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In this paper we present the results of a coherent narrow-band search for continuous gravitational-wave signals from the Crab and Vela pulsars conducted on Virgo VSR4 data. In order to take into account a possible small mismatch between the gravitational-wave frequency and two times the star rotation frequency, inferred from measurement of the electromagnetic pulse rate, a range of 0.02 Hz around two times the star rotational frequency has been searched for both the pulsars. No evidence for a signal has been found and 95% confidence level upper limits have been computed assuming both that polarization parameters are completely unknown and that they are known with some uncertainty, as derived from x-ray observations of the pulsar wind torii. For Vela the upper limits are comparable to the spin-down limit, computed assuming that all the observed spin-down is due to the emission of gravitational waves. For Crab the upper limits are about a factor of 2 below the spin-down limit, and represent a significant improvement with respect to past analysis. This is the first time the spin-down limit is significantly overcome in a narrow-band search.
Aasi, J., Abbott, B.P., Abbott, R., Abbott, T., Abernathy, M.R., Acernese, F., et al. (2015). Narrow-band search of continuous gravitational-wave signals from Crab and Vela pulsars in Virgo VSR4 data. PHYSICAL REVIEW D, PARTICLES, FIELDS, GRAVITATION, AND COSMOLOGY, 91(2), 022004-022018 [10.1103/PhysRevD.91.022004].
Narrow-band search of continuous gravitational-wave signals from Crab and Vela pulsars in Virgo VSR4 data
Aasi J.;Abbott B. P.;Abbott R.;Abbott T.;Abernathy M. R.;Acernese F.;Ackley K.;Adams C.;Adams T.;Adams T.;Addesso P.;Adhikari R. X.;Adya V.;Affeldt C.;Agathos M.;Agatsuma K.;Aggarwal N.;Aguiar O. D.;Ain A.;Ajith P.;Alemic A.;Allen B.;Allocca A.;Amariutei D.;Anderson S. B.;Anderson W. G.;Arai K.;Araya M. C.;Arceneaux C.;Areeda J. S.;Ashton G.;Ast S.;Aston S. M.;Astone P.;Aufmuth P.;Aulbert C.;Aylott B. E.;Babak S.;Baker P. T.;Baldaccini F.;Ballardin G.;Ballmer S. W.;Barayoga J. C.;Barbet M.;Barclay S.;Barish B. C.;Barker D.;Barone F.;Barr B.;Barsotti L.;Barsuglia M.;Bartlett J.;Barton M. A.;Bartos I.;Bassiri R.;Basti A.;Batch J. C.;Bauer Th. S.;Baune C.;Bavigadda V.;Behnke B.;Bejger M.;Belczynski C.;Bell A. S.;Bell C.;Benacquista M.;Bergman J.;Bergmann G.;Berry C. P. L.;Bersanetti D.;Bertolini A.;Betzwieser J.;Bhagwat S.;Bhandare R.;Bilenko I. A.;Billingsley G.;Birch J.;Biscans S.;Bitossi M.;Biwer C.;Bizouard M. A.;Blackburn J. K.;Blackburn L.;Blair C. 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B.;Kringel V.;Krishnan B.;Krolak A.;Krueger C.;Kuehn G.;Kumar A.;Kumar P.;Kuo L.;Kutynia A.;Landry M.;Lantz B.;Larson S.;Lasky P. D.;Lazzarini A.;Lazzaro C.;Lazzaro C.;Le J.;Leaci P.;Leavey S.;Lebigot E.;Lebigot E. O.;Lee C. H.;Lee H. K.;Lee H. M.;Leonardi M.;Leong J. R.;Leroy N.;Letendre N.;Levin Y.;Levine B.;Lewis J.;Li T. G. F.;Libbrecht K.;Libson A.;Lin A. C.;Littenberg T. B.;Lockerbie N. A.;Lockett V.;Logue J.;Lombardi A. L.;Lorenzini