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

Resumen

Las ondas gravitacionales han sido teorizadas por la relatividad general desde 1916, pero no fue hasta el 14 de septiembre de 2015 que los interferómetros LIGO realizaron una detección confirmada. Desde entonces, los interferómetros LIGO y Virgo han detectado alrededor de 90 eventos de ondas gravitacionales. Esto fue posible no solo gracias al aumento de la sensibilidad de la red de interferómetros, sino también a nuestra creciente comprensión de las fuentes de población y la distribución del ruido. Las ondas gravitacionales brindan una nueva ventana al universo y nuestra comprensión de los agujeros negros. En particular, nos permiten sondear diferentes regiones de masas, como por ejemplo, el rango de masas subsolar. Aunque no se ha detectado ningún evento en este rango, una posible detección implicaría una nueva física potencial y nuevos canales de formación. Los eventos detectados han sido producidos por la coalescencia de dos objetos compactos (agujeros negros o estrellas de neutrones) y fueron detectados mediante pipelines de búsqueda dedicados. Estas tuberías utilizan una técnica, conocida como filtro combinado, que busca los datos correlacionándolos con un conjunto de formas de onda teóricas que describen las ondas gravitacionales. La eficacia de este método está limitada por los recursos computacionales disponibles, ya que requiere un muestreo denso del espacio de parámetros buscado. Sin embargo, la técnica de filtro combinado sigue siendo un enfoque sólido para la detección de ondas gravitacionales. Los resultados de esta tesis se dividen en dos partes: primero, presentamos los resultados de la búsqueda de masa subsolar realizada dentro de la colaboración utilizando la tercera ejecución de observación y el filtro coincidente. Nos centraremos en dos posibles canales de formación de agujeros negros subsolares: agujeros negros primordiales y agujeros negros de materia oscura, y proporcionaremos límites a su abundancia en el universo. En segundo lugar, diseñamos una técnica de aprendizaje automático para la detección de ondas gravitacionales a partir de la coalescencia de dos objetos compactos. Cubrimos una amplia gama del espacio de parámetros y buscamos ondas gravitacionales en la segunda y tercera serie de observación. Los resultados se comparan con los eventos del catálogo oficial.

Fecha de lectura	19 dic 2022
Idioma original	Inglés
Supervisor	Mario Martinez Pérez (Director/a)