login
english version rss feed
Detailed view PhD thesis
Université de Savoie (02/07/2007), Frédérique Marion, Damir Buskulic (Dir.)
Attached file list to this document: 
PDF
grosjean.pdf(10.3 MB)
Aspects de la recherche de coalescences binaires avec le détecteur Virgo
Daniel Grosjean1

Le détecteur d'ondes gravitationnelles Virgo est un interféromètre laser pourvu de bras d'une longueur de trois kilomètres. Ce détecteur a atteint une sensibilité qui permet depuis mai 2007 de mener une première prise de données scientifiques en réseau avec les autres interféromètres mondiaux. Parmi les sources d'ondes gravitationnelles prometteuses pour ce réseau figurent les coalescences de systèmes binaires d'astres compacts. La connaissance théorique solide du rayonnement gravitationnel émis par ces sources permet d'envisager, malgré l'amplitude faible des signaux recherchés, une méthode de recherche performante. A partir de calques décrivant le rayonnement émis, on peut en effet filtrer les données pour en extraire un signal physique éventuellement présent et "noyé" dans le bruit du détecteur. Le travail présenté dans cette thèse s'intéresse à différents aspects de cette recherche.

La sensibilité actuelle du détecteur a été atteinte après une période de mise en route de l'interféromètre marquée par différentes campagnes de prises de données. L'analyse dans le contexte d'une recherche de systèmes binaires d'étoiles à neutrons des données recueillies depuis août 2005 s'est concentrée sur la notion de qualité de données et a conduit à développer des méthodes d'exclusion d'événements liés à un fonctionnement anormalement bruyant de l'interféromètre. La compréhension de ces sources de bruit a parfois permis d'en améliorer le fonctionnement.

La méthode d'analyse utilisée pour la recherche de systèmes binaires d'étoiles à neutrons peut s'avérer mal adaptée au cas de systèmes binaires plus massifs comportant un ou deux trous noirs. Après avoir clarifié ce point, nous envisageons dans le contexte du détecteur Virgo fonctionnant à sensibilité nominale différentes solutions pour une recherche performante de tels systèmes. Il s'agit d'une part de l'utilisation d'une famille de calques de détection, dont on confirme les performances. D'autre part, on s'intéresse à l'utilisation de calques spécifiquement adaptés à la description de l'évolution de systèmes binaires de trous noirs. Certains aspects techniques nécessaires à la mise en oeuvre d'une recherche utilisant ces solutions sont discutés.

Enfin, le dernier aspect de la recherche de systèmes binaires abordé concerne l'analyse en réseau des données recueillies par les différents détecteurs mondiaux. En utilisant des données simulées, on montre que la définition d'un nouveau temps de référence pour les événements de coalescences permet d'améliorer la précision de reconstruction de la position des sources binaires.
1:  LAPP - Laboratoire d'Annecy le Vieux de Physique des Particules
ondes gravitationnelles – coalescence de systèmes binaires – étoile à neutrons – trou noir – filtrage adapté – vetos instrumentaux – calques de détection – analyse en réseau

The Virgo detector for gravitational waves is a laser interferometer with three kilometers long arms. It has now reached a sensitivity that have allowed to conduct the first science data taking in conjonction with other interferometers worldwide since May 2007. Among the most promising gravitational wave sources for this network are binary systems of compact objects. The gravitational radiation emited by these sources is theoretically well established. This allows to define templates with which the data can be filtered so as to extract a physical signal that may be present in the data even if its amplitude is very weak. The work described in this thesis focuses on different aspects of the search for binary systems.

The present sensitivity of the Virgo detector was reached after a commissionning period which was punctuated with several periods of data taking. We analyze data taken since August 2005 focusing our atention on the search for neutron star binary systems. We mainly concentrate our attention on the notion of data quality. This leads us to define methods to exclude events produced by noisy behavior of the detector. The understanding of these noise sources sometimes translates in an improvment of the detector.

The method used for neutron star searches may be not be adapted for a search of higher mass systems including one or two black holes. We study this point and take into consideration two different strategies to search efficiently for high mass binary systems. The first one is based on a detection template family which performances are investigated in the context of a detector at nominal sensitivity. The second one relies on the use of templates especially designed to describe black hole binaries evolution. Technical studies necessary to conduct searches using these templates are discused.

The last point concerns the search for binary systems in a network of detectors. Using simulated data, we present results that show that introducing a new reference time for coalescing binary events allows to improve the precision of source position reconstruction.
gravitational waves – coalescing binary system – neutron star – black hole – matched filtering – instrumental veto – detection template – network analysis

all articles on CCSd database...
all articles on CCSd database...
all articles on CCSd database...
all articles on CCSd database...
all articles on CCSd database...