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| Numerical hydrodynamics simulations of gases dominated by ideal, nondegenerate matter pressure and thermal radiation pressure in equilibrium entail finding the temperature as part of the evolution. Since the temperature is not typically a variable that is evolved independently, it must be extracted from the the evolved variables (e.g. the rest-mass density and specific internal energy). This extraction requires solving a quartic equation, which, in many applications, is done numerically using an iterative root-finding method. Here we show instead how the equation can be solved analytically and provide explicit expressions for the solution. We also derive Taylor expansions in limiting regimes and discuss the respective advantages and disadvantages of the iterative versus analytic approaches to solving the quartic. | 理想に支配された気体の数値流体力学シミュレーション 平衡状態における非縮退物質圧力と熱放射圧力 進化の一環として温度を見つける必要があります。 気温以来 通常、独立して進化する変数ではないため、抽出する必要があります 進化した変数（静止質量密度や比など）から 内部エネルギー）。 この抽出には 4 次方程式を解く必要があります。 多くのアプリケーションでは、反復根探索を使用して数値的に行われます。 方法。 ここでは代わりに、方程式を解析的に解く方法と、 解決策の明示的な表現を提供します。 テイラー展開も導出します を制限し、それぞれの利点と欠点について議論します。 4次関数を解くための反復的アプローチと解析的アプローチ。 |
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| Neutron star-black hole (NSBH) mergers, detectable via their gravitational-wave (GW) emission, are expected to produce kilonovae (KNe). Four NSBH candidates have been identified and followed-up by more than fifty instruments since the start of the fourth GW Observing Run (O4), in May 2023, up to July 2024; however, no confirmed associated KN has been detected. This study evaluates ejecta properties from multi-messenger observations to understand the absence of detectable KN: we use GW public information and joint observations taken from 05.2023 to 07.2024 (LVK, ATLAS, DECam, GECKO, GOTO, GRANDMA, SAGUARO, TESS, WINTER, ZTF). First, our analysis on follow-up observation strategies shows that, on average, more than 50% of the simulated KNe associated with NSBH mergers reach their peak luminosity around one day after merger in the $g,r,i$- bands, which is not necessarily covered for each NSBH GW candidate. We also analyze the trade-off between observation efficiency and the intrinsic properties of the KN emission, to understand the impact on how these constraints affect our ability to detect the KN, and underlying ejecta properties for each GW candidate. In particular, we can only confirm the kilonova was not missed for 1% of the GW230529 and S230627c sky localization region, given the large sky localization error of GW230529 and the large distance for S230627c and, their respective KN faint luminosities. More constraining, for S230518h, we infer the dynamical ejecta and post-merger disk wind ejecta $m_{dyn}, m_{wind}$ $<$ $0.03$ $M_\odot$ and the viewing angle $\theta>25^\circ$. Similarly, the non-astrophysical origin of S240422ed is likely further confirmed by the fact that we would have detected even a faint KN at the time and presumed distance of the S240422ed event candidate, within a minimum 45% credible region of the sky area, that can be larger depending on the KN scenario. | 中性子星とブラック ホール (NSBH) の合体、それらを介して検出可能 重力波 (GW) の放出により、キロノバエ (KNe) が生成されると予想されています。 4 NSBH候補者が特定され、50人以上が追跡調査を行っている 2023年5月の第4回GW観測ラン（O4）開始以来の観測機器、 2024 年 7 月まで。 ただし、関連する確認された KN は検出されていません。 これ 研究では、複数のメッセンジャーの観察から噴出物の特性を評価しています。 検出可能な KN が存在しないことを理解しています。 GW の公開情報と共同情報を使用します。 2023 年 5 月から 2024 年 7 月に撮影された観測 (LVK、ATLAS、DECam、GECKO、GOTO、 おばあちゃん、サグアロ、テス、ウィンター、ZTF）。 まず、フォローアップに関する分析です。 観察戦略によれば、平均してシミュレーション結果の 50% 以上が NSBHの合併に関連するKNeは、約1日で最大光度に達します $g,r,i$- バンドの合併後、各バンドで必ずしもカバーされるわけではない NSBH GW候補。 また、観測効率とのトレードオフも分析します。 と KN 放出の固有の特性、への影響を理解するため これらの制約が KN を検出する能力とその根底にある能力にどのような影響を与えるか 各 GW 候補のイジェクタ プロパティ。 特に確認できるのは、 キロノバは、GW230529 および S230627c の空の位置特定の 1% を見逃さなかった GW230529 の大きな空の位置推定エラーと、 S230627c の距離と、それぞれの KN 微光度。 もっと S230518h の制約により、動的イジェクタとマージ後のディスクが推測されます。 風噴出物 $m_{dyn}、m_{wind}$ $<$ $0.03$ $M_\odot$ と視野角 $\シータ>25^\circ$。 同様に、S240422ed の非天体物理学的起源は次のとおりです。 おそらく、かすかな光でも検出できたであろうという事実によって、さらに裏付けられるでしょう。 S240422edイベント候補の時刻と推定距離、範囲内でのKN 空の領域の最小 45% の信頼できる領域。 これは状況に応じてさらに大きくなる可能性があります。 KNシナリオ。 |
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| Recently, the KM3NeT Collaboration released the detection of a 220 PeV neutrino from the celestial coordinates RA=94.3\degree~ and Dec=-7.8\degree~ on 13 February 2023 at 01:16:47 UTC \cite{KM3NeT:2025npi}. The source for this extra-ordinary cosmic neutrino, designated KM3-230213A, is not identified yet but there has been a speculation that it might be associated with a gamma-ray burst GRB~090401B \cite{Amelino-Camelia:2025lqn}. The purpose of this report is to search the association of this 220 PeV neutrino with potential GRB sources from a more general consideration of Lorentz invariance violation (LV) without fixed LV scale. We try to associate this extra-ordinary neutrino with potential GRBs within angular separation of 1\degree, 3\degree~ and 5\degree~ respectively and the results are listed in Table 1. We find the constraints $E_{\rm{LV}}\leq 5.3\times 10^{18}$~GeV for subluminal LV violation and $E_{\rm{LV}}\leq 5.6\times 10^{19}$~GeV for superluminal LV violation if KM3-230213A is a GRB neutrino. | 最近、KM3NeT コラボレーションは 220 PeV の検出を発表しました。 天体座標 RA=94.3\degree~ および Dec=-7.8\degree~ からのニュートリノ 2023 年 2 月 13 日、01:16:47 UTC \cite{KM3NeT:2025npi}。 この情報源 KM3-230213Aと指定される異常宇宙ニュートリノはまだ特定されていない しかし、ガンマ線に関連しているのではないかという憶測もある。 バースト GRB~090401B \cite{アメリーノ-カメリア:2025lqn}。 このレポートの目的は、 この 220 PeV ニュートリノと潜在的な GRB 発生源との関連を調べる ローレンツ不変性違反 (LV) のより一般的な考察から、 LVスケールを修正。 私たちはこの異常なニュートリノを可能性と関連付けようとします 1\degree、3\degree~、5\degree~ の角度間隔内の GRB それぞれの結果を表 1 に示します。 制約が見つかりました。 $E_{\rm{LV}}\leq 5.3\times 10^{18}$~GeV (管腔下 LV 違反の場合)、および $E_{\rm{LV}}\leq 5.6\times 10^{19}$~GeV (超光速 LV 違反の場合) KM3-230213A は GRB ニュートリノです。 |
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| The observation of gravitational waves from merging black holes and neutron stars provides a unique opportunity to discern information about their astrophysical environment. Two signatures that are considered powerful tracers to distinguish between different binary formation channels are general-relativistic spin-induced orbital precession and orbital eccentricity. Both effects leave characteristic imprints in the gravitational-wave signal that can be extracted from observations. To date, neither precession nor eccentricity have been discerned in neutron star - black hole binaries. Here we report the first measurement of orbital eccentricity in a neutron star - black hole binary. Using, for the first time, a waveform model that incorporates precession and eccentricity, we perform Bayesian inference on the event GW200105 and infer a median orbital eccentricity of $e_{20}\sim 0.145$ at an orbital period of $0.1$s, excluding zero at more than $99\%$ confidence. We find inconclusive evidence for the presence of precession, consistent with previous, non-eccentric results. Our result implies a fraction of these binaries will exhibit orbital eccentricity even at small separations, suggesting formation through mechanisms involving dynamical interactions beyond isolated binary evolution. Future observations will reveal the contribution of eccentric neutron star - black hole binaries to the total merger rate across cosmic time. | ブラックホールと中性子の合体からの重力波の観測 スターは、自分たちの情報を識別するユニークな機会を提供します。 天体物理環境。 強力なトレーサーと考えられる 2 つのシグネチャ 異なるバイナリ形成チャネルを区別するには、 一般相対論的なスピン誘起軌道歳差運動と軌道離心率。 どちらの効果も重力波信号に特徴的な痕跡を残します それは観察から導き出すことができます。 現在まで、歳差運動も、 中性子星とブラックホールの連星では離心率が確認されています。 ここで私たちは 中性子星の軌道離心率の最初の測定を報告する - 黒 ホールバイナリ。 を組み込んだ波形モデルを初めて採用 歳差運動と離心率を考慮して、イベントに対してベイズ推論を実行します。 GW200105 での軌道離心率の中央値は $e_{20}\sim 0.145$ であると推測されます。 軌道周期 $0.1$s (信頼度 $99\%$ 以上でゼロを除く)。 私たちは ～と一致する、歳差運動の存在について決定的でない証拠を見つける 以前の、奇抜ではない結果。 私たちの結果はこれらの一部を意味します 連星は小さな間隔でも軌道離心率を示します。 を超えた動的相互作用を伴うメカニズムによる形成を示唆する 孤立したバイナリ進化。 今後の観察により、次のような寄与が明らかになるでしょう。 偏心中性子星 - ブラックホール連星と全体の合体率の関係 宇宙の時間。 |
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| We discuss the structure of microcanonical ensembles in inertial and non-inertial frames attached to a confined system of positive energy particles in curved spacetime. Under certain physically reasonable assumptions that ensure the existence of such ensembles, we derive two generic characteristics of the leading curvature corrections: (1) they are characterized by Ricci and Einstein tensors, and (2) their contribution is proportional to the boundary area of the system. We also obtain exact analytical results for microcanonical ensembles in de Sitter spacetime, which reproduce the perturbative results in the limit $\Lambda \to 0$, but have interesting limits when the size of the system is comparable to ${\Lambda}^{-1/2}$. We give a general argument to highlight two distinct sources of divergences in the phase space volume, coming from redshift and spatial geometry, and illustrate this by comparing and contrasting the results for (i) geodesic box in de Sitter, (ii) geodesic box in Schwarzschild, and (iii) uniformly accelerated box in Minkowski. Finally, we extend these results to $N$ particle systems in the massless (ultra-relativistic) limit for certain restricted class of spacetimes. | 慣性および慣性におけるマイクロカノニカルアンサンブルの構造について議論します。 正のエネルギー粒子の閉じ込められたシステムに取り付けられた非慣性フレーム 曲がった時空の中で。 特定の物理的に合理的な仮定の下では、 このようなアンサンブルの存在を確認すると、2 つの一般的な特性が得られます。 主要な曲率補正の特徴: (1) それらは Ricci と アインシュタイン テンソル、および (2) それらの寄与は境界に比例する システムの領域。 マイクロカノニカルの正確な分析結果も得られます。 ド・シッター時空のアンサンブル。 摂動的な結果を再現します。 制限 $\Lambda \to 0$ ですが、 システムは ${\Lambda}^{-1/2}$ に相当します。 一般論を述べると、 位相空間ボリュームにおける発散の 2 つの異なる原因を強調します。 赤方偏移と空間幾何学から、これを比較して説明します。 (i) de Sitter の測地線ボックス、(ii) de Sitter の測地線ボックスの結果を対比します。 シュワルツシルト、および (iii) ミンコフスキーの均一に加速されたボックス。 最後に、私たちは これらの結果を質量のない $N$ 粒子系に拡張します。 特定の制限されたクラスの時空に対する（超相対論的）限界。 |
