Multimessenger search for sources of gravitational waves and high-energy neutrinos: Initial results for LIGO-Virgo and IceCube

M. G. Aartsen, M. Ackermann, J. Adams, J. A. Aguilar, M. Ahlers, M. Ahrens, D. Altmann, T. Anderson, C. Arguelles, T. C. Arlen, J. Auffenberg, X. Bai, S. W. Barwick, V. Baum, J. J. Beatty, J. Becker Tjus, K. H. Becker, S. Benzvi, P. Berghaus, D. BerleyE. Bernardini, A. Bernhard, D. Z. Besson, G. Binder, D. Bindig, M. Bissok, E. Blaufuss, J. Blumenthal, D. J. Boersma, C. Bohm, F. Bos, D. Bose, S. Böser, O. Botner, L. Brayeur, H. P. Bretz, A. M. Brown, J. Casey, M. Casier, D. Chirkin, A. Christov, B. Christy, K. Clark, L. Classen, F. Clevermann, S. Coenders, D. F. Cowen, A. H. Cruz Silva, M. Danninger, J. Daughhetee, J. C. Davis, M. Day, J. P.A.M. De André, C. De Clercq, S. De Ridder, P. Desiati, K. D. De Vries, M. De With, T. Deyoung, J. C. Díaz-Vélez, M. Dunkman, R. Eagan, B. Eberhardt, B. Eichmann, J. Eisch, S. Euler, P. A. Evenson, O. Fadiran, A. R. Fazely, A. Fedynitch, J. Feintzeig, J. Felde, T. Feusels, K. Filimonov, C. Finley, T. Fischer-Wasels, S. Flis, A. Franckowiak, K. Frantzen, T. Fuchs, T. K. Gaisser, J. Gallagher, L. Gerhardt, D. Gier, L. Gladstone, T. Glüsenkamp, A. Goldschmidt, G. Golup, J. G. Gonzalez, J. A. Goodman, D. Góra, D. T. Grandmont, D. Grant, P. Gretskov, J. C. Groh, A. Groß, C. Ha, C. Haack, A. Haj Ismail, P. Hallen, A. Hallgren, F. Halzen, K. Hanson, D. Hebecker, D. Heereman, D. Heinen, K. Helbing, R. Hellauer, D. Hellwig, S. Hickford, G. C. Hill, K. D. Hoffman, R. Hoffmann, A. Homeier, K. Hoshina, F. Huang, W. Huelsnitz, P. O. Hulth, K. Hultqvist, S. Hussain, A. Ishihara, E. Jacobi, J. Jacobsen, K. Jagielski, G. S. Japaridze, K. Jero, O. Jlelati, M. Jurkovic, B. Kaminsky, A. Kappes, T. Karg, A. Karle, M. Kauer, J. L. Kelley, A. Kheirandish, J. Kiryluk, J. Kläs, S. R. Klein, J. H. Köhne, G. Kohnen, H. Kolanoski, A. Koob, L. Köpke, C. Kopper, S. Kopper, D. J. Koskinen, M. Kowalski, A. Kriesten, K. Krings, G. Kroll, M. Kroll, J. Kunnen, N. Kurahashi, T. Kuwabara, M. Labare, D. T. Larsen, M. J. Larson, M. Lesiak-Bzdak, M. Leuermann, J. Leute, J. Lünemann, O. Macías, J. Madsen, G. Maggi, R. Maruyama, K. Mase, H. S. Matis, F. McNally, K. Meagher, M. Medici, A. Meli, T. Meures, S. Miarecki, E. Middell, E. Middlemas, N. Milke, J. Miller, L. Mohrmann, T. Montaruli, R. Morse, R. Nahnhauer, U. Naumann, H. Niederhausen, S. C. Nowicki, D. R. Nygren, A. Obertacke, S. Odrowski, A. Olivas, A. Omairat, A. O'Murchadha, T. Palczewski, L. Paul, O. Penek, J. A. Pepper, C. Pérez De Los