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First narrow-band search for continuous gravitational waves from known pulsars in advanced detector data

Abbott, B.P., Abbott, R., Abbott, T.D., Acernese, F., Ackley, K., Adams, C., Adams, T., Addesso, P., Adhikari, R.X., Adya, V.B., Affeldt, C., Afrough, M., Agarwal, B., Agathos, M., Agatsuma, K., Aggarwal, N., Aguiar, O.D., Aiello, L., Ain, A., Allen, B., Allen, G., Allocca, A., Altin, P.A., Amato, A., Ananyeva, A., Anderson, S.B., Anderson, W.G., Angelova, S.V., Antier, S., Appert, S., Arai, K., Araya, M.C., Areeda, J.S., Arnaud, N., Arun, K.G., Ascenzi, S., Ashton, G., Ast, M., Aston, S.M., Astone, P., Atallah, D.V., Aufmuth, P., Aulbert, C., AultONeal, K., Austin, C., Avila-Alvarez, A., Babak, S., Bacon, P., Bader, M.K.M., Bae, S., Baker, P.T., Baldaccini, F., Ballardin, G., Ballmer, S.W., Banagiri, S., Barayoga, J.C., Barclay, S.E., Barish, B.C., Barker, D., Barkett, K., Barone, F., Barr, B., Barsotti, L., Barsuglia, M., Barta, D., Bartlett, J., Bartos, I., Bassiri, R., Basti, A., Batch, J.C., Bawaj, M., Bayley, J.C., Bazzan, M., Bécsy, B., Beer, C., Bejger, M., Belahcene, I., Bell, A.S., Berger, B.K., Bergmann, G., Bero, J.J., Berry, C.P.L., Bersanetti, D., Bertolini, A., Betzwieser, J., Bhagwat, S., Bhandare, R., Bilenko, I.A., Billingsley, G., Billman, C.R., Birch, J., Birney, R., Birnholtz, O., Biscans, S., Biscoveanu, S., Bisht, A., Bitossi, M., Biwer, C., Bizouard, M.A., Blackburn, J.K., Blackman, J., Blair, C.D., Blair, D.G., Blair, R.M., Bloemen, S., Bock, O., Bode, N., Boer, M., Bogaert, G., Bohe, A., Bondu, F., Bonilla, E., Bonnand, R., Boom, B.A., Bork, R., Boschi, V., Bose, S., Bossie, K., Bouffanais, Y., Bozzi, A., Bradaschia, C., Brady, P.R., Branchesi, M., Brau, J.E., Briant, T., Brillet, A., Brinkmann, M., Brisson, V., Brockill, P., Broida, J.E., Brooks, A.F., Brown, D.A., Brown, D.D., Brunett, S., Buchanan, C.C., Buikema, A., Bulik, T., Bulten, H.J., Buonanno, A., Buskulic, D., Buy, C., Byer, R.L., Cabero, M., Cadonati, L., Cagnoli, G., Cahillane, C., Calderón Bustillo, J., Callister, T.A., Calloni, E., Camp, J.B., Canizares, P., Cannon, K.C., Cao, H., Cao, J., Capano, C.D., Capocasa, E., Carbognani, F., Caride, S., Carney, M.F., Casanueva Diaz, J., Casentini, C., Caudill, S., Cavaglià, M., Cavalier, F., Cavalieri, R., Cella, G., Cepeda, C.B., Cerdá-Durán, P., Cerretani, G., Cesarini, E., Chamberlin, S.J., Chan, M., Chao, S., Charlton, P., Chase, E., Chassande-Mottin, E., Chatterjee, D., Cheeseboro, B.D., Chen, H.Y., Chen, X., Chen, Y., Cheng, H.-P., Chia, H., Chincarini, A., Chiummo, A., Chmiel, T., Cho, H.S., Cho, M., Chow, J.H., Christensen, N., Chu, Q., Chua, A.J.K., Chua, S., Chung, A.K.W., Chung, S., Ciani, G., Ciolfi, R., Cirelli, C.E., Cirone, A., Clara, F., Clark, J.A., Clearwater, P., Cleva, F., Cocchieri, C., Coccia, E., Cohadon, P.-F., Cohen, D., Colla, A., Collette, C.G., Cominsky, L.R., Constancio, M., Conti, L., Cooper, S.J., Corban, P., Corbitt, T.R., Cordero-Carrión, I., Corley, K.R., Cornish, N., Corsi, A., Cortese, S., Costa, C.A., Coughlin, M.W., Coughlin, S.B., Coulon, J.-P., Countryman, S.T., Couvares, P., Covas, P.B., Cowan, E.E., Coward, D.M., Cowart, M.J., Coyne, D.C., Coyne, R., Creighton, J.D.E., Creighton, T.D., Cripe, J., Crowder, S.G., Cullen, T.J., Cumming, A., Cunningham, L., Cuoco, E., Dal Canton, T., Dálya, G., Danilishin, S.L., D'Antonio, S., Danzmann, K., Dasgupta, A., Da Silva Costa, C.F., Dattilo, V., Dave, I., Davier, M., Davis, D., Daw, E.J., Day, B., De, S., DeBra, D., Degallaix, J., De Laurentis, M., Deléglise, S., Del Pozzo, W., Demos, N., Denker, T., Dent, T., De Pietri, R., Dergachev, V., De Rosa, R., DeRosa, R.T., De Rossi, C., DeSalvo, R., de Varona, O., Devenson, J., Dhurandhar, S., Díaz, M.C., Di Fiore, L., Di Giovanni, M., Di Girolamo, T., Di Lieto, A., Di Pace, S., Di Palma, I., Di Renzo, F., Doctor, Z., Dolique, V., Donovan, F., Dooley, Katherine ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1636-0233, Doravari, S., Dorrington, Iain, Douglas, R., Dovale Álvarez, M., Downes, T.P., Drago, M., Dreissigacker, C., Driggers, J.C., Du, Z., Ducrot, M., Dupej, P., Dwyer, S.E., Edo, T.B., Edwards, M.C., Effler, A., Eggenstein, H.