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| In this work, we apply fractional calculus to study quantum cosmology. Specifically, our Wheeler-DeWitt equation includes a FRW geometry, a radiation fluid, a positive cosmological constant, and an ad hoc potential; we employ the Riesz fractional derivative, which brings a parameter $\alpha$, where $1 < \alpha \leq 2$, appearing explicitly in the mentioned equation. We investigate numerically the tunnelling probability for the Universe to emerge using a suitable WKB approximation. Our findings are as follows. When we decrease the value for $\alpha$, the tunnelling probability also decreases, suggesting that if fractional features could be considered to ascertain among different early universe scenarios, then the value $\alpha=2$ (meaning strict locality and standard cosmology) would be the most likely. Finally, our results also allow for an interesting discussion between selecting values for $\Lambda$ (in a non-fractional conventional set-up) versus balancing, e.g., both $\Lambda$ and $\alpha$ in the fractional framework. Concretely, the probability transition in the former if, e.g., $\Lambda=0.7$, is very close to the value computed if in the latter we employ instead, e.g., $\Lambda=1.5$ and $\alpha=1.9397961$. | この研究では、分数微積分を適用して量子宇宙論を研究します。 具体的には、Wheeler-DeWitt 方程式には FRW ジオメトリ、放射、 流体、正の宇宙定数、およびアドホックポテンシャル。 私たちは リース分数導関数。 パラメータ $\alpha$ をもたらします。 ここで、$1 < \alpha \leq 2$ は、前述の式に明示的に現れています。 調査します 宇宙が出現するトンネル確率を数値的に表したものです。 適切な WKB 近似。 我々の調査結果は以下の通りである。 を減らすと、 $\alpha$ の値が小さくなると、トンネリング確率も減少し、次のことが示唆されます。 部分的な特徴を考慮して、さまざまな初期の状態を確認できるかどうか 宇宙シナリオの場合、値 $\alpha=2$ (厳密な局所性と 標準宇宙論）が最も可能性が高いでしょう。 最後に、私たちの結果では、 $\Lambda$ の値の選択に関する興味深い議論 ( 非分数の従来のセットアップ) とバランシング (例: $\Lambda$ と 分数フレームワークの $\alpha$。 具体的には、 前者の if (例: $\Lambda=0.7$) は、次の場合に計算された値に非常に近いです。 代わりに後者を使用します (例: $\Lambda=1.5$ と $\alpha=1.9397961$)。 |
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| We investigate the quasinormal modes of the Reissner$-$Nordstr\"om anti$-$de Sitter black hole using the Penrose limit, motivated by the geometrical optics approximation. This approach offers a novel framework for approximating quasinormal modes with large real frequencies by associating a plane wave to spacetime regions near null geodesics, providing a geometric interpretation of the geometrical optics approximation. Applying this limit to bound null orbits around black holes allows us to explore the black hole response to perturbations. We analyze the effects of black hole charge and negative cosmological constant on the quasinormal spectrum, finding that increasing charge enhances both the real and imaginary parts of the frequencies, while a decreasing cosmological constant leads to higher real frequencies and longer lived perturbations, with the spectrum stabilizing at larger values of the cosmological constant. | Reissner$-$Nordstr\"om anti$-$de の準正規モードを調査します。 幾何光学によって動機付けられたペンローズ限界を使用したシッター ブラック ホール 近似。 このアプローチは、近似のための新しいフレームワークを提供します。 平面波を関連付けることによる大きな実周波数を持つ準正規モード ヌル測地線に近い時空領域。 幾何学的な解釈を提供します。 幾何光学近似。 この制限を境界のある null 軌道に適用する ブラックホールの周囲では、ブラックホールの応答を調べることができます。 混乱。 ブラックホールの電荷と負の影響を分析します 準正規スペクトル上の宇宙定数、増加することが判明 電荷は周波数の実数部と虚数部の両方を強化しますが、 宇宙定数が減少すると、実周波数が高くなり、寿命が長くなります。 摂動が存在し、スペクトルはより大きな値で安定します。 宇宙定数。 |
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| Recently, it has been discovered that the nonlinear self-interaction of matter can induce energy extraction from black holes beyond superradiant instability. This process is closely associated with the occurrence of a dynamical first-order transition between different types of static black holes. To explore whether first-order phase transitions invariably lead to energy extraction, we have investigated the evolution of black holes in the Einstein-Maxwell-scalar model with a higher-order coupling. In this model, there are also dynamical first-order phase transitions between black hole solutions. Our findings indicate that energy can only be extracted from a small, stable hairy black hole in this model. However, this energy extraction is more closely related to the growth of the black hole horizon radius, rather than the dynamical transition between different types of black holes. This suggests that a dynamical first-order phase transition does not necessarily result in energy extraction. | 最近、次のような非線形自己相互作用が起こることが発見されました。 物質は超放射を超えてブラックホールからのエネルギー抽出を引き起こすことができる 不安定。 このプロセスは、次のような現象の発生と密接に関係しています。 異なるタイプの静的ブラック ホール間の動的一次遷移。 一次相転移が常にエネルギーにつながるかどうかを調査する 抽出して、私たちはブラックホールの進化を調査しました。 高次結合を備えたアインシュタイン・マクスウェル・スカラーモデル。 このモデルでは、 ブラックホール間には動的一次相転移も存在する ソリューション。 私たちの調査結果は、エネルギーは物質からのみ抽出できることを示しています。 このモデルには小さくて安定した毛深いブラック ホールがあります。 しかし、このエネルギー抽出は、 むしろ、ブラック ホールの地平線の半径の成長と密接に関係しています。 異なるタイプのブラック ホール間の動的遷移よりも優れています。 これ 動的一次相転移が必ずしも起こるわけではないことを示唆しています。 エネルギーの抽出につながります。 |
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| We revisit the Keplerian-like parametrization of the two-body problem in Yukawa gravity studied in the literature. Some inconsistencies, which spoil Bertrand's theorem, observed in the $\eta$ parametrization of the true anomaly $\theta$ and in the formulae for the pericenter's advance are resolved. Moreover, inspired in this kind of study, we couple the Buckingham potential, a variation of the Lennard-Jones intermolecular potential, with the gravitational Newtonian potential and find a Keplerian-like parametrization for the solution of the two-body problem in this sort of gravity. The outcomes for the advance of the pericenter in both types of gravity are corroborated by using the Landau and Lifshitz's method. We also tested the expressions thus obtained against Solar System and S2 star data. The result for both models is that while some deviation from general relativity (GR) is allowed, GR cannot be discarded by the current analysis. | 二体問題のケプラー風のパラメータ化を再検討します。 湯川重力は文献で研究されました。 いくつかの矛盾があり、それが台無しになります ベルトランの定理、真の異常の $\eta$ パラメータ化で観察される $\theta$ と周中心の前進の式が解決されます。 さらに、この種の研究に触発されて、バッキンガムの可能性、 重力によるレナード・ジョーンズ分子間ポテンシャルの変化 ニュートンのポテンシャルと解に対するケプラーのようなパラメータ化を見つける この種の重力における二体問題の解決。 前進の成果 両方のタイプの重力における周中心の位置は、ランダウ法を使用して確認されます。 そしてリフシッツの方法。 また、このようにして得られた式を以下に対してテストしました。 太陽系と S2 星のデータ。 両方のモデルの結果は、次のとおりです。 一般相対性理論 (GR) からの逸脱は許容されますが、GR は次のように破棄できません。 現在の分析。 |
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| We perform an in-depth analysis of rotating scalarized black holes in scalar-Gauss-Bonnet gravity, where scalarization is induced by the spacetime curvature. Our results show that even for very large spins, the scalar charge can reach values comparable to those in the static limit, meaning it is not significantly suppressed. Consequently, curvature-induced scalarization can lead to non-GR signatures of similar magnitude in both static and rapidly rotating cases. For certain coupling parameters, these scalarized black hole solutions remain within the regime of validity of the effective field theory, where the theory has well-posed formulations. | 私たちは、回転するスカラー化されたブラック ホールの詳細な分析を実行します。 スカラー ガウス ボンネット重力、時空によってスカラー化が誘発される 曲率。 私たちの結果は、非常に大きなスピンの場合でも、スカラー電荷は 静的制限の値と同等の値に達する可能性があります。 つまり、静的制限ではないことを意味します。 大幅に抑制されました。 その結果、曲率によって引き起こされるスカラー化は、 静的および急速の両方で同様の規模の非 GR サインが発生する 回転ケース。 特定の結合パラメータでは、これらのスカラー化されたブラック ホール 解決策は有効場の理論の妥当性の範囲内にとどまります。 理論には適切に定式化されたものがあります。 |
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| Gravitational wave (GW) interferometers, detect faint signals from distant astrophysical events, such as binary black hole mergers. However, their high sensitivity also makes them susceptible to background noise, which can obscure these signals. This noise often includes transient artifacts called "glitches" that can mimic astrophysical signals or mask their characteristics. Fast and accurate reconstruction of both signals and glitches is crucial for reliable scientific inference. In this study, we present DeepExtractor, a deep learning framework designed to reconstruct signals and glitches with power exceeding interferometer noise, regardless of their source. We design DeepExtractor to model the inherent noise distribution of GW interferometers, following conventional assumptions that the noise is Gaussian and stationary over short time scales. It operates by predicting and subtracting the noise component of the data, retaining only the clean reconstruction. Our approach achieves superior generalization capabilities for arbitrary signals and glitches compared to methods that directly map inputs to the clean training waveforms. We validate DeepExtractor's effectiveness through three experiments: (1) reconstructing simulated glitches injected into simulated detector noise, (2) comparing performance with the state-of-the-art BayesWave algorithm, and (3) analyzing real data from the Gravity Spy dataset to demonstrate effective glitch subtraction from LIGO strain data. DeepExtractor achieves a median mismatch of only 0.9% for simulated glitches, outperforming several deep learning baselines. Additionally, DeepExtractor surpasses BayesWave in glitch recovery, offering a dramatic computational speedup by reconstructing one glitch sample in approx. 