Improved Upper Limits on the Stochastic Gravitational-Wave Background from 2009-2010 LIGO and Virgo Data - Laboratoire des Matériaux Avancés Accéder directement au contenu
Article Dans Une Revue Physical Review Letters Année : 2014

Improved Upper Limits on the Stochastic Gravitational-Wave Background from 2009-2010 LIGO and Virgo Data

J. Aasi (1) , B. P. Abbott , R. Abbott , T. Abbott , M. R. Abernathy , T. Accadia (2) , F. Acernese , K. Ackley , C. Adams , T. Adams , P. Addesso , R. X. Adhikari , C. Affeldt , M. Agathos , N. Aggarwal , O. D. Aguiar , A. Ain , P. Ajith , A. Alemic , B. Allen , A. Allocca , D. Amariutei , M. Andersen , R. Anderson , S. B. Anderson , W. G. Anderson , K. Arai , M. C. Araya , C. Arceneaux , J. Areeda , S. M. Aston , P. Astone , P. Aufmuth , C. Aulbert , L. Austin , B. E. Aylott , S. Babak , P. T. Baker , G. Ballardin , S. W. Ballmer , J. C. Barayoga , M. Barbet , B. C. Barish , D. Barker , F. Barone , B. Barr , L. Barsotti , M. Barsuglia (3, 4, 5) , M. A. Barton , I. Bartos , R. Bassiri , A. Basti , J. C. Batch , J. Bauchrowitz , Th. S. Bauer , B. Behnke , M. Bejger , M. G. Beker , C. Belczynski , A. S. Bell , C. Bell , G. Bergmann , D. Bersanetti , A. Bertolini , J. Betzwieser , P. T. Beyersdorf , I. A. Bilenko , G. Billingsley , J. Birch , S. Biscans , M. Bitossi , M. A. Bizouard (6) , E. Black , J. K. Blackburn , L. Blackburn , D. Blair , S. Bloemen , M. Blom , O. Bock , T. P. Bodiya , M. Boer (7) , G. Bogaert (7) , C. Bogan , C. Bond , François Bondu (8) , L. Bonelli , R. Bonnand (9) , R. Bork , M. Born , V. Boschi , Sukanta Bose , L. Bosi , C. Bradaschia , P. R. Brady , V. B. Braginsky , M. Branchesi , J. E. Brau , T. Briant , D. O. Bridges , A. Brillet , M. Brinkmann , V. Brisson (6) , A. F. Brooks , D. A. Brown , D. D. Brown , F. Brückner , S. Buchman , T. Bulik , H. J. Bulten , A. Buonanno , R. Burman , D. Buskulic (2) , Christelle Lesvigne-Buy (4, 5) , L. Cadonati , G. Cagnoli (9) , J. Calderón Bustillo , E. Calloni , J. B. Camp , P. Campsie , K. C. Cannon , B. Canuel , J. Cao , C. D. Capano , F. Carbognani , L. Carbone , S. Caride , A. Castiglia , S. Caudill , M. Cavaglià , F. Cavalier (6) , R. Cavalieri , C. Celerier , G. Cella , C. Cepeda , E. Cesarini , R. Chakraborty , T. Chalermsongsak , S. J. Chamberlin , S. Chao , P. Charlton , E. Chassande-Mottin (10, 4, 5) , X. Chen , Y. Chen , A. Chincarini , A. Chiummo , H. S. Cho , J. Chow , N. Christensen , Q. Chu , S. S. Y. Chua , S. Chung , G. Ciani , F. Clara , John A. Clark , F. Cleva , E. Coccia , P. -F. Cohadon , A. Colla , C. Collette , M. Colombini , L. Cominsky , M. Constancio Jr. , A. Conte , D. Cook , T. R. Corbitt , M. Cordier , N. Cornish , A. Corpuz , A. Corsi , C. A. Costa , M. W. Coughlin , S. Coughlin , J. -P. Coulon (7) , S. Countryman , P. Couvares , D. M. Coward , M. Cowart , D. C. Coyne , R. Coyne , K. Craig , J. D. E. Creighton , S. G. Crowder , A. Cumming , L. Cunningham , E. Cuoco , K. Dahl , T. Dal Canton , M. Damjanic , S. L. Danilishin , S. d'Antonio , K. Danzmann , V. Dattilo , H. Daveloza , M. Davier (6) , G. S. Davies , E. J. Daw , R. Day , T. Dayanga , G. Debreczeni , J. Degallaix (9) , S. Deléglise , W. del Pozzo , T. Denker , T. Dent , H. Dereli (7) , V. Dergachev , R. de Rosa , R. T. Derosa , R. Desalvo , S. Dhurandhar , M. Díaz , L. Di Fiore , A. Di Lieto , I. Di Palma , A. Di Virgilio , A. Donath , F. Donovan , K. L. Dooley , S. Doravari , S. Dossa , R. Douglas , T. P. Downes , M. Drago , R. W. P. Drever , J. C. Driggers , Z. Du , S. Dwyer , T. Eberle , T. Edo , M. Edwards , A. Effler , H. Eggenstein , P. Ehrens , J. Eichholz , S. S. Eikenberry , G. Endrőczi , R. Essick , T. Etzel , M. Evans , T. Evans , M. Factourovich , V. Fafone , S. Fairhurst , Q. Fang , S. Farinon , B. Farr , W. M. Farr , M. Favata , H. Fehrmann , M. M. Fejer , D. Feldbaum , F. Feroz , I. Ferrante , F. Ferrini , F. Fidecaro , L. S. Finn , I. Fiori , R. P. Fisher , R. Flaminio (9) , J. -D. Fournier (7) , S. Franco (6) , S. Frasca , F. Frasconi , M. Frede , Z. Frei , A. Freise , R. Frey , T. T. Fricke , P. Fritschel , V. V. Frolov , P. Fulda , M. Fyffe , J. Gair , L. Gammaitoni , S. Gaonkar , F. Garufi , N. Gehrels , G. Gemme , E. Genin , A. Gennai , S. Ghosh , J. A. Giaime , K. D. Giardina , A. Giazotto , C. Gill , J. Gleason , E. Goetz , R. Goetz , L. Gondan , G. González , N. Gordon , M. L. Gorodetsky , S. Gossan , S. Gossler , R. Gouaty (2) , C. Gräf , P. B. Graff , M. Granata (9) , A. Grant , S. Gras , C. Gray , R. J. S. Greenhalgh , A. M. Gretarsson , P. Groot , H. Grote , K. Grover , S. Grunewald , G. M. Guidi , C. Guido , K. Gushwa , E. K. Gustafson , R. Gustafson , D. Hammer , G. Hammond , M. Hanke , J. Hanks , C. Hanna , J. Hanson , J. Harms , G. M. Harry , I. W. Harry , E. D. Harstad , M. Hart , M. T. Hartman , C. -J. Haster , K. Haughian , A. Heidmann , M. Heintze , H. Heitmann (7) , P. Hello (6) , G. Hemming , M. Hendry , I. S. Heng , A. W. Heptonstall , M. Heurs , M. Hewitson , S. Hild , D. Hoak , K. A. Hodge , K. Holt , S. Hooper , P. Hopkins , D. J. Hosken , J. Hough , E. J. Howell , Y. Hu , E. Huerta , B. Hughey , S. Husa , S. H. Huttner , M. Huynh , T. Huynh-Dinh , D. R. Ingram , R. Inta , T. Isogai , A. Ivanov , B. R. Iyer , K. Izumi , M. Jacobson , E. James , H. Jang , P. Jaranowski , Y. Ji , F. Jiménez-Forteza , W. W. Johnson , D. I. Jones , R. Jones , R. J. G. Jonker , L. Ju , Haris K , P. Kalmus , V. Kalogera , S. Kandhasamy , G. Kang , J. B. Kanner , J. Karlen , M. Kasprzack (6) , E. Katsavounidis , W. Katzman , H. Kaufer , K. Kawabe , F. Kawazoe , F. Kéfélian (7) , G. M. Keiser , D. Keitel , D. B. Kelley , W. Kells , A. Khalaidovski , F. Y. Khalili , E. A. Khazanov , C. Kim , K. Kim , N. Kim , N. G. Kim , Y. -M. Kim , E. J. King , P. J. King , D. L. Kinzel , J. S. Kissel , S. Klimenko , J. Kline , S. Koehlenbeck , K. Kokeyama , V. Kondrashov , S. Koranda , W. Z. Korth , I. Kowalska , D. B. Kozak , A. Kremin , V. Kringel , A. Królak , G. Kuehn , A. Kumar , P. Kumar , R. Kumar , L. Kuo , A. Kutynia , P. Kwee , M. Landry , B. Lantz , S. Larson , P. D. Lasky , C. Lawrie , A. Lazzarini , C. Lazzaro , P. Leaci , S. Leavey , E. O. Lebigot , C. -H. Lee , H. K. Lee , H. M. Lee , J. Lee , M. Leonardi , J. R. Leong , A. Le Roux , N. Leroy (6) , N. Letendre (2) , Y. Levin , B. Levine , J. Lewis , T. G. F. Li , K. Libbrecht , A. Libson , A. C. Lin , T. B. Littenberg , V. Litvine , N. A. Lockerbie , V. Lockett , D. Lodhia , K. Loew , J. Logue , A. L. Lombardi , M. Lorenzini , V. Loriette (11) , M. Lormand , G. Losurdo , J. Lough , M. J. Lubinski , H. Lück , E. Luijten , A. P. Lundgren , R. Lynch , Y. Ma , J. Macarthur , E. P. Macdonald , T. Macdonald , B. Machenschalk , M. Macinnis , D. M. Macleod , F. Magana-Sandoval , M. Mageswaran , C. Maglione , K. Mailand , E. Majorana , I. Maksimovic (11) , V. Malvezzi , N. Man (7) , G. M. Manca , I. Mandel , V. Mandic , V. Mangano , N. Mangini , M. Mantovani , F. Marchesoni , F. Marion (2) , S. Márka , Z. Márka , A. Markosyan , E. Maros , J. Marque , F. Martelli , I. W. Martin , R. M. Martin , L. Martinelli , D. Martynov , J. N. Marx , K. Mason , A. Masserot (2) , T. J. Massinger , F. Matichard , L. Matone , R. A. Matzner , N. Mavalvala , N. Mazumder , G. Mazzolo , R. Mccarthy , D. E. Mcclelland , S. C. Mcguire , G. Mcintyre , J. Mciver , K. Mclin , D. Meacher (7) , G. D. Meadors , M. Mehmet , J. Meidam , M. Meinders , A. Melatos , G. Mendell , R. A. Mercer , S. Meshkov , C. Messenger , P. Meyers , H. Miao , Christine Michel (9) , E. E. Mikhailov , L. Milano , S. Milde , J. Miller , Y. Minenkov , C. M. F. Mingarelli , C. Mishra , Subhabrata Mitra , V. P. Mitrofanov , G. Mitselmakher , R. Mittleman , B. Moe , P. Moesta , M. Mohan , S. R. P. Mohapatra , D. Moraru , G. Moreno , N. Morgado (9) , S. R. Morriss , K. Mossavi , B. Mours (2) , C. M. Mow-Lowry , C. L. Mueller , G. Mueller , S. Mukherjee , A. Mullavey , J. Munch , D. Murphy , P. G. Murray , A. Mytidis , M. F. Nagy , D. Nanda Kumar , I. Nardecchia , L. Naticchioni , R. K. Nayak , V. Necula , G. Nelemans , I. Neri , M. Neri , G. Newton , T. Nguyen , A. Nitz , F. Nocera , D. Nolting , M. E. N. Normandin , L. K. Nuttall , E. Ochsner , J. O'Dell , E. Oelker , J. J. Oh , S. H. Oh , F. Ohme , P. Oppermann , B. O'Reilly , R. O'Shaughnessy , C. Osthelder , D. J. Ottaway , R. S. Ottens , H. Overmier , B. J. Owen , C. Padilla , A. Pai , O. Palashov , C. Palomba , H. Pan , Y. Pan , C. Pankow , F. Paoletti , R. Paoletti , H. Paris , A. Pasqualetti , R. Passaquieti , D. Passuello , M. Pedraza , S. Penn , A. Perreca , M. Phelps , M. Pichot (7) , M. Pickenpack , F. Piergiovanni , V. Pierro , L. Pinard (9) , I. M. Pinto , M. Pitkin , J. Poeld , R. Poggiani , A. Poteomkin , J. Powell , J. Prasad , S. Premachandra , T. Prestegard , L. R. Price , M. Prijatelj , S. Privitera , G. A. Prodi , L. Prokhorov , O. Puncken , M. Punturo , P. Puppo , J. Qin , V. Quetschke , E. Quintero , G. Quiroga , R. Quitzow-James , F. J. Raab , D. S. Rabeling , I. Rácz , H. Radkins , P. Raffai , S. Raja , G. Rajalakshmi , M. Rakhmanov , C. Ramet , K. Ramirez , P. Rapagnani , V. Raymond , V. Re , J. Read , C. M. Reed , T. Regimbau (7) , S. Reid , D. H. Reitze , E. Rhoades , F. Ricci , K. Riles , N. A. Robertson , F. Robinet (6) , A. Rocchi , M. Rodruck , L. Rolland (2) , J. G. Rollins , J. D. Romano , R. Romano , G. Romanov , J. H. Romie , D. Rosińska , S. Rowan , A. Rüdiger , P. Ruggi , K. Ryan , F. Salemi , L. Sammut , V. Sandberg , J. R. Sanders , V. Sannibale , I. Santiago-Prieto , E. Saracco (9) , B. Sassolas (9) , B. S. Sathyaprakash , P. R. Saulson , R. Savage , J. Scheuer , R. Schilling , R. Schnabel , R. M. S. Schofield , E. Schreiber , D. Schuette , B. F. Schutz , J. Scott , S. M. Scott , D. Sellers , A. S. Sengupta , D. Sentenac , V. Sequino , A. Sergeev , D. Shaddock , S. Shah , M. S. Shahriar , M. Shaltev , B. Shapiro , P. Shawhan , D. H. Shoemaker , T. L. Sidery , K. Siellez (7) , X. Siemens , D. Sigg , D. Simakov , A. Singer , L. Singer , R. Singh , A. M. Sintes , B. J. J. Slagmolen , J. Slutsky , J. R. Smith , M. Smith , R. J. E. Smith , N. D. Smith-Lefebvre , E. J. Son , B. Sorazu , T. Souradeep , L. Sperandio , A. Staley , J. Stebbins , J. Steinlechner , S. Steinlechner , B. C. Stephens , S. Steplewski , S. Stevenson , R. Stone , D. Stops , K. A. Strain , N. Straniero (9) , S. Strigin , R. Sturani , A. L. Stuver , T. Z. Summerscales , S. Susmithan , P. J. Sutton , B. Swinkels , M. Tacca (4, 5) , D. Talukder , D. B. Tanner , S. P. Tarabrin , R. Taylor , A. P. M. ter Braack , M. P. Thirugnanasambandam , M. Thomas , P. Thomas , K. A. Thorne , K. S. Thorne , E. Thrane , V. Tiwari , K. V. Tokmakov , C. Tomlinson , A. Toncelli , M. Tonelli , O. Torre , C. V. Torres , C. I. Torrie , F. Travasso , G. Traylor , M. Tse , D. Ugolini , C. S. Unnikrishnan , A. L. Urban , K. Urbanek , H. Vahlbruch , G. Vajente , G. Valdes , M. Vallisneri , J. F. J. van Den Brand , C. van Den Broeck , S. van Der Putten , M. V. van Der Sluys , J. van Heijningen , A. A. van Veggel , S. Vass , M. Vasúth , R. Vaulin , A. Vecchio , G. Vedovato , J. Veitch , P. J. Veitch , K. Venkateswara , D. Verkindt (2) , S. S. Verma , F. Vetrano , A. Viceré , R. Vincent-Finley , J. -Y. Vinet (7) , S. Vitale , T. Vo , H. Vocca , C. Vorvick , W. D. Vousden , S. P. Vyachanin , A. Wade , L. Wade , M. Wade , M. Walker , L. Wallace , M. Wang , X. Wang , R. L. Ward , M. Was , B. Weaver , L. -W. Wei (7) , M. Weinert , A. J. Weinstein , R. Weiss , T. Welborn , L. Wen , P. Wessels , M. West , T. Westphal , K. Wette , J. T. Whelan , D. J. White , B. F. Whiting , K. Wiesner , C. Wilkinson , K. Williams , L. Williams , R. Williams , T. Williams , A. R. Williamson , J. L. Willis , B. Willke , M. Wimmer , W. Winkler , C. C. Wipf , A. G. Wiseman , H. Wittel , G. Woan , J. Worden , J. Yablon , I. Yakushin , H. Yamamoto , C. C. Yancey , H. Yang , Z. Yang , S. Yoshida , M. Yvert (2) , A. Zadrożny , M. Zanolin , J. -P. Zendri , Fan Zhang , L. Zhang , C. Zhao , X. J. Zhu , M. E. Zucker , S. Zuraw , J. Zweizig
J. Aasi
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B. P. Abbott
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R. Abbott
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T. Abbott
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M. R. Abernathy
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F. Acernese
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K. Ackley
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C. Adams
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T. Adams
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P. Addesso
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R. X. Adhikari
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C. Affeldt
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M. Agathos
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N. Aggarwal
