Intermediate-mass black holes (IMBHs) span the approximate mass range 100-105 M· , between black holes (BHs) that formed by stellar collapse and the supermassive BHs at the centers of galaxies. Mergers of IMBH binaries are the most energetic gravitational-wave sources accessible by the terrestrial detector network. Searches of the first two observing runs of Advanced LIGO and Advanced Virgo did not yield any significant IMBH binary signals. In the third observing run (O3), the increased network sensitivity enabled the detection of GW190521, a signal consistent with a binary merger of mass ∼150 M· providing direct evidence of IMBH formation. Here, we report on a dedicated search of O3 data for further IMBH binary mergers, combining both modeled (matched filter) and model-independent search methods. We find some marginal candidates, but none are sufficiently significant to indicate detection of further IMBH mergers. We quantify the sensitivity of the individual search methods and of the combined search using a suite of IMBH binary signals obtained via numerical relativity, including the effects of spins misaligned with the binary orbital axis, and present the resulting upper limits on astrophysical merger rates. Our most stringent limit is for equal mass and aligned spin BH binary of total mass 200 M· and effective aligned spin 0.8 at 0.056 Gpc-3 yr-1 (90% confidence), a factor of 3.5 more constraining than previous LIGO-Virgo limits. We also update the estimated rate of mergers similar to GW190521 to 0.08 Gpc-3 yr-1.

Search for intermediate-mass black hole binaries in the third observing run of Advanced LIGO and Advanced Virgo / R. Abbott, T.D. Abbott, F. Acernese, K. Ackley, C. Adams, N. Adhikari, R.X. Adhikari, V.B. Adya, C. Affeldt, D. Agarwal, M. Agathos, K. Agatsuma, N. Aggarwal, O.D. Aguiar, L. Aiello, A. Ain, P. Ajith, T. Akutsu, S. Albanesi, A. Allocca, P.A. Altin, A. Amato, C. Anand, S. Anand, A. Ananyeva, S.B. Anderson, W.G. Anderson, M. Ando, T. Andrade, N. Andres, T. Andric, S.V. Angelova, S. Ansoldi, J.M. Antelis, S. Antier, S. Appert, K. Arai, K. Arai, Y. Arai, S. Araki, A. Araya, M.C. Araya, J.S. Areeda, M. Arene, N. Aritomi, N. Arnaud, S.M. Aronson, K.G. Arun, H. Asada, Y. Asali, G. Ashton, Y. Aso, M. Assiduo, S.M. Aston, P. Astone, F. Aubin, C. Austin, S. Babak, F. Badaracco, M.K.M. Bader, C. Badger, S. Bae, Y. Bae, A.M. Baer, S. Bagnasco, Y. Bai, L. Baiotti, J. Baird, R. Bajpai, M. Ball, G. Ballardin, S.W. Ballmer, A. Balsamo, G. Baltus, S. Banagiri, D. Bankar, J.C. Barayoga, C. Barbieri, B.C. Barish, D. Barker, P. Barneo, F. Barone, B. Barr, L. Barsotti, M. Barsuglia, D. Barta, J. Bartlett, M.A. Barton, I. Bartos, R. Bassiri, A. Basti, M. Bawaj, J.C. Bayley, A.C. Baylor, M. Bazzan, B. Becsy, V.M. Bedakihale, M. Bejger, I. Belahcene, V. Benedetto, D. Beniwal, T.F. Bennett, J.D. Bentley, M. Benyaala, F. Bergamin, B.K. Berger, S. Bernuzzi, C.P.L. Berry, D. Bersanetti, A. Bertolini, J. Betzwieser, D. Beveridge, R. Bhandare, U. Bhardwaj, D. Bhattacharjee, S. Bhaumik, I.A. Bilenko, G. Billingsley, S. Bini, R. Birney, O. Birnholtz, S. Biscans, M. Bischi, S. Biscoveanu, A. Bisht, B. Biswas, M. Bitossi, M.