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| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we investigate the generation of primordial black holes (PBHs) within the framework of single-field inflationary models and their compatibility with the cosmological history of the Universe. Our results suggest that, depending on the masses of the formed PBHs, single-field inflation models require more than fine-tuning a potential to induce ultra-slow roll; it necessitates a comprehensive understanding of the post-inflationary cosmological evolution. As an explicative example, we introduce a new model, based on a double inflection point and consistent with Cosmic Microwave Background observations, capable of generating sub-solar PBHs, whose merger could be potentially detectable by the LVK experiment. | 本研究では、原始ブラックホール（PBH）の生成を、単一場インフレーション模型の枠組みの中で、そしてそれらが宇宙の宇宙史とどのように整合しているかについて調査する。 我々の結果は、形成されるPBHの質量に依存して、単一場インフレーション模型は超低速回転を誘発するポテンシャルの微調整以上のものを必要とし、インフレーション後の宇宙進化の包括的な理解を必要とすることを示唆している。 説明例として、二重変曲点に基づき、宇宙マイクロ波背景放射の観測と整合する、太陽より小さいPBHを生成可能な新しいモデルを紹介する。 このモデルは、LVK実験によって合体を検出する可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Photon propagators for power-law inflation are constructed in two one-parameter families of noncovariant gauges, in an arbitrary number of spacetime dimensions. In both gauges photon propagators take relatively simple forms expressed in terms of scalar propagators and their derivatives. These are considerably simpler compared to their general covariant gauge counterpart. This makes feasible performing dimensionally regulated loop computations involving massless vector fields in inflation. | べき乗則インフレーションの光子伝播関数は、任意の時空次元数を持つ、2つの1パラメータ非共変ゲージ族で構築される。 どちらのゲージにおいても、光子伝播関数は、スカラー伝播関数とその微分で表される比較的単純な形をとる。 これらは、一般の共変ゲージの伝播関数と比較して、かなり単純である。 これにより、インフレーションにおける質量ゼロベクトル場を含む次元的に制御されたループ計算が可能になる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In four spacetime dimensions, the classically integrable self-dual sectors of gauge theory and gravity have associated chiral algebras, which emerge naturally from their description in twistor space. We show that there are similar chiral algebras associated to integrable sectors of gauge theory and gravity whenever the spacetime dimension is an integer multiple of four. In particular, the hyperk\"ahler sector of gravity and the hyperholomorphic sector of gauge theory in $4m$-dimensions have well-known twistor descriptions giving rise to chiral algebras. Using twistor sigma models to describe these sectors, we demonstrate that the chiral algebras in higher-dimensions also arise as soft symmetry algebras under a certain notion of collinear limit. Interestingly, the chiral algebras and collinear limits in higher-dimensions are defined on the 2-sphere, rather than the full celestial sphere. | 4次元時空において、ゲージ理論と重力の古典的に可積分な自己双対セクターは、ツイスター空間における記述から自然に生じるカイラル代数と関連している。 時空次元が4の整数倍であるときはいつでも、ゲージ理論と重力の可積分セクターに同様のカイラル代数と関連していることを示す。 特に、4m次元における重力のハイパーケーラーセクターとゲージ理論のハイパーホロモルフィックセクターは、カイラル代数を生み出すよく知られたツイスター記述を持つ。 これらのセクターをツイスターシグマ模型を用いて記述することにより、高次元のカイラル代数もまた、ある共線極限の概念の下でソフト対称代数として生じることを示す。 興味深いことに、高次元のカイラル代数と共線極限は、完全な天球ではなく2次元球面上で定義される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A black hole binary approaching merger undergoes changes in its inspiral rate as energy and angular momentum are lost from the orbits into the horizons. This effect strengthens as the black holes come closer. We use numerical relativity data to model this so-called tidal heating in the strong gravity regime. We present a frequency-domain approximant for nonspinning black hole binaries that accounts for tidal heating effects up to the merger frequency. The approximant includes horizon parameters that characterize the nature of the compact objects. By applying this model to a binary black hole baseline that incorporates tidal heating, one can construct a more accurate point-particle waveform, one that is devoid of finite-size effects of the component objects. We also discuss its ramifications in modeling binary neutron star systems. | 合体に近づくブラックホール連星は、エネルギーと角運動量が軌道から地平線へと失われるため、その渦巻き速度が変化する。 この効果はブラックホールが近づくにつれて強まる。 我々は数値相対論データを用いて、強重力領域におけるいわゆる潮汐加熱をモデル化する。 我々は、合体周波数までの潮汐加熱効果を考慮した、非自転ブラックホール連星の周波数領域近似モデルを提示する。 この近似モデルには、コンパクト天体の性質を特徴付ける地平線パラメータが含まれている。 このモデルを潮汐加熱を考慮した連星ブラックホールのベースラインに適用することで、構成天体の有限サイズ効果を排除した、より正確な点粒子波形を構築することができる。 また、中性子星連星系のモデル化におけるこのモデルの影響についても議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We thoroughly investigate the scenario where dark matter is admixed with the ordinary nuclear matter in a neutron star, focusing on the finite temperature Bose-Einstein condensate (BEC) as the dark matter candidate. These hybrid configurations yield masses and radii that match observed values of pulsar mass-radius observation and adhere to dimensionless tidal Love number constraints from the binary neutron star merger event GW170817. By analyzing possible, stable mass-radius configurations and the dimensionless tidal Love number constraints, we determine the dark matter content in a nuclear matter whose masses and radii comply with these astrophysical limits. We perform our analyses with three models for the ordinary nuclear matter equation of state (EoS), APR4, MPA1, and SLy. Our analyses suggest that if APR4 is the correct nuclear matter EoS governing neutron stars in the Universe, and the components of this event were indeed dark matter admixed neutron stars, then the most likely dark matter fractions in their cores are approximately 5.65% and 7.97%, respectively. In contrast, for the other two EoSs considered, the predicted dark matter fractions are significantly higher, exceeding 12%. We also consider finite temperature BEC stars. We find that temperature has negligible effect on the stability criteria or tidal properties of these dark matter admixed neutron stars. | 我々は、中性子星において暗黒物質が通常の核物質と混合するシナリオを徹底的に調査し、暗黒物質の候補として有限温度ボーズ・アインシュタイン凝縮体（BEC）に焦点を当てる。 これらのハイブリッド構成は、パルサー質量半径観測値と一致し、連星中性子星合体イベントGW170817からの無次元潮汐ラブ数の制限を満たす質量と半径を与える。 可能な安定な質量半径構成と無次元潮汐ラブ数の制限を解析することにより、質量と半径がこれらの天体物理学的制限を満たす核物質中の暗黒物質含有量を決定する。 我々は、通常の核物質状態方程式（EoS）、APR4、MPA1、およびSLyの3つのモデルを用いて解析を行う。 我々の解析によれば、もしAPR4が宇宙の中性子星を支配する正しい核物質EoSであり、この事象の構成要素が実際に暗黒物質混入中性子星であったとすれば、それらの核における最も可能性の高い暗黒物質分率はそれぞれ約5.65%と7.97%である。 対照的に、検討対象とした他の2つのEoSでは、予測される暗黒物質分率は12%を超え、大幅に高い。 我々は有限温度のBEC星も検討した。 