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Search for the isotropic stochastic background using data from Advanced LIGO’s second observing run

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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., 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, I. A., 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., 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., Canton, T. 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DOI 10.1103/physrevd.100.061101
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Abstract

The stochastic gravitational-wave background is a superposition of sources that are either too weak or too numerous to detect individually. In this study, we present the results from a cross-correlation analysis on data from Advanced LIGO's second observing run (O2), which we combine with the results of the first observing run (O1). We do not find evidence for a stochastic background, so we place upper limits on the normalized energy density in gravitational waves at the 95% credible level of ${\mathrm{\ensuremath{\Omega}}}_{\mathrm{GW}}<6.0\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{\ensuremath{-}8}$ for a frequency-independent (flat) background and ${\mathrm{\ensuremath{\Omega}}}_{\mathrm{GW}}<4.8\ifmmode\times\else\texttimes\fi{}{10}^{\ensuremath{-}8}$ at 25 Hz for a background of compact binary coalescences. The upper limit improves over the O1 result by a factor of 2.8. Additionally, we place upper limits on the energy density in an isotropic background of scalar- and vector-polarized gravitational waves, and we discuss the implication of these results for models of compact binaries and cosmic string backgrounds. Finally, we present a conservative estimate of the correlated broadband noise due to the magnetic Schumann resonances in O2, based on magnetometer measurements at both the LIGO Hanford and LIGO Livingston observatories. We find that correlated noise is well below the O2 sensitivity.

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Venue
Physical Review D
Publisher
American Physical Society (APS)
Published
2019-09-04
Volume
100
Issue
6
ISSN
  • 2470-0010 (ISSN-L)
  • 2470-0029
DOI
10.1103/physrevd.100.061101
OpenAlex
W2972266918
Cited by
312
References
70
FWCI
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Type
journal article
Language
en
Open access
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The paper
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., Allen, G., Allocca, A., Aloy, M. A., . . . LIGO Scientific and Virgo Collaboration. (2019). Search for the isotropic stochastic background using data from Advanced LIGO’s second observing run. Physical Review D. https://doi.org/10.1103/physrevd.100.061101

Data sources

Bibliographic data: Semantic Scholar, OpenAlex, Crossref.

Contains information from the Semantic Scholar Academic Graph Datasets, made available under the ODC Attribution License (ODC-BY 1.0).

Semantic Scholar’s data is described in: Kinney, R., et al. (2023). The Semantic Scholar Open Data Platform. arXiv:2301.10140.