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| Original Text | 日本語訳 |
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| The chiral gravitational wave background (GWB) can be produced by axion-like fields in the early universe. We perform parameter estimation for two types of chiral GWB with the LISA-Taiji network: axion-dark photon coupling and axion-Nieh-Yan coupling. We estimate the spectral parameters of these two mechanisms induced by axion and determine the normalized model parameters using the Fisher information matrix. For highly chiral GWB signals that we choose to analyze in the mHz band, the normalized model parameters are constrained with a relative error less than $6.7\%$ (dark photon coupling) and $2.2\%$ (Nieh-Yan coupling) at the one-sigma confidence level. The circular polarization parameters are constrained with a relative error around $21\%$ (dark photon coupling) and $6.2\%$ (Nieh-Yan coupling) at the one-sigma confidence level. | キラル重力波背景 (GWB) はアクシオン状の物質によって生成できます。 初期宇宙のフィールド。 2種類のパラメータ推定を行います。 LISA-Taiji ネットワークを備えたキラル GWB: アクシオン-暗黒光子カップリングと アクシオン・ニー・ヤンのカップリング。 これら 2 つのスペクトル パラメータを推定します。 アクシオンによって引き起こされるメカニズムを解析し、次を使用して正規化されたモデル パラメーターを決定します。 フィッシャー情報行列。 高度にキラルな GWB シグナルの場合、 mHz 帯域で解析する場合、正規化されたモデル パラメーターは次の条件で制約されます。 相対誤差が $6.7\%$ (ダークフォトン結合) および $2.2\%$ (Nieh-Yan) 未満 結合) 1 シグマの信頼レベルで。 円偏光 パラメータは $21\%$ 付近の相対誤差で制約されます (ダーク フォトン カップリング) と $6.2\%$ (Nieh-Yan カップリング) は 1 シグマ信頼水準で計算されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The observed cosmological constant may originate as the minimum value $U_{min}$ of a scalar field potential, where the scalar field is frozen due to a large mass. If this vacuum is metastable, it may decay to a true vacuum either at present or in the future. Assuming its decay rate $\Gamma$ is comparable to the Hubble expansion rate $H_0$, we estimate the scale of true vacuum bubbles and analyze their evolution. We find that their initial formation scale is sub-millimeter and their tension causes rapid collapse if $m \gtrsim 1.7 \cdot 10^{-3}\, eV$. For smaller masses, the bubbles expand at the speed of light. We extend our analysis to scalar-tensor theories with non-minimal coupling, finding that the nucleation scale of gravitational constant bubbles remains consistent with the sub-millimeter regime of General Relativity. The critical mass scale remains around $10^{-3}\,eV$. A theoretical estimate at redshift $z_{obs} \sim 0.01$ suggests an observable bubble radius of $\sim 50$ Mpc, implying a gravitational transition triggered $\sim 300$ Myr ago, with a present-day size approaching $100$ Mpc. Additionally, we explore mass ranges ($m < 10^{-3}\,eV$) and non-minimal coupling $\xi$ ranges ($10^{-8}\,eV^{2-n} - 10^{-1}\,eV^{2-n}$) that lead to a variation $\Delta G/G_N$ within the $1\%-7\%$ range. We assume non-minimal coupling of the form $F(\phi)=1/\kappa - \xi \phi^n$, with $\kappa=8\pi G_N$ and $2 \leq n \leq 9$. Finally, we review various local physics or/and transition based proposed solutions to the Hubble tension, including ultra-late-time transitional models ($z \sim 0.01$), screened fifth-force mechanisms, and the $\Lambda_{\rm s}$CDM model, which features a transition at $z \sim 2$. We discuss observational hints supporting these scenarios and the theoretical challenges they face. | 観測された宇宙定数は最小値として発生する可能性がある スカラー場ポテンシャルの $U_{min}$。 スカラー場は次の理由により凍結されます。 大きな塊。 この真空が準安定である場合、真の真空に減衰する可能性があります。 現在でも将来でも。 その減衰率 $\Gamma$ が ハッブル膨張率 $H_0$ に匹敵する、真の規模を推定します。 真空気泡を観察し、その進化を分析します。 彼らの初期の 地層のスケールはミリメートル以下であり、その張力は百万ドルに達すると急速な崩壊を引き起こします。 \gtrsim 1.7 \cdot 10^{-3}\、eV$。 質量が小さい場合、気泡は次の位置で膨張します。 光の速さ。 私たちは分析をスカラー テンソル理論に拡張します。 非最小結合、重力の核生成スケールが判明 一定の気泡は、一般的なサブミリメートル体制と一致し続けます。 相対性。 クリティカルマスの規模は $10^{-3}\,eV$ 程度にとどまります。 理論的 redshift $z_{obs} \sim 0.01$ での推定値は、観測可能なバブル半径を示唆しています $\sim 50$ Mpc の、重力転移が $\sim 300$ Myr を引き起こしたことを意味します 現在の規模は 100 ドル Mpc に近づいています。 さらに、私たちは探索します 質量範囲 ($m < 10^{-3}\,eV$) と非最小結合 $\xi$ 範囲 ($10^{-8}\,eV^{2-n} - 10^{-1}\,eV^{2-n}$) は変化 $\Delta につながります G/G_N$ は $1\%-7\%$ の範囲内です。 形式の非最小結合を仮定します。 $F(\phi)=1/\kappa - \xi \phi^n$、$\kappa=8\pi G_N$ と $2 \leq n \leq 9$ です。 最後に、提案されているさまざまな局所物理学または/または遷移ベースをレビューします。 超後期の過渡的モデルを含むハッブル緊張に対する解決策 ($z \sim 0.01$)、スクリーニングされた第 5 力メカニズム、および $\Lambda_{\rm s}$CDM $z \sim 2$ での遷移を特徴とするモデル。 観察について議論します これらのシナリオを裏付けるヒントと、それらが直面する理論的な課題。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this study, we explore the dynamics of the universe using a modified gravity model represented by $f(R, G, T)$, where $R$ is the Ricci scalar, $G$ is the Gauss-Bonnet invariant, and $T$ is the trace of the stress-energy tensor. The model incorporates two scalar fields and is analyzed within a flat Friedmann-Lema\^{\i}tre-Robertson-Walker (FLRW) universe. We derive the equations of motion, energy-momentum tensor components, energy density, and pressure while establishing conservation laws. Using the Einstein field equations, we obtain modified Friedmann equations and simplify their solutions. We emphasize crossing the phantom divide line (PDL) of the equation of state (EoS) parameter and reversing the scale factor and Hubble parameter at $t = 0$ to resolve the singularity problem by proposing a bouncing cosmology, thereby exploring early universe dynamics without an initial singularity. By analyzing five samples $f(R, G, T)$ models, we reconstruct their effective energy density and pressure, demonstrating the significance of crossing the PDL. Our framework generalizes other theories, including conformally modified Weyl gravity, and is validated through numerical calculations and graphical results. | この研究では、修正された方法を使用して宇宙の力学を調査します。 $f(R, G, T)$ で表される重力モデル。 $R$ はリッチ スカラー、$G$ です。 はガウス・ボンネットの不変量、$T$ は応力エネルギーのトレースです テンソル。 モデルには 2 つのスカラー フィールドが組み込まれており、フラット内で分析されます。 フリードマン・レマ\^{\i}トレ・ロバートソン・ウォーカー (FLRW) ユニバース。 を導き出します。 運動方程式、エネルギー - 運動量テンソル成分、エネルギー密度、 保全法を制定する際の圧力。 アインシュタイン場の使用 方程式を解析すると、修正フリードマン方程式が得られ、その解が単純化されます。 状態方程式の仮想分割線 (PDL) を超えることを強調します。 (EoS) パラメータと、$t = 0$ でのスケール ファクタとハッブル パラメータの反転 バウンス宇宙論を提案することで特異点問題を解決する 初期特異点のない初期宇宙のダイナミクスを探る。 分析することで 5 つのサンプル $f(R, G, T)$ モデルを使用して、それらの実効エネルギー密度を再構築します。 と圧力、PDLを越えることの重要性を示しています。 私たちの枠組み 等角修正ワイル重力を含む他の理論を一般化します。 