Abstract
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.
| Original language | English (US) |
|---|---|
| Article number | 122004 |
| Journal | Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology |
| Volume | 88 |
| Issue number | 12 |
| DOIs | |
| State | Published - Dec 13 2013 |
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- Nuclear and High Energy Physics
- Physics and Astronomy (miscellaneous)
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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, Th 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. 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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. 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In: Physical Review D - Particles, Fields, Gravitation and Cosmology, Vol. 88, No. 12, 122004, 13.12.2013.Research output: Contribution to journal › Article › peer-review
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TY - JOUR
T1 - Search for long-lived gravitational-wave transients coincident with long gamma-ray bursts
AU - Aasi, J.
AU - Abadie, J.
AU - Abbott, B. P.
AU - Abbott, R.
AU - Abbott, T.
AU - Abernathy, M. R.
AU - Accadia, T.
AU - Acernese, F.
AU - Adams, C.
AU - Adams, T.
AU - Adhikari, R. X.
AU - Affeldt, C.
AU - Agathos, M.
AU - Aggarwal, N.
AU - Aguiar, O. D.
AU - Ajith, P.
AU - Allen, B.
AU - Allocca, A.
AU - Amador Ceron, E.
AU - Amariutei, D.
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AU - Anderson, S. B.
AU - Anderson, W. G.
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AU - Behnke, B.
AU - Bejger, M.
AU - Beker, M. G.
AU - Bell, A. S.
AU - Bell, C.
AU - Belopolski, I.
AU - Bergmann, G.
AU - Berliner, J. M.
AU - Bersanetti, D.
AU - Bertolini, A.
AU - Bessis, D.
AU - Betzwieser, J.
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AU - Damjanic, M.
AU - Danilishin, S. L.
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AU - Gras, S.
AU - Gray, C.
AU - Greenhalgh, R. J.S.
AU - Gretarsson, A. M.
AU - Griffo, C.
AU - Groot, P.
AU - Grote, H.
AU - Grover, K.
AU - Grunewald, S.
AU - Guidi, G. M.
AU - Guido, C.
AU - Gushwa, K. E.
AU - Gustafson, E. K.
AU - Gustafson, R.
AU - Hall, B.
AU - Hall, E.
AU - Hammer, D.
AU - Hammond, G.
AU - Hanke, M.
AU - Hanks, J.
AU - Hanna, C.
AU - Hanson, J.
AU - Harms, J.
AU - Harry, G. M.
AU - Harry, I. W.
AU - Harstad, E. D.
AU - Hartman, M. T.
AU - Haughian, K.
AU - Hayama, K.
AU - Heefner, J.
AU - Heidmann, A.
AU - Heintze, M.
AU - Heitmann, H.
AU - Hello, P.
AU - Hemming, G.
AU - Hendry, M.
AU - Heng, I. S.
AU - Heptonstall, A. W.
AU - Heurs, M.
AU - Hild, S.
AU - Hoak, D.
AU - Hodge, K. A.
AU - Holt, K.
AU - Holtrop, M.
AU - Hong, T.
AU - Hooper, S.
AU - Horrom, T.
AU - Hosken, D. J.
AU - Hough, J.
AU - Howell, E. J.
AU - Hu, Y.
AU - Hua, Z.
AU - Huang, V.
AU - Huerta, E. A.
AU - Hughey, B.
AU - Husa, S.
AU - Huttner, S. H.
AU - Huynh, M.
AU - Huynh-Dinh, T.
AU - Iafrate, J.
AU - Ingram, D. R.
AU - Inta, R.
AU - Isogai, T.
AU - Ivanov, A.
AU - Iyer, B. R.
AU - Izumi, K.
AU - Jacobson, M.
AU - James, E.
AU - Jang, H.
AU - Jang, Y. J.
AU - Jaranowski, P.
AU - Jiménez-Forteza, F.
AU - Johnson, W. W.
