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

Authors: B. P. Abbott, R. Abbott, T. D. Abbott, M. R. Abernathy, F. Acernese, K. Ackley, C. Adams, T. Adams, P. Addesso, R. X. Adhikari, V. B. Adya, C. Affeldt, M. Agathos, K. Agatsuma, N. Aggarwal, O. D. Aguiar, L. Aiello, A. Ain, P. Ajith, B. Allen, A. Allocca, P. A. Altin, A. Ananyeva, S. B. Anderson, W. G. Anderson, S. Appert, K. Arai, M. C. Araya, J. S. Areeda, N. Arnaud, K. G. Arun, S. Ascenzi, G. Ashton, M. Ast, S. M. Aston, P. Astone, P. Aufmuth, C. Aulbert, A. Avila-Alvarez, S. Babak, P. Bacon, M. K. M. Bader, P. T. Baker, F. Baldaccini, G. Ballardin, S. W. Ballmer, J. C. Barayoga, S. E. Barclay, B. C. Barish, D. Barker, F. Barone, B. Barr, L. Barsotti, M. Barsuglia, D. Barta, J. Bartlett, I. Bartos, R. Bassiri, A. Basti, J. C. Batch, C. Baune, V. Bavigadda, M. Bazzan, C. Beer, M. Bejger, I. Belahcene, Mehmet Belgin, A. S. Bell, B. K. Berger, G. Bergmann, C. P. L. Berry, D. Bersanetti, A. Bertolini, J. Betzwieser, S. Bhagwat, R. Bhandare, I. A. Bilenko, G. Billingsley, C. R. Billman, J. Birch, R. Birney, O. Birnholtz, S. Biscans, A. S. Biscoveanu, A. Bisht, M. Bitossi, C. Biwer, M. A. Bizouard, J. K. Blackburn, Jonathan Blackman, C. D. Blair, D. G. Blair, R. M. Blair, S. Bloemen, O. Bock, M. Boër, G. Bogaert, A. Bohé, F. Bondu, R. Bonnand, B. A. Boom, R. Bork, V. Boschi, S. Bose, Y. Bouffanais, A. Bozzi, C. Bradaschia, P. R. Brady, V. B. Braginsky, M. Branchesi, J. Brau, T. Briant, A. Brillet, M. Brinkmann, V. Brisson, P. Brockill, J. E. Broida, A. F. Brooks, D. Brown, D. D. Brown, N. M. Brown, S. Brunett, C. C. Buchanan, A. Buikema, T. Bulik, H. J. Bulten, A. Buonanno, D. Buskulic, C. Buy, R. L. Byer, M. Cabero, L. Cadonati, G. Cagnoli, C. Cahillane, J. Calderón Bustillo, T. A. Callister, E. Calloni, J. B. Camp, William A. Campbell, M. Canepa, K. C. Cannon, H. Cao, J. Cao, C. D. Capano, E. Capocasa, F. Carbognani, S. Caride, J. Casanueva Diaz, C. Casentini, S. Caudill, M. Cavaglià, F. Cavalier, R. Cavalieri, G. Cella, C. Cepeda, L. Cerboni Baiardi, G. Cerretani, E. Cesarini, S. J. Chamberlin, M. Chan, S. Chao, P. Charlton, E. Chassande‐Mottin, B. D. Cheeseboro, H. Y. Chen, Yu‐Hung Chen, H.-P. Cheng, A. Chincarini, A. Chiummo, T. Chmiel, H. S. Cho, M. Cho, J. H. Chow, N. Christensen, Q. Chu, Alvin J. K. Chua, S. Chua, S. Chung, G. Ciani, F. Clara, J. A. Clark, F. Cleva, C. Cocchieri, E. Coccia, P.‐F. Cohadon, A. Colla, Christophe Collette, L. Cominsky, M. Constancio, L. Conti, S. J. Cooper, T. R. Corbitt, Neil J. Cornish, A. Corsi, S. Cortese, C. A. Costa, E. Coughlin, M. W. Coughlin, S. B. Coughlin, J.