-. Bizouard, J.K. Blackburn, C.D. Blair, D.G. Blair, R.M. Blair, F. Bobba, N. Bode, M. Boer, G. Bogaert, M. Boldrini, L.D. Bonavena, F. Bondu, E. Bonilla, R. Bonnand, P. Booker, B.A. Boom, R. Bork, V. Boschi, N. Bose, S. Bose, V. Bossilkov, V. Boudart, Y. Bouffanais, A. Bozzi, C. Bradaschia, P.R. Brady, A. Bramley, A. Branch, M. Branchesi, J.E. Brau, M. Breschi, T. Briant, J.H. Briggs, A. Brillet, M. Brinkmann, P. Brockill, A.F. Brooks, J. Brooks, D.D. Brown, S. Brunett, G. Bruno, R. Bruntz, J. Bryant, T. Bulik, H.J. Bulten, A. Buonanno, R. Buscicchio, D. Buskulic, C. Buy, R.L. Byer, L. Cadonati, G. Cagnoli, C. Cahillane, J. Calderon Bustillo, J.D. Callaghan, T.A. Callister, E. Calloni, J. Cameron, J.B. Camp, M. Canepa, S. Canevarolo, M. Cannavacciuolo, K.C. Cannon, H. Cao, Z. Cao, E. Capocasa, E. Capote, G. Carapella, F. Carbognani, J.B. Carlin, M.F. Carney, M. Carpinelli, G. Carrillo, G. Carullo, T.L. Carver, J. Casanueva Diaz, C. Casentini, G. Castaldi, S. Caudill, M. Cavaglia, F. Cavalier, R. Cavalieri, M. Ceasar, G. Cella, P. Cerda-Duran, E. Cesarini, W. Chaibi, K. Chakravarti, S. Chalathadka Subrahmanya, E. Champion, C.-. Chan, C. Chan, C.L. Chan, K. Chan, M. Chan, K. Chandra, P. Chanial, S. Chao, P. Charlton, E.A. Chase, E. Chassande-Mottin, C. Chatterjee, D. Chatterjee, D. Chatterjee, M. Chaturvedi, S. Chaty, K. Chatziioannou, C. Chen, H.Y. Chen, J. Chen, K. Chen, X. Chen, Y.-. Chen, Y.-. Chen, Z. Chen, H. Cheng, C.K. Cheong, H.Y. Cheung, H.Y. Chia, F. Chiadini, C.-. Chiang, G. Chiarini, R. Chierici, A. Chincarini, M.L. Chiofalo, A. Chiummo, G. Cho, H.S. Cho, R.K. Choudhary, S. Choudhary, N. Christensen, H. Chu, Q. Chu, Y.-. Chu, S. Chua, K.W. Chung, G. Ciani, P. Ciecielag, M. Cieslar, M. Cifaldi, A.A. Ciobanu, R. Ciolfi, F. Cipriano, A. Cirone, F. Clara, E.N. Clark, J.A. Clark, L. Clarke, P. Clearwater, S. Clesse, F. Cleva, E. Coccia, E. Codazzo, P.-. Cohadon, D.E. Cohen, L. Cohen, M. Colleoni, C.G. Collette, A. Colombo, M. Colpi, C.M. Compton, M. Constancio, L. Conti, S.J. Cooper, P. Corban, T.R. Corbitt, I. Cordero-Carrion, S. Corezzi, K.R. Corley, N. Cornish, D. Corre, A. Corsi, S. Cortese, C.A. Costa, R. Cotesta, M.W. Coughlin, J.-. Coulon, S.T. Countryman, B. Cousins, P. Couvares, D.M. Coward, M.J. Cowart, D.C. Coyne, R. Coyne, J.D.E. Creighton, T.D. Creighton, A.W. Criswell, M. Croquette, S.G. Crowder, J.R. Cudell, T.J. Cullen, A. Cumming, R. Cummings, L. Cunningham, E. Cuoco, M. Curylo, P. Dabadie, T. Dal Canton, S. Dall'Osso, G. Dalya, A. Dana, L.M. Daneshgaran Bajastani, B. D'Angelo, S. Danilishin, S. D'Antonio, K. Danzmann, C. Darsow-Fromm, A. Dasgupta, L.E.H. Datrier, S. Datta, V. Dattilo, I. Dave, M. Davier, G.S. Davies, D. Davis, M.C. Davis, E.J. Daw, R. Dean, D. Debra, M. Deenadayalan, J. Degallaix, M. De Laurentis, S. Deleglise, V. Del Favero, F. De Lillo, N. De Lillo, W. Del