-B., Ehrens, P., Eichholz, J., Eikenberry, S.S., Eisenstein, R.A., Essick, R.C., Estevez, D., Etienne, Z.B., Etzel, T., Evans, M., Evans, T.M., Factourovich, M., Fafone, V., Fair, H., Fairhurst, Stephen ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8480-1961, Fan, X., Farinon, S., Farr, B., Farr, W.M., Fauchon-Jones, Edward, Favata, M., Fays, Maxime, Fee, C., Fehrmann, H., Feicht, J., Fejer, M.M., Fernandez-Galiana, A., Ferrante, I., Ferreira, E.C., Ferrini, F., Fidecaro, F., Finstad, D., Fiori, I., Fiorucci, D., Fishbach, M., Fisher, R.P., Fitz-Axen, M., Flaminio, R., Fletcher, M., Fong, H., Font, J.A., Forsyth, P.W.F., Forsyth, S.S., Fournier, J.-D., Frasca, S., Frasconi, F., Frei, Z., Freise, A., Frey, R., Frey, V., Fries, E.M., Fritschel, P., Frolov, V.V., Fulda, P., Fyffe, M., Gabbard, H., Gadre, B.U., Gaebel, S.M., Gair, J.R., Gammaitoni, L., Ganija, M.R., Gaonkar, S.G., Garcia-Quiros, C., Garufi, F., Gateley, B., Gaudio, S., Gaur, G., Gayathri, V., Gehrels, N., Gemme, G., Genin, E., Gennai, A., George, D., George, J., Gergely, L., Germain, V., Ghonge, S., Ghosh, Abhirup, Ghosh, Archisman, Ghosh, S., Giaime, J.A., Giardina, K.D., Giazotto, A., Gill, K., Glover, L., Goetz, E., Goetz, R., Gomes, S., Goncharov, B., González, G., Gonzalez Castro, J.M., Gopakumar, A., Gorodetsky, M.L., Gossan, S.E., Gosselin, M., Gouaty, R., Grado, A., Graef, C., Granata, M., Grant, A., Gras, S., Gray, C., Greco, G., Green, A.C., Gretarsson, E.M., Groot, P., Grote, Hartmut ORCID: https://orcid.org/0000-0002-0797-3943, Grunewald, S., Gruning, P., Guidi, G.M., Guo, X., Gupta, A., Gupta, M.K., Gushwa, K.E., Gustafson, E.K., Gustafson, R., Halim, O., Hall, B.R., Hall, E.D., Hamilton, E.Z., Hammond, G., Haney, M., Hanke, M.M., Hanks, J., Hanna, C., Hannam, Mark ORCID: https://orcid.org/0000-0001-5571-325X, Hannuksela, O.A., Hanson, J., Hardwick, T., Harms, J., Harry, G.M., Harry, I.W., Hart, M.J., Haster, C.-J., Haughian, K., Healy, J., Heidmann, A., Heintze, M.C., Heitmann, H., Hello, P., Hemming, G., Hendry, M., Heng, I.S., Hennig, J., Heptonstall, A.W., Heurs, M., Hild, S., Hinderer, T., Ho, W.C.G., Hoak, D., Hofman, D., Holt, K., Holz, D.E., Hopkins, P., Horst, C., Hough, J., Houston, E.A., Howell, E.J., Hreibi, A., Hu, Y.M., Huerta, E.A., Huet, D., Hughey, B., Husa, S., Huttner, S.H., Huynh-Dinh, T., Indik, N., Inta, R., Intini, G., Isa, H.N., Isac, J.-M., Isi, M., Iyer, B.R., Izumi, K., Jacqmin, T., Jani, K., Jaranowski, P., Jawahar, S., Jiménez-Forteza, F., Johnson, W.W., Jones, D.I., Jones, R., Jonker, R.J.G., Ju, L., Junker, J., Kalaghatgi, Chinmay ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4688-867X, Kalogera, V., Kamai, B., Kandhasamy, S., Kang, G., Kanner, J.B., Kapadia, S.J., Karki, S., Karvinen, K.S., Kasprzack, M., Katolik, M., Katsavounidis, E., Katzman, W., Kaufer, S., Kawabe, K., Kéfélian, F., Keitel, D., Kemball, A.J., Kennedy, R., Kent, C., Key, J.S., Khalili, F.Y., Khan, I., Khan, S., Khan, Z., Khazanov, E.A., Kijbunchoo, N., Kim, Chunglee, Kim, J.C., Kim, K., Kim, W., Kim, W.S., Kim, Y.-M., Kimbrell, S.J., King, E.J., King, P.J., Kinley-Hanlon, M., Kirchhoff, R., Kissel, J.S., Kleybolte, L., Klimenko, S., Knowles, T.D., Koch, P., Koehlenbeck, S.M., Koley, S., Kondrashov, V., Kontos, A., Korobko, M., Korth, W.Z., Kowalska, I., Kozak, D.B., Krämer, C., Kringel, V., Krishnan, B., Królak, A., Kuehn, G., Kumar, P., Kumar, R., Kumar, S., Kuo, L., Kutynia, A., Kwang, S., Lackey, B.D., Lai, K.H., Landry, M., Lang, R.N., Lange, J., Lantz, B., Lanza, R.K., Lartaux-Vollard, A., Lasky, P.D., Laxen, M., Lazzarini, A., Lazzaro, C., Leaci, P., Leavey, S., Lee, C.H., Lee, H.K., Lee, H.M., Lee, H.W., Lee, K., Lehmann, J., Lenon, A., Leonardi, M., Leroy, N., Letendre, N., Levin, Y., Li, T.G.F., Linker, S.D., Littenberg, T.B., Liu, J., Lo, R.K.L., Lockerbie, N.A., London, Lionel ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8239-4370, Lord, J.E., Lorenzini, M., Loriette, V., Lormand, M., Losurdo, G., Lough, J.D., 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First narrow-band search for continuous gravitational waves from known pulsars in advanced detector data. Physical Review D 96 (12) , -. 10.1103/PhysRevD.96.122006

