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【24h】

STOCHASTIC GRAVITATIONAL WAVE BACKGROUND: UPPER LIMITS IN THE 10~(-6) TO 10~(-3) Hz BAND

机译：随机重力波背景：10〜（-6）至10〜（-3）Hz频段的上限

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We have used precision Doppler tracking of the Cassini spacecraft during its 2001-2002 solar opposition to derive improved observational limits to an isotropic background of low-frequency gravitational waves. Using the Cassini multilink radio system and an advanced tropospheric calibration system, the effects of heretofore leading noises―plasma and tropospheric scintillation―were, respectively, removed and calibrated to levels lower than other noises. The resulting data were used to construct upper limits to the strength of an isotropic background in the 10~(-6) to 10~(-3) Hz band. Our results are summarized as limits on the strain spectrum S_h(f), the characteristic strain (h_c = the square root of the product of the frequency and the one-sided spectrum of strain at that frequency), and the energy density (Ω = energy density in bandwidth equal to center frequency assuming a locally white energy density spectrum, divided by the critical density). Our best limits are S_h(f) < 6 x 10~(-27) Hz~(-1) at several frequencies in the millihertz band, h_c < 2 x 10~(-15) at about 0.3 mHz, and Ω < 0.025 x h_(75)~(-2), where h_(75) is the Hubble constant in units of 75 km s~(-1) Mpc~(-1), at 1.2 x 10~(-6) Hz. These are the best observational limits in the low-frequency band, the bound on Ω, for example, being about 3 orders of magnitude better than previous constraints from Doppler tracking.
机译：我们使用卡西尼号飞船在2001-2002年太阳对射期间的精确多普勒跟踪技术，得出了对低频重力波各向同性背景的改进的观测极限。使用卡西尼（Cassini）多链路无线电系统和先进的对流层校准系统，分别去除了之前的主要噪声（等离子体和对流层闪烁）的影响，并将其校准到低于其他噪声的水平。所得数据用于构建10〜（-6）至10〜（-3）Hz频带中各向同性本底强度的上限。我们的结果总结为：应变谱S_h（f），特征应变（h_c =频率与该频率下的单边谱的乘积的平方根）和能量密度（Ω=假设局部为白色能量密度谱，则带宽中的能量密度等于中心频率，再除以临界密度。我们的最佳限制是在几兆赫兹频带中的S_h（f）<6 x 10〜（-27）Hz〜（-1），h_c <2 x 10〜（-15）在大约0.3 mHz时以及Ω<0.025 x h_（75）〜（-2），其中h_（75）是哈勃常数，单位为75 km s〜（-1）Mpc〜（-1），频率为1.2 x 10〜（-6）Hz。这些是低频频带中的最佳观察极限，例如，在Ω上的界限比以前的多普勒跟踪约束要好约3个数量级。

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