Heros, C. Pfendner, D. Pieloth, E. Pinat, J. Posselt, P. B. Price, G. T. Przybylski, J. Pütz, M. Quinnan, L. Rädel, M. Rameez, K. Rawlins, P. Redl, I. Rees, R. Reimann, E. Resconi, W. Rhode, M. Richman, B. Riedel, S. Robertson, J. P. Rodrigues, M. Rongen, C. Rott, T. Ruhe, B. Ruzybayev, D. Ryckbosch, S. M. Saba, H. G. Sander, J. Sandroos, M. Santander, S. Sarkar, K. Schatto, F. Scheriau, T. Schmidt, M. Schmitz, S. Schoenen, S. Schöneberg, A. Schönwald, A. Schukraft, L. Schulte, O. Schulz, D. Seckel, Y. Sestayo, S. Seunarine, R. Shanidze, C. Sheremata, M. W.E. Smith, D. Soldin, G. M. Spiczak, C. Spiering, M. Stamatikos, T. Stanev, N. A. Stanisha, A. Stasik, T. Stezelberger, R. G. Stokstad, A. Stößl, E. A. Strahler, R. Ström, N. L. Strotjohann, G. W. Sullivan, H. Taavola, I. Taboada, A. Tamburro, A. Tepe, S. Ter-Antonyan, A. Terliuk, G. Tešić, S. Tilav, P. A. Toale, M. N. Tobin, D. Tosi, M. Tselengidou, E. Unger, M. Usner, S. Vallecorsa, N. Van Eijndhoven, J. Vandenbroucke, J. Van Santen, M. Vehring, M. Voge, M. Vraeghe, C. Walck, M. Wallraff, Ch Weaver, M. Wellons, C. Wendt, S. Westerhoff, B. J. Whelan, N. Whitehorn, C. Wichary, K. Wiebe, C. H. Wiebusch, D. R. Williams, H. Wissing, M. Wolf, T. R. Wood, K. Woschnagg, D. L. Xu, X. W. Xu, J. P. Yanez, G. Yodh, S. Yoshida, P. Zarzhitsky, J. Ziemann, S. Zierke, M. Zoll, J. Aasi, B. P. Abbott, R. Abbott, T. Abbott, M. R. Abernathy, F. Acernese, K. Ackley, C. Adams, T. Adams, P. Addesso, R. X. Adhikari, C. Affeldt, M. Agathos, N. Aggarwal, O. D. Aguiar, P. Ajith, A. Alemic, B. Allen, A. Allocca, D. Amariutei, M. Andersen, R. A. Anderson, S. B. Anderson, W. G. Anderson, K. Arai, M. C. Araya, C. Arceneaux, J. S. Areeda, S. Ast, S. M. Aston, P. Astone, P. Aufmuth, H. Augustus, C. Aulbert, B. E. Aylott, S. Babak, P. T. Baker, G. Ballardin, S. W. Ballmer, J. C. Barayoga, M. Barbet, B. C. Barish, D. Barker, F. Barone, B. Barr, L. Barsotti, M. Barsuglia, M. A. Barton, I. Bartos, R. Bassiri, A. Basti, J. C. Batch, J. Bauchrowitz, Th S. Bauer, C. Baune, V. Bavigadda, B. Behnke, M. Bejger, M. G. Beker, C. Belczynski, A. S. Bell, C. Bell, G. Bergmann, D. Bersanetti, A. Bertolini, J. Betzwieser, I. A. Bilenko, G. Billingsley, J. Birch, S. Biscans, M. Bitossi, C. Biwer, M. A. Bizouard, E. Black, J. K. Blackburn, L. Blackburn, D. Blair, S. Bloemen, O. Bock, T. P. Bodiya, M. Boer, G. Bogaert, C. Bogan, P. Bojtos, C. Bond, F. Bondu, L. Bonelli, R. Bonnand, R. Bork, M. Born, V. Boschi, Sukanta Bose, L. Bosi, C. Bradaschia, P. R. Brady, V. B. Braginsky, M. Branchesi, J. E. Brau, T. Briant, D. O. Bridges, A. Brillet, M. Brinkmann, V. Brisson, A. F. Brooks, D. A. Brown, D. D. Brown, F. Brückner, S. Buchman, A. Buikema, T. Bulik, H. J. Bulten, A. Buonanno, R. Burman, D. Buskulic, C. Buy, L. Cadonati, G. Cagnoli, J. Calderón