数値計算とグラフ結果を通じて検証されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The fact that no Hawking radiation from the final stages of evaporating primordial black holes (PBHs) has yet been observed places stringent bounds on their allowed contribution to dark matter. Concretely, for Schwarzschild PBHs, i.e., uncharged and non-rotating black holes, this rules out black hole masses of less than $10^{-15} M_{\odot}$. In this article, we propose that by including an additional 'dark' $U(1)$ charge one can significantly lower the PBHs' Hawking temperature, slowing down their evaporation process and significantly extending their lifetimes. With this, PBHs again become a viable option for dark matter candidates over a large mass range. We will explore in detail the effects of varying the dark electron (lightest dark charged fermion) mass and charge on the evaporation dynamics. For instance, we will show that by allowing the dark electron to have a sufficiently high mass and/or low charge, our approach suppresses both Hawking radiation and the Schwinger effect, effectively extending even the lifespan of PBHs with masses smaller than $10^{-15} M_{\odot}$ beyond the current age of the universe. We will finally present a new lower bound on the allowed mass range for dark-charged PBHs as a function of the dark electron charge and mass, showing that the PBHs' mass can get to at least as low as $10^{-24}M_\odot$ depending on the dark electron properties. This demonstrates that the phenomenology of the evaporation of PBHs is ill-served by a focus solely on Schwarzschild black holes. | 蒸発の最終段階でホーキング放射が発生しないという事実 原始ブラックホール (PBH) はまだ観測されておらず、厳しい境界を設けています。 暗黒物質への彼らの許可された貢献。 具体的には、シュヴァルツシルト PBH の場合、 つまり、帯電していない、回転していないブラック ホール、これはブラック ホールの質量を除外します。 $10^{-15} M_{\odot}$ 未満。 この記事では、次のように提案します。 追加の「ダーク」$U(1)$ チャージを含めると、料金を大幅に下げることができます。 PBH のホーキング温度により、蒸発プロセスが遅くなり、 寿命を大幅に延ばします。 これにより、PBH は再び実行可能になります。 広い質量範囲にわたる暗黒物質候補のオプション。 で探索してみます 暗黒電子 (最も軽い暗黒荷電フェルミオン) の変化による影響を詳しく説明します。 蒸発ダイナミクスにおける質量と電荷。 たとえば、次のようにして示します。 暗黒電子が十分に高い質量および/または低い電荷を持つことを可能にし、 私たちのアプローチはホーキング放射とシュウィンガー効果の両方を抑制します。 より小さい質量の PBH の寿命も効果的に延長します。 現在の宇宙年齢を $10^{-15} M_{\odot}$ 超えます。 ついに 暗電荷を帯びた PBH の許容質量範囲に新しい下限を提示します。 暗電子の電荷と質量の関数。 PBH の質量が次のことができることを示しています。 暗黒電子に応じて、少なくとも $10^{-24}M_\odot$ まで下がります プロパティ。 これは、PBH の蒸発の現象学が次のことを示しています。 シュヴァルツシルト ブラック ホールのみに焦点を当てても役に立ちません。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we test for gravitational parity violation in the PSR J1141-6545 system by analyzing the orbital plane inclination precession induced by the misalignment between the white dwarf's spin axis and the system's total angular momentum. Using the parity-violating metric of gravity that incorporates terms from both the exterior and boundary of the field source, we calculated corrections to the relative acceleration and orbital inclination precession rates, which exhibit significant deviations from the GR prediction. The parity-violating contributions depend on the projection of the spin vector along the orbital angular momentum direction, contrasting with GR, where it depends on the projection within the orbital plane. The corrections are perpendicular to GR contribution, highlighting a fundamental distinction. The exterior field correction is linear in the theoretical parameter and coupled to eccentricity $e$, while the boundary term correction is quadratic. By comparing these corrections with GR and incorporating observational uncertainty, we derive constraint on the theoretical parameter, yielding $ \dot{f}_{\rm PV}\lesssim 10~ \rm m$. | この研究では、PSR における重力パリティ違反をテストします。 歳差運動によって引き起こされる軌道面傾斜角の解析による J1141-6545 系 白色矮星の自転軸と系全体のずれによるもの 角運動量。 パリティ違反の重力計量を使用すると、 フィールドソースの外部と境界の両方からの用語を組み込んでいます。 相対加速度および軌道傾斜角に対する計算された補正 GR 予測からの大幅な逸脱を示す歳差運動速度。 パリティ違反の寄与はスピンベクトルの投影に依存します GR とは対照的に、軌道角運動量の方向に沿って、 軌道面内の投影に依存します。 修正内容は、 GR への貢献と直交しており、根本的な違いを強調しています。 の 外部磁場補正は理論パラメータにおいて線形であり、次のように結合されます。 離心率 $e$、境界項の補正は 2 次です。 比較することで これらの補正を GR で行い、観測の不確実性を組み込むことで、 理論上のパラメータに対する制約を導出し、$ \dot{f}_{\rm を生成します PV}\lesssim 10~ \rm m$。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The purpose of this survey is to take a snapshot of the attitudes of physicists working on some of the most pressing questions in modern physics, which may be useful to sociologists and historians of science. For this study, a total of 85 completed surveys were returned out of 151 registered participants of the ``Black holes Inside and out'' conference, held in Copenhagen in 2024. The survey asked questions about some of the most contentious issues in fundamental physics, including the nature of black holes and dark energy. A number of surprising results were found. For example, some of the leading frameworks, such as the cosmological constant, cosmic inflation, or string theory - while most popular - gain less than the majority of votes from the participants. The only statement that gains majority approval (by 68\% of participants) was that the Big Bang meant ``the universe evolved from a hot dense state'', not ``an absolute beginning time''. These results provide reasons for caution in describing ideas as consensus in the scientific community when a more nuanced view may be justified. | この調査の目的は、人々の態度のスナップショットを撮ることです。 現代物理学における最も差し迫った問題のいくつかに取り組んでいる物理学者、 これは社会学者や科学史家にとって役立つかもしれません。 この研究のために、 登録された 151 件のアンケートのうち、完了した合計 85 件のアンケートが返されました。 で開催された「ブラックホール・インサイド・アンド・アウト」カンファレンスの参加者。 2024 年のコペンハーゲン。 調査では、最も重要な点について質問しました。 ブラックホールの性質を含む基礎物理学における物議を醸す問題 そして暗黒エネルギー。 驚くべき結果が数多く見つかりました。 たとえば、いくつかの 宇宙定数、宇宙インフレーションなどの主要な枠組みの またはひも理論 - 最も人気があるものの、得票数は過半数に満たない 参加者からは。 過半数の承認を得た唯一の声明 (68\%) 参加者の）ビッグバンとは「宇宙は高温から進化した」ということだった。 「絶対的な始まりの時間」ではなく、「密集した状態」です。 これらの結果から得られるのは、 科学分野でアイデアをコンセンサスとして説明する際に注意すべき理由 より微妙な意見が正当化される可能性がある場合は、コミュニティに参加してください。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recently, the KM3NeT Collaboration announced 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 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 predefined 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、 事前定義されたLVスケール。 私たちはこの異常なニュートリノを 1\degree、3\degree~、5\degree~ の角度間隔内の潜在的な 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。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A comprehensive description is given of a space--time model of an accelerating massive particle. The particle radiates gravitational waves with optical shear. The wave fronts are smoothly deformed spheres and the particle experiences radiation reaction, similar to an accelerating charged particle, and a loss of mass described by a Bondi mass--loss formula. The space--time is one of the Bondi--Sachs forms but presented in a form here which is particularly suited to the construction of the model particle. All details of the calculations are given. A detailed examination of the gravitational field of the particle is provided which illustrates the presence of gravitational radiation and also exhibits, in the form of a type of singularity found in some Robinson--Trautman space--times, the absence of an external field to supply energy to the particle. | の時空モデルについて包括的に説明します。 加速する巨大粒子。 粒子は重力波を放射します。 光学的せん断。 波面は滑らかに変形した球体であり、粒子は 加速する荷電粒子と同様の放射線反応を経験します。 そして、Bondi の質量 - 損失の式で表される質量の損失です。 時空というのは、 Bondi-Sachs 形式の 1 つですが、ここでは次の形式で示されています。 特にモデル粒子の構築に適しています。 すべての詳細 計算が与えられます。 重力場の詳細な調査 重力の存在を示す粒子の値が提供されます。 放射線や、いくつかの場所で見られる一種の特異点の形での展示も行われます。 