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O. D. Aguiar
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A. Ain
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P. Ajith
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A. Alemic
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B. Allen
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A. Allocca
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D. Amariutei
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M. Andersen
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R. Anderson
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S. B. Anderson
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W. G. Anderson
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K. Arai
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M. C. Araya
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C. Arceneaux
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J. Areeda
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S. M. Aston
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P. Astone
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P. Aufmuth
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C. Aulbert
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L. Austin
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B. E. Aylott
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S. Babak
P. T. Baker
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G. Ballardin
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S. W. Ballmer
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J. C. Barayoga
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M. Barbet
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B. C. Barish
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D. Barker
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F. Barone
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B. Barr
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L. Barsotti
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M. A. Barton
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I. Bartos
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R. Bassiri
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A. Basti
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J. C. Batch
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J. Bauchrowitz
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Th. S. Bauer
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B. Behnke
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M. Bejger
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M. G. Beker
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C. Belczynski
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A. S. Bell
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C. Bell
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G. Bergmann
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D. Bersanetti
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A. Bertolini
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J. Betzwieser
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P. T. Beyersdorf
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I. A. Bilenko
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G. Billingsley
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J. Birch
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S. Biscans
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M. Bitossi
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E. Black
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J. K. Blackburn
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L. Blackburn
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D. Blair
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S. Bloemen
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M. Blom
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O. Bock
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T. P. Bodiya
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C. Bogan
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C. Bond
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François Bondu
L. Bonelli
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R. Bork
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M. Born