その結果、温度はこれらの暗黒物質混入中性子星の安定性基準や潮汐特性にほとんど影響を与えないことがわかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The LIGO-Virgo-KAGRA catalog has been analyzed with an abundance of different population models due to theoretical uncertainty in the formation of gravitational-wave sources. To expedite model exploration, we introduce an efficient and accurate variational Bayesian approach that learns the population posterior with a normalizing flow and serves as a drop-in replacement for existing samplers. With hardware acceleration, inference takes just seconds for the current set of black-hole mergers and readily scales to larger catalogs. The trained posteriors provide an arbitrary number of independent samples with exact probability densities, unlike established stochastic sampling algorithms, while requiring up to three orders of magnitude fewer likelihood evaluations and as few as $\mathcal{O}(10^3)$. Provided the posterior support is covered, discrepancies can be addressed with smoothed importance sampling, which quantifies a goodness-of-fit metric for the variational approximation while also estimating the evidence for Bayesian model selection. Neural variational inference thus enables interactive development, analysis, and comparison of population models, making it a useful tool for astrophysical interpretation of current and future gravitational-wave observations. | LIGO-Virgo-KAGRAカタログは、重力波源の形成における理論的な不確実性のため、様々な母集団モデルを用いて解析されてきました。 モデル探索を迅速化するために、我々は、正規化フローを用いて母集団事後分布を学習し、既存のサンプラーの代替として利用できる、効率的かつ高精度な変分ベイズ法を導入します。 ハードウェアアクセラレーションにより、現在のブラックホール合体セットでは推論に数秒しかかからず、より大きなカタログにも容易に拡張できます。 学習済みの事後分布は、既存の確率的サンプリングアルゴリズムとは異なり、正確な確率密度を持つ任意の数の独立サンプルを提供します。 また、尤度評価の回数は最大3桁少なく、$\mathcal{O}(10^3)$と少なくなります。 事後サポートがカバーされている限り、不一致は平滑化重要度サンプリングによって対処できます。 これは、変分近似の適合度指標を定量化するとともに、ベイズモデル選択の証拠を推定します。 このように、ニューラル変分推論は、集団モデルのインタラクティブな開発、分析、比較を可能にし、現在および将来の重力波観測の天体物理学的解釈に有用なツールとなります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper attempts to clarify the deep consequences of Barrow fractal black hole spacetime configurations caused by quantum gravity on neutrino pair annihilation and accretion disk dynamics. We systematically derive the analytical expression for the innermost stable circular orbit (ISCO) radius ($r_{\text{ISCO}}\propto M^{2/(2+\Delta)}$) by building a Barrow-modified static spherically symmetric metric ($r\rightarrow r^{1+\Delta/2}$), and we find that increasing $\Delta$ significantly shifts the ISCO inward. We numerically solve the radiation flux, effective temperature, and differential luminosity distribution under the modified metric based on the Novikov-Thorne relativistic thin accretion disk model. For $\Delta=1$, the results show that the temperature increases by $62.5\%$, the peak disk radiation flux increases by $22.5\%$, and the spectral radiance increases by around $50\%$. Fractal horizons enhance neutrino trajectory bending effects, according to further study of neutrino pair annihilation ($\nu\bar{\nu}\rightarrow e^+e^-$) energy deposition processes using local Lorentz transformations and null geodesic equations. The energy deposition rate for $\Delta=1$ is $8-28$ times higher than classical estimates when the black hole radius is $R/M\sim3-4$. This work provides important theoretical insights into the influence of quantum spacetime geometry on high-energy astrophysical phenomena in extreme gravitational fields by establishing, for the first time, quantitative relationships between the Barrow parameter $\Delta$ and neutrino pair annihilation energy and accretion disk radiative efficiency. | 本論文は、量子重力によって引き起こされるバロー・フラクタル・ブラックホール時空構成がニュートリノ対消滅および降着円盤ダイナミクスに及ぼす深遠な影響を明らかにすることを目的とする。 バロー修正された静的球対称計量（$r\rightarrow r^{1+\Delta/2}$）を構築することにより、最内安定円軌道（ISCO）半径（$r_{\text{ISCO}}\propto M^{2/(2+\Delta)}$）の解析的表式を系統的に導出し、$\Delta$の増加がISCOを大きく内側にシフトすることを見出した。 ノビコフ・ソーンの相対論的薄降着円盤モデルに基づく修正計量の下で、放射フラックス、有効温度、および微分光度分布を数値的に解く。 $\Delta=1$の場合、温度は$62.5\%$上昇し、ディスクからの放射ピークは$22.5\%$増加し、スペクトル放射輝度は約$50\%$増加することを示しています。 局所ローレンツ変換とヌル測地線方程式を用いたニュートリノ対消滅（$\nu\bar{\nu}\rightarrow e^+e^-$）エネルギー付与過程のさらなる研究によると、フラクタル地平線はニュートリノの軌道曲げ効果を増強します。 ブラックホール半径が$R/M\sim3-4$の場合、$\Delta=1$でのエネルギー付与率は古典的な推定値の$8-28$倍高くなります。 この研究は、バローパラメータ$\Delta$とニュートリノ対消滅エネルギーおよび降着円盤放射効率との間の定量的な関係を初めて確立することにより、極限重力場における高エネルギー天体物理現象に対する量子時空幾何学の影響に関する重要な理論的知見を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational Wave (GW) detectors routinely encounter transient noise bursts, known as glitches, which are caused by either instrumental or environmental factors. Due to their high occurrence rate, glitches can overlap with GW signals, as in the notable case of GW170817, the first detection of a binary neutron star merger. Accurate reconstruction and subtraction of these glitches is a challenging problem that must be addressed to ensure that scientific conclusions drawn from the data are reliable. This problem will intensify with third-generation observatories like the Einstein Telescope (ET) due to their higher detection rates of GWs and the longer duration of signals within the sensitivity band of the detectors. Robust glitch mitigation algorithms are, therefore, crucial for maximizing the scientific output of next-generation GW observatories. For the first time, we demonstrate how the null stream inherent in ET's unique triangular configuration can be leveraged by state-of-the-art glitch characterization methodology to essentially undo the effect of glitches for the purpose of estimating the parameters of the source. The null stream based approach enables characterization and subtraction of glitches that occur arbitrarily close to the peak of the signal without any significant effect on the quality of parameter measurements, and achieves an order of magnitude computational speed-up compared to when the null stream is not available. By contrast, without the null stream, significant biases can occur in the glitch reconstruction, which deteriorate the quality of subsequent measurements of the source parameters. This demonstrates a clear edge which the null stream can offer for precision GW science in the ET era. | 重力波（GW）検出器は、機器要因または環境要因によって引き起こされる、グリッチと呼ばれる過渡的ノイズバーストに日常的に遭遇します。 グリッチは発生率が高いため、重力波信号と重なることがあります。 これは、連星中性子星合体の初の検出例であるGW170817の注目すべき事例に見られます。 これらのグリッチを正確に再構成し、減算することは、データから得られる科学的結論の信頼性を確保するために対処しなければならない困難な問題です。 この問題は、アインシュタイン望遠鏡（ET）のような第三世代観測所では、重力波の検出率が高く、検出器の感度帯域内での信号の持続時間が長くなるため、さらに深刻化するでしょう。 したがって、堅牢なグリッチ軽減アルゴリズムは、次世代重力波観測所の科学的成果を最大化するために不可欠です。 我々は初めて、ETのユニークな三角形構成に固有のヌルストリームを最先端のグリッチ特性評価手法によって活用し、グリッチの影響を本質的に打ち消して、源パラメータを推定する方法を実証した。 ヌルストリームに基づくアプローチは、パラメータ測定の品質に大きな影響を与えることなく、信号のピークの任意の近傍で発生するグリッチの特性評価と減算を可能にし、ヌルストリームが利用できない場合と比較して桁違いに計算速度を向上させる。 対照的に、ヌルストリームがない場合、グリッチ再構成において大きなバイアスが生じ、その後の源パラメータ測定の品質を低下させる可能性がある。 これは、ET時代の精密重力波科学においてヌルストリームが提供できる明確な優位性を示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Compact binary coalescences (CBCs), such as merging binary black holes (BBHs), binary neutron stars (BNSs), or neutron star black holes (NSBHs), hosted by dense stellar environments, could produce gravitational waves (GWs) that contain signatures of line-of-sight acceleration (LOSA) imparted by the environment's gravitational potential. We calculate the Post-Newtonian (PN) corrections to the $(2,\,2)$ mode GW phase due to a finite LOSA, starting from the leading order at -4 PN below the quadrupole order, up to 3.5 PN above the quadrupole order. We do so for binaries whose component spins are aligned with the orbital angular momentum, as well as for binaries with non-zero tidal deformation. We implement these corrections into the LIGO-Virgo-Kagra (LVK) collaboration's flagship parameter estimation (PE) software \textsc{Bilby\_tgr}. We study the systematics associated with recovering LOSAs. We find that, when the injection and recovery waveform models are identical, LOSAs are recovered as expected. We test the robustness of the pipeline against waveforms with strong higher-mode signatures or signatures of beyond-general-relativistic (beyond-GR) effects, to delimit the range of applicability of our GR-consistent quasi-circular LOSA-corrected waveforms. | 高密度恒星環境を母星とする、合体する連星ブラックホール（BBH）、連星中性子星（BNS）、中性子星ブラックホール（NSBH）などのコンパクト連星合体は、環境の重力ポテンシャルによって与えられた視線方向加速（LOSA）の兆候を含む重力波（GW）を生成する可能性がある。 