0.1 seconds on a CPU, compared to BayesWave's processing time of approx. one hour per glitch. | 重力波 (GW) 干渉計、遠くからの微弱な信号を検出 連星ブラックホールの合体などの天体物理現象。 ただし、彼らの高い また、感度が高いため、背景ノイズの影響を受けやすくなり、視界が見えにくくなる可能性があります。 これらの信号。 このノイズには、「グリッチ」と呼ばれる一時的なアーチファクトが含まれることがよくあります。 天体物理信号を模倣したり、その特性をマスクしたりする可能性があります。 速くて 信頼性を高めるには、信号とグリッチの両方を正確に再構成することが重要です。 科学的推論。 この研究では、深層学習である DeepExtractor を紹介します。 を超える電力で信号とグリッチを再構築するように設計されたフレームワーク 干渉計のノイズは、その発生源に関係なく発生します。 私たちは DeepExtractor を次のように設計しています。 次のように、GW 干渉計の固有ノイズ分布をモデル化します。 従来の仮定では、ノイズはガウス分布であり、短時間にわたって定常的であると考えられています。 時間スケール。 のノイズ成分を予測して減算することで動作します。 データを削除し、クリーンな再構成のみを保持します。 私たちのアプローチが達成するのは、 任意の信号とグリッチに対する優れた汎化機能 入力をクリーンなトレーニング波形に直接マッピングする方法と比較して。 DeepExtractor の有効性を 3 つの実験を通じて検証します。 (1) シミュレートされた検出器ノイズに注入されたシミュレートされたグリッチを再構築する、(2) 最先端の BayesWave アルゴリズムとのパフォーマンスの比較、および (3) Gravity Spy データセットからの実際のデータを分析して効果を実証する LIGO ひずみデータからのグリッチの減算。 DeepExtractor は中央値を達成 シミュレートされたグリッチの不一致はわずか 0.9% であり、いくつかの深いグリッチを上回ります。 学習ベースライン。 さらに、DeepExtractor はグリッチにおいて BayesWave を上回ります リカバリ、再構築することで劇的な計算速度の向上を実現します。 グリッチサンプルは約BayesWave と比較して、CPU で 0.1 秒 処理時間は約1時間です。 グリッチごとに 1 時間。 |
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| The lack of a dynamical framework within doubly special relativity theories has impeded the development of a corresponding phenomenology of modified interactions. In this work we show that in a model based on the classical basis of $\kappa$-Poincar\'e and total momentum conservation, one has a well-defined cross section of the photon-photon annihilation process, once a prescription for the channel treatment is set. The modification of the interaction can lead to observable effects in the opacity of the Universe to very high-energy gamma rays when the gamma-ray energy approaches the energy scale of the deformation. The magnitude and observability of this deformation are examined as functions of the gamma-ray energy and source distance. | 二重特殊相対性理論における力学的枠組みの欠如 対応する修正された現象学の発展を妨げている 相互作用。 この研究では、古典的な基礎に基づいたモデルで次のことを示します。 $\kappa$-Poincar\'e と総運動量保存則の関係は、明確に定義されています。 処方箋による光子と光子の消滅プロセスの断面図 チャネルの処理が設定されます。 インタラクションの変更により、次のような結果が生じる可能性があります。 宇宙の不透明度における観察可能な影響から、非常に高エネルギーのガンマまで ガンマ線のエネルギーが変形のエネルギー スケールに近づくときの光線。 この変形の大きさと観測しやすさを関数として調べる ガンマ線エネルギーと線源距離の関係。 |
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| Using the worldline quantum field theory formalism, we compute the radiation-reacted impulse, scattering angle, radiated energy and recoil of a classical black hole (or neutron star) scattering event at fifth post-Minkowskian and sub-leading self-force orders (5PM-1SF). This state-of-the-art four-loop computation employs advanced integration-by-parts and differential equation technology, and is considerably more challenging than the conservative 5PM-1SF counterpart. As compared with the conservative 5PM-1SF, in the radiation sector Calabi-Yau three-fold periods appear and contribute to the radiated energy and recoil observables. We give an extensive exposition of the canonicalization of the differential equations and provide details on boundary integrations, Feynman rules, and integration-by-parts strategies. Comparisons to numerical relativity are also performed. | 世界線の場の量子理論形式主義を使用して、 放射線反応衝撃、散乱角、放射エネルギー、反動 5番目の古典的ブラックホール（または中性子星）散乱イベント ポストミンコフスキアンおよびサブリーダーの自衛隊命令（午後5時から1SF）。 これ 最先端の 4 ループ計算は部品ごとの高度な統合を採用 および微分方程式技術に比べてかなり困難です。 保守的な午後5時-1SFの対応者。 保守派と比べると 午後5時から1SF、放射線セクターにカラビ・ヤウの三重周期が現れ、 放射エネルギーと反動の観測量に寄与します。 私たちは広範なサービスを提供します 微分方程式の正規化を説明し、以下を提供します。 境界積分、ファインマン規則、および部分ごとの積分に関する詳細 戦略。 数値相対性理論との比較も行われます。 |
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| A key step in the comparison between inflationary predictions and cosmological observations is the computation of primordial correlators. Numerical methods have been developed that overcome some of the difficulties arising in analytical calculations when the models considered are complex. The PyTransport package, which implements the transport formalism, allows computation of the tree-level 2- and 3-point correlation functions for multi-field models with arbitrary potentials and a curved field space. In this work we investigate an alternative numerical implementation of the transport approach, based on the use of transfer ''matrices'' called multi-point propagators (MPP). We test the novel MPP method, and extensively compare it with the traditional implementation of the transport approach provided in PyTransport. We highlight advantages of the former, discussing its performance in terms of accuracy, precision and running time, as well as dependence on the number of e-folds of sub-horizon evolution and tolerance settings. For topical ultra-slow-roll models of inflation we show that MPPs (i) precisely track the decay of correlators even when PyTransport produces erroneous results, (ii) extend the computation of squeezed bispectra for squeezing values at least one decade beyond those attainable with PyTransport. | インフレ予測とインフレ予測の比較における重要なステップ 宇宙論的観測は原始相関子の計算です。 いくつかの困難を克服する数値的手法が開発されました 考慮されているモデルが複雑な場合、解析計算で発生します。 の トランスポート形式を実装する PyTransport パッケージを使用すると、 ツリーレベルの 2 点相関関数と 3 点相関関数の計算 任意のポテンシャルと湾曲したフィールド空間を持つマルチフィールド モデル。 この中で 私たちはトランスポートの代替数値実装を調査しています。 マルチポイントと呼ばれる転送「行列」の使用に基づくアプローチ プロパゲーター (MPP)。 新しい MPP メソッドをテストし、徹底的に比較します で提供されるトランスポート アプローチの従来の実装を使用して、 PyTransport。 前者の利点を強調し、そのパフォーマンスについて説明します 精度、精度、実行時間、および依存性の観点から、 サブホライズン進化の e フォールドの数と許容値の設定。 局所用 インフレの超低速ロール モデルでは、MPP が (i) インフレを正確に追跡することを示します。 PyTransport が誤った結果を生成する場合でも相関器の減衰 (ii) 少なくとも 1 つの値を圧縮するために圧縮バイスペクトルの計算を拡張します。 PyTransport で達成できるものを 10 年超えています。 |
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| According to the standard von Laue condition, the volume-averaged pressure inside particles of fixed mass and structure vanishes in the Minkowski limit of general relativity. Here we show that this condition is in general not fulfilled in the context of $f(R,T)$ gravity, or of other theories of gravity in which the linear momentum is not conserved in this limit (here, $R$ and $T$ represent the Ricci scalar and the trace of the energy-momentum tensor, respectively). We derive a generalized von Laue condition valid for the $\mathcal R(R) + \mathcal F(T)$ subclass of $f(R,T)$ theories of gravity and discuss its cosmological implications. In particular, we show that the standard radiation and matter era evolution of the universe is recovered in the context $R + \mathcal F(T)$ gravity independently of the specific properties of the function $\mathcal F(T)$. We also find that dust -- a perfect fluid whose particles are at rest in the fluid's proper frame -- cannot in general be described as pressureless in the context of these theories. We further discuss the implications of our findings for the form of the on-shell Lagrangian of an ideal gas. | 標準フォン・ラウエ条件によると、体積平均圧力 固定質量と構造の粒子内部はミンコフスキー限界で消滅します。 一般相対性理論。 ここで、この状態が一般的にそうではないことを示します。 $f(R,T)$ 重力、または他の重力理論の文脈で満たされます この制限内では線形運動量は保存されません (ここでは $R$ と $T$ リッチ スカラーとエネルギー運動量テンソルのトレースを表します。 それぞれ）。 に対して有効な一般化されたフォン・ラウエ条件を導き出します。 $f(R,T)$ 重力理論の $\mathcal R(R) + \mathcal F(T)$ サブクラスと その宇宙論的な意味について議論します。 特に、標準が 放射線と物質の時代の宇宙の進化を文脈の中で再現 $R + \mathcal F(T)$ 重力は、物体の特定の特性とは独立しています。 関数 $\数学 F(T)$。 私たちはまた、その塵、つまり完璧な液体であることを発見しました。 パーティクルは流体の適切なフレーム内で静止しています -- 一般的には静止することはできません これらの理論の文脈では、圧力がかからないと説明されています。 さらに議論します のシェル上のラグランジアンの形式に対する私たちの発見の意味 理想的なガス。 |
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| We explore quasinormal modes (QNMs) of the Schwarzschild black hole under a noncommutative (NC) deformation of spacetime, constructed via a Drinfeld twist formalism. In this approach, the usual Regge--Wheeler (axial) and Zerilli (polar) equations acquire additional contributions that depend on the NC parameter. Employing semi-analytical approximations (high-order WKB, P\"oschl--Teller and Rosen--Morse), we calculate the corresponding QNM spectra. Our results show that whereas the commutative case preserves the isospectrality of axial and polar modes, noncommutativity systematically violates this degeneracy. The discrepancy grows with the strength of the NC parameter, becoming evident through distinct real and imaginary parts in the ringdown frequencies. These findings highlight the potential of black hole QNMs to serve as probes of quantum-spacetime corrections in strong-field regimes. | 私たちは、シュワルツシルト ブラック ホールの準正規モード (QNM) を以下の条件下で探索します。 ドリンフェルドねじれを介して構築された時空の非可換 (NC) 変形 形式主義。 このアプローチでは、通常の Regge-Wheeler (軸方向) と Zerilli (極) 方程式は、NC に依存する追加の寄与を取得します。 パラメータ。 半解析的近似 (高次 WKB、 P\"oschl--Teller および Rosen--Morse)、対応する QNM スペクトルを計算します。 私たちの結果は、可換の場合は等スペクトル性を維持するのに対し、 軸モードと極モードの非可換性は系統的にこれに違反します。 退化。 不一致は NC パラメータの強さに応じて大きくなり、 リングダウンにおける明確な実数部と虚数部を通じて明らかになる 周波数。 これらの発見は、ブラック ホール QNM が機能する可能性を強調しています。 強磁場領域における量子時空補正のプローブとして。 |
