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| Original Text | 日本語訳 |
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| It has been suggested that logarithmically enhanced infra-red loop corrections arising in theories with four derivatives correspond to a physical running of couplings, rendering quadratic gravity asymptotically free. We find that these effects depend on the gauge and on the field parameterisation. We compute physical on-shell amplitudes and find genuine infra-red log-enhanced loop corrections, that are process-dependent and cannot be absorbed into running couplings. As a byproduct, we derive the effective action of quadratic gravity at tree level, showing that its ghost does not contribute to effective operators and thereby does not violate positivity bounds. | 4つの導関数を持つ理論で生じる対数的に強調された赤外線ループ補正は、物理的な結合のランニングに対応し、二次重力を漸近的に自由にする、と示唆されている。 我々は、これらの効果がゲージと場のパラメータ化に依存することを発見した。 我々は物理的なオンシェル振幅を計算し、真の赤外線対数的に強調されたループ補正を見出した。 これはプロセス依存であり、ランニング結合には吸収されない。 副産物として、ツリーレベルでの二次重力の有効作用を導出し、そのゴーストが有効作用素に寄与せず、したがって正値性限界に違反しないことを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| On January 14, 2025 the LIGO interferometers detected a gravitational wave from the merger of two black holes, GW250114. Using publicly available information, we estimate that the signal-to-noise ratio (SNR) of GW250114 was $\sim 80$. This would make it three to four times louder than any other gravitational wave detected to date. GW250114 therefore offers a unique opportunity to make precise measurements of its source parameters and to test general relativity. In anticipation of its public data release, we analyze a set of simulated signals that have parameters similar to what we estimate for GW250114 and explore what new insights may be gained from this significant event. | 2025年1月14日、LIGO干渉計は2つのブラックホールの合体から生じた重力波GW250114を検出しました。 公開情報を用いた推定によると、GW250114の信号対雑音比（SNR）は$\sim 80$でした。 これは、これまでに検出されたどの重力波よりも3～4倍も大きいことになります。 したがって、GW250114は、その発生源パラメータを正確に測定し、一般相対性理論を検証する絶好の機会となります。 公開データ公開に先立ち、GW250114の推定値に近いパラメータを持つシミュレーション信号セットを分析し、この重要なイベントからどのような新たな知見が得られるかを探ります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The near-singularity BKL dynamics of five dimensional gravity and supergravity (and also an extended four-dimensional supergravity) is known to be given by the billiard problem of a particle within a fundamental domain of the Bianchi groups $PSL(2,{\mathcal O}) \subset PSL(2,\mathbb{C})$, acting on $\mathbb{H}_3$. Here ${\mathcal O}$ are the Gaussian or Eisenstein integers, which define a square or triangular lattice in $\mathbb{C}$. The Wheeler-DeWitt wavefunctions near the singularity are, correspondingly, automorphic Maass forms of $PSL(2,{\mathcal O})$. We show how these wavefunctions are associated to certain $L$-functions evaluated along their critical axis. Each of these $L$-functions admits an Euler product representation over the complex primes ${\mathcal{P}}_{\mathcal O} \subset {\mathcal O}$. From this fact we write the $L$-function as the trace over an auxiliary Hilbert space of charged harmonic oscillators, labeled by the complex primes ${\mathcal{P}}_{\mathcal O}$. In this way we have constructed a 'dual' primon gas partition function for the wavefunction of the universe close to a five dimensional cosmological singularity. | 5次元重力および超重力（および拡張4次元超重力）の特異点近傍BKLダイナミクスは、ビアンキ群$PSL(2,{\mathcal O}) \subset PSL(2,\mathbb{C})$の基本領域内の粒子のビリヤード問題によって与えられ、$\mathbb{H}_3$に作用することが知られています。 ここで、${\mathcal O}$はガウス整数またはアイゼンシュタイン整数であり、$\mathbb{C}$内の正方格子または三角格子を定義します。 特異点近傍のWheeler-DeWitt波動関数は、それに対応して、$PSL(2,{\mathcal O})$の保型Maass形式です。 これらの波動関数が、その臨界軸に沿って評価された特定の$L$関数とどのように関連するかを示します。 これらの$L$関数はそれぞれ、複素素数${\mathcal{P}}_{\mathcal O} \subset {\mathcal O}$上のオイラー積表現を持つ。 この事実から、$L$関数を、複素素数${\mathcal{P}}_{\mathcal O}$でラベル付けされた荷電調和振動子の補助ヒルベルト空間上のトレースとして書く。 