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A guide to LIGO-Virgo detector noise and extraction of transient gravitational-wave signals

Abbott, B. P., Abbott, R., Abbott, T. D., Abraham, S., Acernese, F., Ackley, K., Adams, C., Adya, V. B., Affeldt, C., Agathos, M., Agatsuma, K., Aggarwal, N., Aguiar, O. D., Aiello, L., Ain, A., Ajith, P., Alford, T., Allen, G., Allocca, A., Aloy, M. 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., Arène, M., Arnaud, N., Arun, K. G., Ascenzi, S., Ashton, G., Aston, S. M., Astone, P., Aubin, F., Aufmuth, P., AultONeal, K., Austin, C., Avendano, V., Avila-Alvarez, A., Babak, S., Bacon, P., Badaracco, F., 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., Barnum, S., Barone, F., Barr, B., Barsotti, L., Barsuglia, M., Barta, D., Bartlett, J., Bartos, I., Bassiri, R., Basti, A., Bawaj, M., Bayley, J. C., Bazzan, M., Bécsy, B., Bejger, M., Belahcene, I., Bell, A. S., Beniwal, D., Berger, B. K., Bergmann, G., Bernuzzi, S., Bero, J. J., Berry, C. P. L., Bersanetti, D., Bertolini, A., Betzwieser, J., Bhandare, R., Bidler, J., Bilenko, I. A., Bilgili, S. A., Billingsley, G., Birch, J., Birney, R., Birnholtz, O., Biscans, S., Biscoveanu, S., Bisht, A., Bitossi, M., Bizouard, M. A., Blackburn, J. K., Blair, C. D., Blair, D. G., Blair, R. M., Bloemen, S., Bode, N., Boer, M., Boetzel, Y., Bogaert, G., Bondu, F., Bonilla, E., Bonnand, R., Booker, P., Boom, B. A., Booth, C. D., Bork, R., Boschi, V., Bose, S., Bossie, K., Bossilkov, V., Bosveld, J., Bouffanais, Y., Bozzi, A., Bradaschia, C., Brady, P. R., Bramley, A., Branchesi, M., Brau, J. E., Briant, T., Briggs, J. H., Brighenti, F., Brillet, A., Brinkmann, M., Brisson, V., Brockill, P., Brooks, A. F., Brown, D. D., Brunett, S., 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., Campbell, W. A., Canepa, M., Cannon, K. C., Cao, H., Cao, J., Capocasa, E., Carbognani, F., Caride, S., Carney, M. F., Carullo, G., Casanueva Diaz, J., Casentini, C., Caudill, S., Cavaglià, M., Cavalier, F., Cavalieri, R., Cella, G., Cerdá-Durán, P., Cerretani, G., Cesarini, E., Chaibi, O., Chakravarti, K., Chamberlin, S. J., Chan, M., Chao, S., Charlton, P., Chase, E. A., Chassande-Mottin, E., Chatterjee, D., Chaturvedi, M., Chatziioannou, K., Cheeseboro, B. D., Chen, H. Y., Chen, X., Chen, Y., Cheng, H-P., Cheong, C. K., Chia, H. Y., Chincarini, A., Chiummo, A., Cho, G., Cho, H. S., Cho, M., Christensen, N., Chu, Q., Chua, S., Chung, K. W., Chung, S., Ciani, G., Ciobanu, A. A., Ciolfi, R., Cipriano, F., Cirone, A., Clara, F., Clark, J. A., Clearwater, P., Cleva, F., Cocchieri, C., Coccia, E., Cohadon, P-F., Cohen, D., Colgan, R., Colleoni, M., Collette, C. G., Collins, C., 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., Cotesta, R., 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., Croquette, M., 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., Datrier, L. E. H., Dattilo, V., Dave, I., Davier, M., Davis, D., Daw, E. J., DeBra, D., Deenadayalan, M., Degallaix, J., De Laurentis, M., Deléglise, S., Del Pozzo, W., DeMarchi, L. M., Demos, N., Dent, T., De Pietri, R., Derby, J., De Rosa, R., De Rossi, C., DeSalvo, R., de Varona, O., Dhurandhar, S., Díaz, M. C., Dietrich, T., Di Fiore, L., Di Giovanni, M., Di Girolamo, T., Di Lieto, A., Ding, B., Di Pace, S., Di Palma, I., Di Renzo, F., Dmitriev, A., Doctor, Z., Donovan, F., Dooley, K. L.