-P. Coulon, S. T. Countryman, P. Couvares, P. B. Covas, E. E. Cowan, D. M. Coward, M. J. Cowart, D. C. Coyne, R. Coyne, J. D. E. Creighton, J. D. E. Creighton, J. Cripe, S. G. Crowder, T. J. Cullen, A. Cumming, L. Cunningham, E. Cuoco, T. Dal Canton, S. L. Danilishin, S. D’Antonio, K. Danzmann, Arnab Dasgupta, C. F. Da Silva Costa, V. Dattilo, I. Dave, M. Davier, G. S. Davies, D. Davis, E. J. Daw, B. Day, R. Day, D. DeBra, D. DeBra, G. Debreczeni, J. Degallaix, M. De Laurentis, S. Deléglise, W. Del Pozzo, T. Denker, T. Dent, V. Dergachev, R. De Rosa, R. T. DeRosa, R. DeSalvo, J. Devenson, R. C. Devine, S. Dhurandhar, Mario Diaz, L. Di Fiore, M. Di Giovanni, T. Di Girolamo, A. Di Lieto, S. Di Pace, I. Di Palma, A. Di Virgilio, Z. Doctor, V. Dolique, F. Donovan, K. L. Dooley, S. Doravari, I. Dorrington, R. Douglas, M. Dovale Álvarez, T. P. Downes, M. Drago, R. W. P. Drever, J. C. Driggers, Zhihui Du, M. Ducrot, S. E. Dwyer, T. B. Edo, M. C. Edwards, A. Effler, H.-B. Eggenstein, P. Ehrens, J. Eichholz, S. S. Eikenberry, R. C. Essick, Z. B. Etienne, T. Etzel, M. Evans, T. M. Evans, R. Everett, M. Factourovich, V. Fafone, H. Fair, S. Fairhurst, X. Fan, S. Farinon, B. Farr, Will M. Farr, E. J. Fauchon-Jones, M. Favata, M. Fays, H. Fehrmann, M. M. Fejer, A. Fernández Galiana, I. Ferrante, E. C. Ferreira, F. Ferrini, F. Fidecaro, I. Fiori, D. Fiorucci, R. P. Fisher, R. Flaminio, M. Fletcher, H. Fong, S. S. Forsyth, J.-D. Fournier, S. Frasca, F. Frasconi, Z. Frei, A. Freise, R. Frey, R. Frey, E. M. Fries, P. Fritschel, В. В. Фролов, P. Fulda, M. Fyffe, H. Gabbard, B. U. Gadre, S. M. Gaebel, J. R. Gair, L. Gammaitoni, S. G. Gaonkar, F. Garufi, G. Gaur, V. Gayathri, N. Gehrels, G. Gemme, E. Genin, A. Gennai, J. George, L. Gergely, V. Germain, S. Ghonge, Abhirup Ghosh, Archisman Ghosh, S. Ghosh, J. A. Giaime, K. D. Giardina, A. Giazotto, K. Gill, A. Glaefke, E. Goetz, E. Goetz, L. Gondán, G. González, J. M. Gonzalez Castro, A. Gopakumar, M. L. Gorodetsky, S. E. Gossan, M. Gosselin, R. Gouaty, A. Grado, C. Graef, M. Granata, A. Grant, S. Gras, C. Gray, G. Greco, A. C. Green, P. Groot, H. Grote, S. Grünewald, G. M. Guidi, X. Guo, Anchal Gupta, Manoj Gupta, K. E. Gushwa, E. K. Gustafson, R. Gustafson, J. J. Hacker, E. D. Hall, E. D. Hall, G. Hammond, M. Haney, M. M. Hanke, J. Hanks, C. Hanna, M. D. Hannam, J. Hanson, T. Hardwick, J. Harms, I. W. Harry, I. W. Harry, M. J. Hart, M. T. Hartman, C.