AU - Jones, D.
AU - Jones, D. I.
AU - Jones, R.
AU - Jonker, R. J.G.
AU - Ju, L.
AU - Haris, K.
AU - Kalmus, P.
AU - Kalogera, V.
AU - Kandhasamy, S.
AU - Kang, G.
AU - Kanner, J. B.
AU - Kasprzack, M.
AU - Kasturi, R.
AU - Katsavounidis, E.
AU - Katzman, W.
AU - Kaufer, H.
AU - Kaufman, K.
AU - Kawabe, K.
AU - Kawamura, S.
AU - Kawazoe, F.
AU - Kéfélian, F.
AU - Keitel, D.
AU - Kelley, D. B.
AU - Kells, W.
AU - Keppel, D. G.
AU - Khalaidovski, A.
AU - Khalili, F. Y.
AU - Khazanov, E. A.
AU - Kim, B. K.
AU - Kim, C.
AU - Kim, K.
AU - Kim, N.
AU - Kim, W.
AU - Kim, Y. M.
AU - King, E. J.
AU - King, P. J.
AU - Kinzel, D. L.
AU - Kissel, J. S.
AU - Klimenko, S.
AU - Kline, J.
AU - Koehlenbeck, S.
AU - Kokeyama, K.
AU - Kondrashov, V.
AU - Koranda, S.
AU - Korth, W. Z.
AU - Kowalska, I.
AU - Kozak, D.
AU - Kremin, A.
AU - Kringel, V.
AU - Królak, A.
AU - Kucharczyk, C.
AU - Kudla, S.
AU - Kuehn, G.
AU - Kumar, A.
AU - Kumar, P.
AU - Kumar, R.
AU - Kurdyumov, R.
AU - Kwee, P.
AU - Landry, M.
AU - Lantz, B.
AU - Larson, S.
AU - Lasky, P. D.
AU - Lawrie, C.
AU - Lazzarini, A.
AU - Le Roux, A.
AU - Leaci, P.
AU - Lebigot, E. O.
AU - Lee, C. H.
AU - Lee, H. K.
AU - Lee, H. M.
AU - Lee, J.
AU - Lee, J.
AU - Leonardi, M.
AU - Leong, J. R.
AU - Leroy, N.
AU - Letendre, N.
AU - Levine, B.
AU - Lewis, J. B.
AU - Lhuillier, V.
AU - Li, T. G.F.
AU - Lin, A. C.
AU - Littenberg, T. B.
AU - Litvine, V.
AU - Liu, F.
AU - Liu, H.
AU - Liu, Y.
AU - Liu, Z.
AU - Lloyd, D.
AU - Lockerbie, N. A.
AU - Lockett, V.
AU - Lodhia, D.
AU - Loew, K.
AU - Logue, J.
AU - Lombardi, A. L.
AU - Lorenzini, M.
AU - Loriette, V.
AU - Lormand, M.
AU - Losurdo, G.
AU - Lough, J.
AU - Luan, J.
AU - Lubinski, M. J.
AU - Lück, H.
AU - Lundgren, A. P.
AU - Macarthur, J.
AU - Macdonald, E.
AU - Machenschalk, B.
AU - Macinnis, M.
AU - Macleod, D. M.
AU - Magana-Sandoval, F.
AU - Mageswaran, M.
AU - Mailand, K.
AU - Majorana, E.
AU - Maksimovic, I.
AU - Malvezzi, V.
AU - Man, N.
AU - Manca, G. M.
AU - Mandel, I.
AU - Mandic, V.
AU - Mangano, V.
AU - Mantovani, M.
AU - Marchesoni, F.
AU - Marion, F.
AU - Márka, S.
AU - Márka, Z.
AU - Markosyan, A.
AU - Maros, E.
AU - Marque, J.
AU - Martelli, F.
AU - Martin, I. W.
AU - Martin, R. M.
AU - Martinelli, L.