Pozzo, L.M. De Marchi, F. De Matteis, V. D'Emilio, N. Demos, T. Dent, A. Depasse, R. De Pietri, R. De Rosa, C. De Rossi, R. De Salvo, R. De Simone, S. Dhurandhar, M.C. Diaz, M. Diaz-Ortiz, N.A. Didio, T. Dietrich, L. Di Fiore, C. Di Fronzo, C. Di Giorgio, F. Di Giovanni, M. Di Giovanni, T. Di Girolamo, A. Di Lieto, B. Ding, S. Di Pace, I. Di Palma, F. Di Renzo, A.K. Divakarla, A. Dmitriev, Z. Doctor, L. D'Onofrio, F. Donovan, K.L. Dooley, S. Doravari, I. Dorrington, M. Drago, J.C. Driggers, Y. Drori, J.-. Ducoin, P. Dupej, O. Durante, D. D'Urso, P.-. Duverne, S.E. Dwyer, C. Eassa, P.J. Easter, M. Ebersold, T. Eckhardt, G. Eddolls, B. Edelman, T.B. Edo, O. Edy, A. Effler, S. Eguchi, J. Eichholz, S.S. Eikenberry, M. Eisenmann, R.A. Eisenstein, A. Ejlli, E. Engelby, Y. Enomoto, L. Errico, R. Essick, H. Estelles, D. Estevez, Z. Etienne, T. Etzel, M. Evans, T.M. Evans, B.E. Ewing, V. Fafone, H. Fair, S. Fairhurst, A.M. Farah, S. Farinon, B. Farr, W.M. Farr, N.W. Farrow, E.J. Fauchon-Jones, G. Favaro, M. Favata, M. Fays, M. Fazio, J. Feicht, M.M. Fejer, E. Fenyvesi, D.L. Ferguson, A. Fernandez-Galiana, I. Ferrante, T.A. Ferreira, F. Fidecaro, P. Figura, I. Fiori, M. Fishbach, R.P. Fisher, R. Fittipaldi, V. Fiumara, R. Flaminio, E. Floden, H. Fong, J.A. Font, B. Fornal, P.W.F. Forsyth, A. Franke, S. Frasca, F. Frasconi, C. Frederick, J.P. Freed, Z. Frei, A. Freise, R. Frey, P. Fritschel, V.V. Frolov, G.G. Fronze, Y. Fujii, Y. Fujikawa, M. Fukunaga, M. Fukushima, P. Fulda, M. Fyffe, H.A. Gabbard, B.U. Gadre, J.R. Gair, J. Gais, S. Galaudage, R. Gamba, D. Ganapathy, A. Ganguly, D. Gao, S.G. Gaonkar, B. Garaventa, C. Garcia-Nunez, C. Garcia-Quiros, F. Garufi, B. Gateley, S. Gaudio, V. Gayathri, G.-. Ge, G. Gemme, A. Gennai, J. George, O. Gerberding, L. Gergely, P. Gewecke, S. Ghonge, A. Ghosh, A. Ghosh, S. Ghosh, S. Ghosh, B. Giacomazzo, L. Giacoppo, J.A. Giaime, K.D. Giardina, D.R. Gibson, C. Gier, M. Giesler, P. Giri, F. Gissi, J. Glanzer, A.E. Gleckl, P. Godwin, E. Goetz, R. Goetz, N. Gohlke, B. Goncharov, G. Gonzalez, A. Gopakumar, M. Gosselin, R. Gouaty, D.W. Gould, B. Grace, A. Grado, M. Granata, V. Granata, A. Grant, S. Gras, P. Grassia, C. Gray, R. Gray, G. Greco, A.C. Green, R. Green, A.M. Gretarsson, E.M. Gretarsson, D. Griffith, W. Griffiths, H.L. Griggs, G. Grignani, A. Grimaldi, S.J. Grimm, H. Grote, S. Grunewald, P. Gruning, D. Guerra, G.M. Guidi, A.R. Guimaraes, G. Guixe, H.K. Gulati, H.-. Guo, Y. Guo, A. Gupta, A. Gupta, P. Gupta, E.K. Gustafson, R. Gustafson, F. Guzman, S. Ha, L. Haegel, A. Hagiwara, S. Haino, O. Halim, E.D. Hall, E.Z. Hamilton, G. Hammond, W.-. Han, M. Haney, J. Hanks, C. Hanna, M.D. Hannam, O. Hannuksela, H. Hansen, T.J. Hansen, J. Hanson, T. Harder, T. Hardwick, K. Haris, J. Harms, G.M. Harry, I.W. Harry, D. Hartwig, K. Hasegawa, B. Haskell, R.K. Hasskew, C.