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| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
We discuss new recurrence-based methods for calculating the complex
frequencies of the quasinormal modes of black holes. These methods are based on
the Frobenius series solutions of the differential equation describing the
linearized radial perturbations. Within the general method, we propose two
approaches: the first involves calculating the series coefficients, while the
second employs generalized continued fractions. Moreover, as a consequence of
this analysis, we present a computationally efficient and convenient method
that uses double convergence acceleration, consisting of the application of the
Wynn algorithm to the approximants obtained from the Hill determinants, with
the Leaver-Nollert-Zhidenko-like tail approximations taken into account. The
latter is particularly important for stabilizing and enabling the calculations
of modes with small real parts as well as higher overtones. The method
demonstrates exceptionally high accuracy. We emphasize that Gaussian
elimination is unnecessary in all of these calculations. We consider
$D$-dimensional ($3| 複素数を計算するための新しい漸化式ベースの方法について説明します。
ブラックホールの準正規モードの周波数。 これらの方法は以下に基づいています
を記述する微分方程式のフロベニウス級数解
線形化された放射状摂動。 一般的な方法の中で、次の 2 つを提案します。
アプローチ: 1 つ目は系列係数の計算を含みます。
2 番目は一般化された連分数を使用します。 さらに、その結果として、
この分析では、計算効率が高く便利な方法を紹介します。
二重収束加速を使用し、次のアプリケーションで構成されます。
Hill 行列式から得られた近似式に対する Wynn アルゴリズム。
Leaver-Nollert-Zhidenko のようなテール近似が考慮されます。 の
後者は、計算を安定させて有効にするために特に重要です
小さな実部とより高い倍音を含むモード。 方法
非常に高い精度を発揮します。 ガウス関数であることを強調します。
これらすべての計算において消去は不要です。 検討します
コンクリートとしての $D$ 次元 ($3 | |
| Original Text | 日本語訳 |
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| While the early literature on black holes focused on event horizons, subsequently it was realized that their teleological nature makes them unsuitable for many physical applications both in classical and quantum gravity. Therefore, over the past two decades, event horizons have been steadily replaced by quasi-local horizons which do not suffer from teleology. In numerical simulations event horizons can be located as an `after thought' only after the entire space-time has been constructed. By contrast, quasi-local horizons naturally emerge in the course of these simulations, providing powerful gauge-invariant tools to extract physics from the numerical outputs. They also lead to interesting results in mathematical GR, providing unforeseen insights. For example, for event horizons we only have a qualitative result that their area cannot decrease, while for quasi-local horizons the increase in the area during a dynamical phase is quantitatively related to local physical processes at the horizon. In binary black hole mergers, there are interesting correlations between observables associated with quasi-local horizons and those defined at future null infinity. Finally, the quantum Hawking process is naturally described as formation and evaporation of a quasi-local horizon. This review focuses on the dynamical aspects of quasi-local horizons in classical general relativity, emphasizing recent results and ongoing research. | ブラックホールに関する初期の文献は事象の地平線に焦点を当てていましたが、 その後、それらの目的論的な性質がそれらを可能にすることが理解されました。 古典的および量子の両方の多くの物理的応用には適さない 重力。 したがって、過去 20 年間にわたり、事象の地平線は 目的論の影響を受けない準局所的な地平線に着実に置き換えられます。 数値シミュレーションでは、事象の地平線は「考えた結果」として配置される可能性があります。 時空全体が構築された後にのみ。 対照的に、準ローカル これらのシミュレーションの過程で地平線が自然に現れ、 数値出力から物理を抽出するための強力なゲージ不変ツール。 これらは数学的 GR においても興味深い結果をもたらし、予期せぬ結果をもたらします。 洞察。 たとえば、事象の地平線については、定性的な結果しか得られません。 それらの領域は減少することができないが、準局所的な地平線では増加する 動的段階中の領域は、局所的な物理的状態と定量的に関連しています。 地平線上のプロセス。 バイナリーブラックホール合体では、興味深いものがあります。 準局所的な地平線に関連する観測量とそれらの観測量との間の相関 将来の null 無限大で定義されます。 最後に、量子ホーキング過程は次のようになります。 これは当然、準局所的な地平線の形成と蒸発として説明されます。 これ レビューは、古典的な準局所的な地平線の動的側面に焦点を当てています。 一般相対性理論、最近の結果と進行中の研究を強調します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study exact static spherically symmetric vacuum solutions in generic six-derivative gravity (i.e., without assuming specific relations between the coupling constants). Using modified Schwarzschild coordinates, we systematically classify solutions through Frobenius expansions, determining their number of free parameters and confirming previously known cases, such as the regular solutions at the origin. Importantly, we identify novel solutions absent in four-derivative gravity, including those with (double-degenerate) extreme horizons (and their near-horizon limits) that exist without matter sources, which may indicate the existence of regular black holes. We also find asymptotically (anti-)de Sitter spacetimes, giving rise to an effective cosmological constant. The solutions can be classified into six main classes, and, when possible, we provide the description in standard Schwarzschild coordinates, in which they split into thirteen main solution classes. | 私たちは、一般的な形式で正確な静的球対称真空ソリューションを研究します。 6 微分重力 (つまり、 結合定数）。 修正されたシュヴァルツシルト座標を使用して、 フロベニウス展開を通じて体系的にソリューションを分類し、 自由パラメータの数と、以前に知られているケースを確認します。 原点における正規解。 重要なのは、私たちが新しいソリューションを特定することです (二重縮退) を含む、4 微分重力には存在しません。 物質なしで存在する極端な地平線 (および地平線に近い限界) これらの情報源は、通常のブラック ホールの存在を示している可能性があります。 私たちも見つけます 漸近的に (反) ド・ジッター時空となり、効果的な 宇宙定数。 ソリューションは 6 つの主要なクラスに分類できます。 可能であれば、標準的なシュヴァルツシルトで説明を提供します。 座標内で 13 の主要な解クラスに分割されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Using an improved version of the Newman-Janis algorithm, we obtain metrics of rotating black holes for a set of extended gravity theories that extend general relativity in different ways: the Horndeski model, the bumblebee model, the Gauss-Bonnet scalar gravity, the loop quantum gravity, the conformal gravity, and $f(Q)$ (symmetric teleparallel gravity STEGR). The obtained metrics are used to model black hole shadows. It is shown that for some models the critical values of the angular momentum $a_{crit}$ emerge. The previous conclusion that the extended gravity theory corrects by itself the effects of rotation in both directions is confirmed. This appears to be important for further modelling of shadow profiles taking into account the constantly increasing accuracy of black hole images. Thus, when rotation is taken into account black hole shadow images, as the GW170817 test or the post-Newtonian formalism, can serve as a meaningful way to test and constrain extended theories of gravity. | Newman-Janis アルゴリズムの改良版を使用して、次のメトリクスを取得します。 