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| We investigate the physical properties and optical appearance of electromagnetic radiation emitted from a thin accretion disk surrounding a Schwarzschild-like black hole (BH), within the framework of bumblebee gravity. This research explores the impact of the Lorentz symmetry breaking (LSB) parameter on various aspects of the disk, including its energy flux, temperature distribution, and emission spectrum. By deriving and analyzing both direct and secondary images, we examine how the observational inclination angle and the LSB parameter affect these properties. We calculate and plot the distributions of both redshift and observed flux as seen by distant observers at different inclination angles. Our findings indicate that the observable properties of a BH are influenced not only by the geometry of the accretion disk but also by its spatiotemporal attributes and the observer's inclination angle. | 物性や光学的外観を調査します。 周囲の薄い降着円盤から放出される電磁放射。 マルハナバチの重力の枠組み内にあるシュワルツシルト型ブラック ホール (BH)。 この研究では、ローレンツ対称性の破れ (LSB) の影響を調査します。 エネルギー束を含むディスクのさまざまな側面に関するパラメータ、 温度分布と発光スペクトル。 両方を導き出して分析することで、 直接画像と二次画像から観察傾斜角がどのように変化するかを調べます。 LSB パラメータはこれらのプロパティに影響します。 を計算してプロットします。 遠くの観測者から見た赤方偏移と観測光束の両方の分布 さまざまな傾斜角で。 私たちの調査結果は、観察可能なことを示しています。 BH の特性は降着の形状だけで影響を受けるわけではありません 円盤だけでなく、その時空間的属性や観察者の傾向によっても異なります。 角度。 |
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| It has recently been pointed out that rotation in internal space can induce superradiance. We explore this effect in non-topological solitons of the two-field Friedberg-Lee-Sirlin model. This renormalizable model admits very large solitons, making the perturbative scattering equations highly sensitive to boundary conditions and requiring a relaxation method for their solution. We find that the energy extraction rate is strongly influenced by the mass hierarchy of the two scalars, and solitons with lower internal frequencies lead to more peaks in the spectra of the amplification factors. Additionally, we derive absolute bounds on the amplification factors for general ingoing modes using a linear fractional optimization algorithm and establish analytical bounds near the mass gap. | 最近、内部空間での回転が誘発を引き起こす可能性があることが指摘されています。 超輝き。 我々は、この効果を非トポロジカルなソリトンで調査します。 2フィールドFriedberg-Lee-Sirlinモデル。 この繰り込み可能モデルでは、次のことが可能になります。 大きなソリトンにより、摂動散乱方程式の感度が高くなる 境界条件に影響を与え、その解決には緩和法が必要です。 私たちは エネルギー抽出率が質量に強く影響されることを発見する 2 つのスカラーの階層と、より低い内部周波数を持つソリトンがリードします。 増幅率のスペクトルにさらに多くのピークが現れます。 さらに、私たちは、 一般的な入力モードの増幅率の絶対限界を導き出す 線形分数最適化アルゴリズムを使用して分析を確立する 質量ギャップ付近の境界。 |
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| An algebraic framework was introduced in our previous works to address the covariance issue in spherically symmetric effective quantum gravity. This paper extends the framework to the electro-vacuum case with a cosmological constant. After analyzing the notion of covariance in the classical theory, we propose an effective Hamiltonian for the electromagnetic field. The effective Hamiltonian together with the effective Hamiltonian constraint of gravity determines an effective dynamical model of gravity coupled to electromagnetic. The resulting model is covariant with respect to both the effective metric and the effective vector potential. By solving the equations of motion derived from the effective Hamiltonian constraint, we obtain several quantum-corrected solutions. Notably, some of these solutions reveal quantum gravity effects manifesting not only in spacetime metrics but also in the electromagnetic field. Finally, the covariance of coupling models with general matter fields is discussed. | 代数フレームワークは、これまでの研究で導入されました。 球対称実効量子重力における共分散の問題。 この論文 このフレームワークを宇宙定数を使用して電気真空の場合に拡張します。 古典理論における共分散の概念を分析した後、次のように提案します。 電磁場に対する有効ハミルトニアン。 効果的なハミルトニアン 重力の有効なハミルトニアン制約と合わせて、 電磁気と結合した重力の効果的な力学モデル。 結果として得られる モデルは、有効メトリックと有効メトリックの両方に関して共変です。 ベクトルポテンシャル。 有効運動から導き出される運動方程式を解くことにより、 ハミルトニアン制約により、量子補正されたいくつかの解が得られます。 特に、 これらの解決策のいくつかは、量子重力効果が明らかになるだけでなく、 時空計量だけでなく電磁場でも。 最後に、 一般物質フィールドとの結合モデルの共分散について議論します。 |
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| We take into account redshift-space distortion measurements to investigate the growth of cosmological large-scale structures within the framework of modified symmetric teleparallel $f(Q)$ gravity. After comparing the predictions of the $f(Q)$-gravity expansion history with OHD and SNIa Pantheon+ sample datasets and constraining the pertinent cosmological parameters $\Omega_{m}$ and $H_0$, together with the exponent $n$ for $f(Q)$ power-law models, we derive the full system of equations governing linear cosmological perturbations to study matter fluctuations using the $1 + 3$ covariant formalism when applied to $f(Q)$ gravity. Thus, we resort to both the usual redshift-space distortion data $f\sigma_8$ and some recent separate measurements of the growth rate $f$ and the amplitude of matter fluctuations $\sigma_8$ from the VIPERS and SDSS collaborations to find the best-fit cosmological parameters $\Omega_m$, $\sigma_{8}$ and $n$. We also apply a collective analysis of such growth-structure data together with the aforementioned cosmic expansion measurements, to restrict these parameters through Monte Carlo Markov Chain simulations. determining the statistical significance for the best-fit parameter values through the AIC and BIC Bayesian selection criteria. | 調査するために赤方偏移空間歪み測定を考慮します。 の枠組み内での宇宙論的大規模構造の成長 修正された対称テレパラ $f(Q)$ 重力。 予測を比較した後 OHD と SNIa Pantheon+ サンプルによる $f(Q)$ 重力膨張履歴 データセットと関連する宇宙論的パラメータの制約 $\Omega_{m}$ と $H_0$ を、$f(Q)$ べき乗則モデルの指数 $n$ と合わせて、 線形宇宙論的摂動を支配する完全な方程式系を導き出す $1 + 3$ 共変形式を適用して物質の変動を研究する $f(Q)$ 重力に。 したがって、通常の赤方偏移空間歪みの両方に頼ります。 データ $f\sigma_8$ と成長率 $f$ の最近の個別の測定値 VIPERS と SDSS からの物質変動 $\sigma_8$ の振幅 共同研究により最適な宇宙論パラメータ $\Omega_m$ を見つけます。 $\sigma_{8}$ と $n$。 このような集合的な分析も適用します。 成長構造データと前述の宇宙膨張 モンテカルロ・マルコフ連鎖を通じてこれらのパラメータを制限するための測定 シミュレーション。 最適な適合の統計的有意性を決定する AIC および BIC ベイジアン選択基準によるパラメータ値。 |
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| We discuss an extra-dimensional braneworld with a 5th dimension compactified on a circle. As a characteristic feature, the warp factor is hyperbolic and separates the hidden and visible branes by a bulk horizon without a singularity. The two most widely separated scales of 4D physics - the 4D Planck mass and 4D cosmological constant - are determined by two physical scales in the extra dimension, namely: $(i)$ the proper size of the extra dimension, $R$, and, $(ii)$ the distance between the visible brane and the horizon, $R_0$. A realistic scale hierarchy between 4D Planck mass and 4D cosmological constant is obtained for $R/R_0\sim2.34$. The usual fine tuning is not reduced but promoted to a fine tuning of two separate brane energy densities that must approach the fundamental scale of the model with very high precision. Our scenario is based on an exact solution to the 5D Einstein equations with a strictly empty bulk and Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker metric on the 4D branes. This requires positive 4D brane energy densities and describes an adiabatic runaway solution in agreement with the de Sitter swampland conjecture. The Kaluza-Klein (KK) graviton states are solutions of a modified P\"oschl-Teller potential which permits a discrete graviton spectrum of exactly two modes. In addition to the usual massless graviton, our scenario predicts an extra massive spin-2 graviton with a mass gap of $m_1=\sqrt{2}H_0\approx2\times10^{-33}\,\mathrm{eV}$ which might be detectable in the foreseeable future. A KK tower of gravitons, or a possible continuum of massive graviton states, is prohibited by unitarity with respect to the horizon. We discuss hurdles in turning this model into a realistic cosmology at all times, which points us towards 4D brane tensions that that must be raising towards the fundamental scale of the model, while the observable 4D expansion rate is decreasing. | 5次元がコンパクト化された異次元ブレーンワールドについて議論します サークル上で。 特徴としてワープファクターが双曲線的であり、 隠れたブレーンと表示されているブレーンをバルク水平線で分離します。 特異点。 4D 物理学の 2 つの最も広く分離されたスケール - 4D プランク 質量と 4D 宇宙定数 - は 2 つの物理スケールによって決定されます。 追加次元、つまり $(i)$ 追加次元の適切なサイズ $R$、 $(ii)$ 目に見えるブレーンと地平線の間の距離 $R_0$。 あ 4D プランク質量と 4D 宇宙定数の間の現実的なスケール階層 $R/R_0\sim2.34$ に対して取得されます。 通常の微調整は軽減されませんが、 2 つの別々のブレーン エネルギー密度の微調整に移行する必要があります。 モデルの基本スケールに非常に高い精度でアプローチします。 私たちの シナリオは、5D アインシュタイン方程式の正確な解に基づいています。 4D 上の厳密に空のバルクとフリードマン-レマ\^イトレ-ロバートソン-ウォーカー メトリック ブレーン。 これには正の 4D ブレイン エネルギー密度が必要であり、 デ・ジッター湿地と合意した断熱暴走解決策 推測。 Kaluza-Klein (KK) 重力子状態は、修正された次の解です。 正確に離散重力子スペクトルを可能にするオシュル・テラー・ポテンシャル 2つのモード。 通常の無質量重力子に加えて、私たちのシナリオは、 質量ギャップを持つ超大質量スピン 2 重力子 $m_1=\sqrt{2}H_0\estimate2\times10^{-33}\,\mathrm{eV}$ は検出可能である可能性があります 近い将来に。 KK 重力子の塔、または可能性のある連続体 大規模な重力子状態は、 地平線。 このモデルを現実的な宇宙論に変える際のハードルについては、次の URL で議論しています。 常に、それが私たちを4Dブレーンの緊張へと導き、それが引き起こしているに違いありません モデルの基本スケールに向けて、観察可能な 4D 拡張を実現します。 率は減少しています。 |
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| We add an $S^1$ extra dimension (size $L$) to the well known $D=4$ static, spherically symmetric $Q$-balls and boson stars. We show that the resulting uniform horizonless boson strings possess a static zero-mode for a critical value of $L$. This is at the threshold of a Gregory-Laflamme instability of these objects, occurring for larger values of $L$.The non-linear continuation of the zero-mode yields $D=5$ non-uniform boson strings. In addition, there are also intrinsic $D=5$ solutions describing localized boson stars on the $S^1$, supported by the contribution of the scalar field Kaluza-Klein modes. Basic properties of all three types of aforementioned solutions are discussed, together with their phase space. | よく知られている $D=4$ 静的次元に $S^1$ の追加次元 (サイズ $L$) を追加します。 球対称の$Q$ボールとボソン星。 結果として得られることを示します 均一な水平なしボソン列は、臨界的なゼロモードを持っています。 $L$ の値。 これは、グレゴリー・ラフラム不安定性の閾値にあります。 これらのオブジェクトは、$L$ の値が大きい場合に発生します。 非線形継続 ゼロモードの $D=5$ 不均一ボソン文字列が生成されます。 さらに、 $S^1$ 上の局在ボソン星を記述する固有 $D=5$ 解も スカラー場カルーザ クライン モードの寄与によってサポートされています。 基本 前述の 3 種類のソリューションすべての特性について説明します。 それらの位相空間も合わせて。 |
