Search for long-lived gravitational-wave transients coincident with long gamma-ray bursts

Aasi, J.; Abadie, J.; Abbott, B. P.; Abbott, R.; Abbott, T.; Abernathy, M. R.; Accadia, T.; Acernese, F.; Adams, C.; Adams, T.; Adhikari, R. X.; Affeldt, C.; Agathos, M.; Aggarwal, N.; Aguiar, O. D.; Ajith, P.; Allen, B.; Allocca, A.; Amador Ceron, E.; Amariutei, D.; Anderson, R. A.; Anderson, S. B.; Anderson, W. G.; Arai, K.; Araya, M. C.; Arceneaux, C.; Areeda, J.; Ast, S.; Aston, S. M.; Astone, P.; Aufmuth, P.; Aulbert, C.; Austin, L.; Aylott, B. E.; Babak, S.; Baker, P. T.; Ballardin, G.; Ballmer, S. W.; Barayoga, J. C.; Barker, D.; Barnum, S. H.; Barone, F.; Barr, B.; Barsotti, L.; Barsuglia, M.; Barton, M. A.; Bartos, I.; Bassiri, R.; Basti, A.; Batch, J.; Bauchrowitz, J.; Bauer, T. h. S.; Bebronne, M.; Behnke, B.; Bejger, M.; Beker, M. G.; Bell, A. S.; Bell, C.; Belopolski, I.; Bergmann, G.; Berliner, J. M.; Bersanetti, D.; Bertolini, A.; Bessis, D.; Betzwieser, J.; Beyersdorf, P. T.; Bhadbhade, T.; Bilenko, I. A.; Billingsley, G.; Birch, J.; Bitossi, M.; Bizouard, M. A.; Black, E.; Blackburn, J. K.; Blackburn, L.; Blair, D.; Blom, M.; Bock, O.; Bodiya, T. P.; Boer, M.; Bogan, C.; Bond, C.; Bondu, F.; Bonelli, L.; Bonnand, R.; Bork, R.; Born, M.; Boschi, V.; Bose, S.; Bosi, L.; Bowers, J.; Bradaschia, C.; Brady, P. R.; Braginsky, V. B.; Branchesi, Marica; Brannen, C. A.; Brau, J. E.; Breyer, J.; Briant, T.; Bridges, D. O.; Brillet, A.; Brinkmann, M.; Brisson, V.; Britzger, M.; Brooks, A. F.; Brown, D. A.; Brown, D. D.; Brückner, F.; Bulik, T.; Bulten, H. J.; Buonanno, A.; Buskulic, D.; Buy, C.; Byer, R. L.; Cadonati, L.; Cagnoli, G.; Calderón Bustillo, J.; Calloni, E.; Camp, J. B.; Campsie, P.; Cannon, K. C.; Canuel, B.; Cao, J.; Capano, C. D.; Carbognani, F.; Carbone, L.; Caride, S.; Castiglia, A.; Caudill, S.; Cavaglià, M.; Cavalier, F.; Cavalieri, R.; Cella, G.; Cepeda, C.; Cesarini, E.; Chakraborty, R.; Chalermsongsak, T.; Chao, S.; Charlton, P.; Chassande Mottin, E.; Chen, X.; Chen, Y.; Chincarini, A.; Chiummo, A.; Cho, H. S.; Chow, J.; Christensen, N.; Chu, Q.; Chua, S. S. Y.; Chung, S.; Ciani, G.; Clara, F.; Clark, D. E.; Clark, J. A.; Cleva, F.; Coccia, E.; Cohadon, P. F.; Colla, A.; Colombini, M.; Constancio, M.; Conte, A.; Conte, R.; Cook, D.; Corbitt, T. R.; Cordier, M.; Cornish, N.; Corsi, A.; Costa, C. A.; Coughlin, M. W.; Coulon, J. P.; Countryman, S.; Couvares, P.; Coward, D. M.; Cowart, M.; Coyne, D. C.; Craig, K.; Creighton, J. D. E.; Creighton, T. D.; Crowder, S. G.; Cumming, A.; Cunningham, L.; Cuoco, E.; Dahl, K.; Dal