一般的な重力理論を拡張する一連の拡張重力理論のための回転ブラック ホール さまざまな方法での相対性理論: Horndeski モデル、マルハナバチ モデル、 ガウス・ボンネット スカラー重力、ループ量子重力、共形重力、 $f(Q)$ (対称テレパラ重力 STEGR)。 取得したメトリクスは、 ブラックホールの影をモデル化するために使用されます。 一部のモデルでは重要なことが示されています。 角運動量 $a_{crit}$ の値が現れます。 前回の結論は、 拡張重力理論は、両方の回転の影響を自動的に修正します。 方向性が確認されました。 これは、さらなるモデリングにとって重要であると思われます 絶えず向上する黒の精度を考慮したシャドウプロファイル 穴の画像。 したがって、回転を考慮するとブラックホールの影 GW170817 テストまたはポストニュートン形式主義としての画像は、 拡張された重力理論をテストし、制約するための有意義な方法。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The conformally invariant scalar equation permits the Robin boundary condition at infinity of asymptotically-AdS spacetimes. We show how the dynamics of conformal cubic scalar field on the Reissner-Nordstr\"{o}m-anti-de Sitter background depend on the black hole size, charge, and choice of the boundary condition. We study the whole range of admissible charges, including the extremal case. In particular, we observe the transition in stability of the field for large black holes at the specific critical value of the charge. Similarities between Reissner-Nordstr\"{o}m and Kerr black hole let us suspect that a similar effect may also occur in rotating black holes. | 共形的に不変なスカラー方程式により、ロビン境界が許可されます。 漸近的 AdS 時空の無限大における条件。 どのようにして Reissner-Nordstr\"{o}m-anti-de 上の共形三次スカラー場のダイナミクス シッターのバックグラウンドは、ブラック ホールのサイズ、電荷、選択したブラック ホールによって異なります。 境界条件。 私たちは、許容される料金の全範囲を調査します。 極端な場合。 特に、安定性の推移が観察されます。 電荷の特定の臨界値における大きなブラック ホールの場。 ライスナー・ノルドストラムとカー・ブラックホールの類似点を疑う 同様の効果が回転するブラックホールでも起こる可能性があるということです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider general linear gauge theory, with independent solder form and connection. These spaces have both torsion and nonmetricity. We show that the Cartan structure equations together with the defining equation for nonmetricity allow the mixed symmetry components of nonmetricity to be absorbed into an altered torsion tensor. Field redefinitions reduce the structure equations to those of Poincare gauge theory, with local Lorentz symmetry and metric compatibility. In order to allow recovery the original torsion and nonmetric fields, we replace the definition of nonmetricity by an additional structure equation and demand integrability of the extended system. We show that the maximal Lie algebra compatible with the enlarged set is isomorphic to the conformal Lie algebra. From this Lorentzian conformal geometry, we establish that the difference between the field strength of special conformal transformations and the torsion and is given by the mixed symmetry nonmetricity of an equivalent asymmetric system. | 独立したはんだ形状と一般的なリニアゲージ理論を考慮します。 繋がり。 これらの空間にはねじれ性と非計量性の両方があります。 我々は、 カルタン構造方程式と非計量性の定義方程式 非計量性の混合対称成分を吸収できるようにします。 変更されたねじりテンソル。 フィールドの再定義により、構造方程式が次のように簡略化されます。 局所ローレンツ対称性と計量を伴うポアンカレ ゲージ理論のもの 互換性。 元のねじれと非メートルを回復できるようにするため フィールドでは、非計量性の定義を追加の構造で置き換えます。 方程式を作成し、拡張システムの可積分性を要求します。 我々は、 拡大集合と互換性のある最大リー代数は、 等角リー代数。 このローレンツの共形幾何学から、次のことを確立します。 特殊コンフォーマルの電界強度の違い 変換とねじれは、混合対称性の非計量性によって与えられます。 等価な非対称系の。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate black hole quasinormal modes using the exact WKB method. We perform an analytic continuation from the horizon to infinity along the positive real axis of the radial coordinate and impose appropriate boundary conditions at these asymptotic positions. We clarify the role of previously overlooked logarithmic spirals of Stokes curves and branch cuts emerging from the horizon. We carefully reformulate the derivation of the quasinormal mode conditions using the exact WKB analysis, incorporating the contributions from these features into the calculation. We successfully derive correct results for both solvable model examples and the Schwarzschild spacetime. Our formulation enjoys straightforward extensions to other background geometries as well as a wide range of other physical systems. | 正確な WKB 法を使用してブラック ホールの準正規モードを調査します。 私たちは 地平線から無限に向かって解析継続を実行します。 動径座標の正の実軸を設定し、適切な境界を課します これらの漸近位置での状態。 以前の役割を明確にします 見落とされていたストークス曲線の対数螺旋と、そこから現れる枝の切断 地平線。 準正規モードの導出を注意深く再定式化します からの貢献を組み込んだ、正確な WKB 分析を使用した条件 これらの特徴を計算に組み込みます。 正しい結果を導き出すことに成功しました 可解モデルの例とシュヴァルツシルト時空の両方。 私たちの処方 他の背景ジオメトリへの直接的な拡張だけでなく、 他の幅広い物理システム。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It has been shown that if one solves self-consistently the semiclassical Einstein equations in the presence of a quantum scalar field, with a cutoff on the number of modes, spacetime become flatter when the cutoff increases. Here we extend the result to include the effect of fields with spin 0, 1/2, 1 and 2. With minor adjustments, the main result persists. Remarkably, one can have positive curvature even if the cosmological constant in the bare action is negative. | 半古典的な問題を自己無矛盾に解くと、 量子スカラー場の存在下でのアインシュタイン方程式、カットオフ モードの数、カットオフが増加すると時空は平坦になります。 ここ 結果を拡張して、スピン 0、1/2、1、2 のフィールドの効果を含めます。 わずかな調整を加えれば、主な結果は維持されます。 驚くべきことに、次のことが可能です。 たとえ裸の作用における宇宙定数が ネガティブ。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The strong gravitational field of a black hole bends light, forming multi-level images, yet extracting precise spacetime information from them remains challenging. In this study, we investigate how gravitational lensing leaves unique and detectable signatures in black hole movies using autocorrelation analysis. By examining the two-dimensional autocorrelation of a movie depicting a hotspot orbiting a Kerr black hole, as viewed by a near-axis observer, we identify a persistent secondary peak structure induced by gravitational lensing. Notably, these secondary peaks converge to a fixed point in the time-lag domain, largely independent of the hotspot's orbital radius. This key property suggests that combining future black hole flare observations with advanced autocorrelation analysis could effectively disentangle lensing effects from orbital dynamics, enabling direct measurement of black hole parameters. Our findings establish autocorrelation as a powerful tool for probing spacetime geometry, offering new insights into gravitational physics through time-resolved black hole images. | ブラックホールの強い重力場は光を曲げ、 マルチレベル画像でありながら、そこから正確な時空情報を抽出する 挑戦的なままです。 この研究では、重力レンズがどのように起こるかを調査します。 を使用して、ブラック ホール ムービーにユニークで検出可能な痕跡を残します。 自己相関分析。 の二次元自己相関を調べることにより、 近軸から見た、カー ブラック ホールを周回するホットスポットを描いた映画 観測者は、 重力レンズ。 注目すべきことに、これらの二次ピークは固定点に収束します。 タイムラグ領域では、ホットスポットの軌道半径にはほとんど依存しません。 この重要な特性は、将来のブラック ホール フレア観測を組み合わせることを示唆しています。 高度な自己相関分析を使用すると、レンズ効果のもつれを効果的に解消できます 軌道力学からの影響により、ブラックホールの直接測定が可能 パラメータ。 