このようにして、5次元宇宙特異点近傍の宇宙の波動関数に対する「双対」原始ガス分配関数を構築した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Non-relativistic effective field theories (NREFTs) play a crucial role in various areas of physics, from cold atom experiments to cosmology. In this paper, we present a systematic framework for deriving NREFTs from relativistic theories with generic self-interactions. Our approach allows for (but is not limited to) non-power-law potentials (such as those arising from dilatons or axions) or potentials that are non-analytic around the classical vacuum (such as those with logarithmic radiative corrections). These are of theoretical and phenomenological interest but have largely been unexplored in the non-relativistic regime. NREFTs are typically viewed as approximations for systems with low velocities, weak couplings, and small field amplitudes. The latter assumption is relaxed in our approach, as long as the mass term remains dominant (ensuring the validity of the non-relativistic limit). Additionally, we establish an effective fluid description for the non-relativistic scalar field, identifying key quantities such as energy density, pressure, and sound speed. To enable cosmological applications, we extend our formalism to account for the expanding universe, providing a reliable tool for investigating ultra-light dark matter models with arbitrary self-interactions. Finally, we demonstrate the applicability of our NREFT in analyzing solitons, which is also relevant to cosmology for studying celestial objects such as boson stars and the cores of dark matter halos. | 非相対論的有効場の理論（NREFT）は、冷原子実験から宇宙論に至るまで、物理学の様々な分野で重要な役割を果たしている。 本稿では、一般的な自己相互作用を持つ相対論的理論からNREFTを導くための体系的な枠組みを提示する。 我々のアプローチは、非べき乗則ポテンシャル（ディラトンやアクシオンから生じるものなど）や古典真空の周りで非解析的なポテンシャル（対数輻射補正を持つものなど）を許容する（ただしこれらに限定されない）。 これらは理論的にも現象論的にも興味深いが、非相対論的領域ではほとんど研究されてこなかった。 NREFTは典型的には、低速度、弱結合、および小さな場の振幅を持つ系の近似と見なされる。 我々のアプローチでは、質量項が支配的である限り（非相対論的極限の妥当性を保証する）、後者の仮定は緩和される。 さらに、非相対論的スカラー場に対する効果的な流体記述を確立し、エネルギー密度、圧力、音速といった重要な量を特定しました。 宇宙論への応用を可能にするため、我々はこの形式論を膨張宇宙を考慮するように拡張し、任意の自己相互作用を持つ超軽量暗黒物質モデルを研究するための信頼性の高いツールを提供しました。 最後に、我々はNREFTがソリトン解析に適用可能であることを実証しました。 これは、ボソン星や暗黒物質ハローの核といった天体を研究する宇宙論にも関連しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a preliminary catalog of compact binary merger candidates from the ongoing fourth observing run (O4) of Advanced LIGO, Virgo, and KAGRA, based on an analysis of public alerts distributed through GraceDB as of May 2025. We developed and applied methods to estimate the source-frame chirp mass for each candidate by utilizing information from public data products, including source classification probabilities, sky localizations, and observatory status. Combining our O4 analysis with previous catalogs, we provide updated estimates for the local merger rate density. For sources with chirp mass characteristic of binary neutron stars ($[1, 1.5]\,M_\odot$), we find a rate of $56^{+99}_{-40}$ $\textrm{Gpc}^{-3}\,\textrm{yr}^{-1}$. For systems in the expected neutron star--black hole chirp mass range ($[1.5, 3.5]\,M_\odot$), the rate is $36^{+32}_{-20}$ $\textrm{Gpc}^{-3}\,\textrm{yr}^{-1}$, and for heavier binary black holes ($[3.5, 100]\,M_\odot$), we estimate a rate of $19^{+4}_{-2}$ $\textrm{Gpc}^{-3}\,\textrm{yr}^{-1}$. This work provides an early glimpse into the compact binary population being observed in O4; we identify a number of high-value candidates up to signal-to-noise $\sim 80$, which we expect to enable precision measurements in the future. | 2025年5月現在、GraceDBを通じて配信された公開アラートの分析に基づき、Advanced LIGO、Virgo、KAGRAによる現在進行中の第4回観測ラン（O4）におけるコンパクト連星合体候補天体の予備カタログを提示する。 公開データ製品の情報（天体分類確率、天空位置、観測所の状態など）を利用して、各候補天体の天体フレームのチャープ質量を推定する手法を開発し、適用した。 O4の分析と以前のカタログを組み合わせることで、局所的な合体率密度の最新の推定値を提供する。 