ロビンソン-トラウトマン時空、供給する外部フィールドの不在 粒子にエネルギーを与えます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We establish an exact correspondence between tree-level cosmological correlators with unparticle exchange (at integer scaling dimensions) and banana diagrams of conformally coupled scalars. This duality enables us to systematically solve the governing differential equations through the application of shift relations and de Sitter bootstrap techniques. Furthermore, we adapt a dimensional regularization scheme to cosmological correlators, demonstrating how renormalization conditions uniquely fix the regularization prescription. Our results provide new insights into the analytic structure of higher-order loop corrections to inflationary correlation functions. | ツリーレベルの宇宙論的間の正確な対応関係を確立します。 非粒子交換 (整数スケーリング次元で) およびバナナを備えた相関器 等角結合スカラーの図。 この二重性により、私たちは次のことが可能になります。 支配微分方程式を系統的に解く シフト関係とド・シッター・ブートストラップ技術の適用。 さらに、 次元正則化スキームを宇宙論的相関子に適応させます。 繰り込み条件が一意に正則化を修正する方法を示す 処方箋。 私たちの結果は、次の分析構造に対する新たな洞察を提供します。 インフレ相関関数に対する高次ループ補正。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper investigates the influence of matter fields on the geometry of black hole horizons within higher-order gravity theories. Focusing on five-dimensional Einstein-Gauss-Bonnet gravity at a critical coupling constant ($\alpha = -3/(4\Lambda)$), we demonstrate that while vacuum solutions permit horizons with arbitrary geometry, the introduction of a scalar field imposes constraints. Specifically, the scalar hair restricts the horizon to manifolds of constant scalar curvature, extending beyond the Thurston geometries (Sol, Nil, $SL_2R$) previously identified. We prove a uniqueness theorem for the scalar-coupled solutions, showing that the metric and scalar field must adopt specific forms, with the horizon geometry solely required to satisfy the constant curvature condition. Furthermore, analogous results are established in generic $F(R)$ gravity, where arbitrary horizons with constant scalar curvature emerge at critical couplings, exemplified by $F(R) = R + \lambda R^2 - 2\Lambda$ with $\lambda = -1/(8\Lambda)$. These findings highlight a probably universal feature: critical couplings in higher-order gravity enable unconstrained horizon geometries in vacuum, while matter fields introduce geometric restrictions. This work deepens understanding of the interplay between matter, higher-curvature corrections, and black hole horizon geometry. | この論文は、物体の幾何学に対する物質場の影響を調査します。 高次の重力理論におけるブラックホールの地平線。 に焦点を当てる 臨界結合定数における 5 次元のアインシュタイン・ガウス・ボンネット重力 ($\alpha = -3/(4\Lambda)$)、真空ソリューションでは可能であることを示します。 任意の幾何学形状を持つ地平線では、スカラー場の導入により次のことが課せられます。 制約。 具体的には、スカラー ヘアは地平線を多様体に制限します。 一定のスカラー曲率を持ち、サーストン幾何学を超えて広がります (Sol、 なし、$SL_2R$) は以前に特定されました。 の一意性定理を証明します。 スカラー結合ソリューション。 メトリックとスカラー フィールドが採用する必要があることを示します。 特定の形式。 水平線の幾何学形状は次の条件を満たすためにのみ必要とされます。 曲率一定の状態。 さらに、同様の結果が次のように確立されています。 一般的な $F(R)$ 重力、一定のスカラー曲率を持つ任意の地平線 $F(R) = R + \lambda R^2 - で例示される臨界結合で出現します。 2\Lambda$ ($\lambda = -1/(8\Lambda)$)。 これらの調査結果は、おそらく 普遍的な特徴: 高次の重力における重要な結合が可能にする 真空中では制約のない地平線の幾何学が存在する一方、物質フィールドでは 幾何学的制限。 この作品は相互作用への理解を深めます 物質、高曲率補正、ブラック ホール ホライズン ジオメトリの間。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Next-generation ground-based gravitational wave observatories will observe mergers of intermediate-mass black holes (IMBHs) out to high redshift. Such IMBHs can form through runaway tidal encounters in the cores of dense stellar clusters. In this paper, we ask if the gravitational wave observation of a single merger event between two IMBHs, occurring in the aftermath of the coalescence of the clusters in which they formed, can be used to infer the properties of their host clusters, such as mass, redshift, and half-mass radius. We implement an astrophysically motivated analytic model for cluster evolution and IMBH growth, and we perform IMBH binary parameter estimation using a network of three next-generation detectors. We find that inferring the structural properties of clusters in this way is challenging due to model degeneracy. However, the posteriors on the cluster formation redshifts have relatively narrow peaks, and it may still be possible to infer the cluster formation history by measuring a whole population of IMBH binary merger events. | 次世代の地上重力波観測施設が観測する 中間質量ブラック ホール (IMBH) が合体して高赤方偏移になる。 そのような IMBHは、高密度の恒星の中心部での暴走潮汐遭遇によって形成される可能性があります クラスター。 この論文では、宇宙の重力波観測が可能かどうかを尋ねます。 2 つの IMBH 間の単一の合併イベント。 それらが形成されたクラスターの合体を使用して、 ホスト クラスターのプロパティ (質量、赤方偏移、半質量など) 半径。 天体物理学的に動機付けられたクラスターの分析モデルを実装します 進化とIMBHの成長を分析し、IMBHバイナリパラメータ推定を実行します 3 つの次世代検出器のネットワークを使用します。 推測すると、 この方法でのクラスターの構造特性はモデルに起因して困難です 退化。 ただし、クラスター形成赤方偏移の事後分布は、 ピークは比較的狭いため、クラスターを推測できる可能性があります。 IMBH 連星合体イベントの全集団を測定することによる形成履歴。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The rotational metric offers an exact solution to Einstein's clock-rate problem in curved spacetime regarding whether time flows more slowly at the equator of a compact object like a neutron star than at its poles. Similar to what Einstein had done for a uniformly rotating disk, the metric can be obtained directly from the Schwarzschild metric through rotational transformations. In accordance with the equivalence of inertia and gravity, the rotational metric exhibits more complex geometric structures due to the effects of inertia-gravity arising from rotation. For instance, it has an extra ergosphere compared to the original Schwarzschild metric. The presence of the ergosphere could serve as a compelling example that illustrates how the rotational transformations can introduce new structures into a gravitational system. Exactly, there are additional physical degrees of freedom, carried by the rotational transformations, that are 'eaten' by the gravitational system to form an extra ergosphere inside the system itself, which is in analogy to the Higgs mechanism in particle physics. In this process, the rotational transformations play a role of 'symmetry breaking'. Besides, the rotational metric can describe the gravitational system that rigidly corotates with a spinning mass. It has potential applications in describing the rotationally-induced gravitational effects within various rotating magnetospheres and relevant astronomical phenomena. The understanding of the rotational metric is therefore expected to bring novel insights into general relativity and high-energy astrophysics. | 回転メトリクスは、アインシュタインのクロックレートに対する正確な解決策を提供します。 曲がった時空における時間の流れがより遅くなるかどうかに関する問題 中性子星のようなコンパクトな天体の赤道は、その極よりも赤道にあります。 に似ている アインシュタインが均一に回転する円盤に対して行ったことと同様に、計量は次のようになります。 回転を通じてシュヴァルツシルト計量から直接取得 変化。 慣性と重力の等価性に従って、 回転計量は、次の効果により、より複雑な幾何学的構造を示します。 回転によって生じる慣性重力。 たとえば、追加機能があります 元のシュヴァルツシルト指標と比較したエルゴスフィア。 の存在 エルゴスフィアは、どのようにしてエルゴスフィアが起こるかを説明する説得力のある例として役立つ可能性があります。 回転変換により、重力空間に新しい構造が導入される可能性があります。 システム。 まさに、追加の物理的自由度があり、 重力システムによって「食べられる」回転変換。 システム自体の内部に追加のエルゴスフィアを形成します。 これは、 素粒子物理学におけるヒッグス機構。 このプロセスでは、回転 変換は「対称性の破れ」の役割を果たします。 さらに、回転 計量は、物体と堅く共回転する重力系を記述することができます。 