AU - Martynov, D.
AU - Marx, J. N.
AU - Mason, K.
AU - Masserot, A.
AU - Massinger, T. J.
AU - Matichard, F.
AU - Matone, L.
AU - Matzner, R. A.
AU - Mavalvala, N.
AU - May, G.
AU - Mazumder, N.
AU - Mazzolo, G.
AU - McCarthy, R.
AU - McClelland, D. E.
AU - McGuire, S. C.
AU - McIntyre, G.
AU - McIver, J.
AU - Meacher, D.
AU - Meadors, G. D.
AU - Mehmet, M.
AU - Meidam, J.
AU - Meier, T.
AU - Melatos, A.
AU - Mendell, G.
AU - Mercer, R. A.
AU - Meshkov, S.
AU - Messenger, C.
AU - Meyer, M. S.
AU - Miao, H.
AU - Michel, C.
AU - Mikhailov, E. E.
AU - Milano, L.
AU - Miller, J.
AU - Minenkov, Y.
AU - Mingarelli, C. M.F.
AU - Mitra, S.
AU - Mitrofanov, V. P.
AU - Mitselmakher, G.
AU - Mittleman, R.
AU - Moe, B.
AU - Mohan, M.
AU - Mohapatra, S. R.P.
AU - Mokler, F.
AU - Moraru, D.
AU - Moreno, G.
AU - Morgado, N.
AU - Mori, T.
AU - Morriss, S. R.
AU - Mossavi, K.
AU - Mours, B.
AU - Mow-Lowry, C. M.
AU - Mueller, C. L.
AU - Mueller, G.
AU - Mukherjee, S.
AU - Mullavey, A.
AU - Munch, J.
AU - Murphy, D.
AU - Murray, P. G.
AU - Mytidis, A.
AU - Nagy, M. F.
AU - Nanda Kumar, D.
AU - Nardecchia, I.
AU - Nash, T.
AU - Naticchioni, L.
AU - Nayak, R.
AU - Necula, V.
AU - Nelemans, G.
AU - Neri, I.
AU - Neri, M.
AU - Newton, G.
AU - Nguyen, T.
AU - Nishida, E.
AU - Nishizawa, A.
AU - Nitz, A.
AU - Nocera, F.
AU - Nolting, D.
AU - Normandin, M. E.
AU - Nuttall, L. K.
AU - Ochsner, E.
AU - O'Dell, J.
AU - Oelker, E.
AU - Ogin, G. H.
AU - Oh, J. J.
AU - Oh, S. H.
AU - Ohme, F.
AU - Oppermann, P.
AU - O'Reilly, B.
AU - Ortega Larcher, W.
AU - O'Shaughnessy, R.
AU - Osthelder, C.
AU - Ott, C. D.
AU - Ottaway, D. J.
AU - Ottens, R. S.
AU - Ou, J.
AU - Overmier, H.
AU - Owen, B. J.
AU - Padilla, C.
AU - Pai, A.
AU - Palomba, C.
AU - Pan, Y.
AU - Pankow, C.
AU - Paoletti, F.
AU - Paoletti, R.
AU - Papa, M. A.
AU - Paris, H.
AU - Pasqualetti, A.
AU - Passaquieti, R.
AU - Passuello, D.
AU - Pedraza, M.
AU - Peiris, P.
AU - Penn, S.
AU - Perreca, A.
AU - Phelps, M.
AU - Pichot, M.
AU - Pickenpack, M.
AU - Piergiovanni, F.
AU - Pierro, V.
AU - Pinard, L.
AU - Pindor, B.
AU - Pinto, I. M.
AU - Pitkin, M.
AU - Poeld, J.
AU - Poggiani, R.
AU - Poole, V.
AU - Poux, C.
AU - Predoi, V.
AU - Prestegard, T.
AU - Price, L. R.
AU - Prijatelj, M.
AU - Principe, M.
