Abstract KAGRA is a newly built gravitational-wave telescope, a laser interferometer comprising arms with a length of 3 km, located in Kamioka, Gifu, Japan. KAGRA was constructed under the ground and it is operated using cryogenic mirrors that help in reducing the seismic and thermal noise. Both technologies are expected to provide directions for the future of gravitational-wave telescopes. In 2019, KAGRA finished all installations with the designed configuration, which we call the baseline KAGRA. For this occasion, we present an overview of the baseline KAGRA from various viewpoints in a series of articles. In this article, we introduce the design configurations of KAGRA with its historical background.

Abstract The Deci-hertz Interferometer Gravitational Wave Observatory (DECIGO) is a future Japanese space mission with a frequency band of 0.1 Hz to 10 Hz. DECIGO aims at the detection of primordial gravitational waves, which could have been produced during the inflationary period right after the birth of the Universe. There are many other scientific objectives of DECIGO, including the direct measurement of the acceleration of the expansion of the Universe, and reliable and accurate predictions of the timing and locations of neutron star/black hole binary coalescences. DECIGO consists of four clusters of observatories placed in heliocentric orbit. Each cluster consists of three spacecraft, which form three Fabry–Pérot Michelson interferometers with an arm length of 1000 km. Three DECIGO clusters will be placed far from each other, and the fourth will be placed in the same position as one of the other three to obtain correlation signals for the detection of primordial gravitational waves. We plan to launch B-DECIGO, which is a scientific pathfinder for DECIGO, before DECIGO in the 2030s to demonstrate the technologies required for DECIGO, as well as to obtain fruitful scientific results to further expand multi-messenger astronomy.

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.