Multimessenger search for sources of gravitational waves and high-energy neutrinos: initial results for LIGO-Virgo and IceCube

Aartsen, M. G. et al. (2014) Multimessenger search for sources of gravitational waves and high-energy neutrinos: initial results for LIGO-Virgo and IceCube. Physical Review D, 90(10), 102002. (doi: 10.1103/PhysRevD.90.102002)

Abstract

We report the results of a multimessenger search for coincident signals from the LIGO and Virgo gravitational-wave observatories and the partially completed IceCube high-energy neutrino detector, including periods of joint operation between 2007–2010. These include parts of the 2005–2007 run and the 2009–2010 run for LIGO-Virgo, and IceCube’s observation periods with 22, 59 and 79 strings. We find no significant coincident events, and use the search results to derive upper limits on the rate of joint sources for a range of source emission parameters. For the optimistic assumption of gravitational-wave emission energy of 10−2  M⊙c2 at ∼150  Hz with ∼60  ms duration, and high-energy neutrino emission of 1051  erg comparable to the isotropic gamma-ray energy of gamma-ray bursts, we limit the source rate below 1.6×10−2  Mpc−3 yr−1. We also examine how combining information from gravitational waves and neutrinos will aid discovery in the advanced gravitational-wave detector era.

• Item Type: Articles
• Status: Published
• Refereed: Yes
• Glasgow Author(s) Enlighten ID: Grant, Mr Alastair and Bell, Mr Christopher and MacDonald, Miss Erin and Messenger, Dr Christopher and Bell, Dr Angus and Hammond, Professor Giles and Hild, Professor Stefan and Barr, Dr Bryan and Sorazu Lucio, Dr Borja and Reid, Professor Stuart and Craig, Mr Kieran and Leavey, Mr Sean and Steinlechner, Dr Jessica and Logue, Mr Joshua and Veitch, Dr John and Heng, Professor Ik Siong and van Veggel, Dr Marielle and Newton, Dr Gavin and Fan, Dr Xilong and Torrie, Dr Calum and Davies, Mr Gareth and Hu, Mr Yiming and Graef, Dr Christian and Hendry, Professor Martin and Douglas, Miss Rebecca and Scott, Dr Jamie and Santiago Prieto, Mr Ricardo and Rowan, Professor Sheila and Abernathy, Mr Matthew and Kumar, Mr Rahul and Martin, Dr Iain and Robertson, Professor Norna and Cumming, Dr Alan and Gordon, Mr Neil and Cunningham, Dr Liam and Powell, Miss Jade and Woan, Professor Graham and Steinlechner, Dr Sebastian and Hough, Professor James and Huttner, Dr Sabina and Bassiri, Mr Riccardo and Campsie, Mr Paul and Strain, Professor Kenneth and Jones, Mr Russell and Haughian, Dr Karen and Pitkin, Dr Matthew and Murray, Dr Peter
• Authors: Aartsen, M. G., Ackermann, M., Adams, J., Aguilar, J. A., Ahlers, M., Ahrens, M., Altmann, D., Anderson, T., Arguelles, C., Arlen, T. C., Auffenberg, J., Bai, X., Barwick, S. W., Baum, V., Beatty, J. J., Becker Tjus, J., Becker, K.-H., BenZvi, S., Berghaus, P., Berley, D., Bernardini, E., Bernhard, A., Besson, D. Z., Binder, G., Bindig, D., Bissok, M., Blaufuss, E., Blumenthal, J., Boersma, D. J., Bohm, C., Bos, F., Bose, D., Böser, S., Botner, O., Brayeur, L., Bretz, H.-P., Brown, A. M., Casey, J., Casier, M., Chirkin, D., Christov, A., Christy, B., Clark, K., Classen, L., Clevermann, F., Coenders, S., Cowen, D. F., Cruz Silva, A. H., Danninger, M., Daughhetee, J., Davis, J. C., Day, M., de André, J. P. A. M., De Clercq, C., De Ridder, S., Desiati, P., de Vries, K. D., de With, M., DeYoung, T., Díaz-Vélez, J. C., Dunkman, M., Eagan, R., Eberhardt, B., Eichmann, B., Eisch, J., Euler, S., Evenson, P. A., Fadiran, O., Fazely, A. 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• College/School: College of Science and Engineering > School of Physics and Astronomy
• Research Centre: College of Science and Engineering > School of Physics and Astronomy > Institute for Gravitational Research
• Journal Name: Physical Review D
• Publisher: American Physical Society
• ISSN: 1550-7998
• ISSN (Online): 1550-2368