我々は、有限のLOSAによる$(2,\,2)$モード重力波位相に対するポストニュートン（PN）補正を、四重極位より-4PN低い主要位から、四重極位より3.5PN高い位まで計算する。 これは、構成スピンが軌道角運動量と一致する連星、および潮汐変形がゼロでない連星について行う。 これらの補正を、LIGO-Virgo-Kagra (LVK) コラボレーションの主力パラメータ推定 (PE) ソフトウェア \textsc{Bilby\_tgr} に実装しました。 LOSA の回復に関連する系統的特性を研究しました。 入射波形モデルと回復波形モデルが同一の場合、LOSA は予想通りに回復されることが分かりました。 強い高次モード特性を持つ波形、または一般相対論的効果を超える（一般相対論的効果を超える）波形に対するパイプラインの堅牢性をテストし、一般相対論に整合した準円形 LOSA 補正波形の適用範囲を限定しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce a novel approach to describe real-valued $m=0$ modes from inspiral to merger and ringdown in effective-one-body models, including both oscillatory and null memory contributions. A crucial aspect of the modelization of the oscillatory part is the complexification of the real modes via a Hilbert transform. This procedure allows for an accurate description of the merger-ringdown waveform by applying standard approaches employed for the complex $m>0$ modes, which include source-driven effects. The physical signal is then recovered by solely considering the real part. We apply this method in the extreme-mass-ratio regime, considering particle-driven linear gravitational perturbations in Schwarzschild and Kerr spacetimes. We then extend our description to spin-aligned, quasi-circular, comparable-mass binaries providing hierarchical fits incorporating the test-mass limit. The post-merger waveform is then matched with an inspiral effective-one-body waveform. By adopting TEOBResumS-GIOTTO as our baseline, we also include the displacement memory in the (2,0) mode through Bondi-Metzner-Sachs balance laws, thus providing a complete effective-one-body model incorporating both oscillatory and null memory effects. The accuracy of this model is validated against the hybrid numerical relativity surrogate NRHybSur3dq8_CCE, finding, for the quadrupole of the equal mass nonspinning case, a LIGO noise-weighted mismatch of $\bar{{\cal F}} = 6\cdot 10^{-4}$ at $50 M_\odot$ for the inclination that maximizes the contribution of the (2,0) mode. | 実数値$m=0$モードを、振動およびヌルメモリ寄与の両方を含め、実一体モデルにおいてインスパイラルから合体およびリングダウンまで記述するための新しい手法を導入する。 振動部のモデル化において重要な点は、ヒルベルト変換による実モードの複素化である。 この手順により、ソース駆動効果を含む複素$m>0$モードに用いられる標準的な手法を適用することで、合体-リングダウン波形の正確な記述が可能になる。 そして、実部のみを考慮することで物理信号を復元する。 この手法を極限質量比領域に適用し、シュワルツシルト時空とカー時空における粒子駆動線形重力摂動を考慮する。 次に、スピン整列、準円形、同程度質量の連星に記述を拡張し、テスト質量極限を組み込んだ階層的フィッティングを提供する。 合体後の波形は、インスパイラル実一体波形と一致する。 TEOBResumS-GIOTTOをベースラインとして採用することで、ボンディ・メッツナー・サックスの平衡則を通して(2,0)モードの変位メモリも考慮に入れ、振動メモリ効果とヌルメモリ効果の両方を取り入れた完全な有効一体モデルを提供する。 このモデルの精度は、ハイブリッド数値相対論サロゲートNRHybSur3dq8_CCEに対して検証されており、等質量非回転四重極の場合、(2,0)モードの寄与を最大化する傾斜角$50 M_\odot$において、LIGOノイズ重み付けミスマッチ$\bar{{\cal F}} = 6\cdot 10^{-4}$が得られる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We revisit Coincident General Relativity (CGR) in the gauge approach to gravity based on Symmetric Teleparallel Equivalent to General Relativity (STEGR) in the {\it internal-space formulation}, which one of the authors recently proposed in Ref.~[J. Math. Phys. 66 (2025) 5, 052505]. First, we review the standard formulation of STEGR theories in the Palatini approach to gravity, in which formulation we impose the teleparallel and torsion-free conditions by using Lagrange multipliers. Second, we introduce the STEGR theories in the gauge approach to gravity, which is formulated in the internal space, and derive its field equations. We briefly discuss whether the Ostrogradski ghost instability exists and find that the theory may require a degenerate condition to be imposed. Finally, assuming the coincident gauge, we derive CGR in both terms of the action integral and the field equation. Discussing the possible kinematics of the STEGR theory, we formulate a motion of a test scalar particle in the spacetime with non-metricity. | 我々は、著者の一人が最近文献[J. Math. Phys. 66 (2025) 5, 052505]で提案した{\it 内部空間定式化}における対称テレパラレル一般相対論等価理論(STEGR)に基づく、ゲージ重力アプローチにおける一致一般相対論(CGR)を再検討する。 まず、パラティーニ重力アプローチにおけるSTEGR理論の標準的な定式化を概観する。 この定式化では、テレパラレル条件とねじれのない条件をラグランジュ乗数を用いて課す。 次に、内部空間で定式化されるゲージ重力アプローチにおけるSTEGR理論を導入し、その場の方程式を導出する。 オストログラツキー・ゴースト不安定性が存在するかどうかについて簡単に議論し、理論が退化した条件を課す必要がある可能性があることを明らかにする。 最後に、一致ゲージを仮定して、作用積分と場の方程式の両方の項でCGRを導出します。 STEGR理論の可能な運動学を議論しながら、非計量性を持つ時空におけるテストスカラー粒子の運動を定式化します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational interaction unavoidably influences atoms and their electromagnetic radiation field in strong gravitational fields. Theoretical description of such effects using the curved metric of general relativity is limited due to the classical nature of the metric and the assumption of the local inertial frame, where gravitational interaction is absent. Here we apply unified gravity extension of the Standard Model [Rep. Prog. Phys. 88, 057802 (2025)] to solve the Dirac equation for hydrogen-like atoms in the 4xU(1) gravity gauge field, which appears alongside all other quantum fields. We show that the gravity gauge field shifts the atomic Dirac energy levels by an amount that agrees with the experimentally observable gravitational redshift. Our result for the redshift follows directly from quantum field theory and is strictly independent of the metric-based explanation of general relativity. Furthermore, we present how gravitational potential gradient breaks the symmetry of the electric potential of the atomic nucleus, thus leading to splitting of otherwise degenerate spectral lines in strong gravitational fields. Enabling detailed spectral line analysis, our work opens novel possibilities for future investigations of quantum photonics phenomena in strong gravitational fields. | 重力相互作用は、強い重力場における原子とその電磁放射場に不可避的に影響を及ぼす。 一般相対論の曲がった計量を用いたこのような効果の理論的記述は、計量の古典的性質と、重力相互作用が存在しない局所慣性系の仮定のために制限される。 本研究では、標準模型の統一重力拡張 [Rep. Prog. Phys. 88, 057802 (2025)] を適用し、他のすべての量子場と並んで現れる 4xU(1) 重力ゲージ場における水素様原子のディラック方程式を解く。 重力ゲージ場は、実験的に観測される重力赤方偏移と一致する量だけ原子のディラックエネルギー準位をシフトさせることを示す。 赤方偏移に関する我々の結果は、量子場の理論から直接導かれ、一般相対論の計量に基づく説明とは厳密に独立している。 さらに、重力ポテンシャル勾配が原子核の電位の対称性を破り、強い重力場において縮退したスペクトル線の分裂を引き起こす仕組みを示します。 