私たちの調査結果は、自己相関が次のような強力なツールであることを証明しています。 時空幾何学を調査し、重力物理学に対する新たな洞察を提供する 時間分解ブラックホール画像を通して。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The gravitational deflection effect of relativistic massive and massless particles up to the first post-Minkowskian order caused by a moving Schwarzschild black hole with a two-dimensional equatorial velocity, which contains the radial and transversal components, is studied analytically, and a new unified formula for the deflection angle is achieved. The expression of the angle matches well with the results of the weak deflection of relativistic particles induced by a radially moving Schwarzschild source given in the literature, when the transversal component of the lens velocity vanishes. The joint velocity effect, which consists of the influences of the transversal and radial motions of the lens on the leading-order Schwarzschild deflection of the massive particles and light, is then discussed in the context of general relativity. We analyze the order of magnitude of this kinematical effect and evaluate the possibility of its astronomical detection subsequently. | 相対論的な質量と無質量の重力偏向効果 移動によって引き起こされる最初のポストミンコフスキー次数までの粒子 二次元の赤道速度を持つシュヴァルツシルト ブラック ホール。 放射状成分と横方向成分が含まれており、分析的に研究されており、 新たな偏向角の統一式を実現。 の表現 角度は相対論的な弱い偏向の結果とよく一致します。 で与えられる放射状に移動するシュワルツシルト源によって誘導される粒子 レンズ速度の横方向成分が消えるときの文献。 の 関節速度効果。 これは横方向と方向の影響で構成されます。 の主次シュワルツシルト偏向におけるレンズの半径方向の動き 次に、大規模な粒子と光について、一般的な文脈で議論します。 相対性。 私たちはこの運動学的効果の大きさを分析し、 その後、天文学的な検出の可能性を評価します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The geometric properties of quantum states are crucial for understanding many physical phenomena in quantum mechanics, condensed matter physics, and optics. The central object describing these properties is the quantum geometric tensor, which unifies the Berry curvature and the quantum metric. In this work, we use the differential-geometric framework of vector bundles to analyze the properties of parameter-dependent quantum states and generalize the quantum geometric tensor to this setting. This construction is based on an arbitrary connection on a Hermitian vector bundle, which defines a notion of quantum state transport in parameter space, and a sub-bundle projector, which constrains the set of accessible quantum states. We show that the sub-bundle geometry is similar to that of submanifolds in Riemannian geometry and is described by a generalization of the Gauss-Codazzi-Mainardi equations. This leads to a novel definition of the quantum geometric tensor, which contains an additional curvature contribution. To illustrate our results, we describe the sub-bundle geometry arising in the semiclassical treatment of Dirac fields propagating in curved spacetime and show how the quantum geometric tensor, with its additional curvature contributions, is obtained in this case. As a concrete example, we consider Dirac fermions confined to a hyperbolic plane and demonstrate how spatial curvature influences the quantum geometry. This work sets the stage for further exploration of quantum systems in curved geometries, with applications in both high-energy physics and condensed matter systems. | 量子状態の幾何学的特性は、多くのことを理解するために非常に重要です。 量子力学、物性物理学、光学における物理現象。 これらの特性を記述する中心的なオブジェクトは量子幾何テンソルです。 これにより、ベリー曲率と量子計量が統合されます。 この作業で使用するのは、 を解析するためのベクトルバンドルの微分幾何フレームワーク パラメータ依存の量子状態の特性を解析し、量子状態を一般化する 幾何学テンソルをこの設定にします。 この構築は任意に基づいています。 量子の概念を定義するエルミート ベクトル バンドル上の接続 パラメータ空間の状態トランスポート、およびサブバンドル プロジェクター。 アクセス可能な量子状態のセットを制限します。 サブバンドルが 幾何学はリーマン幾何学の部分多様体の幾何学に似ており、 ガウス-コダッツィ-マイナルディ方程式の一般化によって説明されます。 これ これは、量子幾何テンソルの新しい定義につながります。 追加の曲率の寄与。 結果を説明するために、次のように説明します。 ディラック場の半古典的処理で生じるサブバンドル幾何学 湾曲した時空で伝播し、量子幾何テンソルがどのように変化するかを示します。 この場合、その追加の曲率の寄与が得られます。 具体的には たとえば、ディラック フェルミオンが双曲面に限定されていると考えます。 空間曲率が量子幾何学にどのような影響を与えるかを示します。 この作品 曲線幾何学における量子システムのさらなる探求のための舞台を設定します。 高エネルギー物理学と凝縮物質系の両方に応用できます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate time delays of wave scatterings around black hole backgrounds in scalar-tensor effective field theories of gravity. The scalar-Gauss-Bonnet (sGB) couplings, being corrections of the lowest orders, can give rise to hairy black holes. By requiring infrared causality, we impose lower bounds on the cutoff scales of the theories. With these bounds, we further discuss the detectability of sGB gravity in gravitational waves from binary black hole mergers. Compared with the gravitational effective field theories that contain only the two tensor modes, adding extra degrees of freedom, such as adding a scalar, opens up a detectable window in the planned observations. | ブラックホール背景周囲の波散乱の時間遅延を調査します 重力のスカラーテンソル有効場理論において。 スカラー ガウス ボンネット (sGB) カップリングは最低次数の補正であるため、ヘアリーが発生する可能性があります。 ブラックホール。 赤外線の因果関係を要求することで、下限を課します。 理論のカットオフスケール。 これらの境界を踏まえて、さらに議論します。 連星ブラックホールからの重力波におけるsGB重力の検出可能性 合併。 を含む重力有効場の理論と比較すると、 2 つのテンソル モードのみで、追加の自由度を追加します。 スカラーは、計画された観測で検出可能なウィンドウを開きます。 |
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| We consider stably rotating highly magnetised neutron stars and glitching pulsars. We discuss the prospects for detecting continuous gravitational waves from these sources below 20 Hz with next-generation ground-based facilities such as the Einstein Telescope and Cosmic Explorer and space-based observatories such as DECIGO and Big Bang Observer. We demonstrate that these constitute interesting science targets. We use a robust sensitivity estimation method for future searches based on demonstrated performance. We show that the spin-down upper limit on the gravitational wave amplitude of more than 90% of all highly magnetised pulsars and magnetars suitable for a years-long fully coherent search, exceeds the smallest gravitational wave amplitude estimated detectable with DECIGO and Big Bang Observer. We find that the hidden magnetar candidate PSR J1852+0040 can be detected by Cosmic Explorer if it is emitting at least at 20% of its spin-down luminosity. Finally, post-glitch transient continuous gravitational waves from magnetars are an interesting target for deci-Hz detectors, with all but one of the recorded glitches giving rise to a spin-down limit signal above the smallest detectable level. | 安定して回転する高磁化中性子星とグリッチを考慮する パルサー。 連続重力波検出の展望について議論します 次世代の地上施設を使用して、これらのソースから 20 Hz 未満で電力を供給 アインシュタイン望遠鏡や宇宙探査機など、宇宙ベースの DECIGO や Big Bang Observer などの天文台。 これらが 興味深い科学の目標を構成します。 ロバストな感度推定を使用します 実証されたパフォーマンスに基づいて将来の検索を行うための方法。 