Advanced Virgo is the project to upgrade the Virgo interferometric detector of gravitational waves, with the aim of increasing the number of observable galaxies (and thus the detection rate) by three orders of magnitude. The project is now in an advanced construction phase and the assembly and integration will be completed by the end of 2015. Advanced Virgo will be part of a network with the two Advanced LIGO detectors in the US and GEO HF in Germany, with the goal of contributing to the early detections of gravitational waves and to opening a new observation window on the universe. In this paper we describe the main features of the Advanced Virgo detector and outline the status of the construction.

Large gravitational wave interferometric detectors, like Virgo and LIGO, demonstrated the capability to reach their design sensitivity, but to transform these machines into an effective observational instrument for gravitational wave astronomy a large improvement in sensitivity is required. Advanced detectors in the near future and third-generation observatories in more than one decade will open the possibility to perform gravitational wave astronomical observations from the Earth. An overview of the possible science reaches and the technological progress needed to realize a third-generation observatory are discussed in this paper. The status of the project Einstein Telescope (ET), a design study of a third-generation gravitational wave observatory, will be reported.

This paper presents a complete description of Virgo, the French-Italian gravitational wave detector. The detector, built at Cascina, near Pisa (Italy), is a very large Michelson interferometer, with 3 km-long arms. In this paper, following a presentation of the physics requirements, leading to the specifications for the construction of the detector, a detailed description of all its different elements is given. These include civil engineering infrastructures, a huge ultra-high vacuum (UHV) chamber (about 6000 cubic metres), all of the optical components, including high quality mirrors and their seismic isolating suspensions, all of the electronics required to control the interferometer and for signal detection. The expected performances of these different elements are given, leading to an overall sensitivity curve as a function of the incoming gravitational wave frequency. This description represents the detector as built and used in the first data-taking runs. Improvements in different parts have been and continue to be performed, leading to better sensitivities. These will be detailed in a forthcoming paper.

The advanced interferometer network will herald a new era in observational astronomy. There is a very strong science case to go beyond the advanced detector network and build detectors that operate in a frequency range from 1 Hz-10 kHz, with sensitivity a factor ten better in amplitude. Such detectors will be able to probe a range of topics in nuclear physics, astronomy, cosmology and fundamental physics, providing insights into many unsolved problems in these areas.

We report on a search for gravitational waves from coalescing compact binaries using LIGO and Virgo observations between July 7, 2009 and October 20, 2010. We searched for signals from binaries with total mass between 2 and 25 solar masses; this includes binary neutron stars, binary black holes, and binaries consisting of a black hole and neutron star. The detectors were sensitive to systems up to 40 Mpc distant for binary neutron stars, and further for higher mass systems. No gravitational-wave signals were detected. We report upper limits on the rate of compact binary coalescence as a function of total mass, including the results from previous LIGO and Virgo observations. The cumulative 90%-confidence rate upper limits of the binary coalescence of binary neutron star, neutron star- black hole and binary black hole systems are 1.3 x 10^{-4}, 3.1 x 10^{-5} and 6.4 x 10^{-6} Mpc^{-3}yr^{-1}, respectively. These upper limits are up to a factor 1.4 lower than previously derived limits. We also report on results from a blind injection challenge.