, Doravari, S., Dorrington, I., Downes, T. P., Drago, M., Driggers, J. C., Du, Z.., Ducoin, J-G., Dupej, P., Dwyer, S. E., Easter, P. J., Edo, T. B., Edwards, M. C., Effler, A., Ehrens, P., Eichholz, J., Eikenberry, S. S., Eisenmann, M., Eisenstein, R. A., Essick, R. C., Estelles, H., Estevez, D., Etienne, Z. B., Etzel, T., Evans, M., Evans, T. M., Fafone, V., Fair, H., Fairhurst, S.

, Fan, X., Farinon, S., Farr, B., Farr, W. M., Fauchon-Jones, E. J., Favata, M., Fays, M., Fazio, M., Fee, C., Feicht, J., Fejer, M. M., Feng, F., Fernandez-Galiana, A., Ferrante, I., Ferreira, E. C., Ferreira, T. A., Ferrini, F., Fidecaro, F., Fiori, I., Fiorucci, D., Fishbach, M., Fisher, R. P., Fishner, J. M., Fitz-Axen, M., Flaminio, R., Fletcher, M., Flynn, E., Fong, H., Font, J. A., Forsyth, P. W. F., Fournier, J-D., Frasca, S., Frasconi, F., Frei, Z., Freise, A., Frey, R., Frey, V., Fritschel, P., Frolov, V. V., Fulda, P., Fyffe, M., Gabbard, H. A., Gadre, B. U., Gaebel, S. M., Gair, J. R., Gammaitoni, L., Ganija, M. R., Gaonkar, S. G., Garcia, A., García-Quirós, C., Garufi, F., Gateley, B., Gaudio, S., Gaur, G., Gayathri, V., Gemme, G., Genin, E., Gennai, A., George, D., George, J., Gergely, L., Germain, V., Ghonge, S., Ghosh, Abhirup, Ghosh, Archisman, Ghosh, S., Giacomazzo, B., Giaime, J. A., Giardina, K. D., Giazotto, A., Gill, K., Giordano, G., Glover, L., Godwin, P., Goetz, E., Goetz, R., 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., Grassia, P., Gray, C., Gray, R., Greco, G., Green, A. C., Green, R., Gretarsson, E. M., Groot, P., Grote, H.

, Grunewald, S., Gruning, P., Guidi, G. M., Gulati, H. K., Guo, Y., Gupta, A., Gupta, M. K., Gustafson, E. K., Gustafson, R., Haegel, L., Halim, O., Hall, B. R., Hall, E. D., Hamilton, E. Z., Hammond, G., Haney, M., Hanke, M. M., Hanks, J., Hanna, C., Hannam, M. D.

, Hannuksela, O. A., Hanson, J., Hardwick, T., Haris, K., Harms, J., Harry, G. M., Harry, I. W., Haster, C-J., Haughian, K., Hayes, F. J., Healy, J., Heidmann, A., Heintze, M. C., Heitmann, H., Hello, P., Hemming, G., Hendry, M., Heng, I. S., Hennig, J., Heptonstall, A. W., Vivanco, Francisco Hernandez, Heurs, M., Hild, S., Hinderer, T., Hoak, D., Hochheim, S., Hofman, D., Holgado, A. M., Holland, N. A., Holt, K., Holz, D. E., Hopkins, P.

, Horst, C., Hough, J., Howell, E. J., Hoy, C. G., Hreibi, A., Huerta, E. A., Huet, D., Hughey, B., Hulko, M., Husa, S., Huttner, S. H., Huynh-Dinh, T., Idzkowski, B., Iess, A., Ingram, C., Inta, R., Intini, G., Irwin, B., Isa, H. N., Isac, J-M., Isi, M., Iyer, B. R., Izumi, K., Jacqmin, T., Jadhav, S. J., Jani, K., Janthalur, N. N., Jaranowski, P., Jenkins, A. C., Jiang, J., Johnson, D. S., Jones, A. W., Jones, D. I., Jones, R., Jonker, R. J. G., Ju, L., Junker, J., Kalaghatgi, C. V.

