Toward observing neutron star collapse with gravitational wave detectors
Notice bibliographique
Résumé
Gravitational waves from binary neutron star inspirals have been detected along with the electromagnetic transients coming from the aftermath of the merger in GW170817. However, much is still unknown about the postmerger dynamics that connects these two sets of observables. This includes if, and when, the postmerger remnant star collapses to a black hole, and what are the necessary conditions to power a short gamma-ray burst and other observed electromagnetic counterparts. Observing the collapse of the postmerger neutron star would shed light on these questions, constraining models for the short gamma-ray burst engine and the hot neutron star equation of state. In this work, we explore the scope of using gravitational wave detectors to measure the timing of the collapse either indirectly, by establishing the shutoff of the postmerger gravitational emission, or---more challengingly---directly, by detecting the collapse signal. For the indirect approach, we consider a kilohertz high-frequency detector design that utilizes a previously studied coupled arm cavity and signal recycling cavity resonance. This design would give a signal-to-noise ratio of 0.5--8.6 (depending on the variation of waveform parameters) for a collapse gravitational wave signal occurring at 10 ms postmerger of a binary at 50 Mpc and with total mass $2.7\text{ }\text{ }{M}_{\ensuremath{\bigodot}}$. This detector design is limited by quantum shot noise and the signal-to-noise ratio largely depends on the detector power, which is adopted as 4 MW in this work. For the direct approach, we propose a narrow band detector design, utilizing the sensitivity around the frequency of the arm cavity free spectral range. To attain the maximal achievable quantum sensitivity, which is fundamentally limited by optical loss, we suggest the application of an optomechanical filter cavity that converts the signal recycling cavity into a signal amplifier. The proposed detector achieves a signal-to-noise ratio of 0.3--1.9, independent of the collapse time. This detector is limited by both the fundamental classical and quantum noise with the arm cavity power chosen as 10 MW.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».