‐J. Haster, K. Haughian, J. Healy, A. Heidmann, M. C. Heintze, H. Heitmann, P. Hello, G. Hemming, M. Hendry, I. S. Heng, J. Hennig, J. Henry, A. W. Heptonstall, M. Heurs, S. Hild, D. Hoak, D. Hofman, K. Holt, D. E. Holz, P. Hopkins, J. Hough, E. A. Houston, E. J. Howell, Yi-Ming Hu, E. A. Huerta, D. Huet, B. Hughey, S. Husa, S. H. Huttner, T. Huynh–Dinh, N. Indik, D. R. Ingram, R. Inta, H. N. Isa, J.-M. Isac, M. Isi, T. Isogai, B. R. Iyer, K. Izumi, T. Jacqmin, K. Jani, P. Jaranowski, S. Jawahar, F. Jiménez‐Forteza, W. W. Johnson, D. I. Jones, R. W. L. Jones, R. J. G. Jonker, L. Ju, J. Junker, C. V. Kalaghatgi, V. Kalogera, S. Kandhasamy, G. Kang, J. B. Kanner, S. Karki, K. S. Karvinen, M. Kasprzack, E. Katsavounidis, W. Katzman, S. Kaufer, T. Kaur, K. Kawabe, F. Kéfélian, D. Keitel, D. B. Kelley, R. Kennedy, J. S. Key, F. Y. Khalili, I. Khan, S. Khan, Z. Khan, Е. А. Хазанов, N. Kijbunchoo, Chunglee Kim, J. C. Kim, Whansun Kim, W. Kim, Y.‐M. Kim, S. J. Kimbrell, E. J. King, P. J. King, R. Kirchhoff, J. S. Kissel, Bernd Klein, L. Kleybolte, S. Klimenko, Patrick M. Koch, S. M. Koehlenbeck, S. Koley, V. Kondrashov, A. Kontos, M. Korobko, W. Z. Korth, I. Kowalska, D. B. Kozak, C. Krämer, V. Kringel, A. Królak, A. Królak, P. Kumar, S. Kumar, L. Kuo, A. Kutynia, B. D. Lackey, M. Landry, R. N. Lang, J. Lange, B. Lantz, R. K. Lanza, A. Lartaux-Vollard, P. D. Lasky, M. Laxen, A. Lazzarini, C. Lazzaro, P. Leaci, S. Leavey, E. O. Lebigot, Chang‐Hwan Lee, H. K. Lee, Hyung Mok Lee, K. Lee, J. Lehmann, A. Lenon, M. Leonardi, J. R. Leong, N. Leroy, N. Letendre, Y. Levin, T. G. F. Li, A. Libson, T. B. Littenberg, J. Liu, N. A. Lockerbie, A. L. Lombardi, L. T. London, J. E. Lord, M. Lorenzini, V. Loriette, M. Lormand, G. Losurdo, J. D. Lough, Geoffrey Lovelace, H. Lück, A. P. Lundgren, Ryan S. Lynch, Y. Ma, S. Macfoy, B. Machenschalk, M. MacInnis, D. M. Macleod, F. Magaña‐Sandoval, E. Majorana, I. Maksimovic, V. Malvezzi, N. Man, V. Mandic, V. Mangano, G. L. Mansell, M. Manske, M. Mantovani, F. Marchesoni, F. Marion, Szabolcs Márka, Z. Márka, A. S. Markosyan, E. Maros, F. Martelli, L. Martellini, I. W. Martin, Д. В. Мартынов, K. Mason, A. Masserot, T. J. Massinger, M. Masso‐Reid, S. Mastrogiovanni, A. Matas, F. Matichard, L. Matone, N. Mavalvala, N. Mazumder, R. McCarthy, D. E. McClelland, S. McCormick, Casey McGrath, S. C. McGuire, G. McIntyre, J. McIver, D. J. McManus, T. McRae, S. T. McWilliams, D. Meacher, G. D. Meadors, J. Meidam, A. Melatos, G. Mendell, D. Mendoza-Gandara, R. A. Mercer, E. L. Merilh, M. Merzougui, S. Meshkov, C. Messenger, C. Messick, R. Metzdorff, P. M. Meyers, F. Mezzani, H. Miao, C. Michel, H. Middleton, Е. Е. Михайлов, L. Milano, A. L. Miller, A. L. Miller, B. B. Miller, J. Miller, M. Millhouse, Y. Minenkov, J. Ming, S. Mirshekari, C. Mishra, S. Mitra, V. P. Mitrofanov, G. Mitselmakher, R. Mittleman, A. Moggi, M. Mohan, M. Mondin, M. Montani, C. J. Moore, C. J. Moore, D. Moraru, G. Moreno, S. R. Morriss, B. Mours, C. M. Mow–Lowry, G. Mueller, A. W. Muir, Arunava