All-sky search for periodic gravitational waves in the full S5 LIGO data

Abadie, J.; Abbott, B. P.; Abbott, R.; Abbott, T. D.; Abernathy, M.; Accadia, T.; Acernese, F.; Adams, C.; Adhikari, R.; Affeldt, C.; Ajith, P.; Allen, B.; Allen, G. S.; Amador Ceron, E.; Amariutei, D.; Amin, R. S.; Anderson, S. B.; Anderson, W. G.; Arai, K.; Arain, M. A.; Araya, M. C.; Aston, S. M.; Astone, P.; Atkinson, D.; Aufmuth, P.; Aulbert, C.; Aylott, B. E.; Babak, S.; Baker, P.; Ballardin, G.; Ballmer, S.; Barker, D.; Barone, F.; Barr, B.; Barriga, P.; Barsotti, L.; Barsuglia, M.; Barton, M. A.; Bartos, I.; Bassiri, R.; Bastarrika, M.; Basti, A.; Batch, J.; Bauchrowitz, J.; Bauer, T. h. S.; Bebronne, M.; Behnke, B.; Beker, M. G.; Bell, A. S.; Belletoile, A.; Belopolski, I.; Benacquista, M.; Berliner, J. M.; Bertolini, A.; Betzwieser, J.; Beveridge, N.; Beyersdorf, P. T.; Bilenko, I. A.; Billingsley, G.; Birch, J.; Biswas, R.; Bitossi, M.; Bizouard, M. A.; Black, E.; Blackburn, J. K.; Blackburn, L.; Blair, D.; Bland, B.; Blom, M.; Bock, O.; Bodiya, T. P.; Bogan, C.; Bondarescu, R.; Bondu, F.; Bonelli, L.; Bonnand, R.; Bork, R.; Born, M.; Boschi, V.; Bose, S.; Bosi, L.; Bouhou, B.; Braccini, S.; Bradaschia, C.; Brady, P. R.; Braginsky, V. B.; Branchesi, Marica; Brau, J. E.; Breyer, J.; Briant, T.; Bridges, D. O.; Brillet, A.; Brinkmann, M.; Brisson, V.; Britzger, M.; Brooks, A. F.; Brown, D. A.; Brummit, A.; Bulik, T.; Bulten, H. J.; Buonanno, A.; Burguet–castell, J.; Burmeister, O.; Buskulic, D.; Buy, C.; Byer, R. L.; Cadonati, L.; Cagnoli, G.; Calloni, E.; Camp, J. B.; Campsie, P.; Cannizzo, J.; Cannon, K.; Canuel, B.; Cao, J.; Capano, C. D.; Carbognani, F.; Caride, S.; Caudill, S.; Cavaglià, M.; Cavalier, F.; Cavalieri, R.; Cella, G.; Cepeda, C.; Cesarini, Elisabetta; Chaibi, O.; Chalermsongsak, T.; Chalkley, E.; Charlton, P.; Chassande Mottin, E.; Chelkowski, S.; Chen, Y.; Chincarini, A.; Chiummo, A.; Cho, H.; Christensen, N.; Chua, S. S. Y.; Chung, C. T. Y.; Chung, S.; Ciani, G.; Clara, F.; Clark, D. E.; Clark, J.; Clayton, J. H.; Cleva, F.; Coccia, E.; Cohadon, P. F.; Colacino, C. N.; Colas, J.; Colla, A.; Colombini, M.; Conte, A.; Conte, R.; Cook, D.; Corbitt, T. R.; Cordier, M.; Cornish, N.; Corsi, A.; Costa, C. A.; Coughlin, M.; Coulon, J. P.; Couvares, P.; Coward, D. M.; Coyne, D. C.; Creighton, J. D. E.; Creighton, T. D.; Cruise, A. M.; Cumming, A.; Cunningham, L.; Cuoco, E.; Cutler, R. M.; Dahl, K.; Danilishin, S. L.; Dannenberg, R.; D’Antonio, S.; Danzmann, K.; Dattilo, V.; Daudert, B.; Daveloza, H.; Davier, M.; Davies, G.; Daw, E. J.; Day, R.; Dayanga, T.; De Rosa, R.; Debra, D.; Debreczeni, G.; Degallaix, J.; Del Pozzo, W.; del Prete, M.; Dent, T.; Dergachev, V.; Derosa, R.; Desalvo, R.; Dhurandhar, S.; Di Fiore, L.; Diguglielmo, J.; Di Lieto, A.; Di Palma, I.; Di Paolo Emilio, M.; Di