回転する塊。 を説明する際に応用できる可能性があります。 さまざまな回転内での回転によって引き起こされる重力の影響 磁気圏と関連する天文現象。 の理解 したがって、回転メトリクスは、一般的な問題に新たな洞察をもたらすと期待されています。 相対性理論と高エネルギー天体物理学。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Black holes (BH) are among the most unusual and exciting physical objects. Besides being simultaneously Relativistic and quantum mechanical objects, which allows the discovery and/or tests of new physics, BHs also present a lack of "individuality". As a recall, if two stars have the same mass M and angular momentum J, nothing binds them to be distributed in the same way in both stars. However, two distinctly originated BH with the same M and J, will be indistinguishable. In recent years, several alternative models of ultra-compact objects have emerged to explain the unknown Universe. Between them, objects made and/or surrounded by bosonic fields are at the centre of recent developments. This thesis aims to construct and study such bosonic objects. In particular, the scalarization phenomena - where a BH gets immersed in a non-trivial scalar field - and the construction of Boson Stars - self-gravitating configurations of bosonic fields; as well as techniques to study them, namely: decomposition into spherical harmonics and the "complete" study of the virial identity through Derrick's argument. In this regard, we have constructed a parallelized, adaptative-step 6(5) order Runge-Kutta integrator to solve, with very high accuracy, the set of ODEs. Concerning PDEs, we resort to a professional solver (CADSOL/FIDISOL program package) due to the added complexity. | ブラック ホール (BH) は、最も珍しい、刺激的な物理オブジェクトの 1 つです。 同時に相対論的であり量子力学的な物体であることに加えて、 新しい物理学の発見やテストが可能になりますが、BH はまた、 "個性"。 思い出してください。 2 つの星が同じ質量 M と角度を持っているとします。 運動量 J では、両方の星に同じように分布するように拘束するものは何もありません。 ただし、同じ M と J を持つ 2 つの異なる起源の BH は、 見分けがつかない。 近年、超小型の代替モデルがいくつか登場しています。 未知の宇宙を説明するために物体が出現しました。 それらの間には物体が ボソン磁場で作られた、および/またはボソン磁場に囲まれたものは、最近の世界の中心となっています。 開発。 この論文は、そのようなボソン天体を構築し、研究することを目的としています。 で 特に、スカラー化現象 - BH が浸漬される現象 自明ではないスカラー場 - そしてボソン星の構築 - ボソン磁場の自己重力構成。 テクニックだけでなく それらを研究してください。 すなわち、球面調和関数と「完全」への分解です。 デリックの議論を通じたビリアルのアイデンティティの研究。 この点に関して、私たちは、 並列化された適応ステップ 6(5) 次数の Runge-Kutta を構築しました。 積分器を使用して、一連の ODE を非常に高い精度で解決します。 PDE に関しては、 私たちはプロのソルバー (CADSOL/FIDISOL プログラム パッケージ) に頼っています。 複雑さが増しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study energy transport in a system of two dimensional conformal field theories exchanging energy across a non-conformal interface involving a localised scalar operator, using holographic duality. By imposing the sourceless boundary condition, or equivalently, enforcing energy conservation at the interface, we show that the sum of the transmission and reflection coefficients is equal to one. Unlike conformal interfaces, we find that both the energy transmission and reflection coefficients are generally complex and frequency dependent. When the interface brane connects two distinct AdS$_2$ geometries, the transmission coefficient approaches the value expected for a conformal interface in the UV regime at high frequencies and in the IR regime at low frequencies. In the intermediate frequency range, the transmission coefficient may exhibit oscillatory behavior. Moreover, we present a nontrivial example of a fully transmissive interface, which exhibits similarities to a topological interface. | 二次元等角場の系におけるエネルギー輸送を研究します を含む非共形界面を介してエネルギーを交換する理論 ホログラフィック双対性を使用した局所的なスカラー演算子。 を課すことによって、 ソースレス境界条件、または同等のエネルギー保存の強制 界面では、透過と反射の合計が 係数は 1 に等しい。 コンフォーマルインターフェースとは異なり、両方とも エネルギー透過係数と反射係数は一般に複雑であり、 周波数に依存します。 インターフェース ブレーンが 2 つの異なる AdS$_2$ を接続する場合 ジオメトリの場合、透過係数は期待される値に近づきます。 高周波での UV 領域および IR 領域におけるコンフォーマルインターフェース 低い周波数で。 中間周波数範囲では、送信 係数は振動挙動を示す可能性があります。 さらに、我々は重要な問題を提示します 完全透過型インターフェイスの例。 これは、 トポロジーインターフェイス。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the static and infalling spherical-shell models of optically thin accretion on Schwarzschild black hole, the formulas for the integrated intensities observed by a distant observer are derived, and by taking the monochromatic emission pattern with a $1/r^{2}$ radial profile as example, the black hole images for the spherical shell with different boundaries are plotted. For these BH images, the geometric and luminosity features are summarized, and the qualitative explanations of the luminosity variations between the static and infalling spherical-shell models are provided. A notable feature of the black hole image in the infalling spherical-shell model is that when the inner boundary of the spherical shell is far from the bound photon orbit, the observed luminosity near the exterior of the shadow is enhanced. The circular-annulus models of optically and geometrically thin accretion on Schwarzschild black hole are further explored. For a lightlike geodesic, the analytical forms of the transfer functions working for all impact parameter values are first given, and the redshift factors in the static, infalling, and rotating circular-annulus models are then deduced. With these results, in the three situations, the formulas for the integrated intensities observed by a distant observer viewing the circular annulus at an inclination angle are derived, and the corresponding black hole images for each emission pattern provided in Phys. Rev. D \textbf{100} (2019) 024018 are plotted. Finally, for the BH images of arbitrary order, the geometric and luminosity features are also summarized, and the qualitative explanations of the luminosity variations between different CA models are also given. | 光学的に薄い静的および落下する球殻モデルにおいて シュヴァルツシルト ブラック ホールの降着、積分された方程式 遠くの観測者によって観測された強度が導出され、 例として $1/r^{2}$ 放射状プロファイルを備えた単色放射パターン、 異なる境界を持つ球殻のブラック ホール画像は次のとおりです。 プロットした。 これらの BH 画像の幾何学的特徴と明度特徴は次のとおりです。 要約と、明るさの変化の定性的説明 静的球殻モデルと落下する球殻モデルの間のモデルが提供されます。 注目すべき 入射球殻モデルにおけるブラックホール像の特徴は、 球殻の内側の境界が束縛された光子から遠く離れている場合 軌道上では、影の外側近くで観測される明るさが強調されます。 の 光学的および幾何学的に薄い降着の円環モデル シュワルツシルト ブラック ホールはさらに詳しく調査されています。 光のような測地線の場合、 すべての衝撃パラメータに作用する伝達関数の解析形式 値が最初に与えられ、静的、降下、および赤方偏移係数が与えられます。 次に、回転円環モデルが推定されます。 これらの結果により、 3 つの状況、観測された積分強度の公式 傾斜角で円環を観察する遠くの観察者は、 導出された、および各発光パターンに対応するブラック ホール画像 物理学で提供されます。 Rev. D \textbf{100} (2019) 024018 がプロットされています。 最後に、 任意の次数の BH 画像、幾何学的および明度の特徴は次のとおりです。 輝度変化の定性的説明もまとめられています。 異なる CA モデル間の情報も提供されます。 |