Mukherjee, D. Mukherjee, Suvodip Mukherjee, N. Mukund, A. Mullavey, J. Münch, E. A. Muñiz, P. G. Murray, A. Mytidis, K. Napier, I. Nardecchia, L. Naticchioni, G. Nelemans, T. J. N. Nelson, M. Néri, M. Nery, A. Neunzert, J. M. Newport, G. Newton, T. Nguyen, A. B. Nielsen, S. Nissanke, A. Nitz, A. Noack, F. Nocera, D. Nolting, M. E. N. Normandin, L. K. Nuttall, J. Oberling, E. Ochsner, E. Oelker, G. H. Ogin, J. J. Oh, S. H. Oh, F. Ohme, M. Oliver, P. Oppermann, Richard J. Oram, B. O’Reilly, R. O’Shaughnessy, D. J. Ottaway, H. Overmier, B. J. Owen, A. E. Pace, J. Page, A. Pai, S. A. Pai, J. R. Palamos, O. Palashov, C. Palomba, A. Pal‐Singh, H. Pan, C. Pankow, F. Pannarale, B. C. Pant, F. Paoletti, A. Paoli, M. A. Papa, H. R. Paris, W. Parker, D. Pascucci, A. Pasqualetti, R. Passaquieti, D. Passuello, B. Patricelli, B. L. Pearlstone, M. Pedraza, R. Pedurand, L. Pekowsky, A. Pele, S. Penn, C. J. Perez, A. Perreca, L. M. Perri, Harald Pfeiffer, M. Phelps, O. J. Piccinni, M. Pichot, F. Piergiovanni, V. Pierro, G. Pillant, L. Pinard, I. M. Pinto, M. Pitkin, M. Poe, R. Poggiani, P. Popolizio, A. Post, J. Powell, J. Prasad, J. W. W. Pratt, V. Predoi, T. Prestegard, M. Prijatelj, M. Principe, S. Privitera, G. A. Prodi, L. Prokhorov, O. Puncken, M. Punturo, P. Puppo, M. Pürrer, H. Qi, J. Qin, S. Qiu, V. Quetschke, E. A. Quintero, R. Quitzow-James, F. J. Raab, D. S. Rabeling, H. Radkins, P. Raffai, S. Raja, C. Rajan, M. Rakhmanov, P. Rapagnani, V. Raymond, M. Razzano, V. Re, J. Read, T. Regimbau, L. Rei, S. Reid, D. H. Reitze, H. Rew, S. D. Reyes, E. Rhoades, F. Ricci, K. Riles, M. Rizzo, N. A. Robertson, R. Robie, F. Robinet, A. Rocchi, L. Rolland, J. G. Rollins, V. J. Roma, J. D. Romano, R. Romano, J. H. Romie, D. Rosińska, S. Rowan, A. Rüdiger, P. Ruggi, K. Ryan, S. Sachdev, T. Sadecki, L. Sadeghian, Mairi Sakellariadou, L. Salconi, M. Saleem, F. Salemi, A. Samajdar, L. Sammut, L. M. Sampson, E. J. Sanchez, V. Sandberg, J. R. Sanders, B. Sassolas, B. S. Sathyaprakash, P. R. Saulson, O. Sauter, R. L. Savage, A. Sawadsky, P. Schale, Jacob Scheuer, S. Schlassa, E. E. Schmidt, P. Schmidt, P. Schmidt, R. Schnabel, R. M. S. Schofield, A. Schönbeck, E. Schreiber, D. Schuette, B. F. Schutz, S. G. Schwalbe, J. Scott, S. M. Scott, D. Sellers, A. S. Sengupta, D. Sentenac, V. Sequino, A. Sergeev, Y. Setyawati, D. A. Shaddock, Thomas