-. Haster, K. Hattori, K. Haughian, H. Hayakawa, K. Hayama, F.J. Hayes, J. Healy, A. Heidmann, A. Heidt, M.C. Heintze, J. Heinze, J. Heinzel, H. Heitmann, F. Hellman, P. Hello, A.F. Helmling-Cornell, G. Hemming, M. Hendry, I.S. Heng, E. Hennes, J. Hennig, M.H. Hennig, A.G. Hernandez, F. Hernandez Vivanco, M. Heurs, S. Hild, P. Hill, Y. Himemoto, A.S. Hines, Y. Hiranuma, N. Hirata, E. Hirose, S. Hochheim, D. Hofman, J.N. Hohmann, D.G. Holcomb, N.A. Holland, I.J. Hollows, Z.J. Holmes, K. Holt, D.E. Holz, Z. Hong, P. Hopkins, J. Hough, S. Hourihane, E.J. Howell, C.G. Hoy, D. Hoyland, A. Hreibi, B.-. Hsieh, Y. Hsu, G.-. Huang, H.-. Huang, P. Huang, Y.-. Huang, Y.-. Huang, Y. Huang, M.T. Hubner, A.D. Huddart, B. Hughey, D.C.Y. Hui, V. Hui, S. Husa, S.H. Huttner, R. Huxford, T. Huynh-Dinh, S. Ide, B. Idzkowski, A. Iess, B. Ikenoue, S. Imam, K. Inayoshi, C. Ingram, Y. Inoue, K. Ioka, M. Isi, K. Isleif, K. Ito, Y. Itoh, B.R. Iyer, K. Izumi, V. Jaberian Hamedan, T. Jacqmin, S.J. Jadhav, S.P. Jadhav, A.L. James, A.Z. Jan, K. Jani, J. Janquart, K. Janssens, N.N. Janthalur, P. Jaranowski, D. Jariwala, R. Jaume, A.C. Jenkins, K. Jenner, C. Jeon, M. Jeunon, W. Jia, H.-. Jin, G.R. Johns, A.W. Jones, D.I. Jones, J.D. Jones, P. Jones, R. Jones, R.J.G. Jonker, L. Ju, P. Jung, K. Jung, J. Junker, V. Juste, K. Kaihotsu, T. Kajita, M. Kakizaki, C.V. Kalaghatgi, V. Kalogera, B. Kamai, M. Kamiizumi, N. Kanda, S. Kandhasamy, G. Kang, J.B. Kanner, Y. Kao, S.J. Kapadia, D.P. Kapasi, S. Karat, C. Karathanasis, S. Karki, R. Kashyap, M. Kasprzack, W. Kastaun, S. Katsanevas, E. Katsavounidis, W. Katzman, T. Kaur, K. Kawabe, K. Kawaguchi, N. Kawai, T. Kawasaki, F. Kefelian, D. Keitel, J.S. Key, S. Khadka, F.Y. Khalili, S. Khan, E.A. Khazanov, N. Khetan, M. Khursheed, N. Kijbunchoo, C. Kim, J.C. Kim, J. Kim, K. Kim, W.S. Kim, Y.-. Kim, C. Kimball, N. Kimura, M. Kinley-Hanlon, R. Kirchhoff, J.S. Kissel, N. Kita, H. Kitazawa, L. Kleybolte, S. Klimenko, A.M. Knee, T.D. Knowles, E. Knyazev, P. Koch, G. Koekoek, Y. Kojima, K. Kokeyama, S. Koley, P. Kolitsidou, M. Kolstein, K. Komori, V. Kondrashov, A.K.H. Kong, A. Kontos, N. Koper, M. Korobko, K. Kotake, M. Kovalam, D.B. Kozak, C. Kozakai, R. Kozu, V. Kringel, N.V. Krishnendu, A. Krolak, G. Kuehn, F. Kuei, P. Kuijer, A. Kumar, P. Kumar, R. Kumar, R. Kumar, J. Kume, K. Kuns, C. Kuo, H.-. Kuo, Y. Kuromiya, S. Kuroyanagi, K. Kusayanagi, S. Kuwahara, K. Kwak, P. Lagabbe, D. Laghi, E. Lalande, T.L. Lam, A. Lamberts, M. Landry, B.B. Lane, R.N. Lang, J. Lange, B. Lantz, I. La Rosa, A. Lartaux-Vollard, P.D. Lasky, M. Laxen, A. Lazzarini, C. Lazzaro, P. Leaci, S. Leavey, Y.K. Lecoeuche, H.K. Lee, H.M. Lee, H.W. Lee, J. Lee, K. Lee, R. Lee, J. Lehmann, A. Lemaitre, M. Leonardi, N. Leroy, N. Letendre, C. Levesque, Y. Levin, J.N. Leviton, K. Leyde, A.K.Y. Li, B. Li, J. Li, K.L. Li, T.G.F. Li, X. Li, C.-. Lin, F.-. Lin, F.-. Lin, H.L. Lin, L.C.-. Lin, F. Linde, S.D. Linker, J.N. Linley, T.B. Littenberg, G.C. Liu, J. Liu, K. Liu, X. Liu, F. Llamas, M. Llorens-Monteagudo, R.K.L. Lo, A. Lockwood, L.T. London, A. Longo, D. Lopez, M. Lopez Portilla, M. Lorenzini, V. Loriette, M. Lormand, G. Losurdo, T.P. Lott, J.D. Lough, C.O. Lousto, G. Lovelace, J.F. Lucaccioni, H. Luck, D. Lumaca, A.P. Lundgren, L.