Advanced Virgo Plus for O5 -- Design Report Overview
F. Acernese, A. Agapito, D. Agarwal, I. -L. Ahrend, L. Aiello, A. Ain, S. Albanesi, W. Ali, C. Alléné, A. Allocca, W. Amar, A. Amato, F. Amicucci, C. Amra, M. Andia, T. Andrić, S. Ansoldi, S. Antier, E. Z. Appavuravther, M. Arca Sedda, F. Arciprete, F. Armato, N. Arnaud, L. Asprea, M. Assiduo, S. Assis de Souza Melo, P. Astone, F. Attadio, F. Aubin, G. Avallone, S. Babak, S. Bagnasco, T. Baka, G. Balbi, G. Baldi, N. Baldicchi, G. Ballardin, B. Banerjee, M. Baratti, P. Barneo, F. Barone, M. Barsuglia, D. Barta, A. Basti, M. Bawaj, M. Bazzan, F. Beirnaert, M. Bejger, D. Belardinelli, C. Bellani, L. Bellizzi, D. Beltran-Martinez, I. Bentara, S. Bera, S. Bernuzzi, D. Bersanetti, T. Bertheas, A. Bertolini, G. Bevilacqua, V. Biancalana, A. Bianchi, F. Bianchi, A. Binetti, S. Bini, S. Biot, M. Bitossi, M. -A. Bizouard, G. Boileau, M. Boldrini, A. Bolliand, R. Bondarescu, F. Bondu, R. Bonnand, N. Borghi, V. Boschi, Y. Bothra, A. Boudon, A. Bozzi, C. Bradaschia, M. Branchesi, T. Briant, A. Brillet, M. L. Brozzetti, G. Bruno, F. Bucci, O. Bulashenko, T. Bulik, H. J. Bulten, R. Buscicchio, D. Buskulic, C. Buy, R. Cabrita, G. Cagnoli, E. Calloni, M. Canepa, G. Caneva Santoro, E. Capocasa, G. Capoccia, G. Capurri, G. Carapella, F. Carbognani, M. Carpinelli, G. Carullo, A. Casallas-Lagos, J. Casanueva Diaz, C. Casentini, R. Cavalieri, G. Cella, S. Cepic, P. Cerdá-Durán, E. Cesarini, W. Chaibi, E. Chassande-Mottin, S. Chaty, P. Chessa, F. Chiadini, A. Chincarini, M. L. Chiofalo, A. Chiummo, N. Christensen, G. Ciani, M. Cieślar, P. Ciecielag, M. Cifaldi, S. Clesse, F. Cleva, E. Coccia, E. Codazzo, P. -F. Cohadon, S. Colace, A. Colombo, L. Conti, I. Cordero-Carrión, S. Corezzi, L. A. Corubolo, A. Cozzumbo, J. R. Cudell, E. Cuoco, M. Cusinato, B. D'Angelo, S. D'Antonio, L. D'Onofrio, D. D'Urso, G. Dálya, S. Dall'Osso, T. Dal Canton, S. Dal Pra, S. Danilishin, V. Dattilo, A. Daumas, M. Davier, P. Davis, J. Degallaix, C. J. Delgado Mendez, S. Della Torre, W. Del Pozzo, A. Demagny, G. Demasi, A. Depasse, J. De Bolle, M. De Laurentis, F. De Lillo, F. De Marco, F. De Matteis, R. De Pietri, R. De Rosa, C. De Rossi, R. De Simone, C. Diaz, D. Diksha, J. Ding, M. Di Cesare, L. Di Fiore, M. Di Giovanni, T. Di Girolamo, S. Di Pace, I. Di Palma, D. Di Piero, F. Di Renzo, A. Domiciano De Souza, T. Dooney, O. Dorosh, M. Drago, M. Dubois, U. Dupletsa, H. Duval, P. -A. Duverne, M. Ebersold, H. Einsle, L. Errico, M. Esposito, F. Fabrizi, V. Fafone, M. Fays, E. Fenyvesi, T. Fernandes, S. Ferraiuolo, F. Fidecaro, P. Figura, A. Fiori, I. Fiori, R. Fittipaldi, V. Fiumara, R. Flaminio, J. A. Font, K. Franceschetti, F. Frappez, S. Frasca, F. Frasconi, A. Freise, O. Freitas, B. Gadre, S. Galaudage, B. Garaventa, J. García-Bellido, P. García Abia, J. Gargiulo, X. Garrido, F. Garufi, C. Gasbarra, F. Gautier, G. Gemme, A. Gennai, V. Gennari, Archisman