Shaffer, M. S. Shahriar, B. Shapiro, P. Shawhan, A. Sheperd, D. H. Shoemaker, D. H. Shoemaker, K. Siellez, X. Siemens, M. Sieniawska, D. Sigg, A. D. Silva, A. Singer, L. P. Singer, A. Singh, R. Singh, A. Singhal, A. M. Sintes, B. J. J. Slagmolen, J. R. Smith, J. R. Smith, R. J. E. Smith, E. J. Son, B. Sorazu, F. Sorrentino, T. Souradeep, A. P. Spencer, A. K. Srivastava, A. Staley, M. Steinke, J. Steinlechner, S. Steinlechner, D. Steinmeyer, B. C. Stephens, S. P. Stevenson, R. Stone, K. A. Strain, N. Straniero, G. Stratta, S. E. Strigin, R. Sturani, A. L. Stuver, T. Z. Summerscales, L. Sun, L. Sun, P. J. Sutton, B. L. Swinkels, M. J. Szczepańczyk, M. Tacca, D. Talukder, D. B. Tanner, D. Tao, M. Tápai, A. Taracchini, R. Taylor, T. Theeg, E. G. Thomas, M. Thomas, P. Thomas, K. A. Thorne, E. Thrane, T. Tippens, Shubhanshu Tiwari, V. Tiwari, K. V. Tokmakov, K. Toland, C. Tomlinson, M. Tonelli, Z. Tornasi, C. I. Torrie, D. Töyrä, F. Travasso, G. Traylor, D. Trifirò, J. Trinastic, M. C. Tringali, L. Trozzo, M. Tse, R. Tso, M. Turconi, D. Tuyenbayev, D. Ugolini, C. S. Unnikrishnan, A. L. Urban, S. A. Usman, H. Vahlbruch, G. Vajente, G. Valdes, N. van Bakel, M. van Beuzekom, J. F. J. van den Brand, C. Van Den Broeck, D. C. Vander‐Hyde, L. van der Schaaf, J. V. van Heijningen, A. A. van Veggel, M. Vardaro, Vijay Varma, S. Vass, M. Vasúth, A. Vecchio, G. Vedovato, J. Veitch, P. J. Veitch, K. Venkateswara, G. Venugopalan, D. Verkindt, F. Vetrano, A. Viceré, A. D. Viets, S. Vinciguerra, D. J. Vine, J.-Y. Vinet, S. Vitale, T. Vo, H. Vocca, C. Vorvick, D. V. Voss, W. D. Vousden, S. P. Vyatchanin, A. R. Wade, L. E. Wade, M. Wade, M. Walker, L. Wallace, S. Walsh, G. Wang, H. Wang, M. Wang, Y. Wang, R. L. Ward, J. Warner, M. Wąs, J. Watchi, B. Weaver, L.‐W. Wei, M. Weinert, A. J. Weinstein, R. Weiss, L. Wen, P. Weßels, T. Westphal, K. Wette, J. T. Whelan, B. F. Whiting, C. Whittle, D. R. Williams, R. D. Williams, A. R. Williamson, J. L. Willis, B. Willke, M. H. Wimmer, W. Winkler, C. C. Wipf, H. Wittel, G. Woan, J. Woehler, J. Worden, J. L. Wright, D. S. Wu, Guanglei Wu, W. Yam, H. Yamamoto, C. C. Yancey, M. J. Yap, Hang Yu, Haocun Yu, M. Yvert, A. Zadrożny, L. Zangrando, M. Zanolin, J.‐P. Zendri, M. Zevin, L. Zhang, M. Zhang, T. Zhang, Ya Zhang, C. Zhao, M. Zhou, Z. Zhou, S. J. Zhu, X. J. Zhu, M. E. Zucker, J. Zweizig - Physical Review Letters 2017 cited by 319

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 Ω_{0}<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.