連星中性子星に特徴的なチャープ質量を持つ天体（$[1, 1.5]\,M_\odot$）の場合、合体率は$56^{+99}_{-40}$ $\textrm{Gpc}^{-3}\,\textrm{yr}^{-1}$であることがわかった。 中性子星-ブラックホールチャープ質量範囲（$[1.5, 3.5]\,M_\odot$）の系では、その速度は$36^{+32}_{-20}$ $\textrm{Gpc}^{-3}\,\textrm{yr}^{-1}$であり、より重い連星ブラックホール（$[3.5, 100]\,M_\odot$）では、その速度は$19^{+4}_{-2}$ $\textrm{Gpc}^{-3}\,\textrm{yr}^{-1}$と推定される。 本研究は、O4で観測されているコンパクト連星種族の初期の姿を垣間見せるものであり、信号対雑音比$\sim 80$までの高感度候補を多数特定しており、将来的には精密測定が可能になると期待される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A smoking gun for our current paradigm of the early universe would be direct evidence for the quantum mechanical origin of density perturbations which are conjectured to seed the large scale structure of our universe. A recently-proposed novel phenomenon is that of recoherence, wherein a specific interaction between the adiabatic and the entropic sector leads to the adiabatic mode retaining a coherent state after a transient increase in linear entropy. In this paper, we choose the most general Gaussian action and analyze the evolution of linear entropy, complexity of purification (COP), and complexity of formation (COF) to capture the interplay between decoherence and recoherence in this model. In the presence of two types of couplings that drive these two opposing characteristics, we highlight how COF is an efficient tool for diagnosing dynamics for such an open quantum system. | 初期宇宙に関する現在のパラダイムを覆す決定的な証拠は、宇宙の大規模構造の起源と考えられている密度擾乱の量子力学的起源を直接示す証拠となるだろう。 最近提案された新しい現象は再コヒーレンスであり、断熱セクターとエントロピーセクター間の特定の相互作用により、線形エントロピーが一時的に増加した後も断熱モードがコヒーレント状態を維持する。 本稿では、最も一般的なガウス作用を選択し、線形エントロピーの変化、精製の複雑性（COP）、および形成の複雑性（COF）を解析することで、このモデルにおけるデコヒーレンスと再コヒーレンスの相互作用を捉える。 これら2つの相反する特性を駆動する2種類の結合が存在する中で、COFがこのような開放量子系のダイナミクスを診断するための効率的なツールであることを明らかにする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In warm inflation (WI), the persistent thermal bath that is sustained by dissipative interactions with the inflaton field produces a stochastic background of gravitational waves (GWs). In this paper we study the production and evolution of these GWs. Specifically, we investigate the emission of thermal gravitons (gravitons emitted by a thermal bath) from particle scattering in the bath and the evolution of the corresponding GWs. We find that the bulk of thermal graviton production in WI occurs during the transition to radiation domination after inflation. Further, the energy density of thermal gravitons is enhanced by roughly one to two orders of magnitude compared to that in a radiation-dominated scenario with the same reheating temperature. We also calculate the spectrum of the resulting stochastic GW background and find that it has a distinctive shape, consisting of a peak at high frequencies ~100 GHz and an almost flat spectrum extending to low frequencies. The peak arises from emission of sub-horizon modes that follow the temperature of the bath. The flat part of the spectrum corresponds to the modes that exit the horizon during WI and re-enter during radiation domination. We show that the detection prospects for the high-frequency peak of the GW spectrum, while improved slightly compared to the radiation-dominated case, still remain challenging. The thermal spectrum's low-frequency plateau is typically subdominant to the amplitude of the standard vacuum tensor modes from inflation, although WI models can exist where the thermal graviton plateau surpasses the vacuum contribution without exceeding current observational limits on the tensor-to-scalar ratio. Furthermore, we calculate the thermal graviton contribution from WI to dark radiation and show that WI models are generally expected to satisfy current observational bounds, including those from the cosmic microwave background. | 温かいインフレーション（WI）においては、インフレーション場との散逸相互作用によって持続する熱浴が、確率的な重力波（GW）背景を生成する。 本論文では、これらのGWの生成と発展について検討する。 