Методы обнаружения стохастических гравитационно-волновых фонов: унифицированный подход

Мы рассматриваем методы обнаружения, которые в настоящее время применяются или были предложены для поиска стохастического фона гравитационного излучения. Мы анализируем как байесовские, так и частотные методы поиска с использованием наземных и космических лазерных интерферометров, доплеровского слежения за космическими аппаратами и массивов синхронизации пульсаров; при этом допускаются анизотропия, негауссовость и нестандартные состояния поляризации. Основное внимание уделяется актуальным вопросам анализа данных, а не конкретным астрофизическим источникам или источникам в ранней Вселенной, которые могут порождать такие фоны. Мы предлагаем унифицированное описание этих методов поиска на уровне функций отклика детектора, кривых чувствительности обнаружения и, в более общем случае, функции правдоподобия, поскольку именно выбор моделей сигнала и шума, а также априорных распределений вероятностей фактически определяет метод поиска. По возможности приводятся наглядные примеры для сопоставления и противопоставления различных подходов. Мы стремились сделать статью максимально самодостаточной и всеобъемлющей, ориентируя ее на аспирантов и начинающих исследователей, планирующих работать в этой области.