-. Luo, J.E. Lynam, R. Macas, M. Macinnis, D.M. Macleod, I.A.O. Macmillan, A. Macquet, I. Magana Hernandez, C. Magazzu, R.M. Magee, R. Maggiore, M. Magnozzi, S. Mahesh, E. Majorana, C. Makarem, I. Maksimovic, S. Maliakal, A. Malik, N. Man, V. Mandic, V. Mangano, J.L. Mango, G.L. Mansell, M. Manske, M. Mantovani, M. Mapelli, F. Marchesoni, M. Marchio, F. Marion, Z. Mark, S. Marka, Z. Marka, C. Markakis, A.S. Markosyan, A. Markowitz, E. Maros, A. Marquina, S. Marsat, F. Martelli, I.W. Martin, R.M. Martin, M. Martinez, V.A. Martinez, V. Martinez, K. Martinovic, D.V. Martynov, E.J. Marx, H. Masalehdan, K. Mason, E. Massera, A. Masserot, T.J. Massinger, M. Masso-Reid, S. Mastrogiovanni, A. Matas, M. Mateu-Lucena, F. Matichard, M. Matiushechkina, N. Mavalvala, J.J. Mccann, R. Mccarthy, D.E. Mcclelland, P.K. Mcclincy, S. Mccormick, L. Mcculler, G.I. Mcghee, S.C. Mcguire, C. Mcisaac, J. Mciver, T. Mcrae, S.T. Mcwilliams, D. Meacher, M. Mehmet, A.K. Mehta, Q. Meijer, A. Melatos, D.A. Melchor, G. Mendell, A. Menendez-Vazquez, C.S. Menoni, R.A. Mercer, L. Mereni, K. Merfeld, E.L. Merilh, J.D. Merritt, M. Merzougui, S. Meshkov, C. Messenger, C. Messick, P.M. Meyers, F. Meylahn, A. Mhaske, A. Miani, H. Miao, I. Michaloliakos, C. Michel, Y. Michimura, H. Middleton, L. Milano, A.L. Miller, A. Miller, B. Miller, M. Millhouse, J.C. Mills, E. Milotti, O. Minazzoli, Y. Minenkov, N. Mio, L.M. Mir, M. Miravet-Tenes, C. Mishra, T. Mishra, T. Mistry, S. Mitra, V.P. Mitrofanov, G. Mitselmakher, R. Mittleman, O. Miyakawa, A. Miyamoto, Y. Miyazaki, K. Miyo, S. Miyoki, G. Mo, E. Moguel, K. Mogushi, S.R.P. Mohapatra, S.R. Mohite, I. Molina, M. Molina-Ruiz, M. Mondin, M. Montani, C.J. Moore, D. Moraru, F. Morawski, A. More, C. Moreno, G. Moreno, Y. Mori, S. Morisaki, Y. Moriwaki, B. Mours, C.M. Mow-Lowry, S. Mozzon, F. Muciaccia, A. Mukherjee, D. Mukherjee, S. Mukherjee, S. Mukherjee, S. Mukherjee, N. Mukund, A. Mullavey, J. Munch, E.A. Muniz, P.G. Murray, R. Musenich, S. Muusse, S.L. Nadji, K. Nagano, S. Nagano, A. Nagar, K. Nakamura, H. Nakano, M. Nakano, R. Nakashima, Y. Nakayama, V. Napolano, I. Nardecchia, T. Narikawa, L. Naticchioni, B. Nayak, R.K. Nayak, R. Negishi, B.F. Neil, J. Neilson, G. Nelemans, T.J.N. Nelson, M. Nery, P. Neubauer, A. Neunzert, K.Y. Ng, S.W.S. Ng, C. Nguyen, P. Nguyen, T. Nguyen, L. Nguyen Quynh, W.-. Ni, S.A. Nichols, A. Nishizawa, S. Nissanke, E. Nitoglia, F. Nocera, M. Norman, C. North, S. Nozaki, L.K. Nuttall, J. Oberling, B.D. O'Brien, Y. Obuchi, J. O'Dell, E. Oelker, W. Ogaki, G. Oganesyan, J.J. Oh, K. Oh, S.H. Oh, M. Ohashi, N. Ohishi, M. Ohkawa, F. Ohme, H. Ohta, M.A. Okada, Y. Okutani, K. Okutomi, C. Olivetto, K. Oohara, C. Ooi, R. Oram, B. O'Reilly, R.G. Ormiston, N.D. Ormsby, L.F. Ortega, R. O'Shaughnessy, E. O'Shea, S. Oshino, S. Ossokine, C. Osthelder, S. Otabe, D.J. Ottaway, H. Overmier, A.E. Pace, G. Pagano, M.A. Page, G. Pagliaroli, A. Pai, S.A. Pai, J.R. Palamos, O. Palashov, C. Palomba, H. Pan, K. Pan, P.K. Panda, H. Pang, P.T.H. Pang, C. Pankow, F. Pannarale, B.C. Pant, F.H. Panther, F. Paoletti, A. Paoli, A. Paolone, A. Parisi, H. Park, J. Park, W. Parker, D. Pascucci, A. Pasqualetti, R. Passaquieti, D. Passuello, M. Patel, M. Pathak, B. Patricelli, A.S. Patron, S. Patrone, S. Paul, E. Payne, M. Pedraza, M. Pegoraro, A. Pele, F.E. Pena