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| We continue developing the freelance holography program, formulating gauge/gravity correspondence where the gravity side is formulated on a space bounded by a generic timelike codimension-one surface inside AdS and arbitrary boundary conditions are imposed on the gravity fields on the surface. Our analysis is performed within the Covariant Phase Space Formalism (CPSF). We discuss how a given boundary condition on the bulk fields on a generic boundary evolves as we move the boundary to another boundary inside AdS and work out how this evolution is encoded in deformations of the holographic boundary theory. Our analyses here extend the extensively studied T$\bar{\text{T}}$-deformation by relaxing the boundary conditions at asymptotic AdS or at the cutoff surface to be any arbitrary one (besides Dirichlet). We discuss some of the implications of our general freelance holography setting. | フリーランスホログラフィープログラムの開発を継続し、策定しています。 重力側を空間上に定式化したゲージ・重力対応 一般的な時間的なコディメンション、つまり AdS 内の 1 つの表面と任意の表面によって制限されます。 表面上の重力場には境界条件が課されます。 私たちの 分析は共変位相空間形式主義 (CPSF) 内で実行されます。 私たちは 一般境界上のバルクフィールドに与えられた境界条件がどのように適用されるかを議論する 境界を AdS 内の別の境界に移動し、その方法を検討するにつれて進化します。 この進化は、ホログラフィック境界理論の変形にコード化されています。 ここでの分析は、広範囲に研究された T$\bar{\text{T}}$ 変形を拡張します。 漸近 AdS またはカットオフ サーフェスでの境界条件を緩和することによって (ディリクレを除く) 任意の値になります。 その一部について説明します 私たちの一般的なフリーランスのホログラフィー設定の影響。 |
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| We explore AdS/CFT duality in the large $N$ limit, where the duality reduces to gauge/gravity correspondence, from the viewpoint of covariant phase space formalism (CPSF). In particular, we elucidate the role of the $W, Y$, and $Z$ freedoms (also known as ambiguities) in the CPSF and their meaning in the gauge/gravity correspondence. We show that $W$-freedom is associated with the choice of boundary conditions and slicing of solution space in the gravity side, which has been related to deformations by multi-trace operators in the gauge theory side. The gauge/gravity correspondence implies the equivalence of on-shell symplectic potentials on both sides, thereby the $Y$-freedom of the gravity side specifies the on-shell symplectic form of the gauge theory side. The $Z$-freedom, which determines the corner Lagrangian on the gravity side, establishes the boundary conditions and choice of slicing in the boundary theory and its solution space. We utilize these results to systematically formulate freelance holography in which boundary conditions of the fields on the gravity side are chosen freely and are not limited to Dirichlet boundary conditions and discuss some examples with different boundary conditions. | 大きな $N$ 制限における AdS/CFT の二重性を調査します。 二重性は減少します。 共変位相空間の観点からゲージ/重力対応へ 形式主義（CPSF）。 特に、$W、Y$、$Z$の役割を解明します。 CPSF における自由 (曖昧さとも呼ばれる) とその意味 ゲージ/重力対応。 $W$-freedom が 境界条件の選択と重力における解空間のスライス これは、マルチトレース オペレータによる変形に関連しています。 ゲージ理論側。 ゲージと重力の対応は、次の等価性を意味します。 両側のシェル上のシンプレクティックポテンシャル、それにより、 重力側は、ゲージ理論側のシェル上のシンプレクティック形式を指定します。 重力側のコーナーラグランジアンを決定する $Z$-freedom 境界条件と境界でのスライスの選択を確立します 理論とその解決空間。 これらの結果を体系的に活用し、 フィールドの境界条件を考慮したフリーランス ホログラフィーを定式化する 重力側は自由に選択され、ディリクレ境界に限定されません 条件を説明し、異なる境界条件を使用したいくつかの例について説明します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we introduce a metric ansatz designed to describe spherically symmetric quantum-corrected black hole (BH) space-time within an AdS space background, incorporating both an ordinary and a phantom global monopole. Our study focus into the thermodynamic properties of this BH, where we compute key parameters such as the Hawking temperature and specific heat capacity. We then proceed to analyze the effective potential of the system, considering both null and time-like geodesics, and investigate the shadow radius of the BH. Additionally, we calculate the emission rate of particles from the BH, providing insights into the energy dynamics. The geodesic equations of motion are explored to visualize the trajectories of massive particles within the BH. Throughout our investigation, we thoroughly examine how the inclusion of both ordinary and phantom global monopoles, combined with the quantum-corrected parameter, influences various thermal properties, the effective potential of the system, the BH shadow radius, energy emission rate, and the trajectories of massive particles. Importantly, by generating figures that depict these phenomena, we emphasize the differences in results obtained with ordinary global monopoles and phantom ones, considering a range of quantum-corrected parameter values and small energy scale parameters, which allows us to discern the distinct effects of each type of monopole in the black hole's behavior. | この論文では、球面を記述するために設計された計量分析を紹介します。 AdS 空間内の対称量子補正ブラック ホール (BH) 時空 背景には、通常のグローバル モノポールとファントムのグローバル モノポールの両方が組み込まれています。 私たちの この BH の熱力学的特性に焦点を当てて研究し、そこでキーを計算します。 ホーキング温度や比熱容量などのパラメータ。 そのとき私たちは 両方のヌルを考慮して、システムの有効ポテンシャルの分析に進みます。 と時間的な測地線を調べ、BH の影の半径を調査します。 さらに、BH からの粒子の放出速度を計算し、 エネルギーダイナミクスへの洞察を提供します。 測地線の運動方程式 BH 内の質量粒子の軌道を視覚化するために研究されています。 調査を通じて、私たちは両方をどのように含めるかを徹底的に調査します。 通常およびファントムグローバルモノポールと量子補正されたモノポールの組み合わせ パラメータは、さまざまな熱特性、有効ポテンシャルに影響を与えます。 システム、BH シャドウ半径、エネルギー放射率、および軌道 巨大な粒子。 重要なのは、これらを表す図を生成することによって、 通常の現象と得られる結果の違いを強調します。 量子補正された範囲を考慮したグローバルモノポールとファントムモノポール パラメータ値と小さなエネルギースケールパラメータを識別できるようにします。 ブラックホールの挙動における各タイプの単極子の異なる効果。 |
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| In a recent study [1], the Bardeen-boson star (BBS) model involving a scalar field minimally coupled to Einstein gravity and a Bardeen's nonlinear electromagnetic field was investigated. It was found that when the magnetic charge $q$ of the electromagnetic field exceeds a certain critical value $q_c$, a frozen Bardeen-boson star (FBBS) can be obtained with the frequency approaching zero. In this paper, we study the null orbits in the background of the general BBS and FBBS. We find that similar to the boson star (BS), all BBSs do not have the event horizon and possess complete null geodesics, allowing photons to move throughout the entire spacetime of BBS. Among these BBSs, the FBBSs whose spacetime is very similar to that of black holes are particularly special. The null orbits around the FBBSs exhibit sharp deflections near the critical horizon while becoming nearly straight inside the critical horizon. Furthermore, the photon in the background of FBBSs moves for a very long time inside the critical horizon from the perspective of an infinity viewer. | 最近の研究 [1] では、スカラーを含むバーディーンボソン星 (BBS) モデルが使用されています。 アインシュタインの重力とバーディーンの非線形に最小限に結合された場 電磁場を調査しました。 磁力がかかると、 電磁場の電荷 $q$ が特定の臨界値 $q_c$ を超えると、 凍結したバーディーンボソン星 (FBBS) は、次の周波数で取得できます。 ゼロに近づいています。 この論文では、背景にあるヌル軌道を研究します。 一般BBSとFBBS。 ボソン星 (BS) と同様に、すべての BBS が 事象の地平面がなく、完全なヌル測地線を持っているため、 光子は BBS の時空全体を移動します。 これらの掲示板の中には、 時空がブラック ホールの時空と非常によく似ている FBBS は、特に 特別。 FBBS の周りのヌル軌道は、付近で鋭い偏向を示します。 クリティカル ホライズン内でほぼ真っ直ぐになりながら、クリティカル ホライズンに到達します。 さらに、FBBS の背景にある光子は非常に長い時間移動します。 無限の観察者の視点から見た臨界の地平線の内側。 |
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| We point out that the geometry of connected totally geodesic compact null hypersurfaces in Lorentzian manifolds is only slightly more specialized than that of Riemannian flows over compact manifolds, the latter mathematical theory having been much studied in the context of foliation theory since the work by Reinhart (1959). We are then able to import results on Riemannian flows to the horizon case, so obtaining theorems on the dynamical structure of compact horizons that do not rely on (non-)degeneracy assumptions. Furthermore, we clarify the relation between isometric/geodesible Riemannian flows and non-degeneracy conditions. This work also contains some positive results on the possibility of finding, in the degenerate case, lightlike fields tangent to the horizon that have zero surface gravity. | 接続された完全測地線のコンパクトなヌルの幾何学が存在することを指摘します。 ローレンツ多様体の超曲面は、ローレンツ多様体よりもわずかに特殊化されているだけです。 コンパクト多様体上のリーマン流の流れ、後者の数学理論 による研究以来、葉形成理論の文脈で多くの研究が行われてきました。 ラインハルト (1959)。 その後、リーマン流の結果を 地平線の場合、コンパクトの力学構造に関する定理を得る (非)縮退の仮定に依存しない地平線。 さらに、私たちは、 等尺性/測地可能リーマン流との関係を明らかにする 非縮退条件。 この研究には、次の点に関するいくつかの肯定的な結果も含まれています。 退化した場合、光のような場が見つかる可能性 表面重力がゼロの地平線。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recent cosmological measurements suggest the possibility of an anisotropic universe. As a result, the Bianchi Type I model, being the simplest anisotropic extension to the standard Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker metric has been extensively studied. In this work, we show how the recombination history should be modified in an anisotropic universe and derive observables by considering the null geodesic. We then constrain the axially symmetric Bianchi Type I model by performing Markov Chain Monte Carlo with the acoustic scales in Cosmic Microwave Background (CMB) and Baryon Acoustic Oscillation data, together with local measurements of $H(z)$ and Pantheon Supernova data. Our results reveal that the anisotropic model is not worth a bare mention compared to the $\Lambda$CDM model, and we obtain a tight constraint on the anisotropy that generally agrees with previous studies under a maximum temperature anisotropy fraction of $2\times 10^{-5}$. To allow for a non-kinematic CMB dipole, we also present constraints based on a relaxed maximum temperature anisotropy comparable to that of the CMB dipole. We stress that there is a significant difference between the geodesic-based observables and the naive isotropic analogies when there is a noticeable anisotropy. However, the changes in recombination history are insignificant even under the relaxed anisotropy limit. | 最近の宇宙論的測定は、異方性の可能性を示唆しています。 宇宙。 その結果、Bianchi Type I モデルは最も単純な異方性モデルとなりました。 標準の Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker メトリックへの拡張が行われました。 広く研究されています。 この研究では、組換え履歴がどうあるべきかを示します。 異方性宇宙で修正され、考慮することによって観測量を導き出す ヌル測地線。 次に、軸対称の Bianchi Type I モデルを拘束します。 Cosmic の音響スケールを使用してマルコフ連鎖モンテカルロを実行することによって マイクロ波背景波 (CMB) およびバリオン音響振動データと、 $H(z)$ とパンテオン超新星データの局所測定。 私たちの結果が明らかにしたのは、 異方性モデルは、 $\Lambda$CDM モデルを作成すると、異方性に対する厳しい制約が得られます。 最大温度異方性に関する以前の研究と概ね一致 $2\times 10^{-5}$ の端数。 非運動学的 CMB 双極子を可能にするために、次のことも行います。 緩和された最大温度異方性に基づいた現在の制約 CMB ダイポールに匹敵します。 重要な問題があることを強調します。 測地線ベースの観測値と単純等方性観測値の違い 顕著な異方性がある場合の類推。 ただし、次の変化は、 緩和異方性下でも再結合履歴は重要ではない 限界。 |