Bustillo, E. Calloni, J. B. Camp, P. Campsie, K. C. Cannon, B. Canuel, J. Cao, C. D. Capano, F. Carbognani, L. Carbone, S. Caride, G. Castaldi, S. Caudill, M. Cavaglià, F. Cavalier, R. Cavalieri, C. Celerier, G. Cella, C. Cepeda, E. Cesarini, R. Chakraborty, T. Chalermsongsak, S. J. Chamberlin, S. Chao, P. Charlton, E. Chassande-Mottin, X. Chen, Y. Chen, A. Chincarini, A. Chiummo, H. S. Cho, M. Cho, J. H. Chow, N. Christensen, Q. Chu, S. S.Y. Chua, S. Chung, G. Ciani, F. Clara, D. E. Clark, J. A. Clark, J. H. Clayton, F. Cleva, E. Coccia, P. F. Cohadon, A. Colla, C. Collette, M. Colombini, L. Cominsky, M. Constancio, A. Conte, D. Cook, T. R. Corbitt, N. Cornish, A. Corsi, C. A. Costa, M. W. Coughlin, J. P. Coulon, S. Countryman, P. Couvares, D. M. Coward, M. J. Cowart, D. C. Coyne, R. Coyne, K. Craig, J. D.E. Creighton, R. P. Croce, S. G. Crowder, A. Cumming, L. Cunningham, E. Cuoco, C. Cutler, K. Dahl, T. Dal Canton, M. Damjanic, S. L. Danilishin, S. D'Antonio, K. Danzmann, V. Dattilo, H. Daveloza, M. Davier, G. S. Davies, E. J. Daw, R. Day, T. Dayanga, D. Debra, G. Debreczeni, J. Degallaix, S. Deléglise, W. Del Pozzo, W. Del Pozzo, T. Denker, T. Dent, H. Dereli, V. Dergachev, R. De Rosa, R. T. Derosa, R. Desalvo, S. Dhurandhar, M. Díaz, J. Dickson, L. Di Fiore, A. Di Lieto, I. Di Palma, A. Di Virgilio, V. Dolique, E. Dominguez, F. Donovan, K. L. Dooley, S. Doravari, R. Douglas, T. P. Downes, M. Drago, R. W.P. Drever, J. C. Driggers, Z. Du, M. Ducrot, S. Dwyer, T. Eberle, T. Edo, M. Edwards, A. Effler, H. B. Eggenstein, P. Ehrens, J. Eichholz, S. S. Eikenberry, G. Endroczi, R. Essick, T. Etzel, M. Evans, T. Evans, M. Factourovich, V. Fafone, S. Fairhurst, X. Fan, Q. Fang, S. Farinon, B. Farr, W. M. Farr, M. Favata, D. Fazi, H. Fehrmann, M. M. Fejer, D. Feldbaum, F. Feroz, I. Ferrante, E. C. Ferreira, F. Ferrini, F. Fidecaro, L. S. Finn, I. Fiori, R. P. Fisher, R. Flaminio, J. D. Fournier, S. Franco, S. Frasca, F. Frasconi, M. Frede, Z. Frei, A. Freise, R. Frey, T. T. Fricke, P. Fritschel, V. V. Frolov, P. Fulda, M. Fyffe, J. R. Gair, L. Gammaitoni, S. Gaonkar, F. Garufi, N. Gehrels, G. Gemme, B. Gendre, E. Genin, A. Gennai, S. Ghosh, J. A. Giaime, K. D. Giardina, A. Giazotto, J. Gleason, E. Goetz, R. Goetz, L. Gondan, G. González, N. Gordon, M. L. Gorodetsky, S. Gossan, S. Goßler, R. Gouaty, C. Gräf, P. B. Graff, M. Granata, A. Grant, S. Gras, C. Gray, R. J.S. Greenhalgh, A. M. Gretarsson, P. Groot, H. Grote, K. Grover, S. Grunewald, G. M. Guidi, C. J. Guido, K. Gushwa, E. K. Gustafson, R. Gustafson, J. Ha, E. D. Hall, W. Hamilton, D. Hammer, G. Hammond, M. Hanke, J. Hanks, C. Hanna, M. D. Hannam, J. Hanson, J. Harms, G. M. Harry, I. W. Harry, E. D. Harstad, M. Hart, M. T. Hartman, C. J. Haster, K. Haughian, A. Heidmann, M. Heintze, H. Heitmann, P. Hello, G. Hemming, M. Hendry, I. S. Heng, A. W. Heptonstall, M. Heurs, M. Hewitson, S. Hild, D. Hoak, K. A. Hodge, D. Hofman, K. Holt, P. Hopkins, T. Horrom, D. Hoske, D. J. Hosken, J. Hough, E. J. Howell, Y. Hu, E. Huerta, B. Hughey, S. Husa, S. H. Huttner, M. Huynh, T. Huynh-Dinh, A. Idrisy, D. R. Ingram, R. Inta, G. Islas, T. Isogai, A. Ivanov, B. R. Iyer, K. Izumi, M. Jacobson, H. Jang, P. Jaranowski, Y. Ji, F. Jiménez-Forteza, W. W. Johnson, D. I. Jones, R. Jones, R. J.G. Jonker, L. Ju, K. Haris, P. Kalmus, V. Kalogera, S. Kandhasamy, G. Kang, J. B. Kanner, J. Karlen, M. Kasprzack, E. Katsavounidis, W. Katzman, H. Kaufer, S. Kaufer, T. Kaur, K. Kawabe, F. Kawazoe, F. Kéfélian, G. M. Keiser, D. Keitel, D. B. Kelley, W. Kells, D. G. Keppel, A. Khalaidovski, F. Y. Khalili, E. A. Khazanov, C. Kim, K. Kim, N. G. Kim, N. Kim, S. Kim, Y. M. Kim, E. J. King, P. J. King, D. L. Kinzel, J. S. Kissel, S. Klimenko, J. Kline, S. Koehlenbeck, K. Kokeyama, V. Kondrashov, S. Koranda, W. Z. Korth, I. Kowalska, D. B. Kozak, V. Kringel, A. Królak, G. Kuehn, A. Kumar, D. Nanda Kumar, P. Kumar, R. Kumar, L. Kuo, A. Kutynia, P. K. Lam, M. Landry, B. Lantz, S. Larson, P. D. Lasky, A. Lazzarini, C. Lazzaro, P. Leaci, S. Leavey, E. O. Lebigot, C. H. Lee, H. K. Lee, H. M. Lee, J. Lee, P. J. Lee, M. Leonardi, J. R. Leong, A. Le Roux, N. Leroy, N. Letendre, Y. Levin, B. Levine, J. Lewis, T. G.F. Li, K. Libbrecht, A. Libson, A. C. Lin, T. B. Littenberg, N. A. Lockerbie, V. Lockett, D. Lodhia, K. Loew, J. Logue, A. L. Lombardi, E. Lopez, M. Lorenzini, V. Loriette, M. Lormand, G. Losurdo, J. Lough, M. J. Lubinski, H. Lück, A. P. Lundgren, Y. Ma, E. P. Macdonald, T. Macdonald, B. Machenschalk, M. Macinnis, D. M. Macleod, F. Magaña-Sandoval, R. Magee, M. Mageswaran, C. Maglione, K. Mailand, E. Majorana, I. Maksimovic, V. Malvezzi, N. Man, G. M. Manca, I. Mandel, V. Mandic, V. Mangano, N. M. Mangini, G. Mansell, M. Mantovani, F. Marchesoni, F. Marion, S. Márka, Z. Márka, A. Markosyan, E. Maros, J. Marque, F. Martelli, I. W. Martin, R. M. Martin, L. Martinelli, D. Martynov, J. N. Marx, K. Mason, A. Masserot, T. J. Massinger, F. Matichard, L. Matone, N. Mavalvala, G. May, N. Mazumder, G. Mazzolo, R. McCarthy, D. E. McClelland, S. C. McGuire, G. McIntyre, J. McIver, K. McLin, D. Meacher, G. D. Meadors, M. Mehmet, J. Meidam, M. Meinders, A. Melatos, G. Mendell, R. A. Mercer, S. Meshkov, C. Messenger, M. S. Meyer, P. M. Meyers, F. Mezzani, H. Miao, C. Michel, E. E. Mikhailov, L. Milano, J. Miller, Y. Minenkov, C. M.F. Mingarelli, C. Mishra, S. Mitra, V. P. Mitrofanov, G. Mitselmakher, R. Mittleman, B. Moe, A. Moggi, M. Mohan, S. R.P. Mohapatra, D. Moraru, G. Moreno, N. Morgado, S. R. Morriss, K. Mossavi, B. Mours, C. M. Mow-Lowry, C. L. Mueller, G. Mueller, S. Mukherjee, A. Mullavey, J. Munch, D. Murphy, P. G. Murray, A. Mytidis, M. F. Nagy, I. Nardecchia, L. Naticchioni, R. K. Nayak, V. Necula, G. Nelemans, I. Neri, M. Neri, G. Newton, T. Nguyen, A. B. Nielsen, S. Nissanke, A. H. Nitz, F. Nocera, D. Nolting, M. E.N. Normandin, L. K. Nuttall, E. Ochsner, J. O'Dell, E. Oelker, J. J. Oh, S. H. Oh, F. Ohme, S. Omar, P. Oppermann, R. Oram