Ghosh, S. Gkaitatzis, F. Glotin, S. Gomez Lopez, A. Goodwin-Jones, M. Gosselin, C. Gostiaux, R. Gouaty, A. Grado, M. Granata, V. Granata, G. Greco, A. C. Green, G. Grignani, C. Grimaud, D. Guerra, D. Guetta, G. M. Guidi, F. Gulminelli, Y. Guo, N. Gutierrez, M. Haney, S. Harikumar, T. Harmark, J. Harms, M. T. Hartman, B. Haskell, D. Hegde, H. Heitmann, G. Hemming, J. Heynen, S. Hild, D. Hofman, N. A. Holland, L. Honet, C. A. Hrishikesh, W. -F. Hsu, V. Hui, L. Iampieri, G. A. Iandolo, M. Ianni, G. Iannone, A. Ierardi, G. Iorio, P. Iosif, C. Jacquet, P. -E. Jacquet, T. Jacquot, J. Janquart, S. Jaraba, P. Jaranowski, G. Joubert, V. Juste, W. Kiendrebeogo, G. Koekoek, S. Koley, A. E. Koloniari, A. Koushik, A. Królak, E. Kraja, S. L. Kranzhoff, J. Kubisz, A. Lakhal, M. Lalleman, A. Lartaux-Vollard, L. Lavezzi, C. Lazarte, C. Lazzaro, P. Leaci, A. Lemaître, M. Lenti, M. Leonardi, M. Lequime, N. Leroy, N. Letendre, M. Lethuillier, S. Lexmond, M. Le Jean, T. G. F. Li, J. -P. Locquet, A. Longo, D. Lopez, M. Lopez Portilla, M. Lorenzini, V. Loriette, G. Losurdo, L. Lucchesi, D. Lumaca, L. Lunghini, A. Macquet, S. S. Madekar, S. Maenaut, R. Maggiore, M. Magnozzi, E. Majorana, N. Man, M. Mancarella, V. Mangano, M. Mantovani, M. Mapelli, S. Marchetti, C. Marinelli, F. Marion, S. Marsat, F. Martelli, M. Martinez, V. Martinez, A. Martini, L. Massaro, A. Masserot, S. Mastrogiovanni, G. Mastropasqua, T. Matcovich, L. Maurin, Q. Meijer, L. Mereni, G. Merino, M. Merzougui, B. Mestichelli, A. Miani, C. Michel, A. L. Miller, E. Milotti, V. Milotti, Y. Minenkov, Ll. M. Mir, L. Mirasola, C. -A. Miritescu, A. L. Mitchell, L. Mobilia, M. Montani, A. Moreso Serra, G. Morras, A. Moscatello, B. Mours, C. M. Mow-Lowry, L. Muccillo, F. Muciaccia, D. Nabari, S. Nadji, A. Nagar, D. Nanadoumgar-Lacroze, V. Napolano, I. Nardecchia, H. Narola, L. Naticchioni, L. Negri, A. Nemmani, S. Nissanke, F. Nocera, J. Novak, J. F. Nuño Siles, M. Oertel, G. Oganesyan, M. Orselli, A. Ouzriat, C. Périgois, L. Paiella, M. A. Palaia, P. P. Palma, C. Palomba, P. Palud, P. T. H. Pang, F. Pannarale, M. Panzeri, F. Paoletti, A. Paolone, L. Papalini, G. Papigkiotis, A. Paquis, A. Parisi, D. Pascucci, A. Pasqualetti, R. Passaquieti, D. Passuello, B. Patricelli, A. Perego, G. Perna, A. Perreca, J. Perret, S. Perriès, J. W. Perry, S. Peters, C. Petrillo, M. Piarulli, L. Piccari, M. Pichot, M. Piendibene, F. Piergiovanni, L. Pierini, G. Pierra, V. Pierro, M. Pietrzak, M. Pillas, L. Pinard, I. M. Pinto, M. Pinto, A. Placidi, E. Placidi, W. Plastino, R. Poggiani, E. Polini, J. Pomper, E. Porcelli, E. K. Porter, R. Poulton, M. Pracchia, T. Pradier, G. Principe, G. A. Prodi, P. Prosperi, P. Prosposito, P. Puppo, G. Quéméner, I. Rainho, A. Ramos-Buades, P. Rapagnani, M. Razzano, T. Regimbau, A. I. Renzini, B. Revenu, A. Revilla Peña, L. Ricca, F. Ricci, M. Ricci, A. Ricciardone, S. Rinaldi, F. Robinet, A. Rocchi, L. Rolland, R. Romano, A. Romero-Rodríguez, L. Rosa, D. Rosińska, S. Roy, D. Rozza, P. Ruggi, E. Ruiz