU - Tanner, D. B.
AU - Tao, D.
AU - Tapai, M.
AU - Taracchini, A.
AU - Taylor, W.R.
AU - Theeg, T.
AU - Thomas, E. G.
AU - Thomas, M.
AU - Thomas, P.
AU - Thorne, K. A.
AU - Thrane, E.
AU - Tippens, T.
AU - Tiwari, S.
AU - Tiwari, V.
AU - Tokmakov, K. V.
AU - Toland, K.
AU - Tomlinson, C.
AU - Tonelli, M.
AU - Tornasi, Z.
AU - Torrie, C. I.
AU - Toeyrae, D.
AU - Travasso, F.
AU - Traylor, G.
AU - Trifiro, D.
AU - Trinastic, J.
AU - Tringali, M. C.
AU - Trozzo, L.
AU - Tse, M.
AU - Tso, R.
AU - Turconi, M.
AU - Tuyenbayev, D.
AU - Ugolini, D.
AU - Unnikrishnan, C. S.
AU - Urban, A. L.
AU - Usman, S. A.
AU - Vahlbruch, H.
AU - Vajente, G.
AU - Valdes, G.
AU - van Bakel, N.
AU - Van Beuzekom, Martin
AU - van den Brand, J. F. J.
AU - Van Den Broeck, C.F.F.
AU - Vander-Hyde, D. C.
AU - van der Schaaf, L.
AU - van Heijningen, J. V.
AU - van Veggel, A. A.
AU - Vardaro, M.
AU - Varma, V.
AU - Vass, S.
AU - Vasuth, M.
AU - Vecchio, A.
AU - Vedovato, G.
AU - Veitch, J.
AU - Veitch, P.J.
AU - Venkateswara, K.
AU - Venugopalan, G.
AU - Verkindt, D.
AU - Vetrano, F.
AU - Vicere, A.
AU - Viets, A. D.
AU - Vinciguerra, S.
AU - Vine, D. J.
AU - Vinet, J. -Y.
AU - Vitale, S.
AU - Vo, T.
AU - Vocca, H.
AU - Vorvick, C.
AU - Voss, D. V.
AU - Vousden, W. D.
AU - Vyatchanin, S. P.
AU - Wade, A. R.
AU - Wade, L. E.
AU - Wade, MT
AU - Walker, M.
AU - Wallace, L.
AU - Walsh, S.
AU - Wang, G.
AU - Wang, H.
AU - Wang, M.
AU - Wang, Y.
AU - Ward, R. L.
AU - Warner, J.
AU - Was, M.
AU - Watchi, J.
AU - Weaver, B.
AU - Wei, L. -W.
AU - Weinert, M.
AU - Weinstein, A. J.
AU - Weiss, R.
AU - Wen, L.M.
AU - Wessels, P.
AU - Westphal, T.
AU - Wette, K.
AU - Whelan, J. T.
AU - Whiting, B. F.
AU - Whittle, C.
AU - Williams, D.
AU - Williams, D.R.
AU - Williamson, A. R.
AU - Willis, J. L.
AU - Willke, B.
AU - Wimmer, M. H.
AU - Winkler, W.
AU - Wipf, C. C.
AU - Wittel, H.
AU - Woan, G.
AU - Woehler, J.
AU - Worden, J.
AU - Wright, J.L.
AU - Wu, D.S.
AU - Wu, G.
AU - Yam, W.
AU - Yamamoto, H.
AU - Yancey, C. C.
AU - Yap, M. J.
AU - Yu, Hang
AU - Yu, Haocun
AU - Yvert, M.
AU - Zadrozny, A.
AU - Zangrando, L.
AU - Zanolin, M.
AU - Zendri, J. -P.
AU - Zevin, M.
AU - Zhang, L.
AU - Zhang, M.
AU - Zhang, T.
AU - Zhang, Y.
AU - Zhao, C.
AU - Zhou, M.
AU - Zhou, Z.
AU - Zhu, S.J.
AU - Zhu, X. J.
AU - Zucker, M. E.
AU - Zweizig, J.
PY - 2017/3/24
Y1 - 2017/3/24
N2 - A wide variety of astrophysical and cosmological sources are expected to contribute to a stochastic gravitational-wave background. Following the observations of GW150914 and GW151226, the rate and mass of coalescing binary black holes appear to be greater than many previous expectations. As a result, the stochastic background from unresolved compact binary coalescences is expected to be particularly loud. We perform a search for the isotropic stochastic gravitational-wave background using data from Advanced Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory's (aLIGO) first observing run. The data display no evidence of a stochastic gravitational-wave signal. We constrain the dimensionless energy density of gravitational waves to be Ω0<1.7×10-7 with 95% confidence, assuming a flat energy density spectrum in the most sensitive part of the LIGO band (20-86 Hz). This is a factor of ∼33 times more sensitive than previous measurements. We also constrain arbitrary power-law spectra. Finally, we investigate the implications of this search for the background of binary black holes using an astrophysical model for the background.
AB - A wide variety of astrophysical and cosmological sources are expected to contribute to a stochastic gravitational-wave background. Following the observations of GW150914 and GW151226, the rate and mass of coalescing binary black holes appear to be greater than many previous expectations. As a result, the stochastic background from unresolved compact binary coalescences is expected to be particularly loud. We perform a search for the isotropic stochastic gravitational-wave background using data from Advanced Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory's (aLIGO) first observing run. The data display no evidence of a stochastic gravitational-wave signal. We constrain the dimensionless energy density of gravitational waves to be Ω0<1.7×10-7 with 95% confidence, assuming a flat energy density spectrum in the most sensitive part of the LIGO band (20-86 Hz). This is a factor of ∼33 times more sensitive than previous measurements. We also constrain arbitrary power-law spectra. Finally, we investigate the implications of this search for the background of binary black holes using an astrophysical model for the background.
UR - https://www.scopus.com/pages/publications/85016165596
UR - https://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=85016165596&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1103/PhysRevLett.118.121101
DO - 10.1103/PhysRevLett.118.121101
M3 - Article
SN - 0031-9007
VL - 118
JO - Physical Review Letters
JF - Physical Review Letters
IS - 12
M1 - 121101
ER -