, B. O'Reilly, W. Ortega, R. O'Shaughnessy, C. Osthelder, D. J. Ottaway, R. S. Ottens, H. Overmier, B. J. Owen, C. Padilla, A. Pai, O. Palashov, C. Palomba, H. Pan, Y. Pan, C. Pankow, F. Paoletti, M. A. Papa, H. Paris, A. Pasqualetti, R. Passaquieti, D. Passuello, M. Pedraza, A. Pele, S. Penn, A. Perreca, M. Phelps, M. Pichot, M. Pickenpack, F. Piergiovanni, V. Pierro, L. Pinard, I. M. Pinto, M. Pitkin, J. Poeld, R. Poggiani, A. Poteomkin, J. Powell, J. Prasad, V. Predoi, S. Premachandra, T. Prestegard, L. R. Price, M. Prijatelj, S. Privitera, G. A. Prodi, L. Prokhorov, O. Puncken, M. Punturo, P. Puppo, M. Pürrer, J. Qin, V. Quetschke, E. Quintero, R. Quitzow-James, F. J. Raab, D. S. Rabeling, I. Rácz, H. Radkins, P. Raffai, S. Raja, G. Rajalakshmi, M. Rakhmanov, C. Ramet, K. Ramirez, P. Rapagnani, V. Raymond, M. Razzano, V. Re, S. Recchia, C. M. Reed, T. Regimbau, S. Reid, D. H. Reitze, O. Reula, E. Rhoades, F. Ricci, R. Riesen, K. Riles, N. A. Robertson, F. Robinet, A. Rocchi, S. B. Roddy, L. Rolland, J. G. Rollins, R. Romano, G. Romanov, J. H. Romie, D. Rosińska, S. Rowan, A. Rüdiger, P. Ruggi, K. Ryan, F. Salemi, L. Sammut, V. Sandberg, J. R. Sanders, S. Sankar, V. Sannibale, I. Santiago-Prieto, E. Saracco, B. Sassolas, B. S. Sathyaprakash, P. R. Saulson, R. Savage, J. Scheuer, R. Schilling, M. Schilman, P. Schmidt, R. Schnabel, R. M.S. Schofield, E. Schreiber, D. Schuette, B. F. Schutz, J. Scott, S. M. Scott, D. Sellers, A. S. Sengupta, D. Sentenac, V. Sequino, A. Sergeev, D. A. Shaddock, S. Shah, M. S. Shahriar, M. Shaltev, Z. Shao, B. Shapiro, P. Shawhan, D. H. Shoemaker, T. L. Sidery, K. Siellez, X. Siemens, D. Sigg, D. Simakov, A. Singer, L. Singer, R. Singh, A. M. Sintes, B. J.J. Slagmolen, J. Slutsky, J. R. Smith, M. R. Smith, R. J.E. Smith, N. D. Smith-Lefebvre, E. J. Son, B. Sorazu, T. Souradeep, A. Staley, J. Stebbins, M. Steinke, J. Steinlechner, S. Steinlechner, B. C. Stephens, S. Steplewski, S. Stevenson, R. Stone, D. Stops, K. A. Strain, N. Straniero, S. Strigin, R. Sturani, A. L. Stuver, T. Z. Summerscales, S. Susmithan, P. J. Sutton, B. Swinkels, M. Tacca, D. Talukder, D. B. Tanner, J. Tao, S. P. Tarabrin, R. Taylor, G. Tellez, M. P. Thirugnanasambandam, M. Thomas, P. Thomas, K. A. Thorne, K. S. Thorne, E. Thrane, V. Tiwari, K. V. Tokmakov, C. Tomlinson, M. Tonelli, C. V. Torres, C. I. Torrie, F. Travasso, G. Traylor, M. Tse, D. Tshilumba, H. Tuennermann, D. Ugolini, C. S. Unnikrishnan, A. L. Urban, S. A. Usman, H. Vahlbruch, G. Vajente, G. Valdes, M. Vallisneri, M. Van Beuzekom, J. F.J. Van Den Brand, C. Van Den Broeck, M. V. Van Der Sluys, J. Van Heijningen, A. A. Van