Around the globe several observatories are seeking the first direct detection of gravitational waves (GWs). These waves are predicted by Einstein's General Theory of Relativity [Einstein, A., Annalen der Physik 49, 769-822 (1916)] and are generated e.g. by black-hole binary systems [Sathyaprakash, B. S. and Schutz, B. F., Living Rev. Relativity 12, 2 (2009)]. Current GW detectors are Michelson-type kilometer-scale laser interferometers measuring the distance changes between in vacuum suspended mirrors. The sensitivity of these detectors at frequencies above several hundred hertz is limited by the vacuum (zero-point) fluctuations of the electromagnetic field. A quantum technology - the injection of squeezed light [Caves, C. M., Phys. Rev. D 23, 1693-1708 (1981)] - offers a solution to this problem. Here we demonstrate the squeezed-light enhancement of GEO600, which will be the GW observatory operated by the LIGO Scientific Collaboration in its search for GWs for the next 3-4 years. GEO600 now operates with its best ever sensitivity, which proves the usefulness of quantum entanglement and the qualification of squeezed light as a key technology for future GW astronomy.

The Advanced LIGO and Advanced Virgo gravitational wave (GW) detectors will begin operation in the coming years, with compact binary coalescence events a likely source for the first detections. The gravitational waveforms emitted directly encode information about the sources, including the masses and spins of the compact objects. Recovering the physical parameters of the sources from the GW observations is a key analysis task. This work describes the LALInference software library for Bayesian parameter estimation of compact binary signals, which builds on several previous methods to provide a well-tested toolkit which has already been used for several studies. We show that our implementation is able to correctly recover the parameters of compact binary signals from simulated data from the advanced GW detectors. We demonstrate this with a detailed comparison on three compact binary systems: a binary neutron star, a neutron star black hole binary and a binary black hole, where we show a cross-comparison of results obtained using three independent sampling algorithms. These systems were analysed with non-spinning, aligned spin and generic spin configurations respectively, showing that consistent results can be obtained even with the full 15-dimensional parameter space of the generic spin configurations. We also demonstrate statistically that the Bayesian credible intervals we recover correspond to frequentist confidence intervals under correct prior assumptions by analysing a set of 100 signals drawn from the prior. We discuss the computational cost of these algorithms, and describe the general and problem-specific sampling techniques we have used to improve the efficiency of sampling the compact binary coalescence parameter space.

The Open Science Grid (OSG) provides a distributed facility where the Consortium members provide guaranteed and opportunistic access to shared computing and storage resources. OSG provides support for and evolution of the infrastructure through activities that cover operations, security, software, troubleshooting, addition of new capabilities, and support for existing and engagement with new communities. The OSG SciDAC-2 project provides specific activities to manage and evolve the distributed infrastructure and support it's use. The innovative aspects of the project are the maintenance and performance of a collaborative (shared & common) petascale national facility over tens of autonomous computing sites, for many hundreds of users, transferring terabytes of data a day, executing tens of thousands of jobs a day, and providing robust and usable resources for scientific groups of all types and sizes. More information can be found at the OSG web site: www.opensciencegrid.org.

A gravitational-wave (GW) transient was identified in data recorded by the Advanced Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory (LIGO) detectors on 2015 September 14. The event, initially designated G184098 and later given the name GW150914, is described in detail elsewhere. By prior arrangement, preliminary estimates of the time, significance, and sky location of the event were shared with 63 teams of observers covering radio, optical, near-infrared, X-ray, and gamma-ray wavelengths with ground- and space-based facilities. In this Letter we describe the low-latency analysis of the GW data and present the sky localization of the first observed compact binary merger. We summarize the follow-up observations reported by 25 teams via private Gamma-ray Coordinates Network circulars, giving an overview of the participating facilities, the GW sky localization coverage, the timeline and depth of the observations. As this event turned out to be a binary black hole merger, there is little expectation of a detectable electromagnetic (EM) signature. Nevertheless, this first broadband campaign to search for a counterpart of an Advanced LIGO source represents a milestone and highlights the broad capabilities of the transient astronomy community and the observing strategies that have been developed to pursue neutron star binary merger events. Detailed investigations of the EM data and results of the EM follow-up campaign are being disseminated in papers by the individual teams.

We describe a stream-based analysis pipeline to detect gravitational waves from the merger of binary neutron stars, binary black holes, and neutron-star--black-hole binaries within $\ensuremath{\sim}1$ min of the arrival of the merger signal at Earth. Such low-latency detection is crucial for the prompt response by electromagnetic facilities in order to observe any fading electromagnetic counterparts that might be produced by mergers involving at least one neutron star. Even for systems expected not to produce counterparts, low-latency analysis of the data is useful for deciding when not to point telescopes, and as feedback to observatory operations. Analysts using this pipeline were the first to identify GW151226, the second gravitational-wave event ever detected. The pipeline also operates in an offline mode, in which it incorporates more refined information about data quality and employs acausal methods that are inapplicable to the online mode. The pipeline's offline mode was used in the detection of the first two gravitational-wave events, GW150914 and GW151226, as well as the identification of a third candidate, LVT151012.

Abstract Gravitational lensing by massive objects along the line of sight to the source causes distortions to gravitational wave (GW) signals; such distortions may reveal information about fundamental physics, cosmology, and astrophysics. In this work, we have extended the search for lensing signatures to all binary black hole events from the third observing run of the LIGO-Virgo network. We search for repeated signals from strong lensing by (1) performing targeted searches for subthreshold signals, (2) calculating the degree of overlap among the intrinsic parameters and sky location of pairs of signals, (3) comparing the similarities of the spectrograms among pairs of signals, and (4) performing dual-signal Bayesian analysis that takes into account selection effects and astrophysical knowledge. We also search for distortions to the gravitational waveform caused by (1) frequency-independent phase shifts in strongly lensed images, and (2) frequency-dependent modulation of the amplitude and phase due to point masses. None of these searches yields significant evidence for lensing. Finally, we use the nondetection of GW lensing to constrain the lensing rate based on the latest merger-rate estimates and the fraction of dark matter composed of compact objects.