詳細なスペクトル線解析を可能にする本研究は、強い重力場における量子光子現象の将来の研究に新たな可能性をもたらします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We observe entanglement between collective excitations of a Bose-Einstein condensate in a configuration analogous to particle production during the preheating phase of the early universe. In our setup, the oscillation of the inflaton field is mimicked by the transverse breathing mode of a cigar-shaped condensate, which parametrically excites longitudinal quasiparticles with opposite momenta. After a short modulation period, we observe entanglement of these pairs which demonstrates that vacuum fluctuations seeded the parametric growth, confirming the quantum origin of the excitations. As the system continues to evolve, we observe a decrease in correlations and a disappearance of non-classical features, pointing towards future experimental probes of the less understood interaction-dominated regime. | 初期宇宙の予熱段階における粒子生成に類似した構成において、ボーズ・アインシュタイン凝縮体の集団励起間のエンタングルメントを観測した。 我々の実験装置では、インフレーション場の振動が葉巻型凝縮体の横方向ブリージングモードによって模倣され、縦方向の準粒子が反対の運動量でパラメトリック励起される。 短い変調周期の後、これらの対のエンタングルメントが観測され、これは真空揺らぎがパラメトリック成長の種となったことを実証し、励起の量子起源を裏付けている。 システムが進化し続けるにつれて、相関の減少と非古典的な特徴の消失が観測され、未だ十分に理解されていない相互作用優位領域の将来の実験的探究を示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the Regge-Teitelboim model, gravity is described by embedding the space-time manifold in a (usually flat) fixed higher-dimensional background, where the embedding coordinates, rather than the metric tensor, are the dynamical degrees of freedom. Stern \& Xu extended the Regge-Teitelboim framework to encompass scenarios where the background embedding space is not flat, noting that when the background is a five-dimensional de Sitter space, the Robertson-Walker manifold undergoes a transition from a decelerating phase to an accelerating one. Previously, we constrained this model using only low-redshift observations. Here we further explore the observational constraints on this scenario, and report significantly more stringent constraints by including high-redshift data, specifically from the cosmic microwave background. Our results are consistent with $\Lambda$CDM, with the putative model-specific energy component responsible for the recent acceleration being constrained to $\Omega_{RT}<0.006$ and the de Sitter curvature radius in units of the Hubble constant being constrained to $LH_0>1.45$, both at the 95 percent confidence level. | Regge-Teitelboim モデルでは、重力は時空多様体を（通常は平坦な）固定された高次元背景に埋め込むことによって記述され、そこでは計量テンソルではなく埋め込み座標が力学的自由度となる。 Stern & Xu は Regge-Teitelboim フレームワークを拡張し、背景埋め込み空間が平坦でないシナリオを包含した。 背景が 5 次元の de Sitter 空間である場合、Robertson-Walker 多様体は減速相から加速相へと遷移することを指摘した。 以前、我々はこのモデルを低赤方偏移の観測のみを用いて制約した。 本研究では、このシナリオに対する観測的制約をさらに探究し、特に宇宙マイクロ波背景からの高赤方偏移データを含めることで、より厳しい制約を報告している。 我々の結果は$\Lambda$CDMと一致しており、最近の加速の原因となるモデル固有のエネルギー成分は$\Omega_{RT}0.006$に制限され、ハッブル定数を単位としたド・ジッター曲率半径は$LH_0>1.45$に制限され、どちらも95%の信頼度水準である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A state of the art of the different deformations of space-time measured for more than a hundred years in the case of general relativity in the weak field is carried out. The phenomena of general relativity in low fields targeted are gravitational waves, Lense-thirring effects, gravitational lensing, gravitation around the earth or the sun. The overview of these different deformations highlights the different active components of the perturbation tensor of the metric $h_{\mu\nu}$. The authors show that each phenomenon corresponds to one or more very specific components of this tensor. They also show that the various components of the latter have as an image, within the framework of the elastic analogy of space-time, various coherent components of an associated strain tensor epsilon munu in terms of elongation, shortening or angular distortion of an equivalent elastic medium, modeling the behavior of space-time. By this synthetic ensemble approach and this elastic analogy, it appears clearly for the first time that some components of this tensor $h_{\mu\nu}$ remain to be determined and measured in adequacy with potential new phenomena or modified versions of general relativity in a weak field. | 弱場における一般相対論において、100年以上にわたり測定されてきた時空の様々な変形に関する最先端の研究が行われた。 対象となる弱場における一般相対論の現象は、重力波、レンズ効果、重力レンズ効果、地球または太陽の周りの重力である。 これらの様々な変形の概要は、計量$h_{\mu\nu}$の摂動テンソルの様々な活性成分に焦点を当てている。 著者らは、それぞれの現象がこのテンソルの1つまたは複数の非常に具体的な成分に対応することを示す。 また、後者の様々な成分は、時空の弾性アナロジーの枠組みにおいて、等価弾性媒質の伸長、短縮、または角歪みという形で、関連する歪みテンソルεmunuの様々なコヒーレント成分をイメージとして持つことも示し、時空の振る舞いをモデル化する。 この合成アンサンブルアプローチと弾性アナロジーによって、このテンソル$h_{\mu\nu}$のいくつかの成分は、潜在的な新しい現象や弱場における一般相対論の修正版と十分に適合するように決定され、測定される必要があることが初めて明らかになりました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Measurement of deviations in the Kerr metric using gravitational wave (GW) observations will provide a clear signal of new Physics. Previous studies have developed multiple parameterizations (e.g. ``bumpy" spacetime) to characterize such deviations in extreme mass ratio inspirals (EMRI) and employed analyses based on the Fisher information matrix (FIM) formalism to quantify the constraining power of space-borne GW detectors like LISA and Tianqin, e.g., achieving a constraint sensitivity levels of $10^{-4} \sim 10^{-2}$ on the dimensionless bumpy parameter $\delta \tilde{Q}$ under varying source configurations in analytical kluge waveform for LISA. In this paper, we advance prior analyses by integrating particle swarm optimization (PSO) with matched filtering under a restricted parameter search range to enforce a high probability of convergence for PSO. Our results reveal a significant number of degenerate peaks in the likelihood function over the signal parameter space with values that exceed the injected one. This extreme level of degeneracy arises from the involvement of the additional bumpy parameter $\delta \tilde{Q}$ in the parameter space and introduces systematic errors in parameter estimation. We show that these systematic errors can be mitigated using information contained in the ensemble of degenerate peaks, thereby restoring the reliability of astrophysical inferences about EMRI systems from GW observations. This study highlights the critical importance of accounting for such degeneracies, which are absent in FIM-based analyses, and points out future directions for improving EMRI data analysis. | 重力波（GW）観測を用いたカー計量の偏差の測定は、新たな物理学の明確なシグナルを提供するでしょう。 これまでの研究では、極限質量比インスパイラル（EMRI）におけるこのような偏差を特徴付けるために、複数のパラメータ化（例えば「バンピー」時空）が開発され、フィッシャー情報行列（FIM）形式に基づく解析を用いて、LISAやTianqinのような宇宙搭載重力波検出器の制約力を定量化してきた。 例えば、LISAの解析的クルージ波形において、様々なソース構成における無次元バンピーパラメータ$\delta \tilde{Q}$に対する制約感度レベル$10^{-4} \sim 10^{-2}$を達成した。 本論文では、粒子群最適化（PSO）と整合フィルタリングを統合し、パラメータ探索範囲を制限してPSOの高い収束確率を実現することで、事前解析を発展させた。 その結果、信号パラメータ空間における尤度関数に、注入された1. この極端な退化は、パラメータ空間における追加の凹凸パラメータ$\delta\tilde{Q}$の関与に起因し、パラメータ推定に系統的誤差をもたらします。 本研究では、これらの系統的誤差は、退化したピークの集合に含まれる情報を用いることで軽減できることを示します。 これにより、重力波観測から得られるEMRIシステムに関する天体物理学的推論の信頼性が回復します。 