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V. Boschi
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Sukanta Bose
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L. Bosi
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C. Bradaschia
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P. R. Brady
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V. B. Braginsky
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M. Branchesi
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J. E. Brau
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T. Briant
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D. O. Bridges
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A. Brillet
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M. Brinkmann
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A. F. Brooks
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D. A. Brown
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D. D. Brown
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F. Brückner
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S. Buchman
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T. Bulik
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H. J. Bulten
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A. Buonanno
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R. Burman
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L. Cadonati
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J. Calderón Bustillo
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E. Calloni
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J. B. Camp
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P. Campsie
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K. C. Cannon
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B. Canuel
J. Cao
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C. D. Capano
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F. Carbognani
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L. Carbone
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S. Caride
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A. Castiglia
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S. Caudill
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M. Cavaglià
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R. Cavalieri
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C. Celerier
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G. Cella
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C. Cepeda
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E. Cesarini
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R. Chakraborty
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T. Chalermsongsak
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S. J. Chamberlin
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S. Chao
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P. Charlton
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X. Chen
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Y. Chen
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A. Chincarini
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A. Chiummo
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H. S. Cho
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J. Chow
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N. Christensen
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Q. Chu
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S. S. Y. Chua
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S. Chung
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G. Ciani
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F. Clara
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John A. Clark
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F. Cleva
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E. Coccia
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P. -F. Cohadon
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A. Colla
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C. Collette
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M. Colombini
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L. Cominsky
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M. Constancio Jr.
