Constraints on Cosmic Strings from the LIGO-Virgo Gravitational-Wave Detectors

Aasi, J.; Abadie, J.; Abbott, B.  . P.; Abbott, R.; Abbott, T.; Abernathy, M.  . R.; Accadia, T.; Acernese, Fausto; 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, Fabrizio; Barr, B.; Barsotti, L.; Barsuglia, M.; Barton, M.  . A.; Bartos, I.; Bassiri, R.; Basti, A.; Batch, J.; Bauchrowitz, J.; Bauer, T. h. 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.  . T.; Bhadbhade, T.; Bilenko, I.  . A.; Billingsley, G.; Birch, J.; Bitossi, M.; Bizouard, M.  . A.; Black, E.; Blackburn, J.  . K.; Blackburn, L.; Blair, D.; Blom, M.; Bock, O.; Bodiya, T.  . P.; Boer, M.; Bogan, C.; Bond, C.; Bondu, F.; Bonelli, L.; Bonnand, R.; Bork, R.; Born, M.; Boschi, V.; Bose, S.; Bosi, L.; Bowers, J.; Bradaschia, C.; Brady, P.  . R.; Braginsky, V.  . B.; Branchesi, M.; Brannen, C.  . A.; Brau, J.  . E.; Breyer, J.; Briant, T.; Bridges, D.  . O.; Brillet, A.; Brinkmann, M.; Brisson, V.; Britzger, M.; Brooks, A.  . F.; Brown, D.  . A.; Brown, D.  . D.; Brückner, F.; Bulik, T.; Bulten, H.  . J.; Buonanno, A.; Buskulic, D.; Buy, C.; Byer, R.  . L.; Cadonati, L.; Cagnoli, G.; Calderón Bustillo, J.; Calloni, E.; Camp, J.  . B.; Campsie, P.; Cannon, K.  . C.; Canuel, B.; Cao, J.; Capano, C.  . D.; Carbognani, F.; Carbone, L.; Caride, S.; Castiglia, A.; Caudill, S.; Cavaglià, M.; Cavalier, F.; Cavalieri, R.; Cella, G.; Cepeda, C.; Cesarini, E.; Chakraborty, R.; Chalermsongsak, T.; Chao, S.; Charlton, P.; Chassande Mottin, E.; Chen, X.; Chen, Y.; Chincarini, A.; Chiummo, A.; Cho, H.  . S.; Chow, J.; Christensen, N.; Chu, Q.; Chua, S.  . S.  . Y.; Chung, S.; Ciani, G.; Clara, F.; Clark, D.  . E.; Clark, J.  . A.; Cleva, F.; Coccia, E.; Cohadon, P. F.; Colla, A.; Colombini, M.; Constancio, M.; Conte, A.; Conte, R.; Cook, D.; Corbitt, T.  . R.; Cordier, M.; Cornish, N.; Corsi, A.; Costa, C.  . A.; Coughlin, M.  . W.; Coulon, J. P.; Countryman, S.; Couvares, P.; Coward, D.  . M.; Cowart, M.; Coyne, D.  . C.; Craig, K.; Creighton, J.  . D.  . E.; Creighton, T.  . D.; Crowder, S.  . G.; Cumming, A.; Cunningham, L.; Cuoco, E.; Dahl, K.; Dal Canton, T.; Damjanic, M.; Danilishin, S.  . L.; D’Antonio, S.; Danzmann, K.; Dattilo, V.; Daudert, B.; Daveloza, H.; Davier, M.; Davies, G.  . S.; Daw, E.  . J.; Day, R.; Dayanga, T.; De Rosa, R.; Debreczeni, G.; Degallaix, J.; Del Pozzo, W.; Deleeuw, E.; Deléglise, S.; Denker, T.; Dent, T.; Dereli, H.; Dergachev, V.; Derosa, R.; Desalvo, R.; Dhurandhar, S.; Di Fiore, L.; Di Lieto, A.; Di Palma, I.; Di Virgilio, A.; Díaz, M.; Dietz, A.; Dmitry, K.; Donovan, F.; Dooley, K.  . L.; Doravari, S.; Drago, M.; Drever, R.  . W.  . P.; Driggers, J.  . C.; Du, Z.; Dumas, J. C.; Dwyer, S.; Eberle, T.; Edwards, M.; Effler, A.; Ehrens, P.; Eichholz, J.; Eikenberry, S.  . S.; Endrőczi, G.; Essick, R.; Etzel, T.; Evans, K.; Evans, M.; Evans, T.; Factourovich, M.; Fafone, V.; Fairhurst, S.; Fang, Q.; Farinon, S.; Farr, B.; Farr, W.; Favata, M.; Fazi, D.; Fehrmann, H.; Feldbaum, D.; Ferrante, I.; Ferrini, F.; Fidecaro, F.; Finn, L.  . S.; Fiori, I.; Fisher, R.; Flaminio, R.; Foley, E.; Foley, S.; Forsi, E.; Fotopoulos, N.; Fournier, J. D.; Franco, S.; Frasca, S.; Frasconi, F.; Frede, M.; Frei, M.; Frei, Z.; Freise, A.; Frey, R.; Fricke, T.  . T.; Fritschel, P.; Frolov, V.  . V.; Fujimoto, M. K.; Fulda, P.; Fyffe, M.; Gair, J.; Gammaitoni, L.; Garcia, J.; Garufi, F.; Gehrels, N.; Gemme, G.; Genin, E.; Gennai, A.; Gergely, L.; Ghosh, S.; Giaime, J.  . A.; Giampanis, S.; Giardina, K.  . D.; Giazotto, A.; Gil Casanova, S.; Gill, C.; Gleason, J.; Goetz, E.; Goetz, R.; Gondan, L.; González, G.; Gordon, N.; Gorodetsky, M.  . L.; Gossan, S.; Goßler, S.; Gouaty, R.; Graef, C.; Graff, P.  . B.; Granata, M.; Grant, A.; Gras, S.; Gray, C.; Greenhalgh, R.  . J.  . S.; Gretarsson, A.  . M.; Griffo, C.; Groot, P.; Grote, H.; Grover, K.; Grunewald, S.; Guidi, G.  . M.; Guido, C.; Gushwa, K.  . E.; Gustafson, E.  . K.; Gustafson, R.; Hall, B.; Hall, E.; Hammer, D.; Hammond, G.; Hanke, M.; Hanks, J.; Hanna, C.; Hanson, J.; Harms, J.; Harry, G.  . M.; Harry, I.  . W.; Harstad, E.  . D.; Hartman, M.  . T.; Haughian, K.; Hayama, K.; Heefner, J.; Heidmann, A.; Heintze, M.; Heitmann, H.; Hello, P.; Hemming, G.; Hendry, M.; Heng, I.  . S.; Heptonstall, A.  . W.; Heurs, M.; Hild, S.; Hoak, D.; Hodge, K.  . 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.  . Z.; Kowalska, I.; Kozak, D.; Kremin, A.; Kringel, V.; Królak, A.; Kucharczyk, C.; Kudla, S.; Kuehn, G.; Kumar, A.; Kumar, P.; Kumar, R.; Kurdyumov, R.; Kwee, P.; Landry, M.; Lantz, B.; Larson, S.; Lasky, P.  . D.; Lawrie, C.; Lazzarini, A.; Le Roux, A.; Leaci, P.; Lebigot, E.  . O.; Lee, C. H.; Lee, H.  . K.; Lee, H.  . M.; Lee, J.; Lee, J.; Leonardi, M.; Leong, J.  . R.; Leroy, N.; Letendre, N.; Levine, B.; Lewis, J.  . B.; Lhuillier, V.; T.  . G.  . F., Li; Lin, A.  . C.; Littenberg, T.  . B.; Litvine, V.; Liu, F.; Liu, H.; Liu, Y.; Liu, Z.; Lloyd, D.; Lockerbie, N.  . A.; Lockett, V.; Lodhia, D.; Loew, K.; Logue, J.; Lombardi, A.  . L.; Lorenzini, M.; Loriette, V.; Lormand, M.; Losurdo, G.; Lough, J.; Luan, J.; Lubinski, M.  . J.; Lück, H.; Lundgren, A.  . P.; Macarthur, J.; Macdonald, E.; Machenschalk, B.; Macinnis, M.; Macleod, D.  . M.; Magana Sandoval, F.; Mageswaran, M.; Mailand, K.; Majorana, E.; Maksimovic, I.; Malvezzi, V.; Man, N.; Manca, G.  . M.; Mandel, I.; Mandic, V.; Mangano, V.; Mantovani, M.; Marchesoni, F.; Marion, F.; Márka, S.; Márka, Z.; Markosyan, A.; Maros, E.; Marque, J.; Martelli, F.; Martin, I.  . W.; Martin, R.  . M.; Martinelli, L.; Martynov, D.; Marx, J.  . N.; Mason, K.; Masserot, A.; Massinger, T.  . J.; Matichard, F.; Matone, L.; Matzner, R.  . A.; Mavalvala, N.; May, G.; Mazumder, N.; Mazzolo, G.; Mccarthy, R.; Mcclelland, D.  . E.; Mcguire, S.  . C.; Mcintyre, G.; Mciver, J.; Meacher, D.; Meadors, G.  . D.; Mehmet, M.; Meidam, J.; Meier, T.; Melatos, A.; Mendell, G.; Mercer, R.  . A.; Meshkov, S.; Messenger, C.; Meyer, M.  . S.; Miao, H.; Michel, C.; Mikhailov, E.  . E.; Milano, L.; Miller, J.; Minenkov, Y.; Mingarelli, C.  . M.  . F.; Mitra, S.; Mitrofanov, V.  . P.; Mitselmakher, G.; Mittleman, R.; Moe, B.; Mohan, M.; Mohapatra, S.  . R.  . P.; Mokler, F.; Moraru, D.; Moreno, G.; Morgado, N.; Mori, T.; Morriss, S.  . R.; Mossavi, K.; Mours, B.; Mow Lowry, C.  . M.; Mueller, C.  . L.; Mueller, G.; Mukherjee, S.; Mullavey, A.; Munch, J.; Murphy, D.; Murray, P.  . G.; Mytidis, A.; Nagy, M.  . F.; Nanda Kumar, D.; Nardecchia, I.; Nash, T.; Naticchioni, L.; Nayak, R.; Necula, V.; Nelemans, G.; Neri, I.; Neri, M.; Newton, G.; Nguyen, T.; Nishida, E.; Nishizawa, A.; Nitz, A.; Nocera, F.; Nolting, D.; Normandin, M.  . E.; Nuttall, L.  . K.; Ochsner, E.; O’Dell, J.; Oelker, E.; Ogin, G.  . H.; J.  . J., Oh; S.  . H., Oh; Ohme, F.; Oppermann, P.; O’Reilly, B.; Ortega Larcher, W.; O’Shaughnessy, R.; Osthelder, C.; Ott, C.  . D.; Ottaway, D.  . J.; Ottens, R.  . S.; Ou, J.; Overmier, H.; Owen, B.  . J.; Padilla, C.; Pai, A.; Palomba, C.; Pan, Y.; Pankow, C.; Paoletti, F.; Paoletti, R.; Papa, M.  . A.; Paris, H.; Pasqualetti, A.; Passaquieti, R.; Passuello, D.; Pedraza, M.; Peiris, P.; Penn, S.; Perreca, A.; Phelps, M.; Pichot, M.; Pickenpack, M.; Piergiovanni, F.; Pierro, V.; Pinard, L.; Pindor, B.; Pinto, I.  . M.; Pitkin, M.; Poeld, J.; Poggiani, R.; Poole, V.; Poux, C.; Predoi, V.; Prestegard, T.; Price, L.  . R.; Prijatelj, M.; Principe, M.; Privitera, S.; Prix, R.; Prodi, G.  . A.; Prokhorov, L.; Puncken, O.; Punturo, M.; Puppo, P.; Quetschke, V.; Quintero, E.; Quitzow James, R.; Raab, F.  . J.; Rabeling, D.  . S.; Rácz, I.; Radkins, H.; Raffai, P.; Raja, S.; Rajalakshmi, G.; Rakhmanov, M.; Ramet, C.; Rapagnani, P.; Raymond, V.; Re, V.; Reed, C.  . M.; Reed, T.; Regimbau, T.; Reid, S.; Reitze, D.  . H.; Ricci, F.; Riesen, R.; Riles, K.; Robertson, N.  . A.; Robinet, F.; Rocchi, A.; Roddy, S.; Rodriguez, C.; Rodruck, M.; Roever, C.; Rolland, L.; Rollins, J.  . G.; Romano, Rocco; Romanov, G.; Romie, J.  . H.; Rosińska, D.; Rowan, S.; Rüdiger, A.; Ruggi, P.; Ryan, K.; Salemi, F.; Sammut, L.; Sandberg, V.; Sanders, J.; Sannibale, V.; Santiago Prieto, I.; Saracco, E.; Sassolas, B.; Sathyaprakash, B.  . S.; Saulson, P.  . R.; Savage, R.; Schilling, R.; Schnabel, R.; Schofield, R.  . M.  . S.; Schreiber, E.; Schuette, D.; Schulz, B.; Schutz, B.  . F.; Schwinberg, P.; Scott, J.; Scott, S.  . M.; Seifert, F.; Sellers, D.; Sengupta, A.  . S.; Sentenac, D.; Sergeev, A.; Shaddock, D.; Shah, S.; Shahriar, M.  . S.; Shaltev, M.; Shapiro, B.; Shawhan, P.; Shoemaker, D.  . H.; Sidery, T.  . L.; Siellez, K.; Siemens, X.; Sigg, D.; Simakov, D.; Singer, A.; Singer, L.; Sintes, A.  . M.; Skelton, G.  . R.; Slagmolen, B.  . J.  . J.; Slutsky, J.; Smith, J.  . R.; Smith, M.  . R.; Smith, R.  . J.  . E.; Smith Lefebvre, N.  . D.; Soden, K.; Son, E.  . J.; Sorazu, B.; Souradeep, T.; Sperandio, L.; Staley, A.; Steinert, E.; Steinlechner, J.; Steinlechner, S.; Steplewski, S.; Stevens, D.; Stochino, A.; Stone, R.; Strain, K.  . A.; Straniero, N.; Strigin, S.; Stroeer, A.  . S.; Sturani, R.; Stuver, A.  . L.; Summerscales, T.  . Z.; Susmithan, S.; Sutton, P.  . J.; Swinkels, B.; Szeifert, G.; Tacca, M.; Talukder, D.; Tang, L.; Tanner, D.  . B.; Tarabrin, S.  . P.; Taylor, R.; ter Braack, A.  . P.  . M.; Thirugnanasambandam, M.  . P.; Thomas, M.; Thomas, P.; Thorne, K.  . A.; Thorne, K.  . S.; Thrane, E.; Tiwari, V.; Tokmakov, K.  . V.; Tomlinson, C.; Toncelli, A.; Tonelli, M.; Torre, O.; Torres, C.  . V.; Torrie, C.  . I.; Travasso, F.; Traylor, G.; Tse, M.; Ugolini, D.; Unnikrishnan, C.  . S.; Vahlbruch, H.; Vajente, G.; Vallisneri, M.; van den Brand, J.  . F.  . J.; Van Den Broeck, C.; van der Putten, S.; van der Sluys, M.  . V.; van Heijningen, J.; van Veggel, A.  . A.; Vass, S.; Vasúth, M.; Vaulin, R.; Vecchio, A.; Vedovato, G.; Veitch, J.; Veitch, P.  . J.; Venkateswara, K.; Verkindt, D.; Verma, S.; Vetrano, F.; Viceré, A.; Vincent Finley, R.; Vinet, J. Y.; Vitale, S.; Vlcek, B.; Vo, T.; Vocca, H.; Vorvick, C.; Vousden, W.  . D.; Vrinceanu, D.; Vyachanin, S.  . P.; Wade, A.; Wade, L.; Wade, M.; Waldman, S.  . J.; Walker, M.; Wallace, L.; Wan, Y.; Wang, J.; Wang, M.; Wang, X.; Wanner, A.; Ward, R.  . L.; Was, M.; Weaver, B.; Wei, L. W.; Weinert, M.; Weinstein, A.  . J.; Weiss, R.; Welborn, T.; Wen, L.; Wessels, P.; West, M.; Westphal, T.; Wette, K.; Whelan, J.  . T.; Whitcomb, S.  . E.; White, D.  . J.; Whiting, B.  . F.; Wibowo, S.; Wiesner, K.; Wilkinson, C.; Williams, L.; Williams, R.; Williams, T.; Willis, J.  . L.; Willke, B.; Wimmer, M.; Winkelmann, L.; Winkler, W.; Wipf, C.  . C.; Wittel, H.; Woan, G.; Worden, J.; Yablon, J.; Yakushin, I.; Yamamoto, H.; Yancey, C.  . C.; Yang, H.; Yeaton Massey, D.; Yoshida, S.; Yum, H.; Yvert, M.; Zadrożny, A.; Zanolin, M.; Zendri, J. P.; Zhang, F.; Zhang, L.; Zhao, C.; Zhu, H.; Zhu, X.  . J.; Zotov, N.; Zucker, M.  . E.; Zweizig, J.

doi:10.1103/PhysRevLett.112.131101

Cosmic strings can give rise to a large variety of interesting astrophysical phenomena. Among them, powerful bursts of gravitational waves (GWs) produced by cusps are a promising observational signature. In this Letter we present a search for GWs from cosmic string cusps in data collected by the LIGO and Virgo gravitational wave detectors between 2005 and 2010, with over 625 days of live time. We find no evidence of GW signals from cosmic strings. From this result, we derive new constraints on cosmic string parameters, which complement and improve existing limits from previous searches for a stochastic background of GWs from cosmic microwave background measurements and pulsar timing data. In particular, if the size of loops is given by the gravitational backreaction scale, we place upper limits on the string tension Gμ below 10−8 in some regions of the cosmic string parameter space.