Virgilio, A.; Díaz, M.; Dietz, A.; Donovan, F.; Dooley, K. L.; Dorsher, S.; Drago, M.; Drever, R. W. P.; Driggers, J. C.; Du, Z.; Dumas, J. C.; Dwyer, S.; Eberle, T.; Edgar, M.; Edwards, M.; Effler, A.; Ehrens, P.; Endrőczi, G.; Engel, R.; Etzel, T.; Evans, K.; Evans, M.; Evans, T.; Factourovich, M.; Fafone, V.; Fairhurst, S.; Fan, Y.; Farr, B. F.; Farr, W.; Fazi, D.; Fehrmann, H.; Feldbaum, D.; Ferrante, I.; Fidecaro, F.; Finn, L. S.; Fiori, I.; Fisher, R. P.; Flaminio, R.; Flanigan, M.; Foley, S.; Forsi, E.; Forte, L. A.; Fotopoulos, N.; Fournier, J. D.; Franc, J.; Frasca, S.; Frasconi, F.; Frede, M.; Frei, M.; Frei, Z.; Freise, A.; Frey, R.; Fricke, T. T.; Friedrich, D.; Fritschel, P.; Frolov, V. V.; Fulda, P. J.; Fyffe, M.; Galimberti, M.; Gammaitoni, L.; Ganija, M. R.; Garcia, J.; Garofoli, J. A.; Garufi, F.; Gáspár, M. E.; Gemme, G.; Geng, R.; Genin, E.; Gennai, A.; Gergely, L. Á.; Ghosh, S.; Giaime, J. A.; Giampanis, S.; Giardina, K. D.; Giazotto, A.; Gill, C.; Goetz, E.; Goggin, L. M.; González, G.; Gorodetsky, M. L.; Goßler, S.; Gouaty, R.; Graef, C.; Granata, M.; Grant, A.; Gras, S.; Gray, C.; Gray, N.; Greenhalgh, R. J. S.; Gretarsson, A. M.; Greverie, C.; Grosso, R.; Grote, H.; Grunewald, S.; Guidi, GIANLUCA MARIA; Guido, C.; Gupta, R.; Gustafson, E. K.; Gustafson, R.; Ha, T.; Hage, B.; Hallam, J. M.; Hammer, D.; Hammond, G.; Hanks, J.; Hanna, C.; Hanson, J.; Harms, J.; Harry, G. M.; Harry, I. W.; Harstad, E. D.; Hartman, M. T.; Haughian, K.; Hayama, K.; Hayau, J. F.; Hayler, T.; Heefner, J.; Heidmann, A.; Heintze, M. C.; Heitmann, H.; Hello, P.; Hendry, M. A.; Heng, I. S.; Heptonstall, A. W.; Herrera, V.; Hewitson, M.; Hild, S.; Hoak, D.; Hodge, K. A.; Holt, K.; Hong, T.; Hooper, S.; Hosken, D. J.; Hough, J.; Howell, E. J.; Hughey, B.; Husa, S.; Huttner, S. H.; Huynh Dinh, T.; Ingram, D. R.; Inta, R.; Isogai, T.; Ivanov, A.; Izumi, K.; Jacobson, M.; Jang, H.; Jaranowski, P.; Johnson, W. W.; Jones, D. I.; Jones, G.; Jones, R.; Ju, L.; Kalmus, P.; Kalogera, V.; Kamaretsos, I.; Kandhasamy, S.; Kang, G.; Kanner, J. B.; Katsavounidis, E.; Katzman, W.; Kaufer, H.; Kawabe, K.; Kawamura, S.; Kawazoe, F.; Kells, W.; Keppel, D. G.; Keresztes, Z.; Khalaidovski, A.; Khalili, F. Y.; Khazanov, E. A.; Kim, B.; Kim, C.; Kim, D.; Kim, H.; Kim, K.; Kim, N.; Kim, Y. M.; King, P. J.; Kinsey, M.; Kinzel, D. L.; Kissel, J. S.; Klimenko, S.; Kokeyama, K.; Kondrashov, V.; Kopparapu, R.; Koranda, S.; Korth, W. Z.; Kowalska, I.; Kozak, D.; Kringel, V.; Krishnamurthy, S.; Krishnan, B.; Królak, A.; Kuehn, G.; Kumar, R.; Kwee, P.; Lam, P. K.; Landry, M.; Lang, M.; Lantz, B.; Lastzka, N.; Lawrie, C.; Lazzarini, A.; Leaci, P.; Lee, C. H.; Lee, H. M.; Leindecker, N.; Leong, J. R.; Leonor, I.; Leroy, N.; Letendre, N.; Li, J.; T. G. F., Li; Liguori, N.; Lindquist, P. E.; Lockerbie, N. A.; Lodhia, D.; Lorenzini, M.; Loriette, V.; Lormand, M.; Losurdo, G.; Luan, J.; Lubinski, M.; Lück, H.; Lundgren, A. P.; Macdonald, E.; Machenschalk, B.; Macinnis, M.; Macleod, D. M.; Mageswaran, M.; Mailand, K.; Majorana, E.; Maksimovic, I.; Man, N.; Mandel, I.; Mandic, V.; Mantovani, M.; Marandi, A.; Marchesoni, F.; Marion, F.; Márka, S.; Márka, Z.; Markosyan, A.; Maros, E.; Marque, J.; Martelli, Filippo; Martin, I. W.; Martin, R. M.; Marx, J. N.; Mason, K.; Masserot, A.; Matichard, F.; Matone, L.; Matzner, R. A.; Mavalvala, N.; Mazzolo, G.; Mccarthy, R.; Mcclelland, D. E.; Mcguire, S. C.; Mcintyre, G.; Mciver, J.; Mckechan, D. J. A.; Meadors, G. D.; Mehmet, M.; Meier, T.; Melatos, A.; Melissinos, A. C.; Mendell, G.; Menendez, D.; Mercer, R. A.; Meshkov, S.; Messenger, C.; Meyer, M. S.; Miao, H.; Michel, C.; Milano, L.; Miller, J.; Minenkov, Y.; Mitrofanov, V. P.; Mitselmakher, G.; Mittleman, R.; Miyakawa, O.; Moe, B.; Moesta, P.; Mohan, M.; Mohanty, S. D.; Mohapatra, S. R. P.; Moraru, D.; Moreno, G.; Morgado, N.; Morgia, A.; Mori, T.; Mosca, S.; Mossavi, K.; Mours, B.; Mow Lowry, C. M.; Mueller, C. L.; Mueller, G.; Mukherjee, S.; Mullavey, A.; Müller Ebhardt, H.; Munch, J.; Murphy, D.; Murray, P. G.; Mytidis, A.; Nash, T.; Naticchioni, L.; Nawrodt, R.; Necula, V.; Nelson, J.; Newton, G.; Nishizawa, A.; Nocera, F.; Nolting, D.; Nuttall, L.; Ochsner, E.; O’Dell, J.; Oelker, E.; Ogin, G. H.; J. J., Oh; S. H., Oh; Oldenburg, R. G.; O’Reilly, B.; O’Shaughnessy, R.; Osthelder, C.; Ott, C. D.; Ottaway, D. J.; Ottens, R. S.; Overmier, H.; Owen, B. J.; Page, A.; Pagliaroli, G.; Palladino, L.; Palomba, C.; Pan, Y.; Pankow, C.; Paoletti, F.; Papa, M. A.; Parisi, M.; Pasqualetti, A.; Passaquieti, R.; Passuello, D.; Patel, P.; Pedraza, M.; Peiris, P.; Pekowsky, L.; Penn, S.; Peralta, C.; Perreca, A.; Persichetti, G.; Phelps, M.; Pickenpack, M.; Piergiovanni, Francesco; Pietka, M.; Pinard, L.; Pinto, I. M.; Pitkin, M.; Pletsch, H. J.; Plissi, M. V.; Poggiani, R.; Pöld, J.; Postiglione, F.; Prato, M.; Predoi, V.; Price, L. R.; Prijatelj, M.; Principe, M.; Privitera, S.; Prix, R.; Prodi, G. A.; Prokhorov, L.; Puncken, O.; Punturo, M.; Puppo, P.; Quetschke, V.; Raab, F. J.; Rabeling, D. S.; Rácz, I.; Radkins, H.; Raffai, P.; Rakhmanov, M.; Ramet, C. R.; Rankins, B.; Rapagnani, P.; Raymond, V.; Re, V.; Redwine, K.; Reed, C. M.; Reed, T.; Regimbau, T.; Reid, S.; Reitze, D. H.; Ricci, F.; Riesen, R.; Riles, K.; Robertson, N. A.; Robinet, F.; Robinson, C.; Robinson, E. L.; Rocchi, A.; Roddy, S.; Rodriguez, C.; Rodruck, M.; Rolland, L.; Rollins, J.; Romano, J. D.; Romano, R.; Romie, J. H.; Rosińska, D.; Röver, C.; Rowan, S.; Rüdiger, A.; Ruggi, P.; Ryan, K.; Ryll, H.; Sainathan, P.; Sakosky, M.; Salemi, F.; Samblowski, A.; Sammut, L.; Sancho de la Jordana, L.; Sandberg, V.; Sankar, S.; Sannibale, V.; Santamaría, L.; Santiago Prieto, I.; Santostasi, G.; Sassolas, B.; Sathyaprakash, B. S.; Sato, S.; Saulson, P. R.; Savage, R. L.; Schilling, R.; Schlamminger, S.; Schnabel, R.; Schofield, R. M. S.; Schulz, B.; Schutz, B. F.; Schwinberg, P.; Scott, J.; Scott, S. M.; Searle, A. C.; Seifert, F.; Sellers, D.; Sengupta, A. S.; Sentenac, D.; Sergeev, A.; Shaddock, D. A.; Shaltev, M.; Shapiro, B.; Shawhan, P.; Shoemaker, D. H.; Sibley, A.; Siemens, X.; Sigg, D.; Singer, A.; Singer, L.; Sintes, A. M.; Skelton, G.; Slagmolen, B. J. J.; Slutsky, J.; Smith, J. R.; Smith, M. R.; Smith, N. D.; Smith, R. J. E.; Somiya, K.; Sorazu, B.; Soto, J.; Speirits, F. C.; Sperandio, L.; Stefszky