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| Various theories of dark matter predict distinctive astrophysical signatures in gravitational-wave sources that could be observed by ground- and space-based laser interferometers. Different candidates-including axions, dark photons, macroscopic dark matter, WIMPs, and dark-matter spikes-may appear in interferometer data via their coupling to gravity or the Standard Model, altering the measured gravitational-wave strain in distinct ways. Despite their differences, these candidates share two key features: (1) they can be probed through their effects on gravitational waves from inspiraling compact objects, isolated black holes, and neutron stars, or via direct interactions with detectors, and (2) their signatures likely persist far longer than the seconds-long mergers detected today, necessitating new data analysis methods beyond matched filtering. This review outlines these dark matter candidates, their observational signatures, and approaches for their detection. | 暗黒物質のさまざまな理論は、独特の天体物理学的特徴を予測します 地上および宇宙から観測できる重力波源で レーザー干渉計。 さまざまな候補 - アクシオン、ダークフォトン、 巨視的な暗黒物質、WIMP、および暗黒物質スパイクが現れる可能性があります。 重力または標準モデルとの結合を介した干渉計データ、 測定された重力波ひずみを異なる方法で変更します。 彼らにもかかわらず、 違いはありますが、これらの候補には 2 つの重要な特徴があります: (1) 調査可能 インスピレーションを受けたコンパクトな物体からの重力波への影響を通じて、 孤立したブラックホールや中性子星、あるいはそれらとの直接相互作用を介して (2) そのシグネチャは、検出器よりもはるかに長く持続する可能性があります。 今日、数秒間の合体が検出され、新しいデータ分析方法が必要 一致したフィルタリングを超えています。 このレビューでは、これらの暗黒物質候補について概説します。 それらの観察上の特徴と、それらを検出するためのアプローチ。 |
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| We investigate T-duality transformation on an almost bi-hermitian space with torsion. By virtue of the Buscher rule, we completely describe not only the covariant derivative of geometrical objects but also the Nijenhuis tensor. We apply this description to an almost bi-hermitian space with isometry and investigate integrability on its T-dualized one. We find that hermiticity is not a sufficient condition to preserve integrability under T-duality transformations. However, in the presence of the K\"{a}hler condition, the T-dualized space still admits integrability of the almost complex structures. We also observe that the form of H-flux is suitable for string compactification scenarios. | ほぼ双エルミート空間上の T 双対性変換を次の式で調べます。 ねじれ。 ブッシャー規則のおかげで、我々は完全に記述するだけでなく、 幾何学的オブジェクトの共変導関数だけでなく、Nijenhuis テンソルも含みます。 私たちは この記述をアイソメトリを持つほぼバイエルミート空間に適用し、 T-双対化されたものの可積分性を調査します。 隠蔽性は次のとおりであることがわかります。 T-双対性の下で可積分性を維持するのに十分な条件ではありません 変化。 ただし、K\"{a}hler 条件が存在する場合、 T 二元化空間では、ほぼ複雑な構造の可積分性が依然として認められています。 また、H-フラックスの形状が弦のコンパクト化に適していることも観察されています。 シナリオ。 |
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| Gravitational collapse and bubble evolution in the asymptotical Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW) Universe is an intriguing and intricate problem. We systematically analyze dynamics for contact \sch-FLRW (McVittie) spacetimes, focusing on their general junction conditions and introducing a novel function to simplify the extrinsic curvature and surface stress-energy tensor. We explore both static and dynamic scenarios, including special cases such as Schwarzschild, FLRW, and Einstein-Straus configurations by using our general framework. Numerical calculations further reveal the evolution of the concentric McVittie spacetimes with various initial conditions, offering deep insights into the interplay between the McVittie mass parameter and initial peculiar velocity. These results provide a unified perspective for understanding gravitational collapse and bubble evolution in cosmology and astrophysics. | 漸近的な重力崩壊と気泡の進化 フリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー (FLRW) 宇宙は、興味深いものであり、 複雑な問題。 \sch-FLRW の接触ダイナミクスを体系的に分析します (McVittie) 時空の一般的な接合条件と 外部の曲率と表面を単純化する新しい関数の導入 応力エネルギーテンソル。 以下のような静的シナリオと動的シナリオの両方を検討します。 シュワルツシルト、FLRW、アインシュタイン-シュトラウス構成などの特殊なケース 一般的なフレームワークを使用して。 数値計算によりさらに次のことが明らかになります。 さまざまな初期値を伴う同心マクビッティ時空の進化 マクビティ集団間の相互作用についての深い洞察を提供します。 パラメータと初固有速度。 これらの結果により、統一された 重力崩壊と気泡の進化を理解するための視点 宇宙論と天体物理学。 |
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| The $SL(2,\mathbb{Z})$ invariant $\alpha$-attractor models have plateau potentials with respect to the inflaton and axion fields. The potential in the axion direction is almost exactly flat during inflation, hence, the axion field remains nearly massless. In this paper, we develop a generalized class of such models, where the $SL(2,\mathbb{Z})$ symmetry is preserved, but the axion acquires a large mass and becomes strongly stabilized during inflation, which eliminates isocurvature perturbations in this scenario. Inflation in such two-field models occurs as in the single-field $\alpha$-attractors and leads to the same cosmological predictions. | $SL(2,\mathbb{Z})$ 不変 $\alpha$ アトラクター モデルにはプラトーがある インフレトン場とアクシオン場に関するポテンシャル。 の潜在力 アクシオンの方向はインフレーション中はほぼ正確に平坦であるため、アクシオン場は ほとんど質量が無いままです。 この論文では、そのような一般化されたクラスを開発します。 モデルでは、$SL(2,\mathbb{Z})$ 対称性は維持されますが、アクシオンは 大きな質量を獲得し、膨張中に強く安定します。 このシナリオでは等曲率の摂動が排除されます。 そんな中でのインフレ 2 フィールド モデルは、単一フィールド $\alpha$-attractors と同様に発生し、 同じ宇宙論的予測です。 |
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| We report on the first loosely coherent search for binary systems. We searched 0.06 rad disk in the Orion spur, covering gravitational wave frequencies from 100 to 700 Hz and frequency derivatives between -1e-11 to 1e-11 Hz/s. A follow-up was performed, which found no outliers. An atlas of results from the first stage of the search is made publicly available. | 我々は、バイナリシステムに対する最初の緩やかにコヒーレントな探索について報告します。 私たちは 重力波をカバーするオリオンの拍車の 0.06 rad の円盤を探索 100 ～ 700 Hz の周波数および -1e-11 ～ 1e-11 Hz/秒。 追跡調査が行われましたが、異常値は見つかりませんでした。 のアトラス 検索の第 1 段階の結果は公開されます。 |
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| We investigate the entropy dynamics of de Sitter spacetime during the inflationary phase. The cosmological horizon in de Sitter spacetime, which limits the causally accessible region for an observer, exhibits thermal properties similar to a black hole event horizon. According to holographic principles, the entropy within a causally connected region is bounded by its surface area. However, this entropy bound is violated during the eternal phase of inflation. To address these violations from a quantum information perspective, we adopt a stochastic approach to cosmic inflation. Specifically, we analyze the Shannon entropy of the inflaton field's probability distribution, which mirrors the behavior of the entanglement entropy of a Hubble-sized region in stochastic inflation. Using the volume-weighted probability distribution for the inflaton field, we demonstrate a significant entropy behavior in de Sitter spacetime. | 私たちは、デ・ジッター時空のエントロピー力学を調査します。 インフレ段階。 ド・ジッター時空の宇宙論的地平線、 観察者が因果的にアクセスできる領域を制限し、熱を示す ブラックホールの事象の地平線に似た性質。 ホログラフィックによると 原則として、因果関係のある領域内のエントロピーは、その領域によって制限されます。 表面積。 しかし、このエントロピー限界は永遠の段階で侵害されます。 インフレの。 量子情報からこれらの違反に対処するには という観点から、私たちは宇宙のインフレーションに対して確率論的なアプローチを採用しています。 具体的には、 インフレトン場の確率のシャノンエントロピーを分析します 分布。 これは、エンタングルメントエントロピーの挙動を反映します。 確率的インフレーションにおけるハッブルサイズの領域。 ボリューム加重の使用 インフレトン場の確率分布では、有意な結果が得られることを示します。 ド・ジッター時空におけるエントロピーの振る舞い。 |
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| We study gravitational perturbations of the Schwarzschild metric in the context of noncommutative gravity. $r-\varphi$ and $r-t$ noncommutativity are introduced through a Moyal twist of the Hopf algebra of diffeomorphisms. Differential geometric structures such as curvature tensors are also twisted. Noncommutative equations of motion are derived from the recently proposed NC vacuum Einstein equation. Here, in addition to previously calculated axial NC potential, we present the polar solution which generalizes the work done by Zerilli. Quasinormal mode frequencies of the two potentials are calculated using three methods: WKB, P\"oschl-Teller and Rosen-Morse. Notably, we apply the WKB method up to the 13th order and determine the optimal order for each noncommutative parameter value individually. Additionally, we provide comprehensive error estimations for the higher-order WKB calculations, offering insights into the accuracy of our results. By comparing the spectra, we conclude that the classical isospectrality of axial and polar modes is broken upon spacetime quantization. Isospectrality is restored in the eikonal limit. | 私たちは、シュヴァルツシルト計量の重力摂動を研究します。 非可換重力の文脈。 $r-\varphi$ と $r-t$ の非可換性は 微分同相写像のホップ代数のモヤルのひねりによって導入されました。 曲率テンソルなどの微分幾何構造もねじれます。 非可換運動方程式は最近提案された NC から導出されます。 真空アインシュタイン方程式。 ここでは、以前に計算されたアキシャル NC に加えて、 潜在的な可能性があるため、私たちは、によって行われる作業を一般化する極性ソリューションを提示します。 ゼリリ。 2 つのポテンシャルの準正規モード周波数が計算されます。 WKB、P\"oschl-Teller、および Rosen-Morse の 3 つの方法を使用します。 特に、 WKB法を13次まで解析し、それぞれの最適な次数を決定します。 非可換パラメータ値を個別に指定します。 さらに、私たちが提供するのは、 高次 WKB 計算の包括的な誤差推定、 結果の正確性についての洞察。 スペクトルを比較すると、 軸モードと極モードの古典的な等スペクトル性は壊れていると結論付ける 時空量子化時。 等スペクトル性はエイコナール限界で復元されます。 |
