Search for subsolar mass black holes in LIGO/Virgo using O3 data and the implementation of Machine Learning algorithms in the identification of Compact Binary Coalescence events

Resum

Les ones gravitacionals han estat teoritzades per la relativitat general des de 1916, però no va ser fins al 14 de setembre de 2015 que es va confirmar la detecció dels interferòmetres LIGO. Des d’aleshores, els interferòmetres LIGO i Virgo han detectat uns 90 esdeveniments d’ones gravitatòries. Això va ser possible no només a causa de l’augment de la sensibilitat de la xarxa d’interferòmetres, sinó també a causa de la nostra comprensió creixent de les fonts de població i la distribució del soroll. Les ones gravitatòries ofereixen una nova finestra a l’univers i a la nostra comprensió dels forats negres. En particular, ens permeten sondejar diferents regions de massa, com per exemple, el rang de massa subsolar. Tot i que no s’ha detectat cap esdeveniment en aquest rang, una possible detecció implicaria noves físiques potencials i nous canals de formació. Els esdeveniments detectats s’han produït per la coalescència de dos objectes compactes (forats negres o estrelles de neutrons) i s’han detectat mitjançant canals de recerca dedicats. Aquestes canonades utilitzen una tècnica, coneguda com a filtre coincident, que cerca les dades correlacionant-les amb un conjunt de formes d’ona teòriques que descriuen les ones gravitatòries. L’eficàcia d’aquest mètode està limitada pels recursos computacionals disponibles, ja que requereix un mostreig dens de l’espai de paràmetres cercat. No obstant això, la tècnica de filtre coincident continua sent un enfocament robust per a la detecció d’ones gravitatòries. Els resultats d’aquesta tesi es divideixen en dues parts: En primer lloc, presentem els resultats de la recerca de massa subsolar realitzada dins de la col·laboració mitjançant el tercer recorregut d’observació i el filtre coincident. Ens centrarem en dos possibles canals de formació de forats negres subsolars: els forats negres primordials i els forats negres de matèria fosca, i proporcionarem límits a la seva abundància a l’univers. En segon lloc, dissenyem una tècnica d’aprenentatge automàtic per a la detecció d’ones gravitatòries a partir de la coalescència de dos objectes compactes. Cobrim un ampli ventall de l’espai de paràmetres i cerquem ones gravitatòries en la segona i tercera sèrie d’observació. Els resultats es comparen amb els esdeveniments del catàleg oficial.

Data del Ajut	19 de des. 2022
Idioma original	Anglès
Supervisor	Mario Martinez Pérez (Director/a)