, M.; Stein, A. J.; Steinert, E.; Steinlechner, J.; Steinlechner, S.; Steplewski, S.; Stochino, A.; Stone, R.; Strain, K. A.; Strigin, S.; Stroeer, A. S.; Sturani, Riccardo; Stuver, A. L.; Summerscales, T. Z.; Sung, M.; Susmithan, S.; Sutton, P. J.; Swinkels, B.; Tacca, M.; Taffarello, L.; Talukder, D.; Tanner, D. B.; Tarabrin, S. P.; Taylor, J. R.; Taylor, R.; Thomas, P.; Thorne, K. A.; Thorne, K. S.; Thrane, E.; Thüring, A.; Titsler, C.; Tokmakov, K. V.; Toncelli, A.; Tonelli, M.; Torre, O.; Torres, C.; Torrie, C. I.; Tournefier, E.; Travasso, F.; Traylor, G.; Trias, M.; Tseng, K.; Ugolini, D.; Urbanek, K.; Vahlbruch, H.; Vajente, G.; Vallisneri, M.; van den Brand, J. F. J.; Van Den Broeck, C.; van der Putten, S.; van Veggel, A. A.; Vass, S.; Vasuth, M.; Vaulin, R.; Vavoulidis, M.; Vecchio, A.; Vedovato, G.; Veitch, J.; Veitch, P. J.; Veltkamp, C.; Verkindt, D.; Vetrano, Flavio; Vicere', Andrea; Villar, A. E.; Vinet, J. Y.; Vitale, S.; Vitale, S.; Vocca, H.; Vorvick, C.; Vyatchanin, S. P.; Wade, A.; Waldman, S. J.; Wallace, L.; Wan, Y.; Wang, X.; Wang, Z.; Wanner, A.; Ward, R. L.; Was, M.; Wei, P.; Weinert, M.; Weinstein, A. J.; Weiss, R.; Wen, L.; Wen, S.; Wessels, P.; West, M.; Westphal, T.; Wette, K.; Whelan, J. T.; Whitcomb, S. E.; White, D.; Whiting, B. F.; Wilkinson, C.; Willems, P. A.; Williams, H. R.; Williams, L.; Willke, B.; Winkelmann, L.; Winkler, W.; Wipf, C. C.; Wiseman, A. G.; Wittel, H.; Woan, G.; Wooley, R.; Worden, J.; Yablon, J.; Yakushin, I.; Yamamoto, H.; Yamamoto, K.; Yang, H.; Yeaton Massey, D.; Yoshida, S.; Yu, P.; Yvert, M.; Zadroźny, A.; Zanolin, M.; Zendri, J. P.; Zhang, F.; Zhang, L.; Zhang, W.; Zhang, Z.; Zhao, C.; Zotov, N.; Zucker, M. E.; Zweizig, J.

doi:10.1103/PhysRevD.85.022001

We report on an all-sky search for periodic gravitational waves in the frequency band 50–800 Hz and with the frequency time derivative in the range of 0 through -6×10^(-9) Hz/s. Such a signal could be produced by a nearby spinning and slightly nonaxisymmetric isolated neutron star in our Galaxy. After recent improvements in the search program that yielded a 10× increase in computational efficiency, we have searched in two years of data collected during LIGO’s fifth science run and have obtained the most sensitive all-sky upper limits on gravitational-wave strain to date. Near 150 Hz our upper limit on worst-case linearly polarized strain amplitude h_0 is 1×10^(-24), while at the high end of our frequency range we achieve a worst-case upper limit of 3.8×10^(-24) for all polarizations and sky locations. These results constitute a factor of 2 improvement upon previously published data. A new detection pipeline utilizing a loosely coherent algorithm was able to follow up weaker outliers, increasing the volume of space where signals can be detected by a factor of 10, but has not revealed any gravitational-wave signals. The pipeline has been tested for robustness with respect to deviations from the model of an isolated neutron star, such as caused by a low-mass or long-period binary companion.