我々は、 スピンダウンの重力波振幅の上限が90%以上 すべての高度に磁化されたパルサーとマグネターは、何年にもわたって完全に活動するのに適しています コヒーレント探索、推定された最小重力波振幅を超える DECIGOとBig Bang Observerで検出可能。 隠されたマグネターが発見されました 候補 PSR J1852+0040 が放出されている場合は、Cosmic Explorer で検出できます。 スピンダウン光度の少なくとも 20%。 最後に、グリッチ後の過渡現象 マグネターからの連続重力波は興味深いターゲットです。 デシヘルツ検出器、記録されたグリッチのうち 1 つを除くすべてが原因で、 検出可能な最小レベルを超えるスピンダウン限界信号。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Frequency response function (FRF) measurements are widely used in Gravitational Wave (GW) detectors, e.g., for the design of controllers, calibrating signals and diagnostic problems with system dynamics. The aim of this paper is to present GraFIT: a toolbox that enables fast, inexpensive, and accurate identification of FRF measurements for GW detectors compared to the commonly used approaches, including common spectral analysis techniques. The toolbox consists of a single function to estimate the frequency response function for both open-loop and closed-loop systems and for arbitrary input and output dimensions. The toolbox is validated on two experimental case studies of the Virgo detector, illustrating more than a factor 3 reduction in standard deviation of the estimate for the same measurement times, and comparable standard deviations with up to 10 times less data for the new method with respect to the currently implemented Spectral Analysis method. | 周波数応答関数 (FRF) 測定は、以下の分野で広く使用されています。 重力波 (GW) 検出器 (コントローラーの設計など) システムダイナミクスによる信号の校正と問題の診断。 の目的 この文書では、GraFIT を紹介します。 これは、高速、低コスト、および GW 検出器の FRF 測定値を正確に識別することができます。 一般的なスペクトル分析技術など、一般的に使用されるアプローチ。 の ツールボックスは、周波数応答を推定する単一の関数で構成されます。 開ループシステムと閉ループシステムの両方、および任意の入力および 出力寸法。 このツールボックスは、次の 2 つの実験ケーススタディで検証されています。 Virgo 検出器。 標準の 3 分の 1 以上の削減を示しています。 同じ測定時間の推定値の偏差、および比較可能 新しい方法では、データが最大 10 分の 1 で標準偏差が得られます。 現在実装されているスペクトル分析メソッドに関して。 |
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| Current gravitational wave (GW) detection pipelines for compact binary coalescence based on matched-filtering have reported over 90 confident detections during the first three observing runs of the LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) detector network. Decreasing the latency of detection, in particular for future detectors anticipated to have high detection rates, remains an ongoing effort. In this paper, we develop and test a sparse dictionary learning (SDL) algorithm for the rapid detection of GWs. We evaluate the algorithms biases and estimate its GW detection rate for an astrophysical population of binary black holes. The SDL algorithm is assessed using both, simulated data injected into the proposed A+ detector sensitivity and real data containing confident detections from the third LVK observing run. We find that our SDL algorithm can reconstruct a single binary black hole signal in less than 1 s. This suggests that SDL could be regarded as a promising approach for rapid, efficient GW detection in future observing runs of ground-based detectors. | コンパクトバイナリ用の現在の重力波 (GW) 検出パイプライン マッチドフィルタリングに基づく合体は、90 以上の確信度を報告しています。 LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) の最初の 3 回の観測実行中の検出 探知機ネットワーク。 特に将来に向けて、検出の遅延を短縮します。 高い検出率が期待される検出器については、引き続き努力が続けられています。 この論文では、スパース辞書学習 (SDL) アルゴリズムを開発およびテストします。 GW を迅速に検出します。 アルゴリズムのバイアスを評価し、推定します 連星ブラック ホールの天体物理学的集団に対する GW 検出率。 SDL アルゴリズムは、 提案された A+ 検出器の感度と信頼性の高い検出を含む実際のデータ 3回目のLVK観測から。 私たちの SDL アルゴリズムは次のことができることがわかりました。 単一のバイナリ ブラック ホール信号を 1 秒未満で再構築します。 これは示唆します SDL は、迅速かつ効率的な GW に対する有望なアプローチとみなされる可能性がある 今後の地上探知機の観測での探知に活用されます。 |
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| Recent studies have shown that there is a strong interplay between quantum complexity and quantum chaos. In this work, we consider a new method to study geometric complexity for interacting non-Gaussian quantum mechanical systems to benchmark the quantum chaos in a well-known oscillator model. In particular, we study the circuit complexity for the unitary time-evolution operator of a non-Gaussian bosonic quantum mechanical system. Our results indicate that, within some limitations, geometric complexity can indeed be a good indicator of quantum chaos. | 最近の研究では、量子間に強い相互作用があることが示されています。 複雑さと量子カオス。 この研究では、新しい学習方法を検討します。 非ガウス量子力学システムを相互作用させるための幾何学的複雑性 有名な発振器モデルで量子カオスのベンチマークを行います。 特に私たちは、 のユニタリ時間発展演算子の回路の複雑さを研究する 非ガウスボソン量子力学システム。 私たちの結果は次のことを示しています。 いくつかの制限内では、幾何学的複雑さは確かに良い指標となりえます。 量子カオス。 |
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| We employ an adapted version of H\"ormander's asymptotic systems method to show heuristically that the standard good-bad-ugly model admits formal polyhomogeneous asymptotic solutions near null infinity. In a related earlier approach, our heuristics were unable to capture potential leading order logarithmic terms appearing in the asymptotic solution of the good equation (the standard wave equation). Presently, we work with an improved method which overcomes this shortcoming, allowing the faithful treatment of a larger class of initial data in which such logarithmic terms are manifest. We then generalize this method to encompass models that include stratified null forms as sources and whose wave operators are built from an asymptotically flat metric. We then apply this result to the Einstein field equations in generalized harmonic gauge and compute the leading decay in~$R^{-1}$ of the Weyl scalars, where~$R$ is a suitably defined radial coordinate. We detect an obstruction to peeling, a decay statement on the Weyl scalars~$\Psi_n$ that is ensured by smoothness of null infinity. The leading order obstruction appears in~$\Psi_2$ and, in agreement with the literature, can only be suppressed by a careful choice of initial | 私たちは、H\"ormander の漸近システム手法の適応バージョンを使用して、 標準的な良い・悪い・醜いモデルが形式的であることを認めることを発見的に示す 零無限大に近い多同次漸近解。 以前の関連で このアプローチでは、私たちのヒューリスティックは潜在的な先行順序を捕捉できませんでした 良好な方程式の漸近解に現れる対数項 (標準的な波動方程式)。 現在、私たちは改良された方法で取り組んでいます。 この欠点を克服し、より大きなクラスを忠実に処理できるようになります。 このような対数項が現れる初期データの。 そのとき私たちは このメソッドを一般化して、層化されたヌル形式を含むモデルを包含します。 ソースとして、その波動演算子が漸近平坦から構築される メトリック。 次に、この結果を次のアインシュタイン場方程式に適用します。 一般化高調波ゲージを使用し、~$R^{-1}$ の主要な減衰を計算します。 ワイル スカラー。 ~$R$ は適切に定義された動径座標です。 を検出します 剥離の障害、ワイル スカラー ~$\Psi_n$ の減衰ステートメント、つまり null 無限の滑らかさによって保証されます。 先行障害が出現 in~$\Psi_2$ であり、文献と一致して、 イニシャル選びは慎重に |