Canton, T.; Damjanic, M.; Danilishin, S. L.; D’Antonio, S.; Danzmann, K.; Dattilo, V.; Daudert, B.; Daveloza, H.; Davier, M.; Davies, G. S.; Daw, E. J.; Day, R.; Dayanga, T.; De Rosa, R.; Debreczeni, G.; Degallaix, J.; Del Pozzo, W.; Deleeuw, E.; Deléglise, S.; Denker, T.; Dent, T.; Dereli, H.; Dergachev, V.; Derosa, R.; Desalvo, R.; Dhurandhar, S.; Di Fiore, L.; Di Lieto, A.; Di Palma, I.; Di Virgilio, A.; Díaz, M.; Dietz, A.; Dmitry, K.; Donovan, F.; Dooley, K. L.; Doravari, S.; Drago, M.; Drever, R. W. P.; Driggers, J. C.; Du, Z.; Dumas, J. C.; Dwyer, S.; Eberle, T.; Edwards, M.; Effler, A.; Ehrens, P.; Eichholz, J.; Eikenberry, S. S.; Endrőczi, G.; Essick, R.; Etzel, T.; Evans, K.; Evans, M.; Evans, T.; Factourovich, M.; Fafone, V.; Fairhurst, S.; Fang, Q.; Farinon, S.; Farr, B.; Farr, W.; Favata, M.; Fazi, D.; Fehrmann, H.; Feldbaum, D.; Ferrante, I.; Ferrini, F.; Fidecaro, F.; Finn, L. S.; Fiori, I.; Fisher, R.; Flaminio, R.; Foley, E.; Foley, S.; Forsi, E.; Fotopoulos, N.; Fournier, J. D.; Franco, S.; Frasca, S.; Frasconi, F.; Frede, M.; Frei, M.; Frei, Z.; Freise, A.; Frey, R.; Fricke, T. T.; Fritschel, P.; Frolov, V. V.; Fujimoto, M. K.; Fulda, P.; Fyffe, M.; Gair, J.; Gammaitoni, L.; Garcia, J.; Garufi, F.; Gehrels, N.; Gemme, G.; Genin, E.; Gennai, A.; Gergely, L.; Ghosh, S.; Giaime, J. A.; Giampanis, S.; Giardina, K. D.; Giazotto, A.; Gil Casanova, S.; Gill, C.; Gleason, J.; Goetz, E.; Goetz, R.; Gondan, L.; González, G.; Gordon, N.; Gorodetsky, M. L.; Gossan, S.; Goßler, S.; Gouaty, R.; Graef, C.; Graff, P. B.; Granata, M.; Grant, A.; Gras, S.; Gray, C.; Greenhalgh, R. J. S.; Gretarsson, A. M.; Griffo, C.; Groot, P.; Grote, H.; Grover, K.; Grunewald, S.; Guidi, GIANLUCA MARIA; Guido, C.; Gushwa, K. E.; Gustafson, E. K.; Gustafson, R.; Hall, B.; Hall, E.; Hammer, D.; Hammond, G.; Hanke, M.; Hanks, J.; Hanna, C.; Hanson, J.; Harms, J.; Harry, G. M.; Harry, I. W.; Harstad, E. D.; Hartman, M. T.; Haughian, K.; Hayama, K.; Heefner, J.; Heidmann, A.; Heintze, M.; Heitmann, H.; Hello, P.; Hemming, G.; Hendry, M.; Heng, I. S.; Heptonstall, A. W.; Heurs, M.; Hild, S.; Hoak, D.; Hodge, K. A.; Holt, K.; Holtrop, M.; Hong, T.; Hooper, S.; Horrom, T.; Hosken, D. J.; Hough, J.; Howell, E. J.; Hu, Y.; Hua, Z.; Huang, V.; Huerta, E. A.; Hughey, B.; Husa, S.; Huttner, S. H.; Huynh, M.; Huynh Dinh, T.; Iafrate, J.; Ingram, D. R.; Inta, R.; Isogai, T.; Ivanov, A.; Iyer, B. R.; Izumi, K.; Jacobson, M.; James, E.; Jang, H.; Jang, Y. J.; Jaranowski, P.; Jiménez