本研究は、FIMベースの解析では考慮されていないこのような退化を考慮することの重要性を強調し、EMRIデータ解析を改善するための将来の方向性を示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Einstein's equivalence principle suggests a deep connection between matter and spacetime, prompting the question: if matter violates parity, must gravity? This letter explores the detection of parity violation in gravity using gravitational wave (GW) memory. Gravitational parity violation could be observable through GW amplitude birefringence and large-scale structure correlations. With improved sensitivity, next-generation GW detectors offer unprecedented opportunities to probe these effects. We propose that the integrated cosmological memory (ICM) of GWs, amplified over cosmological distances, can enhance faint parity-violating signatures. Specifically, if GWs from astrophysical events have differing polarization amplitudes, as in Chern-Simons gravity, ICM significantly amplifies this disparity. ICM uniquely and independently allows us to test fundamental symmetries, constrain gravity parameters, and gain insights into the interplay of particle physics, cosmology and gravity. | アインシュタインの等価性原理は物質と時空の間に深いつながりがあることを示唆しており、次のような疑問を提起する。 物質がパリティを破るならば、重力もパリティを破るのだろうか？ 本稿では、重力波（GW）メモリを用いた重力におけるパリティ破れの検出について考察する。 重力パリティ破れは、重力波振幅複屈折と大規模構造相関を通して観測できる可能性がある。 感度が向上した次世代重力波検出器は、これらの効果を調査する前例のない機会を提供する。 我々は、宇宙論的距離にわたって増幅された重力波の統合宇宙論メモリ（ICM）が、微弱なパリティ破れの兆候を増強できると提案する。 具体的には、チャーン・サイモンズ重力のように、天体物理学的事象由来の重力波が異なる偏光振幅を持つ場合、ICMはこの差異を著しく増幅する。 ICMは、独自の方法で 基本的な対称性を検証し、重力パラメータを制限し、素粒子物理学、宇宙論、重力の相互作用についての洞察を得ることを可能にします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational Wave (GW) sources offer a valuable window to the physical processes that govern the formation of binary compact objects (BCOs). However, deciphering such information from GW data is substantially challenging due to the difficulty in mapping from the space of observation to the space of numerous theoretical models. We introduce the concept of BCO Phase-Space that connects the observable space to the evolution trajectories of the BCO formation channels with cosmic time and apply it to the third GW transient catalog (GWTC-3) that brings new insights into probable astrophysical formation scenarios of nearly $90$ events. Our study reveals that two events, GW190425 and GW230529, show an overlap with a \texttt{BCO Phase Space} trajectory of the same formation channel arising from a sub-solar mass black hole scenario that has grown into a higher mass by accretion, hinting towards the common primordial origin of both these sources. Though the actual formation channel is yet to be confirmed, with the availability of more GW events, the \texttt{BCO Phase Space} can delve into distinguishing features of different formation channels for both astrophysical and primordial origin and opens the possibility of bringing new and deeper insights on the formation and evolution of BCOs across all observable masses over most of the cosmic time. | 重力波（GW）源は、連星コンパクト天体（BCO）の形成を支配する物理過程を理解するための貴重な窓を提供します。 しかし、観測空間から多数の理論モデルの空間へのマッピングが困難なため、重力波データからそのような情報を解読することは非常に困難です。 本研究では、観測空間とBCO形成経路の宇宙時間における進化軌跡を結び付けるBCO位相空間の概念を導入し、これを第3次重力波過渡カタログ（GWTC-3）に適用します。 このカタログは、約90の事象の可能性のある天体形成シナリオに関する新たな知見をもたらします。 私たちの研究により、GW190425とGW230529という2つの事象が、太陽質量未満のブラックホールが集積によって高質量化したシナリオから生じた同じ形成経路の\texttt{BCO位相空間}軌道と重なり合っていることが明らかになりました。 これは、これら2つの事象が共通の原始起源を持つことを示唆しています。 実際の形成経路はまだ確認されていませんが、より多くの重力波事象が利用可能になることで、\texttt{BCO位相空間}は、天体物理学的起源と原始起源の両方における異なる形成経路の特徴を深く掘り下げることができ、宇宙のほとんどの時間にわたって、観測可能なすべての質量にわたるBCOの形成と進化に関する新たな、より深い洞察をもたらす可能性が開かれます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| With an intent to explore the interplay between the Lorentz symmetry breaking (LSB) and the presence of dark matter (DM), we obtain a static and spherically symmetric black hole (BH) solution in the background of nonminimally coupled Kalb-Ramond (KR) field surrounded by perfect fluid dark matter (PFDM). The KR field is frozen to a non-zero vacuum expectation value (VEV) that breaks the particle Lorentz symmetry spontaneously. We explore scalar invariants, Ricci Scalar, Ricci squared, and Kretschmann Scalar, to probe the nature of singularities in the obtained solution. We then study strong gravitational lensing in the background of our BH, i.e., KRPFDM BH, revealing the adverse impact of LSB parameter $\alpha$ and PFDM parameter $\beta$ on the lensing coefficients. The significant effect of our model parameters is evident in strong lensing observables. Bounds on the deviation from Schwarzschild, $\delta$, for supermassive BHs (SMBHs) $M87^*$ and $SgrA^*$ from the EHT, Keck, and VLTI observatories are then utilized to put our BH model to the test and extract possible values of model parameters $\alpha$ and $\beta$ that generate theoretical predictions in line with experimental observations within $1\sigma$ confidence level. Our study sheds light on the combined effect of LSB and PFDM and may be helpful in finding their signature. | ローレンツ対称性の破れ（LSB）と暗黒物質（DM）の存在との相互作用を探求する目的で、完全流体暗黒物質（PFDM）に囲まれた非最小結合カルプ・ラモンド（KR）場を背景に、静的かつ球対称なブラックホール（BH）解を得る。 KR場は、粒子ローレンツ対称性を自発的に破る非ゼロの真空期待値（VEV）に固定される。 得られた解の特異点の性質を調べるため、スカラー不変量、リッチ・スカラー、リッチの2乗、およびクレッチマン・スカラーを調べる。 次に、BHの背景、すなわちKRPFDM BHにおける強い重力レンズ効果を研究し、LSBパラメータ$\alpha$とPFDMパラメータ$\beta$がレンズ係数に及ぼす悪影響を明らかにする。 モデルパラメータの顕著な効果は、強い重力レンズ効果の観測量において明らかです。 EHT、ケック、VLTIの各観測所から得られた超大質量BH（SMBH）$M87^*$と$SgrA^*$のシュワルツシルトからの偏差$\delta$の境界値を用いて、BHモデルを検証し、実験観測と$1\sigma$の信頼度水準内で一致する理論予測を生み出すモデルパラメータ$\alpha$と$\beta$の可能な値を抽出しました。 本研究は、LSBとPFDMの複合効果に光を当て、それらのシグネチャの発見に役立つ可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Laser Interferometer Space Antenna (LISA) will observe gravitational waves in the millihertz frequency band, detecting signals from a vast number of astrophysical sources embedded in instrumental noise. Extracting individual signals from these overlapping contributions is a fundamental challenge in LISA data analysis and is traditionally addressed using computationally expensive stochastic Bayesian techniques. In this work, we present a deep learning-based framework for blind source separation in LISA data, employing an encoder-decoder architecture commonly used in digital audio processing to isolate individual signals within complex mixtures. Our approach enables signals from massive black-hole binaries, Galactic binaries, and instrumental glitches to be disentangled directly in a single step, circumventing the need for sequential source identification and subtraction. By learning clustered latent space representations, the framework provides a scalable alternative to conventional methods, with applications in both low-latency event detection and full-scale global-fit analyses. As a proof of concept, we assess the model's performance using simulated LISA data in a controlled setting with a limited number of overlapping sources. The results highlight deep source separation as a promising tool for LISA, paving the way for future extensions to more complex datasets. | レーザー干渉計宇宙アンテナ（LISA）は、ミリヘルツ周波数帯で重力波を観測し、機器ノイズに埋め込まれた膨大な数の天体物理学的信号を検出します。 これらの重複する寄与から個々の信号を抽出することは、LISAデータ解析における根本的な課題であり、従来は計算コストの高い確率的ベイズ法を用いて対処されてきました。 本研究では、LISAデータにおけるブラインド信号源分離のための深層学習ベースのフレームワークを提示します。 このフレームワークでは、デジタルオーディオ処理で一般的に用いられるエンコーダー・デコーダー・アーキテクチャを用いて、複雑な混合物から個々の信号を分離します。 このアプローチにより、大質量ブラックホール連星、銀河連星、機器グリッチからの信号を、逐次的な信号源識別と減算の必要性を回避し、1ステップで直接分離することが可能になります。 このフレームワークは、クラスター化された潜在空間表現を学習することで、従来の手法に代わるスケーラブルな代替手段を提供し、低遅延イベント検出とフルスケールのグローバルフィット解析の両方に適用できます。 