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| A powerful approach to computing Feynman integrals or cosmological correlators is to consider them as solution to systems of differential equations. Often these can be chosen to be Gelfand-Kapranov-Zelevinsky (GKZ) systems. However, their naive construction introduces a significant amount of unnecessary complexity. In this paper we present an algorithm which allows for reducing these GKZ systems to smaller subsystems if a parameter associated to the GKZ systems is resonant. These simpler subsystems can then be solved separately resulting in solutions for the full system. The algorithm makes it possible to check when reductions happen and allows for finding the associated simpler solutions. While originating in the mathematical theory of D-modules analyzed via exact sequences of Euler-Koszul homologies, the algorithm can be used without knowledge of this framework. We motivate the need for such reduction techniques by considering cosmological correlators on an FRW space-time and solve the tree-level single-exchange correlator in this way. It turns out that this integral exemplifies an interesting relation between locality and the reduction of the differential equations. | ファインマン積分または宇宙論を計算するための強力なアプローチ 相関器は、それらを微分システムの解決策として考えることです。 方程式。 多くの場合、これらはゲルファント・カプラノフ・ゼレビンスキー (GKZ) として選択できます。 システム。 ただし、その単純な構造により、大量の問題が発生します。 不必要な複雑さ。 この論文では、次のことを可能にするアルゴリズムを紹介します。 パラメーターが関連付けられている場合、これらの GKZ システムをより小さなサブシステムに縮小します。 GKZ システムは共振しています。 これらのより単純なサブシステムは解決できます。 個別にシステム全体のソリューションが得られます。 アルゴリズムがそれを実現します 削減がいつ発生するかを確認することができ、関連するものを見つけることができます。 よりシンプルなソリューション。 Dモジュールの数学理論に由来しながら オイラー・コズル相同性の正確な配列を介して分析されるアルゴリズムは、 このフレームワークの知識なしで使用されます。 私たちはそのようなニーズを刺激します FRW 上の宇宙論的相関関係子を考慮した削減手法 時空間を解析し、この方法でツリーレベルの単一交換相関器を解きます。 それ この積分は、次の間の興味深い関係を例示していることがわかります。 局所性と微分方程式の縮小。 |
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| The detection of exceptionally high-energy {\gamma}-photons (up to 18 TeV) from GRB 221009A by the LHAASO Collaboration challenges conventional physics. Photon-axion-like particle (ALP) oscillations have been proposed to explain this anomaly, but they rely on specific parameter tuning. We present an alternative explanation involving superluminal dark photons. Building on the frameworks of Markoulakis and Valamontes, we propose that dark photons facilitated faster-than-light (FTL) propagation of information, allowing {\gamma}-photons to bypass extragalactic background light (EBL) attenuation. This hypothesis aligns with cosmological observations and experimental results, including those from the LHC, providing a robust framework for addressing the GRB 221009A anomaly. | 非常に高エネルギーの {\gamma} 光子 (最大 18 TeV) の検出 LHAASO コラボレーションによる GRB 221009A は、従来の物理学に挑戦します。 光子アクシオン様粒子 (ALP) 振動が説明するために提案されています。 この異常は、特定のパラメーターの調整に依存しています。 私たちは、 超光速の暗黒光子に関する別の説明。 上に構築する マルコウラキスとヴァラモンテスのフレームワークを利用して、我々は、暗い光子が 情報の超光速 (FTL) 伝播を促進し、 {\gamma}-光子は銀河系外背景光 (EBL) の減衰を回避します。 この仮説は宇宙論的な観測や実験結果と一致しています。 LHC からのものも含め、問題に対処するための堅牢なフレームワークを提供します。 GRB 221009A の異常。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study observational signatures of the hadron-quark crossover in binary-neutron-star mergers by numerical-relativity simulations with various mass configurations. We employ two equations of state (EoSs) for matter consistent with inference from the observational data. In the crossover scenario the EoS is softened in a density realized in binary-neutron-star mergers and is smoothly continued to quark matter. In the phase transition scenario without crossover, the EoS remains stiff and a first-order phase transition takes place in a density out of reach of mergers. A GW170817-like system forms a remnant massive neutron star in both scenarios, and it collapses into a black hole only in the crossover scenario due to the softening while gravitational-wave emission is strong. This difference is clearly reflected in the sudden shutdown of gravitational waves. For a given EoS, the lifetime of the merger remnant is determined primarily by the total mass of the system. Identifying these features in a variety of future events with the next generation of ground-based gravitational-wave detectors will enable us to clarify details of hadron-quark transition. The mass of the accretion disk surrounding the remnant black hole is affected not only by the lifetime of the remnant but also by the mass ratio of the system. Electromagnetic emission associated with the disk outflow will also be useful for detailed investigation of the hadron-quark transition. | 私たちはハドロンとクォークのクロスオーバーの観測的特徴を研究します。 さまざまな数値相対論シミュレーションによる連星・中性子星合体 マス構成。 物質に対して 2 つの状態方程式 (EoS) を採用します 観測データからの推論と一致しています。 クロスオーバーでは EoSが連星中性子星で実現される密度で軟化するシナリオ 合併し、問題をクォークし続けることがスムーズに行われます。 相転移中 クロスオーバーのないシナリオでは、EoS は硬直したままであり、一次フェーズのままです 移行は合併が及ばない密度で行われます。 GW170817っぽい どちらのシナリオでも、システムは残骸の大質量中性子星を形成し、崩壊します。 軟化のため、クロスオーバーシナリオでのみブラックホールに陥ります。 重力波の放射が強い。 この違いが如実に表れているのが、 重力波の突然の停止。 特定の EoS の存続期間は、 合体残骸は主に系の総質量によって決まります。 今後のさまざまなイベントでこれらの機能を特定します。 地上に設置された重力波検出器の生成により、 ハドロン-クォーク転移の詳細を明らかにする。 降着円盤の質量 残存ブラックホールの周囲は、ブラックホールの寿命だけでなく影響を受ける。 残留物だけでなく、システムの質量比によっても異なります。 電磁放射 ディスク流出に関する情報も詳細な調査に役立ちます ハドロンクォーク転移の様子。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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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。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the semi-classical thermodynamics of two-dimensional de Sitter space ($\text{dS}_{2}$) in Jackiw-Teitelboim (JT) gravity coupled to conformal matter. We extend the quasi-local formalism of Brown and York to $\text{dS}_{2}$, where a timelike boundary is introduced in the static patch to uniquely define conserved charges, including quasi-local energy. The boundary divides the static patch into two systems, a cosmological system and a black hole system, the former being unstable under thermal fluctuations while the latter is stable. A semi-classical quasi-local first law is derived, where the Gibbons--Hawking entropy is replaced by the generalized entropy. In the microcanonical ensemble the generalized entropy is stationary. Further, we show the on-shell Euclidean microcanonical action of a causal diamond in semi-classical JT gravity equals minus the generalized entropy of the diamond, hence extremization of the entropy follows from minimizing the action. Thus, we provide a first principles derivation of the island rule for $U(1)$ symmetric $\text{dS}_{2}$ backgrounds, without invoking the replica trick. We discuss the implications of our findings for static patch de Sitter holography. | 二次元ド・ジッター空間の半古典的熱力学を研究します ($\text{dS}_{2}$) ジャッキーウ・タイテルボイム (JT) 重力と共形結合 案件。 