Forteza, F.; Johnson, W. W.; Jones, D.; Jones, D. I.; Jones, R.; Jonker, R. J. G.; Ju, L.; Haris, K.; Kalmus, P.; Kalogera, V.; Kandhasamy, S.; Kang, G.; Kanner, J. B.; Kasprzack, M.; Kasturi, R.; Katsavounidis, E.; Katzman, W.; Kaufer, H.; Kaufman, K.; Kawabe, K.; Kawamura, S.; Kawazoe, F.; Kéfélian, F.; Keitel, D.; Kelley, D. B.; Kells, W.; Keppel, D. G.; Khalaidovski, A.; Khalili, F. Y.; Khazanov, E. A.; Kim, B. K.; Kim, C.; Kim, K.; Kim, N.; Kim, W.; Kim, Y. M.; King, E. J.; King, P. J.; Kinzel, D. L.; Kissel, J. S.; Klimenko, S.; Kline, J.; Koehlenbeck, S.; Kokeyama, K.; Kondrashov, V.; Koranda, S.; Korth, W. Z.; Kowalska, I.; Kozak, D.; Kremin, A.; Kringel, V.; Królak, A.; Kucharczyk, C.; Kudla, S.; Kuehn, G.; Kumar, A.; Kumar, P.; Kumar, R.; Kurdyumov, R.; Kwee, P.; Landry, M.; Lantz, B.; Larson, S.; Lasky, P. D.; Lawrie, C.; Lazzarini, A.; Le Roux, A.; Leaci, P.; Lebigot, E. O.; Lee, C. H.; Lee, H. K.; Lee, H. M.; Lee, J.; Lee, J.; Leonardi, M.; Leong, J. R.; Leroy, N.; Letendre, N.; Levine, B.; Lewis, J. B.; Lhuillier, V.; T. G. F., Li; Lin, A. C.; Littenberg, T. B.; Litvine, V.; Liu, F.; Liu, H.; Liu, Y.; Liu, Z.; Lloyd, D.; Lockerbie, N. A.; Lockett, V.; Lodhia, D.; Loew, K.; Logue, J.; Lombardi, A. L.; Lorenzini, M.; Loriette, V.; Lormand, M.; Losurdo, G.; Lough, J.; Luan, J.; Lubinski, M. J.; Lück, H.; Lundgren, A. P.; Macarthur, J.; Macdonald, E.; Machenschalk, B.; Macinnis, M.; Macleod, D. M.; Magana Sandoval, F.; Mageswaran, M.; Mailand, K.; Majorana, E.; Maksimovic, I.; Malvezzi, V.; Man, N.; Manca, G. M.; Mandel, I.; Mandic, V.; Mangano, V.; Mantovani, M.; Marchesoni, F.; Marion, F.; Márka, S.; Márka, Z.; Markosyan, A.; Maros, E.; Marque, J.; Martelli, Filippo; Martin, I. W.; Martin, R. M.; Martinelli, L.; Martynov, D.; Marx, J. N.; Mason, K.; Masserot, A.; Massinger, T. J.; Matichard, F.; Matone, L.; Matzner, R. A.; Mavalvala, N.; May, G.; Mazumder, N.; Mazzolo, G.; Mccarthy, R.; Mcclelland, D. E.; Mcguire, S. C.; Mcintyre, G.; Mciver, J.; Meacher, D.; Meadors, G. D.; Mehmet, M.; Meidam, J.; Meier, T.; Melatos, A.; Mendell, G.; Mercer, R. A.; Meshkov, S.; Messenger, C.; Meyer, M. S.; Miao, H.; Michel, C.; Mikhailov, E. E.; Milano, L.; Miller, J.; Minenkov, Y.; Mingarelli, C. M. F.; Mitra, S.; Mitrofanov, V. P.; Mitselmakher, G.; Mittleman, R.; Moe, B.; Mohan, M.; Mohapatra, S. R. P.; Mokler, F.; Moraru, D.; Moreno, G.; Morgado, N.; Mori, T.; 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.; Nanda