, Kalogera, V., Kamai, B., Kandhasamy, S., Kang, G., Kanner, J. B., Kapadia, S. J., Karki, S., Karvinen, K. S., Kashyap, R., Kasprzack, M., Katsanevas, S., Katsavounidis, E., Katzman, W., Kaufer, S., Kawabe, K., Keerthana, N. V., Kéfélian, F., Keitel, D., Kennedy, R., Key, J. S., Khalili, F. Y., Khan, H., Khan, I., Khan, S., Khan, Z., Khazanov, E. A., Khursheed, M., Kijbunchoo, N., Kim, A. X., Kim, Chunglee, Kim, J. C., Kim, K., Kim, W., Kim, W. S., Kim, Y-M., Kimball, C., King, E. J., King, P. J., Kinley-Hanlon, M., Kirchhoff, R., Kissel, J. S., Kleybolte, L., Klika, J. H., Klimenko, S., Knowles, T. D., Koch, P., Koehlenbeck, S. M., Koekoek, G., Koley, S., Kondrashov, V., Kontos, A., Koper, N., Korobko, M., Korth, W. Z., Kowalska, I., Kozak, D. B., Kringel, V., Krishnendu, N., Królak, A., Kuehn, G., Kumar, A., Kumar, P., Kumar, R., Kumar, S., Kuo, L., Kutynia, A., Kwang, S., Lackey, B. D., Lai, K. H., Lam, T. L., Landry, M., Lane, B. B., Lang, R. N., Lange, J., Lantz, B., Lanza, R. K., Larson, S., Lartaux-Vollard, A., Lasky, P. D., Laxen, M., Lazzarini, A., Lazzaro, C., Leaci, P., Leavey, S., Lecoeuche, Y. K., Lee, C. H., Lee, H. K., Lee, H. M., Lee, H. W., Lee, J., Lee, K., Lehmann, J., Lenon, A., Leroy, N., Letendre, N., Levin, Y., Li, J., Li, K. J. L., Li, T. G. F., Li, X., Lin, F., Linde, F., Linker, S. D., Littenberg, T. B., Liu, J., Liu, X., Lo, R. K. L., Lockerbie, N. A., London, L. T.

, Longo, A., Lorenzini, M., Loriette, V., Lormand, M., Losurdo, G., Lough, J. D., Lousto, C. O., Lovelace, G., Lower, M. E., Lück, H., Lumaca, D., Lundgren, A. P., Lynch, R., Ma, Y., Macas, R., Macfoy, S., MacInnis, M., Macleod, D. M.

, Macquet, A., Magaña-Sandoval, F., Magaña Zertuche, L., Magee, R. M., Majorana, E., Maksimovic, I., Malik, A., Man, N., Mandic, V., Mangano, V., Mansell, G. L., Manske, M., Mantovani, M., Marchesoni, F., Marion, F., Márka, S., Márka, Z., Markakis, C., Markosyan, A. S., Markowitz, A., Maros, E., Marquina, A., Marsat, S., Martelli, F., Martin, I. W., Martin, R. M., Martynov, D. V., Mason, K., Massera, E., Masserot, A., Massinger, T. J., Masso-Reid, M., Mastrogiovanni, S., Matas, A., Matichard, F., Matone, L., Mavalvala, N., Mazumder, N., McCann, J. J., McCarthy, R., McClelland, D. E., McCormick, S., McCuller, L., McGuire, S. C., McIver, J., McManus, D. J., McRae, T., McWilliams, S. T., Meacher, D., Meadors, G. D., Mehmet, M., Mehta, A. K., Meidam, J., Melatos, A., Mendell, G., Mercer, R. A., Mereni, L., Merilh, E. L., Merzougui, M., Meshkov, S., Messenger, C., Messick, C., Metzdorff, R., Meyers, P. M., Miao, H., Michel, C., Middleton, H., Mikhailov, E. E., Milano, L., Miller, A. L., Miller, A., Millhouse, M., Mills, J. C.