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Abstract

Spinning neutron stars asymmetric with respect to their rotation axis are potential sources of continuous gravitational waves for ground-based interferometric detectors. In the case of known pulsars a fully coherent search, based on matched filtering, which uses the position and rotational parameters obtained from electromagnetic observations, can be carried out. Matched filtering maximizes the signal-to-noise (SNR) ratio, but a large sensitivity loss is expected in case of even a very small mismatch between the assumed and the true signal parameters. For this reason, narrow-band analysis methods have been developed, allowing a fully coherent search for gravitational waves from known pulsars over a fraction of a hertz and several spin-down values. In this paper we describe a narrow-band search of 11 pulsars using data from Advanced LIGO’s first observing run. Although we have found several initial outliers, further studies show no significant evidence for the presence of a gravitational wave signal. Finally, we have placed upper limits on the signal strain amplitude lower than the spin-down limit for 5 of the 11 targets over the bands searched; in the case of J1813-1749 the spin-down limit has been beaten for the first time. For an additional 3 targets, the median upper limit across the search bands is below the spin-down limit. This is the most sensitive narrow-band search for continuous gravitational waves carried out so far.

Item Type: Article
Date Type: Published Online
Status: Published
Schools: Physics and Astronomy
Advanced Research Computing @ Cardiff (ARCCA)
Subjects: Q Science > QB Astronomy
Q Science > QC Physics
Publisher: American Physical Society
ISSN: 2470-0010
Date of First Compliant Deposit: 18 January 2018
Date of Acceptance: 28 December 2017
Last Modified: 05 Jan 2024 04:59
URI: https://orca.cardiff.ac.uk/id/eprint/108245

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