概念実証として、重なり合う音源の数を制限した制御された設定において、LISAのシミュレーションデータを用いてモデルの性能を評価しました。 この結果は、深層音源分離がLISAの有望なツールであることを示しており、より複雑なデータセットへの将来的な拡張への道を開くものです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show how to map kinetic theories for spinning particles in curved space to flat space through choice of inertial frame that eliminate forces acting on momentum and spin, thus putting the idea of mimicking off-equilibrium state by metric perturbation to equilibrium state on firm ground. The equivalence has been shown for hydrodynamic and elastic regimes. In the latter case, we predict spin polarization induced by time-variation of strain in elastic matter. | 我々は、運動量とスピンに作用する力を排除する慣性系の選択を通して、曲がった空間で回転する粒子の運動論を平坦な空間に写像する方法を示し、これにより、平衡状態への計量摂動によって非平衡状態を模倣するというアイデアを確固たる基盤の上に築く。 この等価性は、流体力学的領域と弾性領域で示されている。 後者の場合、弾性物質における歪みの時間変化によって誘起されるスピン偏極を予測する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we study the upper and lower bounds on the minimum orbital period of 5-dimensional charged black holes. Our results indicate that the upper bound of the minimum orbital period corresponds to non-charged black holes, while the lower bound is achieved in the case of maximally charged black holes. We further establish precise analytical expressions for the upper and lower bounds of the minimum orbital period. Our findings provide valuable insights into 5-dimensional charged black holes and help constrain theoretical gravity models. | 本論文では、5次元荷電ブラックホールの最小軌道周期の上限と下限について考察する。 その結果、最小軌道周期の上限は荷電ブラックホールに相当し、下限は最大荷電ブラックホールの場合に達成されることが示唆された。 さらに、最小軌道周期の上限と下限に関する正確な解析的表現を確立した。 これらの知見は、5次元荷電ブラックホールに関する貴重な知見を提供し、理論重力モデルの制約に役立つ。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Non-Gaussian noise in gravitational-wave detectors, known as "glitches," can bias the inferred parameters of transient signals when they occur nearby in time and frequency. These biases are addressed with a variety of methods that remove or otherwise mitigate the impact of the glitch. Given the computational cost and human effort required for glitch mitigation, we study the conditions under which it is strictly necessary. We consider simulated glitches and gravitational-wave signals in various configurations that probe their proximity both in time and in frequency. We determine that glitches located outside the time-frequency space spanned by the gravitational-wave model prior and with a signal-to-noise ratio, conservatively, below 50 do not impact estimation of the signal parameters. | 重力波検出器における非ガウスノイズ（「グリッチ」と呼ばれる）は、時間的および周波数的に近接して発生すると、過渡信号の推定パラメータにバイアスを与える可能性があります。 これらのバイアスは、グリッチの影響を除去または軽減する様々な方法で対処されます。 グリッチ軽減に必要な計算コストと人的労力を考慮し、グリッチ軽減が厳密に必要な条件を検討します。 時間的および周波数的の両方における近接性を調べるために、様々な構成のシミュレーションによるグリッチと重力波信号を検討します。 重力波モデルの事前分布が張る時間周波数空間の外側に位置し、信号対雑音比が保守的に50未満のグリッチは、信号パラメータの推定に影響を与えないことが分かりました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Although the LIGO-Virgo-KAGRA collaboration detects many individually resolvable gravitational-wave events from binary black hole mergers, those that are too weak to be identified individually contribute to a stochastic gravitational-wave background. Unlike the standard cross-correlation search for excess correlated power, a Bayesian search method that models the background as a superposition of an unknown number of mergers enables simultaneous inference of the properties of high-redshift binary black hole populations and accelerated detection of the background. In this work, we apply this templated background search method to one day of simulated data at current LIGO Hanford-Livingston detector network sensitivity to determine whether the weakest mergers contribute information to the detection of the background and to the constraint on the merger redshift distribution at high redshifts. We find that the dominant source of information for the detection of the stochastic background comes from mergers with signal-to-noise ratios just below the individual detection threshold. However, we demonstrate that the weakest mergers do contribute to the constraint on the shape of the redshift distribution not only beyond the peak of star formation, but also beyond the redshifts accessible with individually detectable sources. | LIGO-Virgo-KAGRA共同研究は、連星ブラックホール合体から個々に分解可能な重力波イベントを多数検出しているが、個々に識別するには弱すぎるイベントは、確率的重力波背景放射に寄与する。 過剰相関パワーを求める標準的な相互相関探索とは異なり、背景放射を未知数の合体事象の重ね合わせとしてモデル化するベイズ探索法は、高赤方偏移連星ブラックホール種族の特性の同時推定と背景放射の高速検出を可能にする。 本研究では、このテンプレート化された背景放射探索法を、現在のLIGOハンフォード・リビングストン検出器ネットワーク感度における1日間のシミュレーションデータに適用し、最も弱い合体事象が背景放射の検出と高赤方偏移における合体事象の赤方偏移分布の制約に情報を提供するかどうかを決定する。 その結果、確率的背景放射の検出における主要な情報源は、個々の検出閾値をわずかに下回る信号対雑音比を持つ合体事象から得られることがわかった。 しかし、我々は、最も弱い合体が、星形成のピークを越えた領域だけでなく、個別に検出可能な源からアクセスできる赤方偏移を超えた領域においても、赤方偏移分布の形状に対する制約に寄与していることを証明した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Given suitable small, localized, $\mathbb U(1)$-symmetric solutions to the Einstein-massless Vlasov system in an elliptic gauge, we prove that they can be approximated by high-frequency vacuum spacetimes. This extends previous constructions where the limiting spacetime solves the Einstein-(multiple) null dust system (i.e., where the limiting massless Vlasov field can be written as a finite sum of delta measures). The proof proceeds by first approximating solutions to the Einstein-massless Vlasov system by solutions to the Einstein-(multiple) null dust system, then approximating solutions to the Einstein-null dust system by vacuum solutions. In the process, we take the number of families of dusts to infinity. | 楕円ゲージにおけるアインシュタイン質量ゼロのヴラソフ系に対する、適切に小さく局所化された $\mathbb U(1)$ 対称な解が与えられたとき、それらが高周波真空時空で近似できることを証明する。 これは、極限時空がアインシュタイン（多重）ヌルダスト系を解く（すなわち、極限質量ゼロのヴラソフ場がデルタ測度の有限和として書ける）というこれまでの構成を拡張する。 証明は、まずアインシュタイン質量ゼロのヴラソフ系の解をアインシュタイン（多重）ヌルダスト系の解で近似し、次にアインシュタインヌルダスト系の解を真空解で近似することによって進める。 その過程で、ダスト族の数を無限大とする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the black hole information paradox in the setting of pseudo-complex gravity, a covariant geometric extension of general relativity that introduces a minimal length scale by deforming the spacetime manifold. In this framework, curvature invariants stay finite, and the classical singularity is geometrically regularized via a smooth core. We show that the correction term B/(6r**4) alters the Schwarzschild metric, generating the regularized geometry above, yielding a finite Hawking temperature, and inducing subleading corrections to the Bekenstein-Hawking entropy. Crucially, we demonstrate that the pseudo-complex geometric structure obstructs a clean factorization of the Hilbert space into interior and exterior regions, thereby removing the key assumption behind the standard derivation of the paradox. This structural reinterpretation of entanglement flow offers a new geometric route to unitarity preservation and information recovery. We examine the resulting effects on evaporation dynamics, entropy flow, and thermodynamic behavior. Our predictions are compared with those of generalized uncertainty principles (GUP), loop quantum gravity (LQG), and island-based models, and are summarized in a comparative table. Observable signatures-such as shifts in quasi-normal mode frequencies and the appearance of gravitational wave echoes from the regularized core-suggest that pseudo-complex gravity is a testable, covariant approach to resolving the paradox without invoking firewalls, holography, or exotic quantum states. | 我々は、時空多様体を変形することで最小の長さスケールを導入する一般相対論の共変幾何学的拡張である擬複素重力を仮定し、ブラックホール情報パラドックスを考察する。 