, Milovich-Goff, M. C., Minazzoli, O., Minenkov, Y., Mishkin, A., Mishra, C., Mistry, T., Mitra, S., Mitrofanov, V. P., Mitselmakher, G., Mittleman, R., Mo, G., Moffa, D., Mogushi, K., Mohapatra, S. R. P., Montani, M., Moore, C. J., Moraru, D., Moreno, G., Morisaki, S., Mours, B., Mow-Lowry, C. M., Mukherjee, Arunava, Mukherjee, D., Mukherjee, S., Mukund, N., Mullavey, A., Munch, J., Muñiz, E. A., Muratore, M., Murray, P. G., Nagar, A., Nardecchia, I., Naticchioni, L., Nayak, R. K., Neilson, J., Nelemans, G., Nelson, T. J. N., Nery, M., Neunzert, A., Ng, K. Y., Ng, S., Nguyen, P., Nichols, D., Nissanke, S., Nocera, F., North, C., Nuttall, L. K., Obergaulinger, M., Oberling, J., O'Brien, B. D., O'Dea, G. D., Ogin, G. H., Oh, J. J., Oh, S. H., Ohme, F., Ohta, H., Okada, M. A., Oliver, M., Oppermann, P., Oram, Richard J, O'Reilly, B., Ormiston, R. G., Ortega, L. F., O'Shaughnessy, R., Ossokine, S., Ottaway, D. J., Overmier, H., Owen, B. J., Pace, A. E., Pagano, G., Page, M. A., Pai, A., Pai, S. A., Palamos, J. R., Palashov, O., Palomba, C, Pal-Singh, A., Pan, Huang-Wei, Pang, B., Pang, P. T. H., Pankow, C., Pannarale, F., Pant, B. C., Paoletti, F., Paoli, A., Parida, A., Parker, W., Pascucci, D., Pasqualetti, A., Passaquieti, R., Passuello, D., Patil, M., Patricelli, B., Pearlstone, B. L., Pedersen, C., Pedraza, M., Pedurand, R., Pele, A., Penn, S., Perez, C. J., Perreca, A., Pfeiffer, H. P., Phelps, M., Phukon, K. S., Piccinni, O. J., Pichot, M., Piergiovanni, F., Pillant, G., Pinard, L., Pirello, M., Pitkin, M., Poggiani, R., Pong, D. Y. T., Ponrathnam, S., Popolizio, P., Porter, E. K., Powell, J., Prajapati, A. K., Prasad, J., Prasai, K., Prasanna, R., Pratten, G., Prestegard, T., Privitera, S., Prodi, G. A., Prokhorov, L. G., Puncken, O., Punturo, M., Puppo, P., Pürrer, M., Qi, H., Quetschke, V., Quinonez, P. J., Quintero, E. A., Quitzow-James, R., Raab, F. J., Radkins, H., Radulescu, N., Raffai, P., Raja, S., Rajan, C., Rajbhandari, B., Rakhmanov, M., Ramirez, K. E., Ramos-Buades, A., Rana, Javed, Rao, K., Rapagnani, P., Raymond, V.

, Razzano, M., Read, J., Regimbau, T., Rei, L., Reid, S., Reitze, D. H., Ren, W., Ricci, F., Richardson, C. J., Richardson, J. W., Ricker, P. M., Riles, K., Rizzo, M., Robertson, N. A., Robie, R., Robinet, F., Rocchi, A., Rolland, L., Rollins, J. G., Roma, V. J., Romanelli, M., Romano, R., Romel, C. L., Romie, J. H., Rose, K., Rosinska, D., Rosofsky, S. G., Ross, M. P, Rowan, S., Rüdiger, A., Ruggi, P., Rutins, G., Ryan, K., Sachdev, S., Sadecki, T., Sakellariadou, M., Salconi, L., Saleem, M., Samajdar, A., Sammut, L., Sanchez, E. J., Sanchez, L. E., Sanchis-Gual, N., Sandberg, V., Sanders, J. R., Santiago, K. A., Sarin, N., Sassolas, B., Sathyaprakash, B. S.

, Saulson, P. R., Sauter, O., Savage, R. L., Schale, P., Scheel, M., Scheuer, J., Schmidt, P., Schnabel, R., Schofield, R. M. S., Schönbeck, A., Schreiber, E., Schulte, B. W., Schutz, B. F.

, Schwalbe, S. G., Scott, J., Scott, S. M., Seidel, E., Sellers, D., Sengupta, A. S., Sennett, N., Sentenac, D., Sequino, V., Sergeev, A., Setyawati, Y., Shaddock, D. A., Shaffer, T., Shahriar, M. S., Shaner, M. B., Shao, L., Sharma, P., Shawhan, P., Shen, H., Shink, R., Shoemaker, D. H., Shoemaker, D. M., ShyamSundar, S., Siellez, K., Sieniawska, M., Sigg, D., Silva, A. D., Singer, L. P., Singh, N., Singhal, A., Sintes, A. M., Sitmukhambetov, S., Skliris, V., Slagmolen, B. J. J., Slaven-Blair, T. J., Smith, J. R., Smith, R. J. E., Somala, S., Son, E. J., Sorazu, B., Sorrentino, F., Souradeep, T., Sowell, E., Spencer, A. P., Srivastava, A. K., Srivastava, V., Staats, K., Stachie, C., Standke, M., Steer, D. A., Steinke, M., Steinlechner, J., Steinlechner, S., Steinmeyer, D., Stevenson, S. P., Stocks, D., Stone, R., Stops, D. J., Strain, K. A., Stratta, G., Strigin, S. E., Strunk, A., Sturani, R., Stuver, A. L., Sudhir, V., Summerscales, T .Z., Sun, L., Sunil, S., Suresh, J., Sutton, P. J.