Arellano, S. Penn, A. Perego, A. Pereira, T. Pereira, C.J. Perez, C. Perigois, C.C. Perkins, A. Perreca, S. Perries, J. Petermann, D. Petterson, H.P. Pfeiffer, K.A. Pham, K.S. Phukon, O.J. Piccinni, M. Pichot, M. Piendibene, F. Piergiovanni, L. Pierini, V. Pierro, G. Pillant, M. Pillas, F. Pilo, L. Pinard, I.M. Pinto, M. Pinto, K. Piotrzkowski, M. Pirello, M.D. Pitkin, E. Placidi, L. Planas, W. Plastino, C. Pluchar, R. Poggiani, E. Polini, D.Y.T. Pong, S. Ponrathnam, P. Popolizio, E.K. Porter, R. Poulton, J. Powell, M. Pracchia, T. Pradier, A.K. Prajapati, K. Prasai, R. Prasanna, G. Pratten, M. Principe, G.A. Prodi, L. Prokhorov, P. Prosposito, L. Prudenzi, A. Puecher, M. Punturo, F. Puosi, P. Puppo, M. Purrer, H. Qi, V. Quetschke, R. Quitzow-James, F.J. Raab, G. Raaijmakers, H. Radkins, N. Radulesco, P. Raffai, S.X. Rail, S. Raja, C. Rajan, K.E. Ramirez, T.D. Ramirez, A. Ramos-Buades, J. Rana, P. Rapagnani, U.D. Rapol, A. Ray, V. Raymond, N. Raza, M. Razzano, J. Read, L.A. Rees, T. Regimbau, L. Rei, S. Reid, S.W. Reid, D.H. Reitze, P. Relton, A. Renzini, P. Rettegno, M. Rezac, F. Ricci, D. Richards, J.W. Richardson, L. Richardson, G. Riemenschneider, K. Riles, S. Rinaldi, K. Rink, M. Rizzo, N.A. Robertson, R. Robie, F. Robinet, A. Rocchi, S. Rodriguez, L. Rolland, J.G. Rollins, M. Romanelli, R. Romano, C.L. Romel, A. Romero-Rodriguez, I.M. Romero-Shaw, J.H. Romie, S. Ronchini, L. Rosa, C.A. Rose, D. Rosinska, M.P. Ross, S. Rowan, S.J. Rowlinson, S. Roy, S. Roy, S. Roy, D. Rozza, P. Ruggi, K. Ryan, S. Sachdev, T. Sadecki, J. Sadiq, N. Sago, S. Saito, Y. Saito, K. Sakai, Y. Sakai, M. Sakellariadou, Y. Sakuno, O.S. Salafia, L. Salconi, M. Saleem, F. Salemi, A. Samajdar, E.J. Sanchez, J.H. Sanchez, L.E. Sanchez, N. Sanchis-Gual, J.R. Sanders, A. Sanuy, T.R. Saravanan, N. Sarin, B. Sassolas, H. Satari, B.S. Sathyaprakash, S. Sato, T. Sato, O. Sauter, R.L. Savage, T. Sawada, D. Sawant, H.L. Sawant, S. Sayah, D. Schaetzl, M. Scheel, J. Scheuer, M. Schiworski, P. Schmidt, S. Schmidt, R. Schnabel, M. Schneewind, R.M.S. Schofield, A. Schonbeck, B.W. Schulte, B.F. Schutz, E. Schwartz, J. Scott, S.M. Scott, M. Seglar-Arroyo, T. Sekiguchi, Y. Sekiguchi, D. Sellers, A.S. Sengupta, D. Sentenac, E.G. Seo, V. Sequino, A. Sergeev, Y. Setyawati, T. Shaffer, M.S. Shahriar, B. Shams, L. Shao, A. Sharma, P. Sharma, P. Shawhan, N.S. Shcheblanov, S. Shibagaki, M. Shikauchi, R. Shimizu, T. Shimoda, K. Shimode, H. Shinkai, T. Shishido, A. Shoda, D.H. Shoemaker, D.M. Shoemaker, S. Shyamsundar, M. Sieniawska, D. Sigg, L.P. Singer, D. Singh, N. Singh, A. Singha, A.M. Sintes, V. Sipala, V. Skliris, B.J