@MastersThesis{Martins:2022:SeGrBu,
author = "Martins, Julio C{\'e}sar",
title = "Search for gravitational-wave bursts in the LIGO data at the
Schenberg sensitivity range",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2022",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2022-03-28",
keywords = "gravitational wave, data analysis, LIGO, coherent waveburst,
Schenberg, ondas gravitacionais, an{\'a}lise de dados.",
abstract = "The Brazilian Gravitational Wave (GW) detector Mario Schenberg was
conceived in the early 2000s and operated until 2016, when it was
dismantled. It consists of a spherical resonant mass antenna
sensitive to GW signals from 3150 Hz to 3260 Hz, and for this
frequency range it has an {"}ultimate{"}sensitivity comparable to
that achieved by Advanced LIGO detectors during the third
observational run (O3). It is in the interest of part of the
Brazilian scientific community that this project does not come to
an end. The Schenberg project can contribute to the international
gravitational wave research. Assuming the similar sensitivities
between those detectors, this dissertation aims to search for
short GW burst signals in the O3 data of Advanced LIGO in which
its results help to characterize the advantage of reassembly of
the Schenberg antenna. Here I perform a search for signals with
milliseconds to a few seconds without making assumptions about
their morphology, polarization, and arrival sky direction. The
data were analyzed with the coherent WaveBurst pipeline (cWB) with
frequencies from 512 Hz to 4096 Hz and the search targets only
signal that have bandwidth overlapping the Schenberg frequency
band. No statistically significant evidence of GW bursts during O3
was found. This result was used to feature the search efficiency
in identifying different signal morphologies and establish upper
limits on the GW burst event rate as a function of its strain
amplitude. It was also possible to estimate a distance to detect a
set of waveforms from potential astrophysical sources. This
search, and consequently Schenberg, is sensitive to sources
emitting isotropically 5 × 10\−6 M\⊙c2 in GWs from a
distance of 10 kpc with 50% detection efficiency and with a false
alarm rate of 1/100 years. The feasibility of detecting f-modes of
neutron stars excited by glitches was also investigated. Based on
rough estimates, Schenberg would need at least 5.3 years of
observation run to get a single detection of this type of signal,
given Eglitch \≈ 10\−10 M\⊙c2. RESUMO: O
detector brasileiro de Ondas Gravitacionais (OGs) Mario Schenberg
foi concebido no in{\'{\i}}cio dos anos 2000 e operou at{\'e} o
ano de 2016, quando foi desmontado. Ele {\'e} composto por uma
antena de massa ressonante esf{\'e}rica sens{\'{\i}}vel a
sinais de OGs de 3150 Hz a 3260 Hz, e para essa faixa de
frequ{\^e}ncia possui uma m{\'a}xima sensibilidade de projeto
compar{\'a}vel a atingida pelos detectores Avan{\c{c}}ados LIGO
durante a terceira corrida observacional (O3). {\'E} de interesse
de parte da comunidade cient{\'{\i}}fica brasileira que seu
projeto n{\~a}o se encerre. A eventual remontagem do detector
brasileiro se encaixa em um contexto frut{\'{\i}}fero de
expans{\~a}o da pesquisa internacional em OGs devido ao recente e
progressivo n{\'u}mero de detec{\c{c}}{\~o}es pelos
interfer{\^o}metros LIGO. Partindo do pressuposto da
equival{\^e}ncia da sensibilidade entre esses detectores, essa
disserta{\c{c}}{\~a}o se objetiva em buscar sinais de rajadas
curtas de OGs nos dados de O3 do LIGO Avan{\c{c}}ado em que seus
resultados ajudam a caracterizar a vantagem da remontagem da
antena Schenberg. {\'E} uma busca por sinais com
dura{\c{c}}{\~a}o de milissegundos at{\'e} alguns segundos sem
fazer suposi{\c{c}}{\~o}es sobre sua morfologia,
polariza{\c{c}}{\~a}o e dire{\c{c}}{\~a}o de chegada do
c{\'e}u. Os dados foram analisados com o coherent WaveBurst
pipeline (cWB) com frequ{\^e}ncias de 512 Hz a 4096 Hz e foram
alvos da busca apenas sinais que possuem largura de banda
sobreposta a banda de frequ{\^e}ncia do Schenberg. N{\~a}o foram
encontradas evid{\^e}ncias estatisticamente significativas de
rajadas de OGs durante O3. Esse resultado foi usado para
caracterizar a efici{\^e}ncia da busca em identificar diferentes
morfologias de sinais e tamb{\'e}m para estabelecer limites
superiores na taxa de eventos de rajadas de OG em
fun{\c{c}}{\~a}o da sua amplitude de deforma{\c{c}}{\~a}o.
Tamb{\'e}m foi poss{\'{\i}}vel estimar uma dist{\^a}ncia com a
qual {\'e} poss{\'{\i}}vel detectar um conjunto de formas de
onda de potenciais fontes astrof{\'{\i}}sicas. Essa busca e
consequentemente o Schenberg, s{\~a}o sens{\'{\i}}veis a fontes
emitindo isotropicamente 5 × 10\−6 M\⊙c2 em OGs de
uma dist{\^a}ncia de 10 kpc com 50% de efici{\^e}ncia de
detec{\c{c}}{\~a}o e com uma taxa de falso alarme de 1/100 anos.
Tamb{\'e}m foi investigada a viabilidade de detec{\c{c}}{\~a}o
de modos fundamentais de oscila{\c{c}}{\~o}es em estrelas de
n{\^e}utrons excitadas por glitches. Baseado em estimativas
aproximadas, o Schenberg precisaria de pelo menos 5,3 anos de
observa{\c{c}}{\~a}o para obter uma {\'u}nica
detec{\c{c}}{\~a}o desse tipo de sinal, considerando Eglitch
\≈ 10\−10 M\⊙c2.",
affiliation = "{Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)}",
committee = "Araujo, Jos{\'e} Carlos Neves de (presidente) and Aguiar, Odylio
Denys de (orientador) and Heng, Ik Siong (orientador) and Melo,
Iara Tosta e (orientadora) and Nunes, Rafael da Costa and Marinho
Junior, Rubens de Melo",
englishtitle = "Busca por rajadas de onda gravitacional nos dados do LIGO na faixa
de sensibilidade do Schenberg",
language = "en",
pages = "84",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "18 jun. 2024"
}