dc.contributor.author |
Covas Vidal, Josep Blai |
|
dc.date |
2020 |
|
dc.date.accessioned |
2021-11-25T12:13:37Z |
|
dc.date.available |
2021-11-25T12:13:37Z |
|
dc.date.issued |
2021-11-25 |
|
dc.identifier.uri |
http://hdl.handle.net/11201/156264 |
|
dc.description.abstract |
[cat] Totes les OGs que han estat detectades fins ara han vengut de fusions de sistemes
binaris compactes, un tipus de senyal que és detectable durant segons o uns pocs
minuts. Un tipus completament diferent d'ona gravitacional són les ones gravitacionals
contínues, senyals de llarga duració majoritàriament produides per estrelles de
neutrons (tant aïllades com a sistemes binaris) asimètriques que es troben rotant. Hi
ha hagut moltes cerques que han intentat trobar aquest tipus de senyal, però cap
d'elles ho ha aconseguit. Encara que les ones contínues poden ser monitoritzades
durant molt de temps, es prediu que la seva amplitud és uns quants ordres de
magnitud menor que l'amplitut de les ones provinents de fusions de sistemes binaris
compactes: les ones ja detectades tenen una amplitut habitual al voltant de $10^{-
21}$, mentre que cerques d'ones contínues sense deteccions impliquen que aquesta
amplitut hagi de ser menor que $10^{-26}$ per alguns púlsars, fet que remarca el gran
repte que detectar aquestes ones representa.
Les cerques d'ones contínues poden dividir-se entre cerques d'ones provinents de
púlsars coneguts o cerques d'ones provinents d'estrelles de neutrons desconegudes.
Al contrari que per el primer tipus de cerca (per les quals la posició al cel, la freqüència
de rotació, i el ritme amb que aquesta freqüència es redueix són coneguts), les cerques
de fonts que no han estat detectades mitjançant radiació electromagnètica
requereixen algoritmes capaços d'analitzar espais de paràmetres gegants, ja que les
dades han de ser correlacionades amb els models d'ona teòrics els quals depenen
d'aquests paràmetres desconeguts, que han de ser inclosos per tenir en compte les
diferents modulacions com la modulació Doppler produida per la rotació de la Terra i
la seva òrbita al voltant del sol. Desafortunadament, no hi ha prou potència
computacional disponible per cercar un espai de paràmetres tan gran i gairebé continu
en posició al cel, freqüència, i ritme de frenat. Per aquesta raó, el desenvolupament
d'algoritmes no òptims que puguin gestionar aquest espai de paràmetres és una tasca
important dins el camp d'anàlisi de dades.
Aquesta tesi està separada en dues parts diferents. La primera part es compon de tres
capítols que presenten introduccions a diferents temes que són necessaris per
comprendre la recerca d'ones contínues: com es generen i propaguen les ones
gravitacionals, què són les estrelles de neutrons i com poden generar ones
gravitacionals, i quins mètodes estadístics s'han d'usar per detectar un senyal contínua
i estimar els seus paràmetres. La segona part consta de quatre capítols que resumeixen
els resultats originals que han estat publicats en revistes d'alt impacte. |
ca |
dc.description.abstract |
[spa] La primera detección directa de ondas gravitacionales (OGs), detectadas el
14 de septiembre de 2015, marcó el comienzo de la astronomía de ondas
gravitacionales.
Todas las OGs que se han detectado hasta ahora provienen de fusiones de sistemas
binarios compactos, un tipo de señal que es detectable durante segundos o unos pocos
minutos. Un tipo completamente diferente de ondas gravitacionales son las ondas
gravitacionales continuas (CWs), que son ondas de larga duración producidas
principalmente por estrellas de neutrones (aisladas o en sistemas binarios) asimétricas
en rotación. Aunque se han realizado muchas búsquedas de CWs, ninguna de ellas ha
logrado una detección. A pesar de que las CWs se pueden rastrear durante tiempos
mucho más largos que las fusiones de sistemas binarios compactos, se cree que la
amplitud de estas ondas es muy menor: la amplitud de las OGs ya detectadas es de
alrededor de $10^{-21}$, mientras que las búsquedas de CWs están limitando esta
amplitud a menos de $10^{-26}$ para algunos púlsares, hecho que remarca el enorme
desafío de detectar CWs.