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| On the largest scales the universe appears to be almost perfectly homogeneous and isotropic, adhering to the cosmological principle. On smaller scales inhomogeneities and anisotropies become increasingly prominent, reflecting the origin, emergence and formation of structure in the Universe and its cosmological impact. Also, a range of tensions between various cosmological observations may suggest it to be necessary to explore the consequences of such deviations from the ideal uniform universe. In this study, we restrict this to an investigation of anisotropies on the nature of the Universe. This motivates a more thorough understanding of the manifestation of anisotropy in cosmological applications. When letting go of the assumption of isotropy, spacetime metrics become homogeneous and completely anisotropic. As such, the Lie algebras of Killing vector fields will be 3D, and fit into the so-called 9-part Bianchi classification. This work strives to, given a suitable 3D Lie algebra of vector fields $\{\xi_a\}_{a=1,2,3}$ reconstruct the basis for a metric on which this Lie algebra is Killing. Through finding a determining equation for the frame invariant under $\{\xi_a\}$ and using the method of characteristics to solve it, expressions for said invariant frame in terms of the $\{\xi_a\}$ are obtained. This leads to general equations for the invariant frame in terms of the $\{\xi_a\}$, organized by Bianchi class. Some examples demonstrating this method are worked out. | 最大のスケールでは、宇宙はほぼ完全に均一であるように見えます そして等方性であり、宇宙原理に準拠しています。 より小規模なスケールでは 不均質性と異方性はますます顕著になり、 宇宙における構造の起源、出現、形成とその構造 宇宙論的な影響。 また、さまざまな宇宙論間のさまざまな緊張 観察結果は、そのような影響を調査する必要があることを示唆しているかもしれません 理想的な均一宇宙からの逸脱。 この研究では、これを次のように制限します。 宇宙の性質に関する異方性の研究。 これがモチベーションになります 異方性の発現をより完全に理解する 宇宙論的な応用。 等方性の仮定を手放すと、 時空計量は均一になり、完全に異方性になります。 そのため、 Killing ベクトル場のリー代数は 3D になり、いわゆる ビアンキの9つの分類。 この作品は、適切な 3D 嘘を与えることを目指しています。 ベクトル場の代数 $\{\xi_a\}_{a=1,2,3}$ は、 このリー代数がキリングとなる指標。 決定的なものを見つけることで $\{\xi_a\}$ の下で次の方法を使用したフレーム不変式の方程式 それを解決するための特性、不変フレームに関する表現 $\{\xi_a\}$ が取得されます。 これにより、不変式の一般方程式が導かれます。 $\{\xi_a\}$ の観点からフレームを構成し、Bianchi クラスごとに編成します。 いくつかの例 この方法を実証するために開発されたものです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Speed matters. How the masses and spins of new particles active during inflation can be read off from the statistical properties of primordial density fluctuations is well understood. However, not when the propagation speeds of the new degrees of freedom and of the curvature perturbation differ, which is the generic situation in the effective field theory of inflationary fluctuations. Here we use bootstrap techniques to find exact analytical solutions for primordial 2-,3- and 4-point correlators in this context. We focus on the imprints of a heavy relativistic scalar coupled to the curvature perturbation that propagates with a reduced speed of sound $c_s$, hence strongly breaking de Sitter boosts. We show that akin to the de Sitter invariant setup, primordial correlation functions can be deduced by acting with suitable weight-shifting operators on the four-point function of a conformally coupled field induced by the exchange of the massive scalar. However, this procedure requires the analytical continuation of this seed correlator beyond the physical domain implied by momentum conservation. We bootstrap this seed correlator in the extended domain from first principles, starting from the boundary equation that it satisfies due to locality. We further impose unitarity, reflected in cosmological cutting rules, and analyticity, by demanding regularity in the collinear limit of the four-point configuration, in order to find the unique solution. Equipped with this, we unveil that heavy particles that are lighter than $H/c_s$ leave smoking gun imprints in the bispectrum in the form of resonances in the squeezed limit, a phenomenon that we call the low speed collider. We characterise the overall shape of the signal as well as its unusual logarithmic mass dependence, both vividly distinct from previously identified signatures of heavy fields. (abridged) | スピードが重要です。 新しい粒子の質量とスピンがどのように活動するか インフレは原始密度の統計的特性から読み取ることができます 変動がよくわかります。 ただし、伝播速度が速い場合はそうではありません。 新しい自由度と曲率摂動は異なります。 インフレーションの有効場理論における一般的な状況 変動。 ここでは、ブートストラップ手法を使用して正確な分析を見つけます。 この文脈における原始 2 点、3 点、および 4 点相関器の解。 私たちは 曲率と結合した重い相対論的スカラーの痕跡に焦点を当てる 音速 $c_s$ を下げて伝播する摂動、したがって ド・シッターブーストを強力に破壊します。 私たちはそれがド・シッターに似ていることを示します 不変設定の場合、原始相関関数は次のように作用することで推定できます。 共形関数の 4 点関数に対する適切な重みシフト演算子 大規模なスカラーの交換によって誘発される結合場。 ただし、これは この手順では、このシード相関子の分析を継続する必要があります。 運動量保存によって暗示される物理領域。 私たちはこのシードをブートストラップします 第一原理から始まる拡張領域の相関器 局所性により満たされる境界方程式。 さらに課します 宇宙論的な切断規則に反映される統一性と分析性。 4 点構成の共線限界における規則性を要求する場合、 独自の解決策を見つけるために。 これを装備して、その重量を明らかにします $H/c_s$ より軽い粒子は、銃痕を残します。 絞り込まれた限界内での共鳴の形をしたバイスペクトル。 私たちは低速衝突型加速器と呼んでいます。 信号の全体的な形状を特徴付けます 異常な対数質量依存性と同様に、どちらも明らかに異なる 以前に特定された重場の痕跡。 (要約) |
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| The detection of quantum gravity effects is highly limited in both macroscopic and microscopic scenarios: The small quantum parameter makes most large-scale observations practically indistinguishable from general relativity. While at the Planck scale, where the effect of quantum gravity is undoubtedly significant, the energy requirement is remarkably high for any test particle as a probe. In this work, by focusing on the inner-most stable circular orbit (ISCO) of both massless and massive particles around a microscopic loop quantum black hole, we show that given the current knowledge of ultra-high-energy particles, quantum corrections of relative scale $>10^{-10}$ can appear when the radius of the black hole horizon remains larger than the wavelength of high-energy Gamma rays, where the classical photon trajectory may still hold to a certain degree. In addition, more significant corrections can be observed when considering low velocity massive particles. Potentially, our results could suggest a new area for testing the effects of quantum gravity. | 量子重力効果の検出は、両方の分野で非常に制限されています。 巨視的シナリオと微視的シナリオ: 小さな量子パラメータにより、ほとんどのことが可能になります。 一般相対性理論と事実上区別がつかない大規模観測。 プランクスケールでは、量子重力の影響が疑いなく存在します。 重要なことは、エネルギー要件はどの試験粒子に対しても著しく高いことです。 プローブ。 この研究では、最も内側の安定な円軌道に焦点を当てることで、 微視的なループ量子の周囲の無質量粒子と質量粒子の両方の (ISCO) ブラックホール、超高エネルギーに関する現在の知識を考慮すると、 粒子、相対スケール $>10^{-10}$ の量子補正は、次の場合に現れることがあります。 ブラックホールの地平線の半径は依然として波長より大きい 高エネルギーのガンマ線、古典的な光子の軌道がまだ維持されている可能性がある ある程度。 さらに、より重大な修正が観察される場合があります 低速の質量粒子を考慮する場合。 潜在的に、私たちの結果は、 量子重力の影響をテストするための新しい領域を提案します。 |
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| A candidate for relativistic MOND with successful cosmology was proposed by using a Lorentz-violating vector field in Einstein's gravity. We show that the dynamic nature of the vector field makes it challenging to realize the MOND. Only in the stationary limit, thus excluding cosmological situations, one can achieve the MOND limit. We study the evolution of density perturbations in the baryon-vector field system using both post-Newtonian approximation and relativistic perturbation theory. Our results show that the behavior differs from what we expect in the non-relativistic MOND proposal, i.e., the faster growth of structures in the MOND regime. | 成功した宇宙論を備えた相対論的 MOND の候補は、によって提案されました。 アインシュタインの重力におけるローレンツ違反ベクトル場を使用します。 我々は、 ベクトル場の動的な性質により、MOND の実現が困難になります。 静止限界内でのみ、つまり宇宙論的状況を除外して、次のことが可能です。 MOND 制限を達成します。 私たちは密度摂動の進化を研究します。 ポストニュートン近似と 相対論的摂動理論。 結果は、動作が異なることを示しています 非相対論的 MOND 提案で期待されるものから、つまり、より高速になります。 MOND体制における構造の成長。 |