M.;Loriette V.;Lormand M.;Losurdo G.;Lough J.;Lubinski M. J.;Luck H.;Lundgren A. P.;Lynch R.;Ma Y.;Macarthur J.;Macdonald T.;Machenschalk B.;Macinnis M.;Macleod D. M.;Magana-Sandoval F.;Magee R.;Mageswaran M.;Maglione C.;Mailand K.;Majorana E.;Maksimovic I.;Malvezzi V.;Man N.;Mandel I.;Mandic V.;Mangano V.;Mangano V.;Mansell G. L.;Mantovani M.;Marchesoni F.;Marion F.;Marka S.;Marka Z.;Markosyan A.;Maros E.;Martelli F.;Martellini L.;Martin I. W.;Martin R. M.;Martynov D.;Marx J. N.;Mason K.;Masserot A.;Massinger T. J.;Matichard F.;Matone L.;Mavalvala N.;Mazumder N.;Mazzolo G.;McCarthy R.;McClelland D. E.;McCormick S.;McGuire S. C.;McIntyre G.;McIver J.;McLin K.;McWilliams S.;Meacher D.;Meadors G. D.;Meidam J.;Meinders M.;Melatos A.;Mendell G.;Mercer R. A.;Meshkov S.;Messenger C.;Meyers P. M.;Mezzani F.;Miao H.;Michel C.;Middleton H.;Mikhailov E. E.;Milano L.;Miller A.;Miller J.;Millhouse M.;Minenkov Y.;Ming J.;Mirshekari S.;Mishra C.;Mitra S.;Mitrofanov V. P.;Mitselmakher G.;Mittleman R.;Moe B.;Moggi A.;Mohan M.;Mohanty S. D.;Mohapatra S. R. P.;Moore B.;Moraru D.;Moreno G.;Morriss S. R.;Mossavi K.;Mours B.;Mow-Lowry C. M.;Mueller C. L.;Mueller G.;Mukherjee S.;Mullavey A.;Munch J.;Murphy D.;Murray P. G.;Mytidis A.;Nagy M. F.;Nardecchia I.;Nash T.;Naticchioni L.;Nayak R. K.;Necula V.;Nedkova K.;Nelemans G.;Neri I.;Neri M.;Newton G.;Nguyen T.;Nielsen A. B.;Nissanke S.;Nitz A. H.;Nocera F.;Nolting D.;Normandin M. E. N.;Nuttall L. K.;Ochsner E.;O'Dell J.;Oelker E.;Ogin G. H.;Oh J. J.;Oh S. H.;Ohme F.;Oppermann P.;Oram R.;O'Reilly B.;Ortega W.;O'Shaughnessy R.;Osthelder C.;Ottaway D. J.;Ottens R. S.;Overmier H.;Owen B. J.;Padilla C.;Pai A.;Pai S.;Palashov O.;Palomba C.;Pal-Singh A.;Pan H.;Pankow C.;Pannarale F.;Pant B. C.;Paoletti F.;Papa M. A.;Paris H.;Pasqualetti A.;Passaquieti R.;Passuello D.;Patrick Z.;Pedraza M.;Pekowsky L.;Pele A.;Penn S.;Perreca A.;Phelps M.;Pichot M.;Piergiovanni F.;Pierro V.;Pillant G.;Pinard L.;Pinto I. M.;Pitkin M.;Poeld J.;Poggiani R.;Post A.;Poteomkin A.;Powell J.;Prasad J.;Predoi V.;Premachandra S.;Prestegard T.;Price L. R.;Prijatelj M.;Principe M.;Privitera S.;Prodi G. A.;Prokhorov L.;Puncken O.;Punturo M.;Puppo P.;Purrer M.;Qin J.;Quetschke V.;Quintero E.;Quiroga G.;Quitzow-James R.;Raab F. J.;Rabeling D. S.;Racz I.;Radkins H.;Raffai P.;Raja S.;Rajalakshmi G.;Rakhmanov M.;Ramirez K.;Rapagnani P.;Raymond V.;Razzano M.;Re V.;Reed C. M.;Regimbau T.;Rei L.;Reid S.;Reitze D. H.;Reula O.;Ricci F.;Riles K.;Robertson N. A.;Robie R.;Robinet F.;Rocchi A.;Rolland L.;Rollins J. G.;Roma V.;Romano R.;Romanov G.;Romie J. H.;Rosinska D.;Rowan S.;Rudiger A.;Ruggi P.;Ryan K.;Sachdev S.;Sadecki T.;Sadeghian L.;Saleem M.;Salemi F.;Sammut L.;Sandberg V.;Sanders J. R.;Sannibale V.;Santiago-Prieto I.;Sassolas B.;Sathyaprakash B. S.;Saulson P. R.;Savage R.;Sawadsky A.;Scheuer J.;Schilling R.;Schmidt P.;Schnabel R.;Schofield R. M. S.;Schreiber E.;Schuette D.;Schutz B. F.;Scott J.;Scott S. M.;Sellers D.;Sengupta A. S.;Sentenac D.;Sequino V.;Serafinelli R.;Sergeev A.;Serna G.;Sevigny A.;Shaddock D. A.;Shah S.;Shahriar M. S.;Shaltev M.;Shao