, Swinkels, B. L., Szczepanczyk, M. J., Tacca, M., Tait, S. C., Talbot, C., Talukder, D., Tanner, D. B., Tápai, M., Taracchini, A., Tasson, J. D., Taylor, R., Thies, F., Thomas, M., Thomas, P., Thondapu, S. R., Thorne, K. A., Thrane, E., Tiwari, Shubhanshu, Tiwari, Srishti, Tiwari, V., Toland, K., Tonelli, M., Tornasi, Z., Torres-Forné, A., Torrie, C. I., Töyrä, D., Travasso, F., Traylor, G., Tringali, M. C., Trovato, A., Trozzo, L., Trudeau, R., Tsang, K. W., Tse, M., Tso, R., Tsukada, L., Tsuna, D., Tuyenbayev, D., Ueno, K., Ugolini, D., Unnikrishnan, C. S., Urban, A. L., Usman, S. A., Vahlbruch, H., Vajente, G., Valdes, G., van Bakel, N., van Beuzekom, M., van den Brand, J. F. J., Van Den Broeck, C., Vander-Hyde, D. C., van Heijningen, J. V., van der Schaaf, L., van Veggel, A. A., Vardaro, M., Varma, V., Vass, S., Vasúth, M., Vecchio, A., Vedovato, G., Veitch, J., Veitch, P. J., Venkateswara, K., Venugopalan, G., Verkindt, D., Vetrano, F., Viceré, A., Viets, A. D., Vine, D. J., Vinet, J-Y., Vitale, S., Vo, T., Vocca, H., Vorvick, C., Vyatchanin, S. P., Wade, A. R., Wade, L. E., Wade, M., Walet, R., Walker, M., Wallace, L., Walsh, S., Wang, G., Wang, H., Wang, J. Z., Wang, W. H., Wang, Y. F., Ward, R. L., Warden, Z. A., Warner, J., Was, M., Watchi, J., Weaver, B., Wei, L-W., Weinert, M., Weinstein, A. J., Weiss, R., Wellmann, F., Wen, L., Wessel, E. K., Weßels, P., Westhouse, J. W., Wette, K., Whelan, J. T., Whiting, B. F., Whittle, C., Wilken, D. M., Williams, D., Williamson, A. R., Willis, J. L., Willke, B., Wimmer, M. H., Winkler, W., Wipf, C. C., Wittel, H., Woan, G., Woehler, J., Wofford, J. K., Worden, J., Wright, J. L., Wu, D. S., Wysocki, D. M., Xiao, L., Yamamoto, H., Yancey, C. C., Yang, L., Yap, M. J., Yazback, M., Yeeles, D. W., Yu, Hang, Yu, Haocun, Yuen, S. H. R., Yvert, M., Zadrozny, A. K., Zanolin, M., Zelenova, T., Zendri, J-P., Zevin, M., Zhang, J., Zhang, L., Zhang, T., Zhao, C., Zhou, M., Zhou, Z., Zhu, X. J., Zucker, M. E. and Zweizig, J. 2020. A guide to LIGO-Virgo detector noise and extraction of transient gravitational-wave signals. Classical and Quantum Gravity 37 (5) , 055002. 10.1088/1361-6382/ab685e

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Official URL: http://dx.doi.org/10.1088/1361-6382/ab685e

Abstract

The LIGO Scientific Collaboration and the Virgo Collaboration have cataloged eleven confidently detected gravitational-wave events during the first two observing runs of the advanced detector era. All eleven events were consistent with being from well-modeled mergers between compact stellar-mass objects: black holes or neutron stars. The data around the time of each of these events have been made publicly available through the gravitational-wave open science center. The entirety of the gravitational-wave strain data from the first and second observing runs have also now been made publicly available. There is considerable interest among the broad scientific community in understanding the data and methods used in the analyses. In this paper, we provide an overview of the detector noise properties and the data analysis techniques used to detect gravitational-wave signals and infer the source properties. We describe some of the checks that are performed to validate the analyses and results from the observations of gravitational-wave events. We also address concerns that have been raised about various properties of LIGO–Virgo detector noise and the correctness of our analyses as applied to the resulting data.

Item Type:	Article
Date Type:	Publication
Status:	Published
Schools:	Advanced Research Computing @ Cardiff (ARCCA) Physics and Astronomy
Publisher:	IOP Publishing
ISSN:	0264-9381
Date of First Compliant Deposit:	10 March 2020
Date of Acceptance:	7 January 2020
Last Modified:	12 Jul 2024 14:41
URI:	https://orca.cardiff.ac.uk/id/eprint/130312

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