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| Gravitational waves (GWs) from compact binary coalescences (CBCs) provide a new avenue to probe the cosmic expansion, in particular the Hubble constant $H_0$. The spectral sirens method is one of the most used techniques for GW cosmology. It consists of obtaining cosmological information from the GW luminosity distance, directly inferred from data, and the redshift that can be implicitly obtained from the source frame mass distribution of the CBC population. With GW detectors, populations of CBCs can be either observed as resolved individual sources or implicitly as a stochastic gravitational-wave background (SGWB) from the unresolved ones. In this manuscript, we study how resolved and unresolved sources of CBCs can be employed in the spectral siren framework to constrain cosmic expansion. The idea stems from the fact that the SGWB can constrain additional population properties of the CBCs thus potentially improving the measurement precision of the cosmic expansion parameters. We show that with a 5-detector network at O5-designed sensitivity, the inclusion of the SGWB will improve our ability to exclude low values of $H_0$ and the dark matter energy fraction $\Omega_m$, while also improving the determination of a possible CBC peak in redshift. Although low values of $H_0$ and $\Omega_m$ will be better constrained, we obtain that most on the precsion on $H_0$ will be provided by resolved spectral sirens. We also performed a spectral siren analysis for 59 resolved binary black hole sources detected during the third observing run with an inverse false alarm rate higher than 1 per year jointly with the SGWB. We obtain that with current sensitivities, the cosmological and population results are not impacted by the inclusion of the SGWB. | コンパクトバイナリー合体 (CBC) からの重力波 (GW) は、 宇宙の膨張、特にハッブル定数を調査するための新しい手段 $H_0$。 スペクトル サイレン法は、GW で最もよく使用される技術の 1 つです。 宇宙論。 GW から宇宙論的な情報を取得することで構成されます。 データから直接推定される光度距離、および可能性のある赤方偏移 CBC のソース フレーム質量分布から暗黙的に取得 人口。 GW 検出器を使用すると、CBC の集団を以下のように観察できます。 個々のソースを解決するか、確率的重力波として暗黙的に解決する 未解決のものからの背景 (SGWB)。 この原稿では、その方法を研究します スペクトルサイレンでは、分解された CBC 源と未分解の CBC 源を使用できます。 宇宙の膨張を抑制する枠組み。 このアイデアは、 SGWB は、CBC の追加の集団特性を制限できるため、 宇宙膨張の測定精度を向上させる可能性がある パラメータ。 O5 が設計した感度で 5 つの検出器ネットワークを使用すると、 SGWB を含めることで、低い値を除外する能力が向上します。 $H_0$ と暗黒物質エネルギー分率 $\Omega_m$ を改善しながら、 赤方偏移における考えられる CBC ピークの決定。 $H_0$ の値は低いですが $\Omega_m$ はより適切に制約されるため、最も精度が高くなります。 $H_0$ では、分解されたスペクトル サイレンによって提供されます。 も実施しました。 59個の分解されたバイナリブラックホール源のスペクトルサイレン分析が検出されました 3 回目の観測実行中、逆誤警報率が 1 より高かった SGWB と共同で年間。 現在の感度でそれを取得すると、 宇宙論的および人口の結果は、 SGWB。 |
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| We consider a model where the Standard Model is added to the Einstein Lagrangian together with a Jordan-Brans-Dicke(JBD) coupling. The time-dependent Higgs field has an important role in interpreting the effective gravitational constant, $G_{eff}$. This may lead to two Big Bangs, the first Big Bang characterizes the size of the universe being zero. At this Big Bang, the value of the effective gravitational constant is zero and starts decreasing in time through negative values. During this era, the JBD term is important. In the second Big Bang, the effective gravitational constant passes through infinity to positive values. The negative gravitational constant is interpreted as repulsive gravity. The Lagrangian density provides effective potentials leading to spontaneous symmetry breaking which gives cosmological expectation value of the Higgs field and the Higgs mass which depends on curvature and the Brans Dicke parameter. | Einstein に標準モデルを加えたモデルを考える ラグランジュとジョルダン-ブランズ-ディッケ(JBD)結合。 時間依存のヒッグス場は、 有効重力定数、$G_{eff}$。 これは2つのビッグバンを引き起こす可能性があります。 最初のビッグバンは、宇宙の大きさがゼロであることを特徴づけます。 この時点で ビッグバン、実効重力定数の値がゼロで始まり 負の値になると時間の経過とともに減少します。 この時代における JBD 用語は、 重要。 2回目のビッグバンでは実効重力定数が通過する 無限大から正の値まで。 負の重力定数は、 反発重力として解釈されます。 ラグランジュ密度により、効果的な効果が得られます。 自発的な対称性の破れを引き起こし、宇宙論的な影響を与える可能性 ヒッグス場の期待値とそれに依存するヒッグス質量 曲率とブラン ディッケ パラメータ。 |
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| The Laser Interferometer Space Antenna (LISA) is designed to detect a variety of gravitational-wave events, including mergers of massive black hole binaries, stellar-mass black hole inspirals, and extreme mass-ratio inspirals. LISA's capability to observe signals with high signal-to-noise ratios raises concerns about waveform accuracy. Additionally, its ability to observe long-duration signals will raise the computational cost of Bayesian inference, making it challenging to use costly and novel models with standard stochastic sampling methods without incorporating likelihood and waveform acceleration techniques. In this work, we present our attempt to tackle these issues. We adapt ${\tt RIFT}$ for LISA to take advantage of its embarrassingly parallel architecture, enabling efficient analysis of large datasets with costly gravitational wave models without relying on likelihood or waveform acceleration. We demonstrate that our open-source code can accurately infer parameters of massive black hole binary signals by carrying out a zero-noise injection recovery using the numerical relativity surrogate model ${\tt NRHybSur3dq8}$. By utilizing all available $m\neq0$ modes in the inference, we study the impact of higher modes on LISA data analysis. We study the impact of multiple massive black hole binary signals in a dataset on the inference of a single signal, showing that the selected source's inference remains largely unaffected. Furthermore, we analyze the LDC-1A and blind LDC-2A datasets from the Radler and Sangria challenge of the LISA data challenges. When eschewing specialized hardware, we find ${\tt NRHybSur3dq8}$ injection-recovery takes approximately $20$ hours to complete, while the analysis of Sangria and Radler datasets takes about $10$ hours to complete. | レーザー干渉計宇宙アンテナ (LISA) は、さまざまな物体を検出するように設計されています。 巨大なブラックホール連星の合体を含む重力波現象、 恒星質量のブラックホールはインスピレーションを与え、極端な質量比はインスピレーションを与えます。 リサさん 高い信号対雑音比で信号を観測できるため懸念が生じる 波形精度について。 さらに、長時間の観測が可能 信号によりベイズ推論の計算コストが上昇し、 標準的な確率的サンプリングを使用して、高価で新しいモデルを使用するのは困難です 尤度および波形加速技術を組み込んでいない方法。 この研究では、これらの問題に取り組む試みを紹介します。 ${\tt を適応させます LISA がその恥ずかしい並列アーキテクチャを活用するための RIFT}$、 コストのかかる重力波を使用した大規模なデータセットの効率的な分析を可能にする 尤度や波形加速度に依存せずにモデル化できます。 実演します 私たちのオープンソース コードが巨大ブラック ホールのパラメーターを正確に推測できること を使用してゼロノイズ注入リカバリを実行することにより、バイナリ信号を生成します。 数値相対性理論サロゲート モデル ${\tt NRHybSur3dq8}$。 全てを活用することで、 推論で利用可能な $m\neq0$ モードを使用して、上位モードの影響を調査します LISAデータ分析について。 複数の巨大ブラックホールの影響を研究します 単一信号の推論に関するデータセット内のバイナリ信号。 選択した情報源の推論はほとんど影響を受けません。 さらに、私たちは、 Radler および Sangria からの LDC-1A およびブラインド LDC-2A データセットを分析する LISA データの課題の課題。 特殊なハードウェアを避ける場合、 ${\tt NRHybSur3dq8}$ の注入と回復を見つけるには、約 $20$ 時間かかります サングリアとラドラーのデータセットの分析には約 10 ドルかかりますが、 完了までに数時間。 |
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| We study quantum gravity corrections to the no-boundary wavefunction describing a universe with spatial topology $S^1\times S^2$. It has been suggested that quantum effects become increasingly important when the size of the circle is large relative to the sphere. In this paper, we confirm this claim by an explicit four-dimensional one-loop calculation of the gravitational path integral preparing such a state. In the process, we clarify some aspects of the gravitational path integral on complex spacetimes. These quantum corrections play a crucial role in ensuring that the norm of the wavefunction is naturally expressed in terms of a path integral over $S^2 \times S^2$ at the classical level. We extend some of the analysis to more general spatial topologies, as well as to the inclusion of fermions. | 無境界波動関数に対する量子重力補正を研究します 空間トポロジー $S^1\times S^2$ で宇宙を記述します。 それはそうだった のサイズが大きくなると、量子効果がますます重要になることを示唆しました。 円は球に比べて大きいです。 この論文ではこれを確認します 重力の明示的な 4 次元 1 ループ計算による主張 パス積分がそのような状態を準備します。 その過程でいくつかの側面を明らかにします 複雑な時空における重力経路積分。 これらの量子 補正は波動関数のノルムを確実にする上で重要な役割を果たします。 は、 $S^2 \times S^2$ にわたる経路積分として自然に表現されます。 クラシックレベル。 分析の一部をより一般的な空間に拡張します。 トポロジーやフェルミオンの包含など。 |