ブラウンとヨークの準局所的な形式主義を次のように拡張します。 $\text{dS}_{2}$、静的パッチに時間的な境界が導入され、 準局所エネルギーを含む保存電荷を独自に定義します。 境界線 静的パッチを宇宙論的システムと黒の 2 つのシステムに分割します。 ホールシステム、前者は熱変動の下で不安定ですが、 後者は安定しています。 半古典的な準ローカル第一法則が導出されます。 ギボンズ -- ホーキング エントロピーは一般化されたエントロピーに置き換えられます。 で ミクロカノニカルアンサンブルでは、一般化されたエントロピーは定常です。 さらに、 因果ダイヤモンドのシェル上のユークリッドのミクロカノニカルな作用 半古典的な JT 重力はダイヤモンドの一般化エントロピーを引いたものに等しい、 したがって、エントロピーの極限化は、アクションの最小化に続きます。 したがって、私たちは $U(1)$ 対称のアイランド規則の第一原理導出を提供します。 $\text{dS}_{2}$ 背景。 レプリカ トリックは使用しません。 について議論します 静的パッチ・ド・シッター・ホログラフィーに対する我々の発見の意味。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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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。 ブッシャー規則により、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。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Astronomical observations and numerical simulations are providing increasing evidence that resistive effects in plasmas around black holes play an important role in determining the phenomenology observed from these objects. In this spirit, we present a general approach to the study of a Penrose process driven by plasmoids that are produced at reconnection sites along current sheets. Our formalism is meant to determine the physical conditions that make a plasmoid-driven Penrose process energetically viable and can be applied to scenarios that are matter- or magnetic-field-dominated, that is, in magnetohydrodynamical or force-free descriptions. By exploring reconnection from an axisymmetric but curved surface, our approach can be considered genuinely multidimensional and allows us to explore conditions that are beyond the ones explored so far and that have been restricted to the equatorial plane. Furthermore, it provides a direct contact with numerical simulations of accretion onto black holes, which exhibit an intense reconnection activity outside the equatorial plane. Finally, to describe the kinematics of the plasma self-consistently, we use the well-known configuration of an equilibrium torus with a purely toroidal magnetic field. For such a torus, we discuss the existence of an ``ergobelt'', \ie a nontrivial surface penetrating the ergosphere and acting as a natural a site for the occurrence of reconnection, and from where we estimate the energetics of a plasmoid-driven Penrose process. | 天体観測や数値シミュレーションによって得られる情報はますます増えています。 ブラックホール周囲のプラズマにおける抵抗効果が重要な役割を果たしているという証拠 これらの物体から観察される現象学を決定する際の役割。 この中で その精神に基づいて、私たちはペンローズプロセス主導の研究への一般的なアプローチを提示します。 現在のシートに沿った再接続部位で生成されるプラズモイドによって。 私たちの 形式主義は、あるものを作る物理的条件を決定することを目的としています。 プラズモイド駆動のペンローズプロセスはエネルギー的に実行可能であり、 物質または磁場が支配的なシナリオ、つまり 磁気流体力学的または力を使わない記述。 つながりを探ることで 軸対称だが曲面から、私たちのアプローチは次のように考えることができます。 真に多次元であり、それを超えた状況を探索することができます これまでに調査されたものは赤道面に限定されていました。 さらに、数値シミュレーションとの直接的な接触を提供します。 激しいリコネクション活動を示すブラックホールへの降着 赤道面の外側。 最後に、プラズマの運動学について説明します。 自己矛盾なく、平衡トーラスのよく知られた構成を使用します。 純粋なトロイダル磁場を使用します。 このようなトーラスについては、 「エルゴベルト」、つまり、身体を貫通する重要な表面の存在 人間圏と再接続が起こる自然な場所として機能し、 そしてそこから、プラズモイド駆動のペンローズプロセスのエネルギー論を推定します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the correspondence between modified gravity theories and general entropic cosmology theory. Such a theory is proposed by an analogy with Jacobson's work, where the Einstein equation was derived from the Bekenstein-Hawking entropy. We compare FLRW equations obtained in entropic gravity with those in modified gravity theories. It is found the correspondence of $F(T)$ and $F(Q)$ gravities and general entropic gravity. We regard the $F(T)$ and $F(Q)$ gravity theories as effective local theories corresponding to the entropic gravity theories and we investigate the gravitational waves. The obtained equation of the gravitational wave is identical to that in Einstein's gravity except that the gravitational coupling is modified by the functional form of the functions $F(T)$ and $F(Q)$. It is interesting that in the case of the Tsallis entropic cosmology, the gravitational coupling becomes small or large, which may suppress or enhance the emission of the gravitational wave. | 修正重力理論との対応関係を調査します。 一般的なエントロピー宇宙論。 このような理論は、次のような類推によって提案されます。 ジェイコブソンの研究では、アインシュタイン方程式は次の式から導かれました。 ベケンシュタイン・ホーキングエントロピー。 エントロピーで得られた FLRW 方程式を比較します。 重力は修正重力理論の重力と同じです。 対応が見つかった $F(T)$ と $F(Q)$ の重力と一般的なエントロピー重力。 私たちは、 に対応する有効な局所理論としての $F(T)$ および $F(Q)$ 重力理論 エントロピー重力理論を研究し、重力波を研究します。 の 得られた重力波の方程式はアインシュタインのものと同じです 重力結合が関数によって変更されることを除いて、重力 関数 $F(T)$ と $F(Q)$ の形式。 興味深いのは、次の場合です。 ツァリスのエントロピー宇宙論では、重力結合が小さくなるか、 これは重力波の放射を抑制または強化する可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyse the impact of the expansion of the Universe on the formation of the total spectral energy density of radiation in the intergalactic medium. Assuming the same proper thermal spectrum of sources, we show how the expansion of the Universe changes the nature of the energy distribution of the thermal spectrum: a decrease of the energy density in the Wien range and an increase in the Rayleigh--Jeans range with increasing the redshift of the bulk filled by sources. This is due to the cosmological redshift and the growing contribution of large number of distant sources. The numerical estimations also illustrate the main factors that resolve the Olbers' paradox in the expanding Universe: i) the particle horizon, ii) the finiteness of the volume filled by luminous objects, and iii) the cosmological redshift. Applying the obtained expressions to the epoch of reionization made it possible to estimate the concentration of objects of various classes (stars, globular clusters, dwarf galaxies) necessary for complete reionization of hydrogen at $z=6$. It is shown that even a small part of globular clusters or dwarf galaxies with a thermal spectrum of moderate temperature, from those predicted by Press-Schechter formalism and its improvements, is able to completely reionize hydrogen in the intergalactic medium at $z=6$. | 私たちは宇宙の膨張が宇宙の形成に及ぼす影響を分析します。 銀河間物質中の放射線の総スペクトルエネルギー密度。 熱源の適切な熱スペクトルが同じであると仮定して、どのように膨張するかを示します。 宇宙のエネルギー分布の性質が変化する スペクトル: ウィーン範囲のエネルギー密度の減少と、 レイリー - ジーンズ範囲で満たされたバルクの赤方偏移が増加 ソース。 これは宇宙論的赤方偏移とその寄与の増大によるものです 多数の遠方の情報源からなる。 数値推定も示しています 膨張する宇宙におけるオルバースのパラドックスを解決する主な要因: i) 粒子の地平線、ii) 光によって満たされる体積の有限性 物体、および iii) 宇宙論的赤方偏移。 得られた式を適用する 再電離の時代までの濃度を推定することが可能になりました。 さまざまなクラスの天体（星、球状星団、矮星銀河）が必要 $z=6$ での水素の完全な再イオン化。 たとえ小さくても 中程度の熱スペクトルを持つ球状星団または矮小銀河の一部 温度、Press-Schechter 形式主義とその予測結果から 改良により、銀河間で水素を完全に再イオン化できる $z=6$ で中程度。