Z.;Shapiro B.;Shawhan P.;Shoemaker D. H.;Sidery T. L.;Siellez K.;Siemens X.;Sigg D.;Silva A. D.;Simakov D.;Singer A.;Singer L.;Singh R.;Sintes A. M.;Slagmolen B. J. J.;Smith J. R.;Smith M. R.;Smith R. J. E.;Smith-Lefebvre N. D.;Son E. J.;Sorazu B.;Souradeep T.;Staley A.;Stebbins J.;Steinke M.;Steinlechner J.;Steinlechner S.;Steinmeyer D.;Stephens B. C.;Steplewski S.;Stevenson S.;Stone R.;Strain K. A.;Straniero N.;Strigin S.;Sturani R.;Stuver A. L.;Summerscales T. Z.;Sutton P. J.;Swinkels B.;Szczepanczyk M.;Szeifert G.;Tacca M.;Talukder D.;Tanner D. B.;Tapai M.;Tarabrin S. P.;Taracchini A.;Taylor R.;Tellez G.;Theeg T.;Thirugnanasambandam M. P.;Thomas M.;Thomas P.;Thorne K. A.;Thorne K. S.;Thrane E.;Tiwari V.;Tomlinson C.;Tonelli M.;Torres C. V.;Torrie C. I.;Travasso F.;Traylor G.;Tse M.;Tshilumba D.;Ugolini D.;Unnikrishnan C. S.;Urban A. L.;Usman S. A.;Vahlbruch H.;Vajente G.;Vajente G.;Valdes G.;Vallisneri M.;Van Bakel N.;Van Beuzekom M.;Van Den Brand J. F. J.;Van Den Broeck C.;Van Der Sluys M. V.;Van Heijningen J.;Van Veggel A. A.;Vass S.;Vasuth M.;Vaulin R.;Vecchio A.;Vedovato G.;Veitch J.;Veitch P. J.;Venkateswara K.;Verkindt D.;Vetrano F.;Vicere A.;Vincent-Finley R.;Vinet J. -Y.;Vitale S.;Vo T.;Vocca H.;Vorvick C.;Vousden W. D.;Vyatchanin S. P.;Wade A. R.;Wade L.;Wade M.;Walker M.;Wallace L.;Walsh S.;Wang H.;Wang M.;Wang X.;Ward R. L.;Warner J.;Was M.;Weaver B.;Wei L. -W.;Weinert M.;Weinstein A. J.;Weiss R.;Welborn T.;Wen L.;Wessels P.;Westphal T.;Wette K.;Whelan J. T.;White D. J.;Whiting B. F.;Wilkinson C.;Williams L.;Williams R.;Williamson A. R.;Willis J. L.;Willke B.;Wimmer M.;Winkler W.;Wipf C. C.;Wittel H.;Woan G.;Worden J.;Xie S.;Yablon J.;Yakushin I.;Yam W.;Yamamoto H.;Yancey C. C.;Yang Q.;Yvert M.;Zadrozny A.;Zanolin M.;Zendri J. -P.;Zhang F.;Zhang L.;Zhang M.;Zhang Y.;Zhao C.;Zhou M.;Zhu X. J.;Zucker M. E.;Zuraw S.;Zweizig J.
2015
Abstract
In this paper we present the results of a coherent narrow-band search for continuous gravitational-wave signals from the Crab and Vela pulsars conducted on Virgo VSR4 data. In order to take into account a possible small mismatch between the gravitational-wave frequency and two times the star rotation frequency, inferred from measurement of the electromagnetic pulse rate, a range of 0.02 Hz around two times the star rotational frequency has been searched for both the pulsars. No evidence for a signal has been found and 95% confidence level upper limits have been computed assuming both that polarization parameters are completely unknown and that they are known with some uncertainty, as derived from x-ray observations of the pulsar wind torii. For Vela the upper limits are comparable to the spin-down limit, computed assuming that all the observed spin-down is due to the emission of gravitational waves. For Crab the upper limits are about a factor of 2 below the spin-down limit, and represent a significant improvement with respect to past analysis. This is the first time the spin-down limit is significantly overcome in a narrow-band search.
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