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| During the inspiral of a binary neutron star, viscous processes in the neutron star matter can damp out the tidal energy induced by its companion and convert it to thermal energy. This tidal dissipation/heating process introduces a net phase shift in the gravitational wave signal. In our recent work (Ghosh et al., Phys. Rev. D 109, 103036 (2024)), we showed that tidal dissipation from bulk viscosity originating from the non-leptonic weak interactions involving hyperons could have a detectable phase shift in the gravitational-wave (GW) signal in the next-generation GW detectors. In this work, we model the dephasing due to tidal dissipation in a post-Newtonian (PN) expansion and incorporate this in gravitational waveforms for equal mass binary neutron stars. We then estimate the systematic bias incurred in tidal deformability measurements in simulated signal injection studies when this physical effect is not accounted for in waveform models. Lastly, we perform a full Bayesian parameter estimation with our model to show how accurately we can measure the additional phase due to tidal dissipation in future GW observations and discuss its significance in extreme matter studies. | 連星中性子星の吸気中に、内部の粘性プロセスが発生します。 中性子星物質は、伴星によって引き起こされる潮汐エネルギーを減衰させることができ、 それを熱エネルギーに変換します。 この潮汐散逸/加熱プロセスにより、 重力波信号の正味の位相シフト。 私たちの最近の研究 (ゴーシュ) ら、Ｐｈｙｓ． Rev. D 109, 103036 (2024))、我々は、潮汐の消散が バルク粘度: ハイペロンは重力波（GW）に検出可能な位相シフトを持っている可能性がある 次世代 GW 検出器の信号。 この作業では、 ポストニュートン (PN) 膨張における潮汐散逸による位相のずれと これを等質量二元中性子の重力波形に組み込む 星。 次に、潮汐変形性に生じる系統的な偏りを推定します。 この物理的効果が次の場合にシミュレートされた信号注入スタディでの測定 波形モデルでは考慮されていません。 最後に、完全なベイジアンを実行します。 モデルを使用してパラメータを推定し、どの程度正確に測定できるかを示します。 将来のGW観測で潮汐散逸による追加フェーズを検討し、議論する 極限物質研究におけるその重要性。 |
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| Similar to particle accelerators, black holes also have the ability to accelerate particles, generating significant amounts of energy through particle collisions. In this study, we examine the horizon and spacetime structures of a rotating black hole within the framework of Einstein-Maxwell-Dilaton gravity. Additionally, we extend the analysis to explore particle collisions and energy extraction near this black hole using the Banados-Silk-West mechanism. Our findings reveal that the mass and angular momentum of the colliding particles significantly influence the center of mass energy, more so than the parameters of the black hole itself. Furthermore, we apply the Banados-Silk-West mechanism to massless particles, particularly photons, while disregarding their intrinsic spin in plasma; an aspect that has not been previously explored. The Banados-Silk-West mechanism cannot be directly applied, as the refractive index condition only permits photon propagation, meaning that massive particles in vacuum cannot be included in this study. We derive the propagation conditions for photons and analyze photon collisions by treating them as massive particles in a dispersive medium. The impact of the plasma parameter on the extracted center of mass energy is also examined. Our results show that the plasma parameter has a relatively weak and unchanged effect on the center of mass energy across all cases, indicating that energy losses due to friction within the medium are a contributing factor. | 粒子加速器と同様に、ブラックホールにも次のような能力があります。 粒子を加速し、粒子を通じて大量のエネルギーを生成します 衝突。 この研究では、地球の地平線と時空の構造を調べます。 アインシュタイン・マクスウェル・ディラトン重力の枠組み内で回転するブラックホール。 さらに、解析を拡張して粒子の衝突とエネルギーを調査します。 Banados-Silk-Westメカニズムを使用して、このブラックホールの近くで抽出されます。 私たちの 調査結果は、衝突する粒子の質量と角運動量が パラメータよりも重心エネルギーに大きく影響します ブラックホールそのもののこと。 さらに、Banados-Silk-West メカニズムを適用します。 それらの固有のものを無視しながら、質量のない粒子、特に光子に プラズマ中で回転する。 これまで検討されていなかった側面。 の Banados-Silk-West 機構は、屈折率が異なるため、直接適用できません。 この条件では光子の伝播のみが許可されます。 つまり、大規模な粒子が存在します。 真空はこの研究に含めることはできません。 伝播条件を導き出す 光子を巨大な粒子として扱い、光子の衝突を分析します。 分散媒中で。 抽出された成分に対するプラズマパラメータの影響 重心エネルギーも調べられます。 私たちの結果は、プラズマが このパラメータは重心に対して比較的弱い影響を与えますが、変化はありません。 すべてのケースにわたるエネルギー。 内部の摩擦によるエネルギー損失を示します。 媒体が要因です。 |
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| We present a first two-dimensional general-relativistic analysis of superconducting regions in axially symmetric highly magnetized neutron star (magnetar) models with toroidal magnetic fields. We investigate the topology and distribution of type-II and type-I superconducting regions for varying toroidal magnetic field strengths and stellar masses by solving the Einstein-Maxwell equations using the XNS code. Our results reveal that the outer cores of low- to intermediate-mass magnetars sustain superconductivity over larger regions compared to higher-mass stars with non-trivial distribution of type-II and type-I regions. Consistent with previous one-dimensional (1D) models, we find that regardless of the gravitational mass, the inner cores of magnetars with toroidal magnetic fields are devoid of $S$-wave proton superconductivity. Furthermore, these models contain non-superconducting, torus-shaped regions - a novel feature absent in previous 1D studies. Finally, we speculate on the potential indirect effects of superconductivity on continuous gravitational wave emissions from millisecond pulsars, such as PSR J1843-1113, highlighting their relevance for future gravitational wave detectors. | 我々は、最初の二次元一般相対論的解析を提示します。 軸対称の高度に磁化された中性子星の超伝導領域 トロイダル磁場を備えた (マグネター) モデル。 トポロジーを調査します およびさまざまなタイプの II 型および I 型超電導領域の分布 を解くことによりトロイダル磁場の強度と星の質量を解明します。 XNS コードを使用したアインシュタイン・マクスウェル方程式。 私たちの結果は次のことを明らかにしました。 低質量から中質量のマグネターの外核は超伝導を維持する 自明ではない分布を持つ高質量星と比較して、より広い領域にわたって タイプ II およびタイプ I 領域の。 以前の 1 次元 (1D) と一致 モデルを解析すると、重力質量に関係なく、内核は トロイダル磁場を持つマグネターには $S$ 波陽子が存在しない 超伝導。 さらに、これらのモデルには非超電導、 トーラス状の領域 - これまでの 1D 研究にはなかった新しい特徴です。 ついに、 私たちは、超電導の潜在的な間接的な影響について推測します。 PSRなどのミリ秒パルサーからの連続重力波放射 J1843-1113、将来の重力波との関連性を強調 探知機。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive the Ricci-flat metrics in four dimensions that are stationary and algebraically special, together with the locally asymptotically flat conditions in the Bondi-Sachs framework. The solutions consist of a pair of arbitrary holomorphic and antiholomorphic functions analogous to the Virasoro modes, and also three constant parameters originated from the $Y_{1,m}$ modes in spherical harmonic expansion. We show that the higher modes of the (anti-)holomorphic function contain an infinite tower of soft hairs from the perspectives of both the local gravitational degree of freedom and the asymptotic supertranslation charges. Within our general ansatz, we obtain from the zero modes the complete set of algebraic Petrov type-D solutions of four free parameters. We show that one parameter does not belong to the Plebanski-Demianski class and, therefore, yields a new type-D metric. | 静止した 4 次元でリッチフラット メトリクスを導出します。 代数的に特殊であり、局所的に漸近的に平坦な条件も伴う ボンダイ・サックスフレームワークの中で。 解は任意のペアから構成されます。 Virasoro モードに類似した正則関数および反正則関数、および また、球面の $Y_{1,m}$ モードに由来する 3 つの定数パラメーターも 倍音の広がり。 (反) 正則の高次モードが 機能には、両方の観点から見た柔らかい毛の無限の塔が含まれています 局所重力自由度と漸近超変換 料金。 一般的な分析の中で、ゼロモードから完全なものを取得します。 4 つの自由パラメーターの代数ペトロフ D 型解のセット。 私たちはそれを示します 1 つのパラメーターはプレバンスキー-デミアンスキー クラスに属さないため、 新しいタイプ D メトリックが生成されます。 |
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| We present the first unified model for the general relativistic dynamics and gravitational radiation of generic compact binaries. TEOBResumS-Dal\'i is a model based on the effective-one-body framework incorporating tidal interactions, generic spins, multipolar radiation reaction/waveform and numerical-relativity information. It allows the computation of gravitational waves and other dynamical gauge invariants from generic binaries (black holes, neutron stars, neutron star-black hole binaries) evolving along arbitrary orbits (quasi-circular, eccentric, non-planar) through merger and including scattering. The performances of TEOBResumS-Dal\'i in the strong-field regime are showcased by comparisons with a large sample of 1395 high-accuracy numerical-relativity simulations available. TEOBResumS-Dal\'i allows the computation of faithful waveforms for gravitational wave astronomy, providing at the same time an understanding and a prediction of the strong-field dynamics. | 我々は、一般相対論的力学のための最初の統一モデルを提示し、 一般的なコンパクトバイナリの重力放射。 TEOBResumS-Dal\'i は、 タイダルを組み込んだ実効一体型フレームワークに基づくモデル 相互作用、一般的なスピン、多極放射反応/波形、 数値相対性情報。 重力の計算が可能になります 一般的なバイナリ (ブラック ホール、ブラック ホール、 中性子星、中性子星とブラックホールの連星）任意の方向に沿って進化 合体および包含による軌道 (準円形、偏心、非平面) 散乱。 強力なフィールド体制におけるTEOBResumS-Dal\'iのパフォーマンス 1395 個の高精度サンプルの大規模なサンプルとの比較によって示されます。 数値相対性シミュレーションが利用可能です。 TEOBResumS-Dal\'i は、 重力波天文学のための忠実な波形の計算、提供 同時に得意分野の理解と予測 ダイナミクス。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The work presented in this thesis draws back the curtain on the physics of the primordial universe by leveraging Primordial Black Holes (PBHs) as cosmological probes. The violent deaths of ultralight PBHs are shown to severely inhibit leptogenesis, alter the sphaleron freeze-out temperature and provide an opportunity to rule out models of leptogenesis which would otherwise evade direct detection experiments for effective eternity. Turning to the extreme temperature gradients of hot spots, the evolution and formation of hot spots was considered in an expanding background for the first time, and a formalism treating the propagation of Hawking radiation was introduced. Upon addressing the previously unexplored effects of hot spots on Hawking radiation, it was discovered that hot spots can support successful leptogenesis after sphaleron freeze-out, and efficiently absorb radiated Dark Matter. These examples hint at an intricate, rich tapestry of physics in hot spots. | この論文で提示された研究は、物理学の幕を引き戻します。 原始ブラックホール (PBH) を活用して原始宇宙を再現する 宇宙探査機。 超軽量PBHの非業の死は、 レプトジェネシスを大幅に阻害し、スファレロンの凍結温度を変更し、 さもなければレプトジェネシスのモデルを除外する機会を提供する 効果的に永久に直接検出実験を回避します。 目を向けると、 ホットスポットの極端な温度勾配、ホットスポットの進化と形成 シミは拡大する背景の中で初めて考慮され、 ホーキング放射の伝播を扱う形式主義が導入されました。 その上 ホットスポットがホーキング放射に及ぼすこれまで解明されていない影響に対処し、 ホットスポットがレプトジェネシスの成功をサポートできることが発見されました。 スファレロンは凍結し、放射されたダークマターを効率的に吸収します。 これら これらの例は、ホットスポットにおける物理学の複雑で豊かなタペストリーを示唆しています。 |