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| We study a massive-photon electrodynamics and magnetohydrodynamics (MHD) in the curved spacetime of Einstein's gravity. We consider a Proca-type photon mass and present equations in terms of electric and magnetic (EM) fields and the vector potential. We present the electrodynamics and MHD in the covariant and ADM formulations valid in general spacetime and in linearly perturbed cosmological spacetime. We present wave equations assuming the metric variations are negligible compared with the field variations. Equations are derived without fixing the temporal gauge condition and the gauge transformation properties of the EM fields and the vector potential are presented. Using the post-Newtonian approximation we show the dark Proca field behaves as dust in the non-relativistic limit under the Klein transformation. | 私たちは大量光子の電気力学と磁気流体力学 (MHD) を研究しています。 アインシュタインの重力の曲がった時空。 プロカ型光子を考える 電場と磁場 (EM) に関する質量方程式と現在方程式、および ベクトルポテンシャル。 電気力学と MHD を共変式で示します。 一般時空および線形摂動において有効な ADM 定式化 宇宙論的な時空。 計量を仮定して波動方程式を提示します。 変動はフィールドの変動に比べて無視できます。 方程式は 一時的なゲージ条件とゲージを固定せずに導出したもの 電磁場の変換特性とベクトルポテンシャルは次のようになります。 提示されました。 ポストニュートン近似を使用して、暗い Proca フィールドを示します。 クライン変換下の非相対論的極限では塵のように振る舞う。 |
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| Powerful techniques have been developed in quantum field theory that employ algebras of local operators, yet local operators cannot create physical charged states in gauge theory or physical nonzero-energy states in perturbative quantum gravity. A common method to obtain physical operators out of local ones is to dress the latter using appropriate Wilson lines. This procedure destroys locality, it must be done case by case for each charged operator in the algebra, and it rapidly becomes cumbersome, particularly in perturbative quantum gravity. In this paper we present an alternative approach to the definition of physical charged operators: we define an automorphism that maps an algebra of local charged operators into a (non-local) algebra of physical charged operators. The automorphism is described by a formally unitary intertwiner mapping the exact BRS operator associated to the gauge symmetry into its quadratic part. The existence of an automorphism between local operators and the physical ones, describing charged states, allows to retain many of the results derived in local operator algebras and extend them to the physical-but-nonlocal algebra of charged operators as we discuss in some simple applications of our construction. We also discuss a formal construction of physical states and possible obstructions to it. | 場の量子論では、次のような強力な手法が開発されています。 局所演算子の代数であるが、局所演算子は物理的に荷電したものを作成できない ゲージ理論における状態、または摂動における物理的な非ゼロエネルギー状態 量子重力。 ローカル演算子から物理演算子を取得する一般的な方法 適切なウィルソンラインを使用して後者をドレスアップすることです。 この手順により破壊されます 地域に応じて、各有料オペレーターごとにケースバイケースで行う必要があります。 代数、特に摂動論では急速に面倒になります 量子重力。 この論文では、次の定義に対する別のアプローチを紹介します。 物理荷電演算子: の代数をマッピングする自己同型を定義します。 局所荷電演算子を物理荷電の (非局所) 代数に変換する オペレーター。 自己同型性は形式的にユニタリ絡み子によって記述されます ゲージの対称性に関連付けられた正確な BRS 演算子をそのオブジェクトにマッピングします。 二次部分。 ローカル演算子と物理演算子の間に自己同型性が存在する 荷電状態を記述するものにより、得られた結果の多くを保持できます。 局所作用素代数でそれらを物理的だが非局所的な代数に拡張する いくつかの簡単なアプリケーションで説明するように、課金演算子の 工事。 また、物理的状態の形式的な構築についても説明します。 障害となる可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It is commonly remarked that contemporary physics faces a challenge in reconciling quantum theory with Relativity, specifically General Relativity as a theory of gravity. But "challenge" is too mild a descriptor. Once one understands both what John Bell proved and what Einstein himself demanded of Relativity it becomes clear that the predictions of quantum theory, predictions that have been verified in the lab, are flatly incompatible with what Einstein wanted and built into General Relativity. There is not merely a tension but an incompatibility between the predictions of quantum theory and Relativity, and what has to give way is the Relativistic account of space-time structure and dynamics. | 現代の物理学は次のような課題に直面していることが一般的に指摘されています。 量子論と相対性理論、特に一般相対性理論との調和 重力理論。 しかし、「挑戦」という表現はあまりにも穏やかすぎます。 1回 ジョン・ベルが証明したこととアインシュタイン自身が要求したことの両方を理解している 相対性理論、量子論の予測、予測が明らかになる 実験室で検証されたものは、Einstein の内容とは完全に互換性がありません。 一般相対性理論に組み込まれたいと考えられています。 ただ緊張感があるだけではなく、 量子論と相対性理論の予測の間には互換性がない、そして 譲歩しなければならないのは時空構造の相対論的説明であり、 ダイナミクス。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate lensing reconstruction using the clustered galaxy distribution as a source field, using both the traditional cosmic microwave background quadratic estimator and a shear-only estimator. We calculate the expected signal-to-noise ratio of the cross power spectrum of such reconstructions with cosmic shear measurements for an LSST-like galaxy survey. Modeling the galaxy field as a Gaussian random field, we find that there is substantial clustering signal in the source field at angular scales substantially smaller than those typically used by CMB reconstructions. The expected signal-to-noise for cross-correlations in LSST from cosmic shear is $\sim$60 in the presence of shape noise, while cross correlating with a sample-variance limited mass map would have signal-to-noise in the hundreds. This type of cross-correlation could be used as a way to identify systematic errors in lensing studies and is just one example of many possible higher order correlations in galaxy surveys that may contain substantial cosmological information. | 銀河群の分布を利用したレンズ効果の再構築を研究します ソースフィールドとして、従来の宇宙マイクロ波背景放射の両方を使用 二次推定量とせん断のみの推定量。 期待値を計算します このような再構成のクロスパワースペクトルの信号対雑音比 LSST のような銀河調査のための宇宙シア測定。 銀河のモデリング フィールドをガウスランダムフィールドとして計算すると、かなりのクラスタリングがあることがわかります。 それらよりも実質的に小さい角スケールでの信号源フィールド内の信号 通常、CMB 再構築で使用されます。 予想される信号対雑音比 宇宙シアーによる LSST の相互相関は、次の存在下で $\sim$60 です。 形状ノイズ、サンプル分散限定質量マップとの相互相関 S/N 比は数百になります。 このタイプの相互相関 レンズ研究における系統的エラーを特定する方法として使用できる可能性があり、 銀河調査で考えられる多くの高次相関のほんの一例にすぎません かなりの宇宙論的情報が含まれている可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The transition from the end of inflation to a hot, thermal Universe, commonly referred to as (re)heating, is a critical yet often misunderstood phase in early Universe cosmology. This short review aims to provide a comprehensive, conceptually clear, and accessible introduction to the physics of (re)heating, tailored to the particle physics community. We critically examine the standard Boltzmann approach, emphasizing its limitations in capturing the intrinsically non-perturbative and non-linear dynamics that dominate the early stages of energy transfer. These include explosive particle production, inflaton fragmentation, turbulence, and thermalization; phenomena often overlooked in perturbative treatments. We survey a wide range of theoretical tools, from Boltzmann equations to lattice simulations, clarifying when each is applicable and highlighting scenarios where analytic control is still feasible. Special attention is given to model-dependent features such as (pre)heating, the role of fermions, gravitational couplings, and the impact of multifield dynamics. We also discuss exceptional cases, including Starobinsky-like models and instant (pre)heating, where (re)heating proceeds through analytically tractable channels without requiring full non-linear simulations. Ultimately, this review serves both as a practical guide and a cautionary tale, advocating for a more nuanced and physically accurate understanding of this pivotal epoch within the particle physics community. | インフレーションの終わりから高温の熱宇宙への移行。 (再)加熱と呼ばれる、重要な段階ですが誤解されがちな段階です。 初期の宇宙論。 この短いレビューは、包括的な内容を提供することを目的としています。 概念的に明確でアクセスしやすい、（再）加熱の物理学への入門書、 素粒子物理学コミュニティに合わせて調整されています。 私たちは基準を批判的に検討します ボルツマンアプローチ、本質的なものを捉える際の限界を強調 初期段階を支配する非摂動的かつ非線形ダイナミクス エネルギー伝達。 これらには、爆発性粒子の生成、インフレトンが含まれます。 断片化、乱流、熱化。 見落とされがちな現象 摂動的な治療。 私たちは、以下のような幅広い理論ツールを調査します。 ボルツマン方程式を格子シミュレーションに適用し、それぞれがいつ適用されるかを明確にする そして、分析制御がまだ実現可能なシナリオを強調します。 特別 (予) 加熱、役割などのモデルに依存する機能に注意が払われます。 フェルミ粒子、重力結合、およびマルチフィールドダイナミクスの影響。 私たちは スタロビンスキーのようなモデルやインスタントなモデルなどの例外的なケースについても説明します。 (予)加熱。 (再)加熱は分析的に扱いやすい方法で進行します。 完全な非線形シミュレーションを必要とせずにチャネルを構築できます。 結局のところ、このレビューは、 実用的なガイドと警告の両方として機能し、より多くのことを提唱しています。 世界におけるこの極めて重要な時代を微妙にかつ物理的に正確に理解すること。 素粒子物理学のコミュニティ。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In axion electrodynamics, magnetic fields enable axion-photon mixing. Recent proposals suggest that rotating, conductive plasmas in neutron star magnetospheres could trigger axion superradiant instabilities -- an intriguing idea, given that such instabilities are typically associated with rotating black holes. In this work, we extend these investigations by properly incorporating plasma dynamics, particularly the plasma-induced photon effective mass, which suppresses the axion-photon mixing. Using two toy models for the conductive regions in the magnetosphere and accounting for fluid dynamics in both the frequency and time domain, we show that typical astrophysical plasma densities strongly inhibits the axionic instability. While our results assumes flat spacetime, the conclusions also apply to axion bound states in curved spacetimes, making neutron star superradiance less viable than previously thought. As a byproduct of our work, we provide a detailed description of axion electrodynamics in dissipative plasmas and uncover phenomena such as low-frequency axion "tails" and axion-induced electrostatic fields in dense plasmas. | アクシオン電気力学では、磁場によってアクシオンと光子の混合が可能になります。 最近の 提案は、中性子星内で回転する導電性プラズマが存在することを示唆しています。 磁気圏はアクシオン超放射不安定性を引き起こす可能性がある -- 興味深い このような不安定性は通常、回転に関連していることを考えると、 ブラックホール。 この作業では、これらの調査を適切に拡張します。 プラズマダイナミクス、特にプラズマ誘起光子の効果を組み込む アクシオンと光子の混合を抑制する質量。 2 つのおもちゃのモデルを使用して、 磁気圏の導電性領域と流体力学を説明する 周波数領域と時間領域の両方で、典型的な天体物理学的プラズマが存在することを示します。 密度はアクシオン不安定性を強力に抑制します。 私たちの結果は次のように仮定していますが、 平坦な時空では、この結論は湾曲したアクシオン束縛状態にも当てはまります。 時空により、中性子星の超放射は以前よりも実現可能でなくなります 考え。 私たちの仕事の副産物として、axion の詳細な説明を提供します。 散逸プラズマの電気力学を解明し、次のような現象を明らかにします。 低周波アクシオンの「尾部」と高密度のアクシオン誘導静電場 プラズマ。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce the rapidly emerging field of multi-messenger gravitational lensing - the discovery and science of gravitationally lensed phenomena in the distant universe through the combination of multiple messengers. This is framed by gravitational lensing phenomenology that has grown since the first discoveries in the 20th century, messengers that span 30 orders of magnitude in energy from high energy neutrinos to gravitational waves, and powerful "survey facilities" that are capable of continually scanning the sky for transient and variable sources. Within this context, the main focus is on discoveries and science that are feasible in the next 5-10 years with current and imminent technology including the LIGO-Virgo-KAGRA network of gravitational wave detectors, the Vera C. Rubin Observatory, and contemporaneous gamma/X-ray satellites and radio surveys. The scientific impact of even one multi-messenger gravitational lensing discovery will be transformational and reach across fundamental physics, cosmology and astrophysics. We describe these scientific opportunities and the key challenges along the path to achieving them. This article is the introduction to the Theme Issue of the Philosophical Transactions of The Royal Society A on the topic of Multi-messenger Gravitational Lensing, and describes the consensus that emerged at the associated Theo Murphy Discussion Meeting in March 2024. | 急速に台頭しているマルチメッセンジャー重力分野を紹介します。 レンズ - 世界における重力レンズ現象の発見と科学 複数のメッセンジャーの組み合わせにより、遠い宇宙を探索します。 これは額装されています 最初の時代から発展してきた重力レンズ現象学による 20世紀の発見、30桁規模にわたるメッセンジャー 高エネルギーニュートリノから重力波までのエネルギーと強力な「探査」 空を継続的にスキャンして一時的な現象や 可変ソース。 この文脈では、主な焦点は発見と 現在および差し迫った方法で今後 5 ～ 10 年以内に実現可能となる科学 LIGO-Virgo-KAGRA重力波ネットワークを含む技術 検出器、ベラ C. ルービン天文台、同時代のガンマ線/X 線 衛星とラジオの調査。 たとえ 1 つのマルチメッセンジャーであっても科学的影響 重力レンズの発見は変革をもたらし、世界中に影響を与えるでしょう 基礎物理学、宇宙論、天体物理学。 これらの科学的なことについて説明します 機会とそれを達成するまでの主要な課題。 これ この記事は哲学のテーマ問題の紹介です。 マルチメッセンジャーに関する王立協会Aの取引 重力レンズ、そして、 2024 年 3 月にセオ・マーフィー関連ディスカッション ミーティングを開催。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Nonlinear tails in black hole perturbations, arising from second-order effects, present a distinct departure from the well-known Price tail of linear theory. We present an analytical derivation of the power law indices and amplitudes for nonlinear tails stemming from outgoing sources, and validate these predictions to percent-level accuracy with numerical simulations. We then perform a perturbative analysis on the dynamical formation of nonlinear tails in a self-interacting scalar field model, wherein the nonlinear tails are sourced by a $\lambda \Phi^3$ cubic coupling. Due to cascading mode excitations and back-reactions, nonlinear tails with $t^{-l-1}$ power law are sourced in each harmonic mode, dominating the late time behavior of the scalar perturbations. In verification, we conducted numerical simulations of the self-interacting scalar model, including all real spherical harmonic (RSH) with $l\leq 4$ and their respective nonlinear couplings. We find general agreement between the predicted and numerical power law indices and amplitudes for the nonlinear tails, with the exception of $l=4$ modes, which display $t^{-4}$ power law instead of the predicted $t^{-5}$. This discrepancy is due to distortion in the source of the tails, which is caused by another nonlinear effect. These results establish nonlinear tails as universal features of black hole dynamics, with implications for gravitational wave astronomy: they may imprint observable signatures in merger remnants, offering novel probes of strong-field gravity and nonlinear mode couplings. | 二次から生じるブラックホール摂動の非線形尾部 この効果は、線形のよく知られた価格テールとは明らかに異なります。 理論。 べき乗則指数の分析的導出を提示します。 発信源から生じる非線形テールの振幅を検証し、検証する これらの予測は、数値シミュレーションによりパーセントレベルの精度で実現されます。 そのとき私たちは 非線形尾部の動的形成に対して摂動解析を実行する 自己相互作用するスカラー場モデルでは、非線形テールは次のようになります。 $\lambda \Phi^3$ 立方結合によって供給されます。 カスケードモード励起による および逆反応、$t^{-l-1}$ べき乗則による非線形テールは、 スカラーの後期の動作を支配する各高調波モード 混乱。 検証にあたっては、数値シミュレーションを行った。 すべての実球面調和関数 (RSH) を含む自己相互作用スカラー モデル $l\leq 4$ とそれぞれの非線形結合。 一般的な合意が見つかりました 予測と数値のべき乗則インデックスと振幅の間の $t^{-4}$ を表示する $l=4$ モードを除く非線形テール 予測された $t^{-5}$ の代わりにべき乗則。 この矛盾の原因は、 別の非線形によって引き起こされるテールのソースの歪み 効果。 これらの結果は、非線形尾部が黒の普遍的な特徴であることを確立します。 重力波天文学への影響を伴うホールダイナミクス：それらは可能性があります 合併の残骸に観察可能な痕跡を刻み込み、新たな調査を提供する 強磁場重力と非線形モードの結合。 |
