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Search for subsolar-mass black hole binaries in the second part of Advanced LIGO's and Advanced Virgo's third observing run

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  • معلومة اضافية
    • Contributors:
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Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab); Institut National de Physique Nucléaire et de Physique des Particules du CNRS (IN2P3)-Université Paris-Saclay-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Institut des Fonctions Optiques pour les Technologies de l'informatiON (FOTON); Université de Rennes (UR)-Institut National des Sciences Appliquées - Rennes (INSA Rennes); Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-École Nationale Supérieure des Sciences Appliquées et de Technologie (ENSSAT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Laboratoire Kastler Brossel (LKB Collège de France ); Fédération de recherche du Département de physique de l'Ecole Normale Supérieure - ENS Paris (FRDPENS); École normale supérieure - Paris (ENS-PSL); Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Université Paris Sciences et Lettres (PSL)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-École normale supérieure - Paris (ENS-PSL); 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    • بيانات النشر:
      HAL CCSD
    • الموضوع:
      2023
    • Collection:
      ESPCI ParisTech: HAL (Ecole Supérieure de Physique et Chimie Industrielles)
    • نبذة مختصرة :
      International audience ; We describe a search for gravitational waves from compact binaries with at least one component with mass 0.2 $M_\odot$--$1.0 M_\odot$ and mass ratio $q \geq 0.1$ in Advanced LIGO and Advanced Virgo data collected between 1 November 2019, 15:00 UTC and 27 March 2020, 17:00 UTC. No signals were detected. The most significant candidate has a false alarm rate of 0.2 $\mathrm{yr}^{-1}$. We estimate the sensitivity of our search over the entirety of Advanced LIGO's and Advanced Virgo's third observing run, and present the most stringent limits to date on the merger rate of binary black holes with at least one subsolar-mass component. We use the upper limits to constrain two fiducial scenarios that could produce subsolar-mass black holes: primordial black holes (PBH) and a model of dissipative dark matter. The PBH model uses recent prescriptions for the merger rate of PBH binaries that include a rate suppression factor to effectively account for PBH early binary disruptions. If the PBHs are monochromatically distributed, we can exclude a dark matter fraction in PBHs $f_\mathrm{PBH} \gtrsim 0.6$ (at 90% confidence) in the probed subsolar-mass range. However, if we allow for broad PBH mass distributions we are unable to rule out $f_\mathrm{PBH} = 1$. For the dissipative model, where the dark matter has chemistry that allows a small fraction to cool and collapse into black holes, we find an upper bound $f_{\mathrm{DBH}} < 10^{-5}$ on the fraction of atomic dark matter collapsed into black holes.
    • Relation:
      info:eu-repo/semantics/altIdentifier/arxiv/2212.01477; hal-04230168; https://hal.science/hal-04230168; https://hal.science/hal-04230168/document; https://hal.science/hal-04230168/file/stad588.pdf; ARXIV: 2212.01477; INSPIRE: 2610684
    • الرقم المعرف:
      10.1093/mnras/stad588
    • الدخول الالكتروني :
      https://hal.science/hal-04230168
      https://hal.science/hal-04230168/document
      https://hal.science/hal-04230168/file/stad588.pdf
      https://doi.org/10.1093/mnras/stad588
    • Rights:
      info:eu-repo/semantics/OpenAccess
    • الرقم المعرف:
      edsbas.58CDC833