Prélude à l'analyse des données du détecteur Virgo: De l'étalonnage à la recherche de coalescences binaires
Résumé
The Virgo detector for gravitational waves is at present in its commissioning phase, which precedes the search for astrophysical sources, for which it is intended. The work described in this thesis focuses on the preparation of data analysis methods, and their application on data sets taken along the detector's progression. These methods are thus described as well as their validation and the results obtained on the data.
The first part of this analysis relates to the detector response to gravitational waves. The calibration procedure consists in measuring this response, from which the detector sensitivity at all frequencies is obtained; this procedure has allowed to follow the evolution of Virgo over the last two years. It is followed by the gravitational signal reconstruction, a process that compensates for the effects of this response on the data and subtracts certain noises.
The second part is dedicated to the search for coalescing binaries signals in the reconstructed data. The studied method is an alternative implementation – the multi-band template analysis - of the optimal method, the latter being limited by computing costs issues. The equivalence of this alternative implementation with the usual method is checked, thanks to simulation tests. The method is then applied to the two most recent data taking, with the double goal of getting prepared for future astrophysical searches, and of evaluating the current detector. The preparation of the future collaborative analysis with LIGO experiment is finally considered, through a first quantitative comparison of the two experiments analysis pipelines for the search for coalescing binaries.
The first part of this analysis relates to the detector response to gravitational waves. The calibration procedure consists in measuring this response, from which the detector sensitivity at all frequencies is obtained; this procedure has allowed to follow the evolution of Virgo over the last two years. It is followed by the gravitational signal reconstruction, a process that compensates for the effects of this response on the data and subtracts certain noises.
The second part is dedicated to the search for coalescing binaries signals in the reconstructed data. The studied method is an alternative implementation – the multi-band template analysis - of the optimal method, the latter being limited by computing costs issues. The equivalence of this alternative implementation with the usual method is checked, thanks to simulation tests. The method is then applied to the two most recent data taking, with the double goal of getting prepared for future astrophysical searches, and of evaluating the current detector. The preparation of the future collaborative analysis with LIGO experiment is finally considered, through a first quantitative comparison of the two experiments analysis pipelines for the search for coalescing binaries.
Le détecteur d'ondes gravitationnelles Virgo traverse actuellement sa phase de mise en route, ou commissionning , qui précède la recherche de sources astrophysiques, à laquelle il est destiné. Le travail décrit dans cette thèse s'est concentré sur la préparation de méthodes d'analyses des données, et sur leur application à des prises de données effectuées au cours de la progression du détecteur. Ces méthodes sont donc décrites ainsi que leur validation et les résultats obtenus sur les données.
La première partie de cette analyse concerne la réponse du détecteur aux ondes gravitationnelles. D'abord, la procédure d'étalonnage consiste à mesurer cette réponse, pour en déduire la sensibilité du détecteur aux différentes fréquences ; elle a permis de suivre l'évolution de Virgo sur les deux dernières années. Elle est suivie de la reconstruction du signal gravitationnel, processus qui compense les effets de cette réponse sur les données et en soustrait certains bruits.
La deuxième partie concerne la recherche de signaux de coalescences binaires dans les données reconstruites. La méthode étudiée est une implémentation alternative - recherche multi-bandes ou multi-band template analysis- de la méthode optimale, la mise en oeuvre de cette dernière étant limitée par les moyens de calculs. L'équivalence de cette implémentation alternative avec la méthode usuelle est vérifiée, grâce à des tests en simulation. La méthode est ensuite appliquée aux deux prises de données les plus récentes, avec le double objectif de se préparer aux futures recherches astrophysiques et de caractériser le fonctionnement actuel du détecteur. La préparation des futures analyses en collaboration avec l'expérience LIGO est abordée enfin, sous la forme d'une première comparaison quantitative des chaînes d'analyses pour la recherche de coalescences binaires des deux expériences.
La première partie de cette analyse concerne la réponse du détecteur aux ondes gravitationnelles. D'abord, la procédure d'étalonnage consiste à mesurer cette réponse, pour en déduire la sensibilité du détecteur aux différentes fréquences ; elle a permis de suivre l'évolution de Virgo sur les deux dernières années. Elle est suivie de la reconstruction du signal gravitationnel, processus qui compense les effets de cette réponse sur les données et en soustrait certains bruits.
La deuxième partie concerne la recherche de signaux de coalescences binaires dans les données reconstruites. La méthode étudiée est une implémentation alternative - recherche multi-bandes ou multi-band template analysis- de la méthode optimale, la mise en oeuvre de cette dernière étant limitée par les moyens de calculs. L'équivalence de cette implémentation alternative avec la méthode usuelle est vérifiée, grâce à des tests en simulation. La méthode est ensuite appliquée aux deux prises de données les plus récentes, avec le double objectif de se préparer aux futures recherches astrophysiques et de caractériser le fonctionnement actuel du détecteur. La préparation des futures analyses en collaboration avec l'expérience LIGO est abordée enfin, sous la forme d'une première comparaison quantitative des chaînes d'analyses pour la recherche de coalescences binaires des deux expériences.