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| Quantum fields can notoriously violate the null energy condition (NEC). In a cosmological context, NEC violation can lead to, e.g., dark energy at late times with an equation-of-state parameter smaller than $-1$ and nonsingular bounces at early times. However, it is expected that there should still be a limit in semiclasssical gravity to how much `negative energy' can accumulate over time and in space as a result of quantum effects. In the course of formulating quantum-motivated energy conditions, the smeared null energy condition has emerged as a recent proposal. This condition conjectures the existence of a semilocal bound on negative energy along null geodesics, which is expected to hold in semiclassical gravity. In this work, we show how the smeared null energy condition translates into theoretical constraints on NEC-violating cosmologies. Specifically, we derive the implied bounds on dark energy equation-of-state parameters and an inequality between the duration of a bouncing phase and the growth rate of the Hubble parameter at the bounce. In the case of dark energy, we identify the parameter space over which the smeared null energy condition is consistent with the recent constraints from the Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). | 量子場はヌルエネルギー条件に違反する可能性があることで知られています (NEC)。 で 宇宙論的な文脈では、NEC 違反は、例えば、最近のダークエネルギーにつながる可能性があります 状態方程式パラメータが $-1$ より小さく、非特異的な場合の回 早い時間に跳ね返る。 ただし、まだ存在するはずであると予想されます。 半古典的重力における「負のエネルギー」が蓄積できる限界 量子効果の結果として、時間の経過と空間の中で。 その過程で 量子に動機付けられたエネルギー条件、スミアされたヌルエネルギーを定式化する という条件が最近の提案として浮上しました。 この条件から推測されるのは、 ヌル測地線に沿った負のエネルギーには半局所的な境界が存在します。 は半古典的重力下で保持されると予想されます。 この作品では、 不鮮明なヌルエネルギー状態は、次の理論的制約に変換されます。 NEC が侵害する宇宙論。 具体的には、暗黙の境界を導き出します。 エネルギー状態方程式パラメータとエネルギーの持続時間間の不等式 バウンス段階とバウンス時のハッブルパラメータの成長率。 で ダークエネルギーの場合、塗りつぶされたパラメータ空間を特定します。 ヌルエネルギー状態は、闇からの最近の制約と一致しています。 エネルギー分光装置 (DESI)。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyze the asymptotic behavior of quantum fields and perturbative quantum gravity in de Sitter space. We show that the necessary and sufficient condition for the existence of a de Sitter invariant vacuum state in the free theory is if the local field observables commute with the ``memory observable'' on any cosmological horizon. This criterion yields simple, gauge-invariant proofs of the existence of a de Sitter invariant vacuum for the (source-free) massive scalar field, electromagnetic field and linearized gravitational field. However, the massless, minimally coupled scalar does not satisfy this criterion and, consequently, there is no de Sitter invariant vacuum state. In this case, we construct the Hilbert space of normalizable states that have ``square integrable'' distributions in the memory and the conjugate constant mode. This Hilbert space has a unitary representation of the de Sitter symmetry group but no de Sitter invariant normalizable state. However even for free theories with a normalizable de Sitter invariant vacuum we show, by a simple example, that in the presence of a source a large number of infrared particles can be produced if the source interacts with the field for timescales much longer than the Hubble time. In the limit as the source persists forever it emits an infinite number of infrared particles. | 量子場の漸近挙動と摂動量子を解析します ド・ジッター空間の重力。 必要十分条件であることを示す なぜなら、自由理論におけるド・シッター不変真空状態の存在は、 ローカルフィールドオブザーバブルが「メモリオブザーバブル」と交換する場合、 宇宙論的な地平線。 この基準により、単純でゲージ不変の証明が得られます。 (ソースフリーの) 巨大物質に対するド・シッター不変真空の存在 スカラー場、電磁場、線形化された重力場。 ただし、質量のない最小結合スカラーはこの基準を満たしません。 したがって、デ・シッターの不変真空状態は存在しません。 この場合、 「平方」を持つ正規化可能な状態のヒルベルト空間を構築します。 メモリ内の積分可能な分布と共役定数モード。 これ ヒルベルト空間はド・ジッター対称群のユニタリー表現を持ちますが、 de Sitter 不変の正規化可能な状態はありません。 ただし、無料の理論であっても、 正規化可能なド・シッター不変真空を簡単な例で示します。 発生源が存在すると、大量の赤外線粒子が生成される可能性があります ソースがフィールドと対話するタイムスケールがはるかに長い場合、 ハッブル時間。 限界では、ソースが永遠に持続するため、無限のエネルギーを放出します。 赤外線粒子の数。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we investigate the connection between black hole instabilities and Swampland constraints, presenting new insights into the AdS Distance Conjecture. By examining the scale at which horizon instabilities of Schwarzschild-AdS$_d$ black holes take place$-\Lambda_{\mathrm{BH}}-$we uncover a universal scaling relation, $\Lambda_{\mathrm{BH}}\sim |\Lambda_{\mathrm{AdS}}|^{\alpha}$, with $\frac{1}{d}\leq \alpha\leq \frac{1}{2}$, linking the emergence of towers of states directly to instability scales as $\Lambda_{\mathrm{AdS}}\to 0$. This approach circumvents the explicit dependence on field-space distances, offering a refined formulation of the AdS Distance Conjecture grounded in physical black hole scales. From a top-down perspective, we find that these instability scales correspond precisely to the Gregory-Laflamme and Horowitz-Polchinski transitions, as expected for the flat space limit, and consistently with our proposed bounds. Furthermore, revisiting explicit calculations in type IIB string theory on AdS$_5\times S^5$, we illustrate how higher-derivative corrections may alter these bounds, potentially extending their applicability towards the interior of moduli space. Using also general results about gravitational collapse in AdS, our analysis points towards a possible breakdown of the conjecture in $d>10$, suggesting an intriguing upper limit on the number of non-compact spacetime dimensions. Finally, we briefly discuss parallel considerations and implications for the dS case. | この研究では、ブラックホールの不安定性間の関係を調査します。 および湿地帯の制約により、AdS 距離に関する新たな洞察が得られます。 推測。 地平線の不安定性がどのような規模で起こるかを調べることにより、 シュワルツシルト-AdS$_d$ ブラック ホールが発生$-\Lambda_{\mathrm{BH}}-$我々 が発見します ユニバーサル スケーリング関係 $\Lambda_{\mathrm{BH}}\sim |\Lambda_{\mathrm{AdS}}|^{\alpha}$、$\frac{1}{d}\leq \alpha\leq を含む \frac{1}{2}$、国家塔の出現が不安定性に直接関係している $\Lambda_{\mathrm{AdS}}\から 0$ までスケールします。 このアプローチは明示的な問題を回避します。 フィールドと空間の距離に依存し、AdS の洗練された定式化を提供します。 物理的なブラックホールのスケールに基づいた距離予想。 トップダウンから 観点から見ると、これらの不安定性スケールは、 アパートで予想される、グレゴリー - ラフラムとホロヴィッツ - ポルチンスキーの移行 スペース制限、および私たちが提案した境界と一致しています。 さらに、振り返ってみると、 AdS$_5\times S^5$ に関するタイプ IIB 弦理論の明示的な計算 高次微分補正がこれらの境界をどのように変更するかを示します。 潜在的にその適用範囲をモジュライ空間の内部にまで拡張します。 AdS の重力崩壊に関する一般的な結果も使用して、分析を行いました。 $d>10$ における予想の破綻の可能性を示しており、 非コンパクト時空次元の数に関する興味深い上限。 最後に、並行して考慮すべき事項と dS への影響について簡単に説明します。 場合。 |