Veggel, S. Vass, M. Vasúth, R. Vaulin, A. Vecchio, G. Vedovato, P. J. Veitch, P. J. Veitch, K. Venkateswara, D. Verkindt, F. Vetrano, A. Viceré, R. Vincent-Finley, J. Y. Vinet, S. Vitale, T. Vo, H. Vocca, C. Vorvick, W. D. Vousden, S. P. Vyachanin, A. R. Wade, L. Wade, M. Wade, M. Walker, L. Wallace, S. Walsh, M. Wang, X. Wang, R. L. Ward, M. Was, B. Weaver, L. W. Wei, M. Weinert, A. J. Weinstein, R. Weiss, T. Welborn, L. Wen, P. Wessels, M. West, T. Westphal, K. Wette, J. T. Whelan, D. J. White, B. F. Whiting, K. Wiesner, C. Wilkinson, K. Williams, L. Williams, R. Williams, T. D. Williams, A. R. Williamson, J. L. Willis, B. Willke, M. Wimmer, W. Winkler, C. C. Wipf, A. G. Wiseman, H. Wittel, G. Woan, N. Wolovick, J. Worden, Y. Wu, J. Yablon, I. Yakushin, W. Yam, H. Yamamoto, C. C. Yancey, H. Yang, S. Yoshida, M. Yvert, A. Zadrozny, M. Zanolin, J. P. Zendri, Fan Zhang, L. Zhang, C. Zhao, H. Zhu, X. J. Zhu, M. E. Zucker, S. Zuraw, J. Zweizig

Research output: Contribution to journalArticle

31 Citations (Scopus)
4 Downloads (Pure)

Abstract

We report the results of a multimessenger search for coincident signals from the LIGO and Virgo gravitational-wave observatories and the partially completed IceCube high-energy neutrino detector, including periods of joint operation between 2007-2010. These include parts of the 2005-2007 run and the 2009-2010 run for LIGO-Virgo, and IceCube's observation periods with 22, 59 and 79 strings. We find no significant coincident events, and use the search results to derive upper limits on the rate of joint sources for a range of source emission parameters. For the optimistic assumption of gravitational-wave emission energy of 10-2M c2 at ∼150Hz with ∼60ms duration, and high-energy neutrino emission of 1051erg comparable to the isotropic gamma-ray energy of gamma-ray bursts, we limit the source rate below 1.6×10-2Mpc-3yr-1. We also examine how combining information from gravitational waves and neutrinos will aid discovery in the advanced gravitational-wave detector era.
Original languageEnglish
Pages (from-to)102002-102022
Number of pages21
JournalPhysical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology
Volume90
Issue number10
DOIs
Publication statusPublished - 17 Nov 2014

Fingerprint Dive into the research topics of 'Multimessenger search for sources of gravitational waves and high-energy neutrinos: Initial results for LIGO-Virgo and IceCube'. Together they form a unique fingerprint.

  • Cite this

    Aartsen, M. G., Ackermann, M., Adams, J., Aguilar, J. A., Ahlers, M., Ahrens, M., Altmann, D., Anderson, T., Arguelles, C., Arlen, T. C., Auffenberg, J., Bai, X., Barwick, S. W., Baum, V., Beatty, J. J., Becker Tjus, J., Becker, K. H., Benzvi, S., Berghaus, P., ... Zweizig, J. (2014). Multimessenger search for sources of gravitational waves and high-energy neutrinos: Initial results for LIGO-Virgo and IceCube. Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, 90(10), 102002-102022. https://doi.org/10.1103/PhysRevD.90.102002