Morales, P. Saffarieh, T. Sainrat, S. Sajith Menon, O. S. Salafia, L. Salconi, F. Salemi, M. Sallé, S. Salvador, A. Samajdar, N. Sanchis-Gual, F. Santoliquido, F. Sarandrea, A. Sasli, P. Sassi, B. Sassolas, S. Sayah, V. Scacco, S. Schmidt, K. Schouteden, M. Schulz, M. Scialpi, M. Seglar-Arroyo, J. W. Seo, V. Sequino, M. Serra, A. Sevrin, N. S. Shcheblanov, L. Silenzi, L. Silvestri, V. Sipala, L. Smith, S. Soares de Albuquerque Filho, V. Sordini, F. Sorrentino, F. Spada, V. Spagnuolo, P. Spinicelli, D. A. Steer, J. Steinlechner, S. Steinlechner, N. Stergioulas, P. Stevens, M. Suchenek, S. Sudhagar, J. Suresh, A. Svizzeretto, B. L. Swinkels, A. Syx, M. J. Szczepańczyk, P. Szewczyk, M. Tacca, M. Tagliazucchi, I. Takimoto Schmiegelow, N. Tamanini, E. N. Tapia San Martín, C. Taranto, A. Theodoropoulos, J. Tissino, P. Tiwari, E. Tofani, M. Toffano, A. Torres-Forné, I. Tosta e Melo, E. Tournefier, M. Trad Nery, A. Trapananti, R. Travaglini, F. Travasso, M. C. Tringali, G. Troian, A. Trovato, L. Trozzo, K. Turbang, M. Turconi, C. Turski, H. Ubach, M. Vacatello, M. Valentini, E. Vallejo-Pagès, S. Vallero, M. van Dael, E. Van den Bossche, J. F. J. van den Brand, C. Van Den Broeck, M. van der Kolk, M. van der Sluys, A. Van de Walle, J. van Dongen, H. van Haevermaet, J. V. van Heijningen, P. Van Hove, N. van Remortel, M. Vardaro, G. Vedovato, S. Venikoudis, P. Verdier, M. Vereecken, D. Verkindt, F. Vetrano, A. Veutro, A. Viceré, N. Villanueva Espinosa, J. -Y. Vinet, S. Viret, H. Vocca, M. Was, M. Wils, J. Woehler, I. C. F. Wong, T. Wouters, M. Wright, Z. Wu, N. Yadav, T. Zelenova, J. -P. Zendri, M. Zeoli, M. Zerrad, Y. Zhao, L. Zimmermann
Abstract
This document presents an overview of the design, implementation, and expected performance of the Advanced Virgo Plus (AdV+) upgrades in view of the O5 observing run. Following the experience gained during the O4 commissioning and operations, the Virgo Collaboration has revised the upgrade strategy to address limitations associated with marginally stable recycling cavities. The O5 upgrade program combines elements from the original AdV+ Phase II project with new design solutions, including the implementation of stable recycling cavities, a major modification to the central interferometer layout, and a comprehensive renewal of critical subsystems. The planned upgrades are organized in two steps, targeting progressive improvements in operational stability, noise reduction, and detector sensitivity. Key developments include new vacuum infrastructures, suspensions, mirrors, optical configurations, quantum noise reduction systems, and high-power laser technologies. The resulting configuration is expected to significantly enhance the interferometer performance, enabling a substantial increase in astrophysical reach and scientific return during O5.