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| There is a candidate electromagnetic counterpart to the binary black hole merger GW190521, identified as ZTF19abanrhr within AGN J124942.3 + 344929. Additionally, GW190514 is proposed as a plausible precursor merger to GW190521 within a hierarchical merger scenario. In this study, we investigate the potential association between GW190514 and GW190521 as a hierarchical triple merger associated with ZTF19abanrhr, taking into account of sky position, distance, and mass of the sources using a Bayesian criterion. Our analysis reveals that the association is favored over a random coincidence, with a log Bayes factor of 16.8, corresponding to an odds ratio of $\sim$$199:1$, assuming an astrophysical prior odds of $10^{-5}$. Notably, when accounting for the primary masses of the two gravitational wave events as potential products of mergers in the AGN formation channel, the Bayes factor increases significantly, further enhancing the preference for this association by a factor of $\sim$$10^2$, corresponding to a log Bayes factor of 21.5 and an odds ratio of $\sim$$2\times10^4:1$. Our results suggest strong evidence for the first hierarchical triple merger associated with an electromagnetic counterpart in the AGN formation channel. This work is crucial for understanding the formation mechanisms of massive black holes, the role of AGNs in hierarchical mergers, and the implications of multi-messenger astronomy. | 連星ブラックホールに相当する電磁気の候補が存在する 合併 GW190521、AGN J124942.3 + 344929 内で ZTF19abanrhr として識別されます。 さらに、GW190514 は GW190521 へのもっともらしい前兆合併として提案されています。 階層的な合併シナリオ内で。 この研究では、 階層トリプルとしての GW190514 と GW190521 間の潜在的な関連性 空の位置を考慮して、ZTF19abanrhr に関連する合併、 ベイズ基準を使用してソースの距離と質量を計算します。 私たちの分析 ログを使用すると、この関連性がランダムな偶然よりも優先されることが明らかになります。 ベイズ係数 16.8、オッズ比 $\sim$$199:1$ に相当すると仮定します。 天体物理学的事前オッズは $10^{-5}$ です。 特に、 の潜在的な積としての 2 つの重力波事象の一次質量 AGN 形成チャネルにおける合併により、ベイズ係数が大幅に増加します。 この関連付けに対する優先度はさらに倍増します。 $\sim$$10^2$、対数ベイズ係数 21.5 およびオッズ比 $\sim$$2\times10^4:1$。 私たちの結果は、最初のことについての強力な証拠を示唆しています 電磁的対応物と関連付けられた階層的トリプル合併 AGN形成チャネル。 この作業は形成を理解するために重要です 大質量ブラックホールのメカニズム、階層的合体における AGN の役割、 そしてマルチメッセンジャー天文学の意味。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we investigate the particle creation rate in a dynamical (Vaidya) spacetime using Feynman's path integral formalism within the framework of the effective action approach. We examine three distinct cases involving the following mass functions, each representing dynamical geometries: (i) $m(v,r)=\mu v$, (ii) $m(v,r)=\mu v +\nu r$, and (iii) $m(v,r)=\mu v -\frac{\mu^2 v^2}{2r}$, where $\mu$ and $\nu$ are positive constants that satisfy all known energy conditions. We analyze particle production rates in the region of dynamical horizons, revealing an initial high rate followed by a rapid decline in all cases. Additionally, we explore the thermodynamic properties by calculating the surface gravity and corresponding Hayward-Kodama temperatures for each scenario. Graphical representations show the variation of surface gravity over time for the three cases, offering insights into the system's thermodynamic evolution. Our research investigates the connection between background geometry and the particle creation process, placing it within the broader context of quantum field theory in curved spacetime. The non-stationary nature of Vaidya geometry is highlighted as a valuable framework for examining the dynamic aspects of particle creation. This in-depth analysis enhances our understanding of quantum processes in curved spacetime and may offer insights relevant to thermodynamics and studies of gravitational collapse. | この研究では、動的粒子の生成速度を調査します。 フレームワーク内でファインマンの経路積分形式主義を使用した (Vaidya) 時空 効果的なアクションアプローチの。 私たちは、以下を含む 3 つの異なるケースを検討します。 以下の質量関数。 それぞれが動的幾何学を表します: (i) $m(v,r)=\mu v$、(ii) $m(v,r)=\mu v +\nu r$、および (iii) $m(v,r)=\mu v -\frac{\mu^2 v^2}{2r}$、ここで $\mu$ と $\nu$ は正の定数です。 既知のエネルギー条件をすべて満たします。 粒子生成速度を分析します。 動的地平線の領域。 初期の高いレートとそれに続く すべてのケースで急速に減少します。 さらに、熱力学を調査します。 表面重力とそれに対応するヘイワード・コダマを計算することによる特性 シナリオごとの温度。 グラフィック表現は、次の変化を示します。 3 つのケースの表面重力の経時変化を分析し、 システムの熱力学的進化。 私たちの研究ではその関連性が調査されています 背景ジオメトリとパーティクル作成プロセスの間に配置します。 湾曲した時空における場の量子理論のより広い文脈の中で。 の Vaidya 幾何学の非定常的な性質が貴重なフレームワークとして強調されています パーティクル作成の動的側面を調べるため。 この詳細な分析 湾曲した時空における量子プロセスの理解が深まり、 熱力学と重力の研究に関連する洞察を提供します 崩壊。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we investigate the optical appearance of a charged black hole in the Kalb-Ramond background, incorporating a Lorentz-violating parameter $l=0.01$. By analyzing the null geodesics, we derive the photon sphere, event horizon, effective potential, and critical impact parameters. We then employ a ray-tracing technique to study the trajectories of photons surrounding a thin accretion disk. Three different emission models are considered to explore the observed intensity profiles of direct rings, lensing rings, and photon sphere. By comparing these results with those of the standard Reissner-Nordstr\"om black hole ($l=0$) and the Kalb-Ramond black hole with different values of Lorentz-violating parameter (specifically, $l=0.05$ and $l=0.1$ respectively), we find that the Lorentz symmetry breaking will lead to a decrease in the radii of the photon sphere, the event horizon, and the innermost stable circular orbit. Consequently, this makes the detection of these black holes more challenging. | この論文では、帯電ブラックホールの光学的外観を調査します。 ローレンツ違反パラメータを組み込んだカルブ・ラモンド背景 $l=0.01$。 ヌル測地線を分析することにより、光子球、イベントを導き出します。 地平線、有効な可能性、重大な影響パラメーター。 次に、 薄いものの周囲の光子の軌道を研究するためのレイトレーシング技術 降着円盤。 3 つの異なる排出モデルを検討して、 直接リング、レンズリング、光子球の観察された強度プロファイル。 これらの結果を標準の Reissner-Nordstr\"om の結果と比較すると、 ブラック ホール ($l=0$) と、異なる値を持つカルブ ラモンド ブラック ホール ローレンツ違反パラメータ (具体的には、それぞれ $l=0.05$ と $l=0.1$)、 ローレンツ対称性の破れが半径の減少につながることがわかりました。 光子球、事象の地平線、最も内側の安定した円形の 軌道。 その結果、これらのブラックホールの検出がより可能になります。 挑戦的。