この枠組みでは、曲率不変量は有限のままであり、古典的特異点は滑らかなコアによって幾何学的に正則化される。 補正項B/(6r**4)がシュワルツシルト計量を変化させ、上記の正則化された幾何学を生成し、有限のホーキング温度をもたらし、ベッケンシュタイン-ホーキングエントロピーに対する最小補正を誘導することを示す。 重要な点として、擬複素幾何学的構造がヒルベルト空間を内部領域と外部領域にきれいに分解することを妨げ、パラドックスの標準微分における重要な仮定を排除することを示す。 エンタングルメントフローのこの構造的再解釈は、ユニタリー性の保存と情報回復への新しい幾何学的経路を提供する。 我々は、蒸発ダイナミクス、エントロピーフロー、そして熱力学的挙動に対する結果的な影響を検証する。 我々の予測は、一般化不確定性原理（GUP）、ループ量子重力（LQG）、そして島型モデルによる予測と比較され、比較表にまとめられている。 観測可能なシグネチャー（準基準モード周波数のシフトや正規化コアからの重力波エコーの出現など）は、擬複素重力が、ファイアウォール、ホログラフィー、あるいはエキゾチックな量子状態を用いることなく、パラドックスを解決するための検証可能で共変的なアプローチであることを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We discover a surprising relationship between exceptional effective field theories (EFTs) in de Sitter space and a notion of \textit{generalised energy conservation} (GEC) of an S-matrix defined in an extended Poincar\'{e} patch of four-dimensional de Sitter. By demanding that such an S-matrix only has support when the total energies of in and out states are equal, we constrain the coupling constants in theories of self-interacting scalars living in the exceptional series of de Sitter representations. We rediscover the theories of Dirac-Born-Infeld (DBI) and Special Galileon, and when increasing the conformal dimension we find evidence for new exceptional theories where the four-point scalar self interactions are uniquely fixed in terms of a single coupling constant. We conjecture that for each integer conformal dimension $\Delta \geq 4$, there is at least one exceptional EFT that can be entirely fixed by GEC. | 我々は、ド・ジッター空間における例外的な有効場の理論（EFT）と、4次元ド・ジッターの拡張ポアンカレeパッチで定義されたS行列の一般化エネルギー保存則（GEC）の概念との間に、驚くべき関係を発見した。 このようなS行列は、入状態と出状態の全エネルギーが等しい場合にのみ支持されることを要求することで、例外的なド・ジッター表現系列に含まれる自己相互作用スカラーの理論における結合定数に制約を与える。 我々は、ディラック・ボルン・インフェルト（DBI）理論と特殊ガリレオンの理論を再発見し、共形次元を増加させることで、4点スカラー自己相互作用が単一の結合定数によって一意に固定される新しい例外理論の証拠を見出した。 我々は、各整数共形次元$\Delta \geq 4$に対して、GECによって完全に修正できる例外的なEFTが少なくとも1つ存在すると予想する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| With the non-metricity scalar $Q$ as the functional argument, several $f(Q)$ gravity models is found to be proposed which are perfectly able to mimic the late time accelerated expansion as pointed out by the type Ia supernovae observations. Temperature fluctuation differences for two celestial hemispheres, Hubble tension, voids, dipole modulation, anisotropic inflation etc motivates us to think beyond the $\Lambda$CDM model and cosmological principle. Bianchi-I model portrays anisotropic universe imposing shear. $f(Q)$ model also enables us to produce early inflation to late deSitter universe without the requirement of $\Lambda$CDM. Embarrassment regarding fine tuning or coincidences can be avoided alongwith. So, this article finds different stationary points of cosmic evolution with $f(Q)$ models habilitating in Bianchi-I anisotropic universe. Depending on models' nature, fixed points with different categories are found. Perturbations are followed wherever are applicable. While pursuing cosmological implications towards these fixed points, some are found to be formed only for the consideration of $f(Q)$ gravity and Bianchi-I both. Besides different prediction towards early inflation to late time expansion which are available in existing literature of dynamical system studies, occurances of ultra slow roll inflation is predicted. For particular $f(Q)$ model, shear is predicted to decay leaving behind a constant valued residue. This models a universe that gradually turns more homogeneous. In some other models, depending on initial conditions, a final isotropic leftover is marked as the future fate of anisotropic world. More than one stable points are marked for special cases and are cosmologically interpreted. | 非計量性スカラー$Q$を関数的引数として用いることで、Ia型超新星観測によって指摘された後期加速膨張を完全に模倣できるいくつかの$f(Q)$重力モデルが提案されている。 天球の両半球における温度変動の差、ハッブル張力、ボイド、双極子変調、異方性インフレーションなどは、$\Lambda$CDMモデルや宇宙論原理を超えた思考を促す。 Bianchi-Iモデルは、シアを課す異方性宇宙を描写する。 $f(Q)$モデルはまた、$\Lambda$CDMを必要とせずに、初期インフレーションから後期デ・ジッター宇宙までを作り出すことを可能にする。 同時に、微調整や偶然の一致に関する煩わしさも回避できる。 そこで本稿では、Bianchi-I異方性宇宙において$f(Q)$モデルが実現する宇宙進化の様々な定常点を見出す。 モデルの性質に応じて、異なるカテゴリーの固定点が見つかる。 適用可能な場合は摂動が適用される。 これらの固定点に対する宇宙論的意味合いを追求する中で、いくつかは$f(Q)$重力とビアンキI理論の両方を考慮する場合にのみ形成されることがわかった。 既存の力学系研究の文献には、初期インフレーションから後期時間膨張までの様々な予測があるが、それに加えて、超低速ロールインフレーションの発生が予測されている。 特定の$f(Q)$モデルでは、シアーは定数値の残余を残して減衰すると予測される。 これは、徐々に均質化していく宇宙をモデル化する。 他のいくつかのモデルでは、初期条件に依存して、最終的な等方的な残余が、異方的な世界の将来の運命としてマークされる。 特殊なケースでは複数の安定点がマークされ、宇宙論的に解釈される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Binary neutron star mergers can produce extreme magnetic fields, some of which can lead to strong magnetar-like remnants. While strong magnetic fields have been shown to affect the dynamics of outflows and angular momentum transport in the remnant, they can also crucially alter the properties of nuclear matter probed in the merger. In this work, we provide a first assessment of the latter, determining the strength of the pressure anisotropy caused by Landau level quantization and the anomalous magnetic moment. To this end, we perform the first numerical relativity simulation with a magnetic polarization tensor and a magnetic-field-dependent equation of state using a new algorithm we present here, which also incorporates a mean-field dynamo model to control the magnetic field strength present in the merger remnant. Our results show that -- in the most optimistic case -- corrections to the anisotropy can be in excess of $10\%$, and are potentially largest in the outer layers of the remnant. This work paves the way for a systematic investigation of these effects. | 中性子星連星合体は極めて強い磁場を発生させ、その一部はマグネターのような強力な残骸を形成する可能性があります。 強力な磁場は残骸におけるアウトフローのダイナミクスと角運動量輸送に影響を与えることが示されている一方で、合体中に観測される核物質の特性を決定的に変化させる可能性もあります。 本研究では、後者の特性を初めて評価し、ランダウ準位の量子化と異常磁気モーメントによって引き起こされる圧力異方性の強さを決定します。 この目的のために、本論文で提示する新しいアルゴリズムを用いて、磁気分極テンソルと磁場依存状態方程式を用いた初めての数値相対論シミュレーションを実行します。 このアルゴリズムは、合体残骸の磁場強度を制御するための平均場ダイナモモデルも組み込んでいます。 我々の研究結果は、最も楽観的なケースでは、異方性への補正が10%を超える可能性があり、その影響は残骸の外層で最大になる可能性があることを示しています。 