Kumar, D.; Nardecchia, I.; Nash, T.; Naticchioni, L.; Nayak, R.; Necula, V.; Nelemans, G.; Neri, I.; Neri, M.; Newton, G.; Nguyen, T.; Nishida, E.; Nishizawa, A.; Nitz, A.; Nocera, F.; Nolting, D.; Normandin, M. E.; Nuttall, L. K.; Ochsner, E.; O’Dell, J.; Oelker, E.; Ogin, G. H.; J. J., Oh; S. H., Oh; Ohme, F.; Oppermann, P.; O’Reilly, B.; Ortega Larcher, W.; O’Shaughnessy, R.; Osthelder, C.; Ott, C. D.; Ottaway, D. J.; Ottens, R. S.; Ou, J.; Overmier, H.; Owen, B. J.; Padilla, C.; Pai, A.; Palomba, C.; Pan, Y.; Pankow, C.; Paoletti, F.; Paoletti, R.; Papa, M. A.; Paris, H.; Pasqualetti, A.; Passaquieti, R.; Passuello, D.; Pedraza, M.; Peiris, P.; Penn, S.; Perreca, A.; Phelps, M.; Pichot, M.; Pickenpack, M.; Piergiovanni, Francesco; Pierro, V.; Pinard, L.; Pindor, B.; Pinto, I. M.; Pitkin, M.; Poeld, J.; Poggiani, R.; Poole, V.; Poux, C.; Predoi, V.; Prestegard, T.; Price, L. R.; Prijatelj, M.; Principe, M.; Privitera, S.; Prodi, G. A.; Prokhorov, L.; Puncken, O.; Punturo, M.; Puppo, P.; Quetschke, V.; Quintero, E.; Quitzow James, R.; Raab, F. J.; Rabeling, D. S.; Rácz, I.; Radkins, H.; Raffai, P.; Raja, S.; Rajalakshmi, G.; Rakhmanov, M.; Ramet, C.; Rapagnani, P.; Raymond, V.; Re, V.; Reed, C. M.; Reed, T.; Regimbau, T.; Reid, S.; Reitze, D. H.; Ricci, F.; Riesen, R.; Riles, K.; Robertson, N. A.; Robinet, F.; Rocchi, A.; Roddy, S.; Rodriguez, C.; Rodruck, M.; Roever, C.; Rolland, L.; Rollins, J. G.; Romano, J. D.; Romano, R.; Romanov, G.; Romie, J. H.; Rosińska, D.; Rowan, S.; Rüdiger, A.; Ruggi, P.; Ryan, K.; Salemi, F.; Sammut, L.; Sandberg, V.; Sanders, J.; Sannibale, V.; Santiago Prieto, I.; Saracco, E.; Sassolas, B.; Sathyaprakash, B. S.; Saulson, P. R.; Savage, R.; Schilling, R.; Schnabel, R.; Schofield, R. M. S.; Schreiber, E.; Schuette, D.; Schulz, B.; Schutz, B. F.; Schwinberg, P.; Scott, J.; Scott, S. M.; Seifert, F.; Sellers, D.; Sengupta, A. S.; Sentenac, D.; Sergeev, A.; Shaddock, D.; Shah, S.; Shahriar, M. S.; Shaltev, M.; Shapiro, B.; Shawhan, P.; Shoemaker, D. H.; Sidery, T. L.; Siellez, K.; Siemens, X.; Sigg, D.; Simakov, D.; Singer, A.; Singer, L.; Sintes, A. M.; Skelton, G. R.; Slagmolen, B. J. J.; Slutsky, J.; Smith, J. R.; Smith, M. R.; Smith, R. J. E.; Smith Lefebvre, N. D.; Soden, K.; Son, E. J.; Sorazu, B.; Souradeep, T.; Sperandio, L.; Staley, A.; Steinert, E.; Steinlechner, J.; Steinlechner, S.; Steplewski, S.; Stevens, D.; Stochino, A.; Stone, R.; Strain, K. A.; Straniero, N.; Strigin, S.; Stroeer, A. S.; Sturani, Riccardo; Stuver, A. L.; Summerscales, T. Z.; Susmithan, S.; Sutton, P. J.; Swinkels, B.; Szeifert, G.; Tacca, M.; Talukder, D.; Tang, L.; Tanner, D. B.; Tarabrin, S. P.; Taylor, R.; ter