.J. Slagmolen, T.J. Slaven-Blair, J. Smetana, J.R. Smith, R.J.E. Smith, J. Soldateschi, S.N. Somala, K. Somiya, E.J. Son, K. Soni, S. Soni, V. Sordini, F. Sorrentino, N. Sorrentino, H. Sotani, R. Soulard, T. Souradeep, E. Sowell, V. Spagnuolo, A.P. Spencer, M. Spera, R. Srinivasan, A.K. Srivastava, V. Srivastava, K. Staats, C. Stachie, D.A. Steer, J. Steinlechner, S. Steinlechner, D.J. Stops, M. Stover, K.A. Strain, L.C. Strang, G. Stratta, A. Strunk, R. Sturani, A.L. Stuver, S. Sudhagar, V. Sudhir, R. Sugimoto, H.G. Suh, T.Z. Summerscales, H. Sun, L. Sun, S. Sunil, A. Sur, J. Suresh, P.J. Sutton, T. Suzuki, T. Suzuki, B.L. Swinkels, M.J. Szczepanczyk, P. Szewczyk, M. Tacca, H. Vtagoshi, S.C. Tait, H. Takahashi, R. Takahashi, A. Takamori, S. Takano, H. Takeda, M. Takeda, C.J. Talbot, C. Talbot, H. Tanaka, K. Tanaka, K. Tanaka, T. Tanaka, T. Tanaka, A.J. Tanasijczuk, S. Tanioka, D.B. Tanner, D. Tao, L. Tao, E.N. Tapia San Martin, E.N. Tapia San Martin, C. Taranto, J.D. Tasson, S. Telada, R. Tenorio, J.E. Terhune, L. Terkowski, M.P. Thirugnanasambandam, M. Thomas, P. Thomas, J.E. Thompson, S.R. Thondapu, K.A. Thorne, E. Thrane, S. Tiwari, S. Tiwari, V. Tiwari, A.M. Toivonen, K. Toland, A.E. Tolley, T. Tomaru, Y. Tomigami, T. Tomura, M. Tonelli, A. Torres-Forne, C.I. Torrie, I. Tosta E Melo, D. Toyra, A. Trapananti, F. Travasso, G. Traylor, M. Trevor, M.C. Tringali, A. Tripathee, L. Troiano, A. Trovato, L. Trozzo, R.J. Trudeau, D.S. Tsai, K.W. Tsang, T. Tsang, J.-. Tsao, M. Tse, R. Tso, K. Tsubono, S. Tsuchida, L. Tsukada, D. Tsuna, T. Tsutsui, T. Tsuzuki, K. Turbang, M. Turconi, D. Tuyenbayev, A.S. Ubhi, N. Uchikata, T. Uchiyama, R.P. Udall, A. Ueda, T. Uehara, K. Ueno, G. Ueshima, C.S. Unnikrishnan, F. Uraguchi, A.L. Urban, T. Ushiba, A. Utina, H. Vahlbruch, G. Vajente, A. Vajpeyi, G. Valdes, M. Valentini, V. Valsan, N. Van Bakel, M. Van Beuzekom, J.F.J. Van Den Brand, C. Van Den Broeck, D.C. Vander-Hyde, L. Van Der Schaaf, J.V. Van Heijningen, J. Vanosky, M.H.P.M. Van Putten, N. Van Remortel, M. Vardaro, A.F. Vargas, V. Varma, M. Vasuth, A. Vecchio, G. Vedovato, J. Veitch, P.J. Veitch, J. Venneberg, G. Venugopalan, D. Verkindt, P. Verma, Y. Verma, D. Veske, F. Vetrano, A. Vicere, S. Vidyant, A.D. Viets, A. Vijaykumar, V. Villa-Ortega, J.-. Vinet, A. Virtuoso, S. Vitale, T. Vo, H. Vocca, E.R.G. Von Reis, J.S.A. Von Wrangel, C. Vorvick, S.P. Vyatchanin, L.E. Wade, M. Wade, K.J. Wagner, R.C. Walet, M. Walker, G.S. Wallace, L. Wallace, S. Walsh, J. Wang, J.Z. Wang, W.H. Wang, R.L. Ward, J. Warner, M. Was, T. Washimi, N.Y. Washington, J. Watchi, B. Weaver, S.A. Webster, M. Weinert, A.J. Weinstein, R. Weiss, C.M. Weller, F. Wellmann, L. Wen, P. Weaels, K. Wette, J.T. Whelan, D.D. White, B.F. Whiting, C. Whittle, D. Wilken, D. Williams, M.J. Williams, A.R. Williamson, J.L. Willis, B. Willke, D.J. Wilson, W. Winkler, C.C. Wipf, T. Wlodarczyk, G. Woan, J. Woehler, J.K. Wofford, I.C.F. Wong, C. Wu, D.S. Wu, H. Wu, S. Wu, D.M. Wysocki, L. Xiao, W.