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A. Conte
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D. Cook
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T. R. Corbitt
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M. Cordier
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N. Cornish
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A. Corpuz
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A. Corsi
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C. A. Costa
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M. W. Coughlin
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S. Coughlin
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S. Countryman
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P. Couvares
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D. M. Coward
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M. Cowart
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D. C. Coyne
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R. Coyne
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K. Craig
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J. D. E. Creighton
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S. G. Crowder
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A. Cumming
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L. Cunningham
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E. Cuoco
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K. Dahl
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T. Dal Canton
M. Damjanic
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S. L. Danilishin
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S. d'Antonio
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K. Danzmann
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V. Dattilo
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H. Daveloza
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G. S. Davies
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E. J. Daw
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R. Day
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T. Dayanga
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G. Debreczeni
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J. Degallaix
S. Deléglise
W. del Pozzo
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T. Denker
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T. Dent
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V. Dergachev
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R. de Rosa
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R. Desalvo
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M. Díaz
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L. Di Fiore
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A. Di Lieto
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A. Di Virgilio
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A. Donath
F. Donovan
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K. L. Dooley
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S. Dossa
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R. Douglas
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T. P. Downes
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M. Drago
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R. W. P. Drever
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J. C. Driggers
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Z. Du
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S. Dwyer
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T. Eberle
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T. Edo
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M. Edwards
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A. Effler
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H. Eggenstein
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P. Ehrens
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J. Eichholz
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S. S. Eikenberry
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G. Endrőczi
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R. Essick
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T. Etzel
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M. Evans
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T. Evans
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M. Factourovich
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V. Fafone
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S. Fairhurst
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Q. Fang
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S. Farinon
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B. Farr
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W. M. Farr
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M. Favata
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H. Fehrmann
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M. M. Fejer
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D. Feldbaum
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F. Feroz
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I. Ferrante
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F. Ferrini
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F. Fidecaro
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L. S. Finn
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I. Fiori
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R. P. Fisher
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S. Frasca
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F. Frasconi
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M. Frede
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Z. Frei
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A. Freise
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R. Frey
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R. Williams
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  • Fonction : Auteur
H. Wittel
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G. Woan
  • Fonction : Auteur
J. Worden
  • Fonction : Auteur
J. Yablon
  • Fonction : Auteur
I. Yakushin
  • Fonction : Auteur
H. Yamamoto
  • Fonction : Auteur
C. C. Yancey
  • Fonction : Auteur
H. Yang
  • Fonction : Auteur
Z. Yang
  • Fonction : Auteur
S. Yoshida
  • Fonction : Auteur
A. Zadrożny
  • Fonction : Auteur
M. Zanolin
  • Fonction : Auteur
J. -P. Zendri
  • Fonction : Auteur
Fan Zhang
L. Zhang
C. Zhao
  • Fonction : Auteur
X. J. Zhu
  • Fonction : Auteur
M. E. Zucker
  • Fonction : Auteur
S. Zuraw
  • Fonction : Auteur
J. Zweizig
  • Fonction : Auteur

Résumé

Gravitational waves from a variety of sources are predicted to superpose to create a stochastic background. This background is expected to contain unique information from throughout the history of the universe that is unavailable through standard electromagnetic observations, making its study of fundamental importance to understanding the evolution of the universe. We carry out a search for the stochastic background with the latest data from LIGO and Virgo. Consistent with predictions from most stochastic gravitational-wave background models, the data display no evidence of a stochastic gravitational-wave signal. Assuming a gravitational-wave spectrum of Omega_GW(f)=Omega_alpha*(f/f_ref)^alpha, we place 95% confidence level upper limits on the energy density of the background in each of four frequency bands spanning 41.5-1726 Hz. In the frequency band of 41.5-169.25 Hz for a spectral index of alpha=0, we constrain the energy density of the stochastic background to be Omega_GW(f)<5.6x10^-6. For the 600-1000 Hz band, Omega_GW(f)<0.14*(f/900 Hz)^3, a factor of 2.5 lower than the best previously reported upper limits. We find Omega_GW(f)<1.8x10^-4 using a spectral index of zero for 170-600 Hz and Omega_GW(f)<1.0*(f/1300 Hz)^3 for 1000-1726 Hz, bands in which no previous direct limits have been placed. The limits in these four bands are the lowest direct measurements to date on the stochastic background. We discuss the implications of these results in light of the recent claim by the BICEP2 experiment of the detection of inflationary gravitational waves.

Dates et versions

in2p3-01010031 , version 1 (19-06-2014)

Identifiants

Citer

J. Aasi, B. P. Abbott, R. Abbott, T. Abbott, M. R. Abernathy, et al.. Improved Upper Limits on the Stochastic Gravitational-Wave Background from 2009-2010 LIGO and Virgo Data. Physical Review Letters, 2014, 113 (23), pp.231101. ⟨10.1103/PhysRevLett.113.231101⟩. ⟨in2p3-01010031⟩
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