AU - Privitera, S.
AU - Prodi, G. A.
AU - Prokhorov, L.
AU - Puncken, O.
AU - Punturo, M.
AU - Puppo, P.
AU - Quetschke, V.
AU - Quintero, E.
AU - Quitzow-James, R.
AU - Raab, F. J.
AU - Rabeling, D. S.
AU - Rácz, I.
AU - Radkins, H.
AU - Raffai, P.
AU - Raja, S.
AU - Rajalakshmi, G.
AU - Rakhmanov, M.
AU - Ramet, C.
AU - Rapagnani, P.
AU - Raymond, V.
AU - Re, V.
AU - Reed, C. M.
AU - Reed, T.
AU - Regimbau, T.
AU - Reid, S.
AU - Reitze, D. H.
AU - Ricci, F.
AU - Riesen, R.
AU - Riles, K.
AU - Robertson, N. A.
AU - Robinet, F.
AU - Rocchi, A.
AU - Roddy, S.
AU - Rodriguez, C.
AU - Rodruck, M.
AU - Roever, C.
AU - Rolland, L.
AU - Rollins, J. G.
AU - Romano, J. D.
AU - Romano, R.
AU - Romanov, G.
AU - Romie, J. H.
AU - Rosińska, D.
AU - Rowan, S.
AU - Rüdiger, A.
AU - Ruggi, P.
AU - Ryan, K.
AU - Salemi, F.
AU - Sammut, L.
AU - Sandberg, V.
AU - Sanders, J.
AU - Sannibale, V.
AU - Santiago-Prieto, I.
AU - Saracco, E.
AU - Sassolas, B.
AU - Sathyaprakash, B. S.
AU - Saulson, P. R.
AU - Savage, R.
AU - Schilling, R.
AU - Schnabel, R.
AU - Schofield, R. M.S.
AU - Schreiber, E.
AU - Schuette, D.
AU - Schulz, B.
AU - Schutz, B. F.
AU - Schwinberg, P.
AU - Scott, J.
AU - Scott, S. M.
AU - Seifert, F.
AU - Sellers, D.
AU - Sengupta, A. S.
AU - Sentenac, D.
AU - Sergeev, A.
AU - Shaddock, D.
AU - Shah, S.
AU - Shahriar, M. S.
AU - Shaltev, M.
AU - Shapiro, B.
AU - Shawhan, P.
AU - Shoemaker, D. H.
AU - Sidery, T. L.
AU - Siellez, K.
AU - Siemens, X.
AU - Sigg, D.
AU - Simakov, D.
AU - Singer, A.
AU - Singer, L.
AU - Sintes, A. M.
AU - Skelton, G. R.
AU - Slagmolen, B. J.J.
AU - Slutsky, J.
AU - Smith, J. R.
AU - Smith, M. R.
AU - Smith, R. J.E.
AU - Smith-Lefebvre, N. D.
AU - Soden, K.
AU - Son, E. J.
AU - Sorazu, B.
AU - Souradeep, T.
AU - Sperandio, L.
AU - Staley, A.
AU - Steinert, E.
AU - Steinlechner, J.
AU - Steinlechner, S.
AU - Steplewski, S.
AU - Stevens, D.
AU - Stochino, A.
AU - Stone, R.
AU - Strain, K. A.
AU - Straniero, N.
AU - Strigin, S.
AU - Stroeer, A. S.
AU - Sturani, R.
AU - Stuver, A. L.
AU - Summerscales, T. Z.
AU - Susmithan, S.
AU - Sutton, P. J.
AU - Swinkels, B.
AU - Szeifert, G.
AU - Tacca, M.
AU - Talukder, D.
AU - Tang, L.
AU - Tanner, D. B.
AU - Tarabrin, S. P.
AU - Taylor, R.
AU - Ter Braack, A. P.M.
AU - Thirugnanasambandam, M. P.
AU - Thomas, M.