-. Xu, T. Yamada, H. Yamamoto, K. Yamamoto, K. Yamamoto, T. Yamamoto, K. Yamashita, R. Yamazaki, F.W. Yang, L. Yang, Y. Yang, Y. Yang, Z. Yang, M.J. Yap, D.W. Yeeles, A.B. Yelikar, M. Ying, K. Yokogawa, J. Yokoyama, T. Yokozawa, J. Yoo, T. Yoshioka, H. Yu, H. Yu, H. Yuzurihara, A. Zadrozny, M. Zanolin, S. Zeidler, T. Zelenova, J.-. Zendri, M. Zevin, M. Zhan, H. Zhang, J. Zhang, L. Zhang, T. Zhang, Y. Zhang, C. Zhao, G. Zhao, Y. Zhao, Y. Zhao, R. Zhou, Z. Zhou, X.J. Zhu, Z.-. Zhu, A.B. Zimmerman, M.E. Zucker, J. Zweizig. - In: ASTRONOMY & ASTROPHYSICS. - ISSN 0004-6361. - 659:(2022 Mar 16), pp. A84.1-A84.25. [10.1051/0004-6361/202141452]

Search for intermediate-mass black hole binaries in the third observing run of Advanced LIGO and Advanced Virgo

B. Haskell;
2022

Abstract

Intermediate-mass black holes (IMBHs) span the approximate mass range 100-105 M· , between black holes (BHs) that formed by stellar collapse and the supermassive BHs at the centers of galaxies. Mergers of IMBH binaries are the most energetic gravitational-wave sources accessible by the terrestrial detector network. Searches of the first two observing runs of Advanced LIGO and Advanced Virgo did not yield any significant IMBH binary signals. In the third observing run (O3), the increased network sensitivity enabled the detection of GW190521, a signal consistent with a binary merger of mass ∼150 M· providing direct evidence of IMBH formation. Here, we report on a dedicated search of O3 data for further IMBH binary mergers, combining both modeled (matched filter) and model-independent search methods. We find some marginal candidates, but none are sufficiently significant to indicate detection of further IMBH mergers. We quantify the sensitivity of the individual search methods and of the combined search using a suite of IMBH binary signals obtained via numerical relativity, including the effects of spins misaligned with the binary orbital axis, and present the resulting upper limits on astrophysical merger rates. Our most stringent limit is for equal mass and aligned spin BH binary of total mass 200 M· and effective aligned spin 0.8 at 0.056 Gpc-3 yr-1 (90% confidence), a factor of 3.5 more constraining than previous LIGO-Virgo limits. We also update the estimated rate of mergers similar to GW190521 to 0.08 Gpc-3 yr-1.
Black hole physics; Gravitational waves; Stars: black holes;
Settore PHYS-05/A - Astrofisica, cosmologia e scienza dello spazio
16-mar-2022
Article (author)
File in questo prodotto:
File Dimensione Formato  
aa41452-21.pdf

accesso riservato

Tipologia: Publisher's version/PDF
Dimensione 3.99 MB
Formato Adobe PDF
3.99 MB Adobe PDF   Visualizza/Apri   Richiedi una copia
Pubblicazioni consigliate

I documenti in IRIS sono protetti da copyright e tutti i diritti sono riservati, salvo diversa indicazione.

Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/2434/1109134
Citazioni
  • ???jsp.display-item.citation.pmc??? ND
  • Scopus 47
  • ???jsp.display-item.citation.isi??? 39
social impact