Las búsquedas de CWs se pueden dividir entre búsquedas de OGs de púlsares
conocidos y búsquedas de OGs de estrellas de neutrones desconocidas. A diferencia
de las búsquedas de OGs de los púlsares (cuyas ubicaciones, frecuencias de emisión de
ondas gravitacionales, y ritmos a los que estas frecuencias se reducen son bien
conocidas), las búsquedas de fuentes electromagnéticamente silenciosas requieren
algoritmos que analicen espacios de parámetros mucho más grandes, porque los datos
tienen que ser correlacionados con formas de onda teóricas que dependen de estos
parámetros desconocidos, que deben incluirse para tener en cuenta las diferentes
modulaciones que están presentes, como la modulación Doppler producida por la
rotación de la Tierra y su órbita alrededor del sol. Desafortunadamente, no hay
suficiente potencia de cómputo disponible para buscar un espacio de parámetros tan
grande y casi continuo en posición del cielo, frecuencia y ritmo de frenado. Por esta
razón, el desarrollo de algoritmos no óptimos que puedan manejar este enorme
espacio de parámetros es una tarea importante dentro del campo de análisis de datos.
Esta tesis está separada en dos partes diferentes. La primera parte se compone de tres
capítulos que presentan introducciones a diferentes temas que son necesarios para
comprender las búsquedas de CWs: cómo se generan y propagan las ondas
gravitacionales, qué son las estrellas de neutrones y cómo pueden generar ondas
gravitacionales, y qué métodos estadísticos deben usarse para detectar una señal
continua y estimar sus parámetros. La segunda parte consta de cuatro capítulos que
resumen los resultados originales que han sido publicados en revistas de alto impacto. |
ca |
dc.description.abstract |
[eng] The first direct detection of gravitational waves (GWs) on September 14
2015 marked the beginning of gravitational-wave astronomy. All of the GWs that have
been detected until now came from compact binary coalescences, a type of signal that
is detectable during seconds or a few minutes. A completely different type of
gravitational waves are continuous gravitational waves (CWs), which are long-lasting
waves mainly produced by asymmetric rotating neutron stars, either isolated or in
binary systems. Although many searches for CWs have been done, none of them has
reported a detection. Even though CWs can be tracked during much longer times than
compact binary coalescences, the amplitude of these gravitational waves is expected
to be many orders of magnitude smaller: the amplitude of the detected GWs is around
$10^{-21}$, whereas CW searches are constraining this amplitude to be less than
$10^{-26}$ for some pulsars, which clearly underlines the challenge of detecting CWs.
CW searches can be divided between searches for GWs from known pulsars and
searches for GWs from unknown neutron stars. Unlike searches for GWs from pulsars
(whose locations, gravitational wave emission frequencies, and spin-down rates are
well known), searches for electromagnetically quiet sources require algorithms that
look at vastly larger parameter spaces, because the data has to be correlated with
theoretical waveforms that depend on these unknown parameters, which have to be
included to take into account the different modulations such as the Doppler
modulation produced by Earth’s rotation and orbit around the sun. Unfortunately,
there is not enough computing power available to search such a large and nearly
continuous parameter space in sky position, frequency, and spin-down rate. For this
reason, developing non-optimal algorithms that can deal with this huge parameter
space is an important task within the data analysis community.
This thesis is separated in two different parts. The first part is made up of three
chapters that give introductions to different topics that are needed to understand CW
searches: how gravitational waves are generated and propagated, what neutron stars
are and how they can generate gravitational waves, and what statistical methods have
to be used in order to detect a CW signal and estimate its parameters. The second part
is made up of four chapters that summarize original results that have been published
in high-impact journals. |
ca |
dc.format |
application/pdf |
|
dc.format.extent |
183 |
ca |
dc.language.iso |
eng |
ca |
dc.publisher |
Universitat de les Illes Balears |
|
dc.rights |
all rights reserved |
|
dc.rights |
info:eu-repo/semantics/openAccess |
|
dc.subject.other |
Continuous waves |
ca |
dc.subject.other |
Neutron stars |
ca |
dc.subject.other |
Data analysis |
ca |
dc.subject.other |
Gravitational waves |
ca |
dc.title |
Searching for continuous gravitational waves with advanced LIGO |
ca |
dc.type |
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
|
dc.type |
info:eu-repo/semantics/publishedVersion |
|
dc.subject.udc |
52 - Astronomia. Astrofísica. Investigació espacial. Geodèsia |
ca |
dc.subject.udc |
53 - Física |
ca |
dc.subject.ac |
Astronomía de ondas gravitacionales |
ca |
dc.contributor.director |
Sintes Olives, Alicia |
|
dc.doctorat |
Doctorat en Física |
|