Upper Limits on the Stochastic Gravitational-Wave Background from Advanced LIGO’s First Observing Run

Abbott, B.  . p.; Abbott, R.; Abbott, T.  . d.; Abernathy, M.  . r.; Acernese, F.; Ackley, K.; Adams, C.; Adams, T.; Addesso, P.; Adhikari, R.  . x.; Adya, V.  . b.; Affeldt, C.; Agathos, M.; Agatsuma, K.; Aggarwal, N.; Aguiar, O.  . d.; Aiello, L.; Ain, A.; Ajith, P.; Allen, B.; Allocca, A.; Altin, P.  . a.; Ananyeva, A.; Anderson, S.  . b.; Anderson, W.  . g.; Appert, S.; Arai, K.; Araya, M.  . c.; Areeda, J.  . s.; Arnaud, N.; Arun, K.  . g.; Ascenzi, S.; Ashton, G.; Ast, M.; Aston, S.  . m.; Astone, P.; Aufmuth, P.; Aulbert, C.; Avila Alvarez, A.; Babak, S.; Bacon, P.; Bader, M.  . k.  . m.; Baker, P.  . t.; Baldaccini, F.; Ballardin, G.; Ballmer, S.  . w.; Barayoga, J.  . c.; Barclay, S.  . e.; Barish, B.  . c.; Barker, D.; Barone, F.; Barr, B.; Barsotti, L.; Barsuglia, M.; Barta, D.; Bartlett, J.; Bartos, I.; Bassiri, R.; Basti, A.; Batch, J.  . c.; Baune, C.; Bavigadda, V.; Bazzan, M.; Beer, C.; Bejger, M.; Belahcene, I.; Belgin, M.; Bell, A.  . s.; Berger, B.  . k.; Bergmann, G.; Berry, C.  . p.  . l.; Bersanetti, D.; Bertolini, A.; Betzwieser, J.; Bhagwat, S.; Bhandare, R.; Bilenko, I.  . a.; Billingsley, G.; Billman, C.  . r.; Birch, J.; Birney, R.; Birnholtz, O.; Biscans, S.; Biscoveanu, A.  . s.; Bisht, A.; Bitossi, M.; Biwer, C.; Bizouard, M.  . a.; Blackburn, J.  . k.; Blackman, J.; Blair, C.  . d.; Blair, D.  . g.; Blair, R.  . m.; Bloemen, S.; Bock, O.; Boer, M.; Bogaert, G.; Bohe, A.; Bondu, F.; Bonnand, R.; Boom, B.  . a.; Bork, R.; Boschi, V.; Bose, S.; Bouffanais, Y.; Bozzi, A.; Bradaschia, C.; Brady, P.  . r.; Braginsky, V.  . b.; Branchesi, Marica; Brau, J.  . e.; Briant, T.; Brillet, A.; Brinkmann, M.; Brisson, V.; Brockill, P.; Broida, J.  . e.; Brooks, A.  . f.; Brown, D.  . a.; Brown, D.  . d.; Brown, N.  . m.; Brunett, S.; Buchanan, C.  . c.; Buikema, A.; Bulik, T.; Bulten, H.  . j.; Buonanno, A.; Buskulic, D.; Buy, C.; Byer, R.  . l.; Cabero, M.; Cadonati, L.; Cagnoli, G.; Cahillane, C.; Calderón Bustillo, J.; Callister, T.  . a.; Calloni, E.; Camp, J.  . b.; Campbell, W.; Canepa, M.; Cannon, K.  . c.; Cao, H.; Cao, J.; Capano, C.  . d.; Capocasa, E.; Carbognani, F.; Caride, S.; Casanueva Diaz, J.; Casentini, C.; Caudill, S.; Cavaglià, M.; Cavalier, F.; Cavalieri, R.; Cella, G.; Cepeda, C.  . b.; CERBONI BAIARDI, Lorenzo; Cerretani, G.; Cesarini, E.; Chamberlin, S.  . j.; Chan, M.; Chao, S.; Charlton, P.; Chassande Mottin, E.; Cheeseboro, B.  . d.; Chen, H.  . y.; Chen, Y.; Cheng, H. P.; Chincarini, A.; Chiummo, A.; Chmiel, T.; Cho, H.  . s.; Cho, M.; Chow, J.  . h.; Christensen, N.; Chu, Q.; Chua, A.  . j.  . k.; Chua, S.; Chung, S.; Ciani, G.; Clara, F.; Clark, J.  . a.; Cleva, F.; Cocchieri, C.; Coccia, E.; Cohadon, P. F.; Colla, A.; Collette, C.  . g.; Cominsky, L.; Constancio, M.; Conti, L.; Cooper, S.  . j.; Corbitt, T.  . r.; Cornish, N.; Corsi, A.; Cortese, S.; Costa, C.  . a.; Coughlin, E.; Coughlin, M.  . w.; Coughlin, S.  . b.; Coulon, J. P.; Countryman, S.  . t.; Couvares, P.; Covas, P.  . b.; Cowan, E.  . e.; Coward, D.  . m.; Cowart, M.  . j.; Coyne, D.  . c.; Coyne, R.; Creighton, J.  . d.  . e.; Creighton, T.  . d.; Cripe, J.; Crowder, S.  . g.; Cullen, T.  . j.; Cumming, A.; Cunningham, L.; Cuoco, E.; Dal Canton, T.; Danilishin, S.  . l.; D’Antonio, S.; Danzmann, K.; Dasgupta, A.; Da Silva Costa, C.  . f.; Dattilo, V.; Dave, I.; Davier, M.; Davies, G.  . s.; Davis, D.; Daw, E.  . j.; Day, B.; Day, R.; De, S.; Debra, D.; Debreczeni, G.; Degallaix, J.; De Laurentis, M.; Deléglise, S.; Del Pozzo, W.; Denker, T.; Dent, T.; Dergachev, V.; De Rosa, R.; Derosa, R.  . t.; Desalvo, R.; Devenson, J.; Devine, R.  . c.; Dhurandhar, S.; Díaz, M.  . c.; Di Fiore, L.; Di Giovanni, M.; Di Girolamo, T.; Di Lieto, A.; Di Pace, S.; Di Palma, I.; Di Virgilio, A.; Doctor, Z.; Dolique, V.; Donovan, F.; Dooley, K.  . l.; Doravari, S.; Dorrington, I.; Douglas, R.; Dovale Álvarez, M.; Downes, T.  . p.; Drago, M.; Drever, R.  . w.  . p.; Driggers, J.  . c.; Du, Z.; Ducrot, M.; Dwyer, S.  . e.; Edo, T.  . b.; Edwards, M.  . c.; Effler, A.; Eggenstein, H. B.; Ehrens, P.; Eichholz, J.; Eikenberry, S.  . s.; Essick, R.  . c.; Etienne, Z.; Etzel, T.; Evans, M.; Evans, T.  . m.; Everett, R.; Factourovich, M.; Fafone, V.; Fair, H.; Fairhurst, S.; Fan, X.; Farinon, S.; Farr, B.; Farr, W.  . m.; Fauchon Jones, E.  . j.; Favata, M.; Fays, M.; Fehrmann, H.; Fejer, M.  . m.; Fernández Galiana, A.; Ferrante, I.; Ferreira, E.  . c.; Ferrini, F.; Fidecaro, F.; Fiori, I.; Fiorucci, D.; Fisher, R.  . p.; Flaminio, R.; Fletcher, M.; Fong, H.; Forsyth, S.  . s.; Fournier, J. D.; Frasca, S.; Frasconi, F.; Frei, Z.; Freise, A.; Frey, R.; Frey, V.; Fries, E.  . m.; Fritschel, P.; Frolov, V.  . v.; Fulda, P.; Fyffe, M.; Gabbard, H.; Gadre, B.  . u.; Gaebel, S.  . m.; Gair, J.  . r.; Gammaitoni, L.; Gaonkar, S.  . g.; Garufi, F.; Gaur, G.; Gayathri, V.; Gehrels, N.; Gemme, G.; Genin, E.; Gennai, A.; George, J.; Gergely, L.; Germain, V.; Ghonge, S.; Ghosh, Abhirup; Ghosh, Archisman; Ghosh, S.; Giaime, J.  . a.; Giardina, K.  . d.; Giazotto, A.; Gill, K.; Glaefke, A.; Goetz, E.; Goetz, R.; Gondan, L.; González, G.; Gonzalez Castro, J.  . m.; Gopakumar, A.; Gorodetsky, M.  . l.; Gossan, S.  . e.; Gosselin, M.; Gouaty, R.; Grado, A.; Graef, C.; Granata, M.; Grant, A.; Gras, S.; Gray, C.; Greco, Giuseppe; Green, A.  . c.; Groot, P.; Grote, H.; Grunewald, S.; Guidi, GIANLUCA MARIA; Guo, X.; Gupta, A.; Gupta, M.  . k.; Gushwa, K.  . e.; Gustafson, E.  . k.; Gustafson, R.; Hacker, J.  . j.; Hall, B.  . r.; Hall, E.  . d.; Hammond, G.; Haney, M.; Hanke, M.  . m.; Hanks, J.; Hanna, C.; Hannam, M.  . d.; Hanson, J.; Hardwick, T.; Harms, Jan; Harry, G.  . m.; Harry, I.  . w.; Hart, M.  . j.; Hartman, M.  . t.; Haster, C. J.; Haughian, K.; Healy, J.; Heidmann, A.; Heintze, M.  . c.; Heitmann, H.; Hello, P.; Hemming, G.; Hendry, M.; Heng, I.  . s.; Hennig, J.; Henry, J.; Heptonstall, A.  . w.; Heurs, M.; Hild, S.; Hoak, D.; Hofman, D.; Holt, K.; Holz, D.  . e.; Hopkins, P.; Hough, J.; Houston, E.  . a.; Howell, E.  . j.; Y.  . m., Hu; Huerta, E.  . a.; Huet, D.; Hughey, B.; Husa, S.; Huttner, S.  . h.; Huynh Dinh, T.; Indik, N.; Ingram, D.  . r.; Inta, R.; Isa, H.  . n.; Isac, J. M.; Isi, M.; Isogai, T.; Iyer, B.  . r.; Izumi, K.; Jacqmin, T.; Jani, K.; Jaranowski, P.; Jawahar, S.; Jiménez Forteza, F.; Johnson, W.  . w.; Jones, D.  . i.; Jones, R.; Jonker, R.  . j.  . g.; Ju, L.; Junker, J.; Kalaghatgi, C.  . v.; Kalogera, V.; Kandhasamy, S.; Kang, G.; Kanner, J.  . b.; Karki, S.; Karvinen, K.  . s.; Kasprzack, M.; Katsavounidis, E.; Katzman, W.; Kaufer, S.; Kaur, T.; Kawabe, K.; Kéfélian, F.; Keitel, D.; Kelley, D.  . b.; Kennedy, R.; Key, J.  . s.; Khalili, F.  . y.; Khan, I.; Khan, S.; Khan, Z.; Khazanov, E.  . a.; Kijbunchoo, N.; Kim, Chunglee; Kim, J.  . c.; Kim, Whansun; Kim, W.; Kim, Y. M.; Kimbrell, S.  . j.; King, E.  . j.; King, P.  . j.; Kirchhoff, R.; Kissel, J.  . s.; Klein, B.; Kleybolte, L.; Klimenko, S.; Koch, P.; Koehlenbeck, S.  . m.; Koley, S.; Kondrashov, V.; Kontos, A.; Korobko, M.; Korth, W.  . z.; Kowalska, I.; Kozak, D.  . b.; Krämer, C.; Kringel, V.; Królak, A.; Kuehn, G.; Kumar, P.; Kumar, R.; Kuo, L.; Kutynia, A.; Lackey, B.  . d.; Landry, M.; Lang, R.  . n.; Lange, J.; Lantz, B.; Lanza, R.  . k.; Lartaux Vollard, A.; Lasky, P.  . d.; Laxen, M.; Lazzarini, A.; Lazzaro, C.; Leaci, P.; Leavey, S.; Lebigot, E.  . o.; Lee, C.  . h.; Lee, H.  . k.; Lee, H.  . m.; Lee, K.; Lehmann, J.; Lenon, A.; Leonardi, M.; Leong, J.  . r.; Leroy, N.; Letendre, N.; Levin, Y.; T.  . g.  . f., Li; Libson, A.; Littenberg, T.  . b.; Liu, J.; Lockerbie, N.  . a.; Lombardi, A.  . l.; London, L.  . t.; Lord, J.  . e.; Lorenzini, M.; Loriette, V.; Lormand, M.; Losurdo, G.; Lough, J.  . d.; Lovelace, G.; Lück, H.; Lundgren, A.  . p.; Lynch, R.; Ma, Y.; Macfoy, S.; Machenschalk, B.; Macinnis, M.; Macleod, D.  . m.; Magaña Sandoval, F.; Majorana, E.; Maksimovic, I.; Malvezzi, V.; Man, N.; Mandic, V.; Mangano, V.; Mansell, G.  . l.; Manske, M.; Mantovani, M.; Marchesoni, F.; Marion, F.; Márka, S.; Márka, Z.; Markosyan, A.  . s.; Maros, E.; Martelli, Filippo; Martellini, L.; Martin, I.  . w.; Martynov, D.  . v.; Mason, K.; Masserot, A.; Massinger, T.  . j.; Masso Reid, M.; Mastrogiovanni, S.; Matas, A.; Matichard, F.; Matone, L.; Mavalvala, N.; Mazumder, N.; Mccarthy, R.; Mcclelland, D.  . e.; Mccormick, S.; Mcgrath, C.; Mcguire, S.  . c.; Mcintyre, G.; Mciver, J.; Mcmanus, D.  . j.; Mcrae, T.; Mcwilliams, S.  . t.; Meacher, D.; Meadors, G.  . d.; Meidam, J.; Melatos, A.; Mendell, G.; Mendoza Gandara, D.; Mercer, R.  . a.; Merilh, E.  . l.; Merzougui, M.; Meshkov, S.; Messenger, C.; Messick, C.; Metzdorff, R.; Meyers, P.  . m.; Mezzani, F.; Miao, H.; Michel, C.; Middleton, H.; Mikhailov, E.  . e.; Milano, L.; Miller, A.  . l.; Miller, A.; Miller, B.  . b.; Miller, J.; Millhouse, M.; Minenkov, Y.; Ming, J.; Mirshekari, S.; Mishra, C.; Mitra, S.; Mitrofanov, V.  . p.; Mitselmakher, G.; Mittleman, R.; Moggi, A.; Mohan, M.; Mohapatra, S.  . r.  . p.; Montani, Matteo; Moore, B.  . c.; Moore, C.  . j.; Moraru, D.; Moreno, G.; Morriss, S.  . r.; Mours, B.; Mow Lowry, C.  . m.; Mueller, G.; Muir, A.  . w.; Mukherjee, Arunava; Mukherjee, D.; Mukherjee, S.; Mukund, N.; Mullavey, A.; Munch, J.; Muniz, E.  . a.  . m.; Murray, P.  . g.; Mytidis, A.; Napier, K.; Nardecchia, I.; Naticchioni, L.; Nelemans, G.; Nelson, T.  . j.  . n.; Neri, M.; Nery, M.; Neunzert, A.; Newport, J.  . m.; Newton, G.; Nguyen, T.  . t.; Nielsen, A.  . b.; Nissanke, S.; Nitz, A.; Noack, A.; Nocera, F.; Nolting, D.; Normandin, M.  . e.  . n.; Nuttall, L.  . k.; Oberling, J.; Ochsner, E.; Oelker, E.; Ogin, G.  . h.; J.  . j., Oh; S.  . h., Oh; Ohme, F.; Oliver, M.; Oppermann, P.; Oram, Richard J.; O’Reilly, B.; O’Shaughnessy, R.; Ottaway, D.  . j.; Overmier, H.; Owen, B.  . j.; Pace, A.  . e.; Page, J.; Pai, A.; Pai, S.  . a.; Palamos, J.  . r.; Palashov, O.; Palomba, C.; Pal Singh, A.; Pan, H.; Pankow, C.; Pannarale, F.; Pant, B.  . c.; Paoletti, F.; Paoli, A.; Papa, M.  . a.; Paris, H.  . r.; Parker, W.; Pascucci, D.; Pasqualetti, A.; Passaquieti, R.; Passuello, D.; Patricelli, B.; Pearlstone, B.  . l.; Pedraza, M.; Pedurand, R.; Pekowsky, L.; Pele, A.; Penn, S.; Perez, C.  . j.; Perreca, A.; Perri, L.  . m.; Pfeiffer, H.  . p.; Phelps, M.; Piccinni, O.  . j.; Pichot, M.; Piergiovanni, Francesco; Pierro, V.; Pillant, G.; Pinard, L.; Pinto, I.  . m.; Pitkin, M.; Poe, M.; Poggiani, R.; Popolizio, P.; Post, A.; Powell, J.; Prasad, J.; Pratt, J.  . w.  . w.; Predoi, V.; Prestegard, T.; Prijatelj, M.; Principe, M.; Privitera, S.; Prodi, G.  . a.; Prokhorov, L.  . g.; Puncken, O.; Punturo, M.; Puppo, P.; Pürrer, M.; Qi, H.; Qin, J.; Qiu, S.; Quetschke, V.; Quintero, E.  . a.; Quitzow James, R.; Raab, F.  . j.; Rabeling, D.  . s.; Radkins, H.; Raffai, P.; Raja, S.; Rajan, C.; Rakhmanov, M.; Rapagnani, P.; Raymond, V.; Razzano, M.; Re, V.; Read, J.; Regimbau, T.; Rei, L.; Reid, S.; Reitze, D.  . h.; Rew, H.; Reyes, S.  . d.; Rhoades, E.; Ricci, F.; Riles, K.; Rizzo, M.; Robertson, N.  . a.; Robie, R.; Robinet, F.; Rocchi, A.; Rolland, L.; Rollins, J.  . g.; Roma, V.  . j.; Romano, J.  . d.; Romano, R.; Romie, J.  . h.; Rosińska, D.; Rowan, S.; Rüdiger, A.; Ruggi, P.; Ryan, K.; Sachdev, S.; Sadecki, T.; Sadeghian, L.; Sakellariadou, M.; Salconi, L.; Saleem, M.; Salemi, F.; Samajdar, A.; Sammut, L.; Sampson, L.  . m.; Sanchez, E.  . j.; Sandberg, V.; Sanders, J.  . r.; Sassolas, B.; Sathyaprakash, B.  . s.; Saulson, P.  . r.; Sauter, O.; Savage, R.  . l.; Sawadsky, A.; Schale, P.; Scheuer, J.; Schlassa, S.; Schmidt, E.; Schmidt, J.; Schmidt, P.; Schnabel, R.; Schofield, R.  . m.  . s.; Schönbeck, A.; Schreiber, E.; Schuette, D.; Schutz, B.  . f.; Schwalbe, S.  . g.; Scott, J.; Scott, S.  . m.; Sellers, D.; Sengupta, A.  . s.; Sentenac, D.; Sequino, V.; Sergeev, A.; Setyawati, Y.; Shaddock, D.  . a.; Shaffer, T.  . j.; Shahriar, M.  . s.; Shapiro, B.; Shawhan, P.; Sheperd, A.; Shoemaker, D.  . h.; Shoemaker, D.  . m.; Siellez, K.; Siemens, X.; Sieniawska, M.; Sigg, D.; Silva, A.  . d.; Singer, A.; Singer, L.  . p.; Singh, A.; Singh, R.; Singhal, A.; Sintes, A.  . m.; Slagmolen, B.  . j.  . j.; Smith, B.; Smith, J.  . r.; Smith, R.  . j.  . e.; Son, E.  . j.; Sorazu, B.; Sorrentino, F.; Souradeep, T.; Spencer, A.  . p.; Srivastava, A.  . k.; Staley, A.; Steinke, M.; Steinlechner, J.; Steinlechner, S.; Steinmeyer, D.; Stephens, B.  . c.; Stevenson, S.  . p.; Stone, R.; Strain, K.  . a.; Straniero, N.; Stratta, MARIA GIULIANA; Strigin, S.  . e.; Sturani, R.; Stuver, A.  . l.; Summerscales, T.  . z.; Sun, L.; Sunil, S.; Sutton, P.  . j.; Swinkels, B.  . l.; Szczepańczyk, M.  . j.; Tacca, M.; Talukder, D.; Tanner, D.  . b.; Tao, D.; Tápai, M.; Taracchini, A.; Taylor, R.; Theeg, T.; Thomas, E.  . g.; Thomas, M.; Thomas, P.; Thorne, K.  . a.; Thrane, E.; Tippens, T.; Tiwari, S.; Tiwari, V.; Tokmakov, K.  . v.; Toland, K.; Tomlinson, C.; Tonelli, M.; Tornasi, Z.; Torrie, C.  . i.; Töyrä, D.; Travasso, F.; Traylor, G.; Trifirò, D.; Trinastic, J.; Tringali, M.  . c.; Trozzo, L.; Tse, M.; Tso, R.; Turconi, M.; Tuyenbayev, D.; Ugolini, D.; Unnikrishnan, C.  . s.; Urban, A.  . l.; Usman, S.  . a.; Vahlbruch, H.; Vajente, G.; Valdes, G.; van Bakel, N.; van Beuzekom, M.; van den Brand, J.  . f.  . j.; Van Den Broeck, C.; Vander Hyde, D.  . c.; van der Schaaf, L.; van Heijningen, J.  . v.; van Veggel, A.  . a.; Vardaro, M.; Varma, V.; Vass, S.; Vasúth, M.; Vecchio, A.; Vedovato, G.; Veitch, J.; Veitch, P.  . j.; Venkateswara, K.; Venugopalan, G.; Verkindt, D.; Vetrano, Flavio; Vicere', Andrea; Viets, A.  . d.; Vinciguerra, S.; Vine, D.  . j.; Vinet, J. Y.; Vitale, S.; Vo, T.; Vocca, H.; Vorvick, C.; Voss, D.  . v.; Vousden, W.  . d.; Vyatchanin, S.  . p.; Wade, A.  . r.; Wade, L.  . e.; Wade, M.; Walker, M.; Wallace, L.; Walsh, S.; Wang, G.; Wang, H.; Wang, M.; Wang, Y.; Ward, R.  . l.; Warner, J.; Was, M.; Watchi, J.; Weaver, B.; Wei, L. W.; Weinert, M.; Weinstein, A.  . j.; Weiss, R.; Wen, L.; Weßels, P.; Westphal, T.; Wette, K.; Whelan, J.  . t.; Whiting, B.  . f.; Whittle, C.; Williams, D.; Williams, R.  . d.; Williamson, A.  . r.; Willis, J.  . l.; Willke, B.; Wimmer, M.  . h.; Winkler, W.; Wipf, C.  . c.; Wittel, H.; Woan, G.; Woehler, J.; Worden, J.; Wright, J.  . l.; D.  . s., Wu; Wu, G.; Yam, W.; Yamamoto, H.; Yancey, C.  . c.; Yap, M.  . j.; Hang, Yu; Haocun, Yu; Yvert, M.; Zadrożny, A.; Zangrando, L.; Zanolin, M.; Zendri, J. P.; Zevin, M.; Zhang, L.; Zhang, M.; Zhang, T.; Zhang, Y.; Zhao, C.; Zhou, M.; Zhou, Z.; Zhu, S.  . j.; Zhu, X.  . j.; Zucker, M.  . e.; Zweizig, J.

doi:10.1103/PhysRevLett.118.121101

A wide variety of astrophysical and cosmological sources are expected to contribute to a stochastic gravitational-wave background. Following the observations of GW150914 and GW151226, the rate and mass of coalescing binary black holes appear to be greater than many previous expectations. As a result, the stochastic background from unresolved compact binary coalescences is expected to be particularly loud. We perform a search for the isotropic stochastic gravitational-wave background using data from Advanced Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory’s (aLIGO) first observing run. The data display no evidence of a stochastic gravitational-wave signal. We constrain the dimensionless energy density of gravitational waves to be Ω0 < 1.7 × 10−7 with 95% confidence, assuming a flat energy density spectrum in the most sensitive part of the LIGO band (20–86 Hz). This is a factor of ∼33 times more sensitive than previous measurements. We also constrain arbitrary power-law spectra. Finally, we investigate the implications of this search for the background of binary black holes using an astrophysical model for the background.