この研究は、これらの効果の体系的な調査への道を開くものです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recently, Bousso and Penington (BP) made a proposal for the entanglement wedge associated to a gravitating bulk region. In this paper, we derive this proposal in time-reflection symmetric settings using the gravitational path integral. To do this, we exploit the connection between random tensor networks (RTNs) and fixed-geometry states in gravity. We define the entropy of a bulk region in an RTN by removing tensors in that region and computing the entropy of the open legs thus generated in the "hollowed" RTN. We thus derive the BP proposal for RTNs and hence, also for fixed-geometry states in gravity. By then expressing a general holographic state as a superposition over fixed-geometry states and using a diagonal approximation, we provide a general gravitational path integral derivation of the BP proposal. We demonstrate that the saddles computing the R\'enyi entropy $S_n$ depend on how the bulk region is gauge-invariantly specified. Nevertheless, we show that the BP proposal is universally reproduced in the $n\to1$ limit. | 最近、BoussoとPenington（BP）は、重力を受けるバルク領域に関連するエンタングルメントウェッジに関する提案を行った。 本論文では、重力経路積分を用いて、時間反射対称設定においてこの提案を導出する。 そのために、ランダムテンソルネットワーク（RTN）と重力における固定幾何学状態との関連を利用する。 RTN内のバルク領域のエントロピーは、その領域内のテンソルを除去し、それによって「空洞化された」RTNに生成される開いた脚のエントロピーを計算することで定義する。 このようにして、RTNに対するBP提案を導出し、ひいては重力における固定幾何学状態に対するBP提案も導出した。 次に、一般的なホログラフィック状態を固定幾何学状態の重ね合わせとして表現し、対角近似を用いることで、BP提案の一般的な重力経路積分導出を提供する。 R\'enyiエントロピー$S_n$を計算する鞍点は、バルク領域がゲージ不変に指定される方法に依存することを示す。 しかしながら、BP提案は$n\to1$極限において普遍的に再現されることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the description of black-hole thermodynamics in terms of a recently proposed modified version for Kaniadakis entropy. We discuss the role of that proposal within the Modified Newtonian Dynamics (MOND) theory, a generalization of Newton's second law aimed at explaining galaxy rotation curves without resorting to dark matter. We posit a conjecture that the Kaniadakis entropy precisely describes the Bekenstein-Hawking black-hole entropy. Furthermore, we consider the Bekenstein bound conjecture which imposes an upper limit on the entropy of confined quantum systems. We analyze that conjecture in the context of the modified Kaniadakis entropy and find that it holds for typical values of $\kappa$, as evidenced by our numerical investigation. Finally, using the Landauer principle from information theory, we derive an expression for mass loss in black hole evaporation. Our exploration underscores the potential relevance of a modified Kaniadakis statistics in understanding diverse physical phenomena, from gravitational systems to quantum mechanics, offering a promising direction for future research at the intersection among statistical mechanics and a continually increasing number of other important areas of physics. | 我々は、最近提案されたカニアダキスエントロピーの修正版を用いてブラックホール熱力学の記述を検討する。 この提案が、暗黒物質に頼ることなく銀河の回転曲線を説明することを目的としたニュートン力学第二法則の一般化である修正ニュートン力学（MOND）理論において果たす役割について議論する。 カニアダキスエントロピーはベッケンシュタイン-ホーキングブラックホールエントロピーを正確に記述するという予想を立てる。 さらに、閉じ込められた量子系のエントロピーに上限を課すベッケンシュタイン境界予想について考察する。 我々はこの予想を修正カニアダキスエントロピーの文脈で解析し、数値解析によって証明されるように、典型的な$\kappa$の値に対してそれが成立することを見出す。 最後に、情報理論のランダウアー原理を用いて、ブラックホール蒸発における質量損失を表す式を導出する。 私たちの研究は、重力系から量子力学に至るまで、多様な物理現象を理解する上で、修正カニアダキス統計の潜在的な関連性を強調するものであり、統計力学と、ますます増え続ける他の重要な物理学分野との交差点における将来の研究に有望な方向性を示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the dynamical excitation of quasinormal modes (QNMs) through the plunge, merger and ringdown of an extreme-mass-ratio-inspiral into a Schwarzschild black hole, for generic orbital configurations. We work out the QNM causality condition, crucial to eliminate amplitude divergences and to incorporate horizon redshift effects. We then use it to derive a model of the time-dependent QNM excitation via a Green's function approach, driven by the point-particle source on a given trajectory. Our model predicts that: i) QNMs propagates along hyperboloidal slices in the minimal gauge; ii) the signal is composed of an ``activation'' term, depending on the source past history, and a local ``impulsive'' term; iii) amplitudes grow in time in an ``activation function'' fashion, and the waveform displays a stationary ringdown regime at times $\sim 10-20M$ after its peak; iv) at these late times, an infinite tower of non-oscillatory, exponentially-damped terms appear: the redshift modes. The model is in good agreement with numerical solutions, capturing the main waveform features after the peak. Additional components of the Green's function are required to complement the QNM description and reproduce the plunge-merger waveform. We predict the late-time, stationary amplitude of the quadrupolar mode as a function of eccentricity, in agreement with accurate numerical solutions, marking the first time that QNM amplitudes are predicted for generic binary configurations. Our work provides a first solid step towards analytically modeling the inspiral's imprint onto ringdown signals, generalizable to include higher orders in the mass ratio, black hole spin, non-vacuum configurations and corrections to the Einstein-Hilbert action. | 我々は、一般的な軌道配置において、極限質量比インスパイラルのシュワルツシルトブラックホールへの突入、合体、そしてリングダウンを通じた準基準モード（QNM）の動的励起を研究する。 振幅発散を除去し、地平線赤方偏移効果を組み込むために重要なQNM因果律条件を解明する。 次に、この条件を用いて、グリーン関数アプローチにより、与えられた軌道上の点粒子源によって駆動される時間依存QNM励起のモデルを導出する。 我々のモデルは、i) QNMは極小ゲージ内の双曲面スライスに沿って伝播する。 ii) 信号は、源の過去の履歴に依存する「活性化」項と局所的な「インパルス」項から構成される。 iii) 振幅は時間とともに「活性化関数」のように増大し、波形はピークから10～20M後に定常的なリングダウン状態を示す。 iv) これらの遅い時期には、非振動的で指数関数的に減衰する項の無限の塔、すなわち赤方偏移モードが現れる。 このモデルは数値解とよく一致し、ピーク後の波形の主な特徴を捉えている。 QNMの記述を補完し、プランジ・マージャー波形を再現するには、グリーン関数の追加要素が必要である。 我々は、四重極モードの遅い時期における定常振幅を離心率の関数として予測し、正確な数値解と一致した。 これは、一般的な連星系構成においてQNM振幅が予測された初めての事例である。 我々の研究は、インスパイラルがリングダウン信号に及ぼす影響を解析的にモデル化する最初の確固たる一歩であり、質量比、ブラックホールスピン、非真空構成、そしてアインシュタイン-ヒルベルト作用の補正といった高次の要素も含め、一般化可能である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We systematically obtain all linear models which propagate a totally symmetric rank-three field without parity violation on a flat background. Each such model is defined exclusively by its gauge symmetry, a necessary property of effective field theories in the infrared limit. By comparison, models obtained by other means (tuning couplings or cherry-picking operators) may be unstable against radiative corrections. For each model, we compute the spectrum of massless and massive particles, and the no-ghost-no-tachyon constraints on the couplings. We conclude that foundational models exist which can propagate one massless particle of spin one or spin three in isolation, or both particles simultaneously, generalising the model of Campoleoni and Francia. Our algorithm for detecting symmetric models is grounded in particle physics methods, being based directly on the Wigner decomposition of the field. Compared to our recent analysis of the totally symmetric rank-three field (whose results we confirm and extend) our new algorithm does not require an ansatz for the symmetry transformation, and is not restricted to so-called 'free' symmetries. | 平坦な背景上でパリティの破れなしに完全に対称なランク3の場を伝搬するすべての線形モデルを系統的に得る。 これらのモデルはそれぞれ、赤外極限における有効場の理論の必須の性質であるゲージ対称性によってのみ定義される。 これと比較して、他の手段（結合の調整やチェリーピッキング演算子）によって得られたモデルは、放射補正に対して不安定になる可能性がある。 各モデルについて、質量ゼロ粒子と質量を持つ粒子のスペクトル、および結合に対するゴーストなし・タキオンなしの制約を計算する。 我々は、スピン1またはスピン3の質量ゼロ粒子1個を単独で、あるいは両方の粒子を同時に伝搬できる基礎モデルが存在すると結論付け、CampoleoniとFranciaのモデルを一般化する。 対称モデルを検出するための我々のアルゴリズムは、場のウィグナー分解に直接基づいており、素粒子物理学の手法に基づいている。 我々の最近の完全対称ランク3場の解析（その結果は確認され拡張されている）と比較すると、我々の新しいアルゴリズムは対称性変換のための仮定を必要とせず、いわゆる「自由」対称性に制限されない。 |