Braack, A. P. M.; Thirugnanasambandam, M. P.; Thomas, M.; Thomas, P.; Thorne, K. A.; Thorne, K. S.; Thrane, E.; Tiwari, V.; Tokmakov, K. V.; Tomlinson, C.; Toncelli, A.; Tonelli, M.; Torre, O.; Torres, C. V.; Torrie, C. I.; Travasso, F.; Traylor, G.; Tse, M.; Ugolini, D.; Unnikrishnan, C. S.; Vahlbruch, H.; Vajente, G.; Vallisneri, M.; van den Brand, J. F. J.; Van Den Broeck, C.; van der Putten, S.; van der Sluys, M. V.; van Heijningen, J.; van Veggel, A. A.; Vass, S.; Vasúth, M.; Vaulin, R.; Vecchio, A.; Vedovato, G.; Veitch, J.; Veitch, P. J.; Venkateswara, K.; Verkindt, D.; Verma, S.; Vetrano, Flavio; Vicere', Andrea; Vincent Finley, R.; Vinet, J. Y.; Vitale, S.; Vlcek, B.; Vo, T.; Vocca, H.; Vorvick, C.; Vousden, W. D.; Vrinceanu, D.; Vyachanin, S. P.; Wade, A.; Wade, L.; Wade, M.; Waldman, S. J.; Walker, M.; Wallace, L.; Wan, Y.; Wang, J.; Wang, M.; Wang, X.; Wanner, A.; Ward, R. L.; Was, M.; Weaver, B.; Wei, L. W.; Weinert, M.; Weinstein, A. J.; Weiss, R.; Welborn, T.; Wen, L.; Wessels, P.; West, M.; Westphal, T.; Wette, K.; Whelan, J. T.; Whitcomb, S. E.; White, D. J.; Whiting, B. F.; Wibowo, S.; Wiesner, K.; Wilkinson, C.; Williams, L.; Williams, R.; Williams, T.; Willis, J. L.; Willke, B.; Wimmer, M.; Winkelmann, L.; Winkler, W.; Wipf, C. C.; Wittel, H.; Woan, G.; Worden, J.; Yablon, J.; Yakushin, I.; Yamamoto, H.; Yancey, C. C.; Yang, H.; Yeaton Massey, D.; Yoshida, S.; Yum, H.; Yvert, M.; Zadrożny, A.; Zanolin, M.; Zendri, J. P.; Zhang, F.; Zhang, L.; Zhao, C.; Zhu, H.; Zhu, X. J.; Zotov, N.; Zucker, M. E.; Zweizig, J.

doi:10.1103/PhysRevD.88.122004

Long gamma-ray bursts (GRBs) have been linked to extreme core-collapse supernovae from massive stars. Gravitational waves (GW) offer a probe of the physics behind long GRBs. We investigate models of long-lived (∼10–1000 s) GW emission associated with the accretion disk of a collapsed star or with its protoneutron star remnant. Using data from LIGO’s fifth science run, and GRB triggers from the Swift experiment, we perform a search for unmodeled long-lived GW transients. Finding no evidence of GW emission, we place 90% confidence-level upper limits on the GW fluence at Earth from long GRBs for three waveforms inspired by a model of GWs from accretion disk instabilities. These limits range from F<3.5 ergs cm−2 to F<1200 ergs cm−2, depending on the GRB and on the model, allowing us to probe optimistic scenarios of GW production out to distances as far as ≈33 Mpc. Advanced detectors are expected to achieve strain sensitivities 10× better than initial LIGO, potentially allowing us to probe the engines of the nearest long GRBs.