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The mass window of ultralight axion dark matter motivated by suppressing the growth of structure on subgalactic scales, $m\sim 10^{-22}\,\mathrm{eV}$, is now severely constrained by various observation data (e.g. Lyman-$\alpha$ forest). As an attempt to reopen this mass window, we investigate an alternative ultralight dark matter candidate, the complex scalar field dark matter (SFDM). We derive the relativistic hydrodynamics of the complex SFDM in the framework of cosmological perturbation theory. Our formalism contains two novel ingredients uniquely associated with the complex SFDM model: the Eckart frame defined by the conserved Noether current, and the stiff gauge condition, $c_s^2\equiv (\delta P/\delta\rho)|_s=1$. In the Eckart frame, the complex SFDM is effectively an imperfect fluid with a dissipative energy flux, distinguishing itself from axion dark matter. The energy flux can affect the growth of density fluctuations dynamically. Meanwhile, we apply the stiff gauge condition to find new constitutive equations for the complex SFDM. We revisit the homogeneous evolution of the complex SFDM and present illustrative early-stage solutions for perturbations of the complex SFDM in a simplified setting. We demonstrate the effects of varying the model parameters on the evolution of the perturbation variables. | 超軽量アクシオン暗黒物質の質量窓は、 亜銀河スケールでの構造の成長 $m\sim 10^{-22}\,\mathrm{eV}$ は 現在はさまざまな観測データ (例: Lyman-$\alpha$) によって厳しく制限されています。 森）。 この大量ウィンドウを再開する試みとして、私たちは調査します。 代替の超軽量暗黒物質候補、複素スカラー場ダーク 問題 (SFDM)。 複素SFDMの相対論的流体力学を次のように導出します。 宇宙論的摂動理論の枠組み。 私たちの形式主義には 2 つの要素が含まれます 複雑な SFDM モデルに固有に関連付けられた新しい成分: エッカート 保存されたネーター電流と硬いゲージ条件によって定義されるフレーム、 $c_s^2\equiv (\delta P/\delta\rho)|_s=1$。 Eckart フレームでは、複雑な SFDM 事実上、散逸エネルギー束を持つ不完全流体です。 アクシオン暗黒物質とは区別されます。 エネルギー流束は次のような影響を与える可能性があります。 密度変動の動的成長。 その間、硬いゲージを適用します 複雑な SFDM の新しい構成方程式を見つけるための条件。 再訪します 複雑な SFDM の均一な進化と現在の説明 複雑な SFDM の摂動に対する初期段階のソリューションを簡素化したもの 設定。 モデルパラメータを変更した場合の影響を示します。 摂動変数の発展。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We revisit the question of how generic is the formation of primordial black holes via self-resonant growth of inflaton fluctuations in the post-inflationary, preheating phase. Using analytical and lattice calculations, we find that primordial black hole production is far from being a generic outcome. Also, in most of the parameter space of viable inflationary models, the metric preheating term is subleading to the anharmonic terms and the approximation of a quadratic potential for describing the resonance dynamics is inadequate. Nonetheless, the anharmonicity of the potential cannot be used to rescue the mechanism: The generic outcome of the non-linear evolution of the scalar field in this case is the formation of metastable transients or oscillons, that do not generically collapse into black holes. | 私たちは、原始的な黒人の形成がどれほど一般的であるかという問題を再検討します。 インフレトン変動の自己共振成長によるホール インフレ後の予熱段階。 解析計算と格子計算を使用して、 原始ブラックホールの生成は一般的なものではないことがわかりました。 結果。 また、実行可能なインフレモデルのパラメータ空間のほとんどでは、 計量予熱項は非調和項のサブリーディングであり、 共鳴ダイナミクスを記述するための二次ポテンシャルの近似は次のとおりです。 不十分です。 それにもかかわらず、ポテンシャルの不調和性を利用することはできません。 メカニズムの救済: メカニズムの非線形進化の一般的な結果 この場合のスカラー場は準安定過渡現象の形成、または オシロン、一般的にブラック ホールに崩壊することはありません。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The gravitational wave (GW) signals from extreme mass-ratio inspirals (EMRIs), a key target for the Laser Interferometer Space Antenna (LISA), will be affected in the presence of dark matter (DM) halos. In this paper we explore whether the effects of DM are detectable by LISA within a fully relativistic framework. We model the massive EMRI component as a nonrotating black hole (BH) surrounded by a DM halo. We compute axial and polar GW fluxes for circular orbits at linear order in the mass ratio for DM density profiles with varying mass and compactness. By comparing the phase evolution with vacuum systems, we find that DM halos can induce dephasings of tens to hundreds of radians over a one-year observation period. We demonstrate that even highly diluted DM distributions can significantly affect the emitted waveforms, and that the resulting GW signals can usually be distinguished from each other. While it is important to generalize these findings to more generic orbits and to spinning BHs, our results suggest that LISA could not only reveal the presence of DM halos, but also discriminate between different halo models. | 極端な質量比のインスピレーションからの重力波 (GW) 信号 (EMRI) は、レーザー干渉計宇宙アンテナ (LISA) の主要なターゲットです。 暗黒物質 (DM) ハローの存在下では影響を受ける可能性があります。 この論文では、 DM の影響が完全相対論的範囲内で LISA によって検出可能かどうか フレームワーク。 大規模な EMRI 成分を非回転ブラック ホール (BH) としてモデル化します。 DM ハローで囲まれています。 円周方向の軸方向および極方向の GW 磁束を計算します。 さまざまな変化を伴うDM密度プロファイルの質量比の線形オーダーでの軌道 質量とコンパクトさ。 相の展開を真空系と比較することで、 DM ハローは、1 年間にわたって数十から数百ラジアンの位相ずれを引き起こす可能性があることを発見しました。 1年間の観察期間。 私たちは、高度に希釈されたDMであっても、 分布は放射波形に大きな影響を与える可能性があり、 結果として得られる GW 信号は通常、互いに区別できます。 そうであるうちに これらの発見をより一般的な軌道と回転に一般化することが重要です BHの皆さん、私たちの結果は、LISAがDMの存在を明らかにするだけではないことを示唆しています ハローだけでなく、異なるハロー モデルも区別します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We demonstrate that wormholes must be entangled regardless of asymptotic boundary conditions. Assuming black hole complementarity, we argue that traversable wormholes instantiate entanglement-assisted quantum channels and that this entanglement must be present between the stretched horizons as an initial condition prior to traversability. This result demonstrates the forward direction of the ER/EPR conjectures. | ワームホールは漸近に関係なくもつれなければならないことを証明します。 境界条件。 ブラックホールの相補性を仮定すると、次のように主張します。 横断可能なワームホールはもつれ支援量子チャネルをインスタンス化し、 このもつれは、伸びた地平線の間に存在するに違いない、ということを。 通過前の初期状態。 この結果は前進を示しています ER/EPR 予想の方向性。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We combine the ghost-free bimetric theory of gravity with the concept of local Weyl invariance, realized in the framework of Einstein-Cartan gravity. The gravitational sector, characterized by two independent metrics and two independent connections, is coupled to a scalar field that can in principle develop a non-vanishing expectation value through radiative corrections. The spectrum of the model, apart from the massless standard graviton and a pair of axion-like pseudoscalars, associated with the presence of the Holst invariants in the action, includes an additional spin-$2$ state of a non-vanishing Fierz-Pauli mass proportional to the scalar field vacuum expectation value. We analyze the phenomenology of the model and specify the conditions under which the massive spin-$2$ state could be a primary dark matter candidate. | 私たちは、ゴーストのないバイメトリック重力理論と次の概念を組み合わせます。 アインシュタイン・カルタン重力の枠組みで実現される局所ワイル不変性。 2 つの独立した指標と 2 つの指標によって特徴付けられる重力セクター 独立した接続は、原則として次のことができるスカラー フィールドに結合されます。 放射補正を通じて消失しない期待値を開発します。 の モデルのスペクトル、質量のない標準重力子と一対の ホルスト不変量の存在に関連するアクシオン様擬似スカラー アクションには、非消滅の追加のスピン $2$ 状態が含まれます。 フィエルツ・パウリ質量はスカラー場の真空期待値に比例します。 私たちは モデルの現象学を分析し、モデルがどのような条件で動作するかを特定します。 大規模なスピン$2$状態は、暗黒物質の主要な候補となる可能性があります。 |