AU - Thomas, P.
AU - Thorne, K. A.
AU - Thorne, K. S.
AU - Thrane, E.
AU - Tiwari, V.
AU - Tokmakov, K. V.
AU - Tomlinson, C.
AU - Toncelli, A.
AU - Tonelli, M.
AU - Torre, O.
AU - Torres, C. V.
AU - Torrie, C. I.
AU - Travasso, F.
AU - Traylor, G.
AU - Tse, M.
AU - Ugolini, D.
AU - Unnikrishnan, C. S.
AU - Vahlbruch, H.
AU - Vajente, G.
AU - Vallisneri, M.
AU - Van Den Brand, J. F.J.
AU - Van Den Broeck, C.
AU - Van Der Putten, S.
AU - Van Der Sluys, M. V.
AU - Van Heijningen, J.
AU - Van Veggel, A. A.
AU - Vass, S.
AU - Vasúth, M.
AU - Vaulin, R.
AU - Vecchio, A.
AU - Vedovato, G.
AU - Veitch, J.
AU - Veitch, P. J.
AU - Venkateswara, K.
AU - Verkindt, D.
AU - Verma, S.
AU - Vetrano, F.
AU - Viceré, A.
AU - Vincent-Finley, R.
AU - Vinet, J. Y.
AU - Vitale, S.
AU - Vlcek, B.
AU - Vo, T.
AU - Vocca, H.
AU - Vorvick, C.
AU - Vousden, W. D.
AU - Vrinceanu, D.
AU - Vyachanin, S. P.
AU - Wade, A.
AU - Wade, L.
AU - Wade, M.
AU - Waldman, S. J.
AU - Walker, M.
AU - Wallace, L.
AU - Wan, Y.
AU - Wang, J.
AU - Wang, M.
AU - Wang, X.
AU - Wanner, A.
AU - Ward, R. L.
AU - Was, M.
AU - Weaver, B.
AU - Wei, L. W.
AU - Weinert, M.
AU - Weinstein, A. J.
AU - Weiss, R.
AU - Welborn, T.
AU - Wen, L.
AU - Wessels, P.
AU - West, M.
AU - Westphal, T.
AU - Wette, K.
AU - Whelan, J. T.
AU - Whitcomb, S. E.
AU - White, D. J.
AU - Whiting, B. F.
AU - Wibowo, S.
AU - Wiesner, K.
AU - Wilkinson, C.
AU - Williams, L.
AU - Williams, R.
AU - Williams, T.
AU - Willis, J. L.
AU - Willke, B.
AU - Wimmer, M.
AU - Winkelmann, L.
AU - Winkler, W.
AU - Wipf, C. C.
AU - Wittel, H.
AU - Woan, G.
AU - Worden, J.
AU - Yablon, J.
AU - Yakushin, I.
AU - Yamamoto, H.
AU - Yancey, C. C.
AU - Yang, H.
AU - Yeaton-Massey, D.
AU - Yoshida, S.
AU - Yum, H.
AU - Yvert, M.
AU - Zadrozny, A.
AU - Zanolin, M.
AU - Zendri, J. P.
AU - Zhang, F.
AU - Zhang, L.
AU - Zhao, C.
AU - Zhu, H.
AU - Zhu, X. J.
AU - Zotov, N.
AU - Zucker, M. E.
AU - Zweizig, J.
PY - 2013/12/13
Y1 - 2013/12/13
N2 - 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.
AB - 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.
UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=84896475641&partnerID=8YFLogxK
UR - http://www.scopus.com/inward/citedby.url?scp=84896475641&partnerID=8YFLogxK
U2 - 10.1103/PhysRevD.88.122004
DO - 10.1103/PhysRevD.88.122004
M3 - Article
AN - SCOPUS:84896475641
VL - 88
JO - Physical Review D
JF - Physical Review D
SN - 0556-2821
IS - 12
M1 - 122004
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