具体的には、熱浴中の粒子散乱による熱重力子（熱浴から放出される重力子）の放出と、それに対応する重力波の発展について調査する。 WIにおける熱重力子生成の大部分は、インフレーション後の輻射優勢への移行時に発生することがわかった。 さらに、熱重力子のエネルギー密度は、同じ再加熱温度における輻射優勢シナリオと比較して、約1～2桁増加する。 また、結果として生じる確率的な重力波背景のスペクトルを計算し、それが約100GHzの高周波域にピークを持ち、低周波域までほぼ平坦なスペクトルを持つ特徴的な形状を持つことを明らかにした。 このピークは、温度に追従するサブホライズンモードの放射に起因します。 スペクトルの平坦な部分は、WI中にホライズンから出て、輻射優勢時に再びホライズンに入るモードに対応します。 重力波スペクトルの高周波ピークの検出見通しは、輻射優勢の場合に比べてわずかに改善されたものの、依然として困難であることを示します。 熱スペクトルの低周波プラトーは、インフレーションからの標準的な真空テンソルモードの振幅に典型的には従属しますが、WIモデルでは、テンソル対スカラー比に関する現在の観測限界を超えることなく、熱重力子プラトーが真空寄与を超える場合も存在し得ます。 さらに、WIから暗黒輻射への熱重力子寄与を計算し、WIモデルが宇宙マイクロ波背景放射を含む現在の観測限界を概ね満たすと予想されることを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A variety of mechanisms in the early Universe lead to the generation of gravitational waves (GWs). We introduce here a novel source of GWs generated by vacuum fluctuations after inflation. Being gravitons minimally coupled particles, their quantum creation takes place during inflation, but is absent in an unperturbed Universe during the radiation-dominated epoch, since they behave as conformally invariant particles. However, the presence of inhomogeneities breaks the conformal flatness of the metric, allowing scalar metric perturbations to induce the quantum production of gravitons. We compute the resulting GW spectrum from this mechanism for different models of the primordial scalar power spectrum. We find that this GW signal peaks around the GHz frequency range, distinguishing it from other astrophysical and cosmological backgrounds and underscoring the need for detectors sensitive to these high frequencies. | 初期宇宙では、様々なメカニズムによって重力波（GW）が生成されます。 本稿では、インフレーション後の真空揺らぎによって生成される重力波の新たな発生源を紹介します。 重力子は最小結合粒子であるため、インフレーション中に量子生成が起こりますが、摂動を受けない輻射優勢期の宇宙では共形不変粒子として振舞うため、量子生成は起こりません。 しかし、不均一性の存在により計量の共形平坦性が破れ、スカラー計量摂動によって重力子の量子生成が誘発される可能性があります。 このメカニズムから得られる重力波スペクトルを、原始スカラーパワースペクトルの様々なモデルに対して計算しました。 この重力波信号はGHz周波数域付近でピークに達し、他の天体物理学的および宇宙論的背景と区別できることがわかり、これらの高周波に感度のある検出器の必要性が強調されました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The covariant characterization of the existence of gravitational radiation traversing infinity $\mathscr{J}$ in the presence of a negative cosmological constant is presented. It is coherent and consistent with the previous characterizations put forward for the cases of non-negative cosmological constant, relying on the properties of the asymptotic super-Poynting vector; or in more transparent terms, based on the intrinsic properties of the flux of tidal energy at infinity. The proposed characterization is fully satisfactory, it can be covariantly typified in terms of boundary data at infinity, and it can also be categorized according to the geometric properties of the rescaled Weyl tensor at $\mathscr{J}$. The cases with no incoming radiation entering from (or no outgoing radiation escaping at) $\mathscr{J}$ can similarly be determined in terms of the boundary data or geometric properties of the rescaled Weyl tensor. In particular, we identify the most general boundary conditions that, in an initial-boundary value problem, ensure absence of gravitational radiation traversing $\mathscr{J}$: linear dependency between the Cotton-York tensor and the holographic stress tensor at $\mathscr{J}$. We also present novel conditions ensuring the absence of just incoming (outgoing) radiation at $\mathscr{J}$. These are given in a covariant way and also in terms of standard rescaled Weyl tensor scalars. | 負の宇宙定数が存在する場合、無限遠 $\mathscr{J}$ を通過する重力放射の存在に関する共変的な特徴付けを提示する。 これは、漸近的超ポインティングベクトルの性質に基づく、非負の宇宙定数の場合にこれまで提案されてきた特徴付けと整合的であり、より分かりやすく言えば、無限遠における潮汐エネルギー流束の固有特性に基づく。 提案された特徴付けは十分に満足のいくものであり、無限遠における境界データを用いて共変的に類型化することができ、また、$\mathscr{J}$ における再スケールされたワイルテンソルの幾何学的性質に従って分類することもできる。 $\mathscr{J}$ から入射する放射がない（または $\mathscr{J}$ から出射する放射がない）場合も同様に、境界データまたは再スケールされた Weyl テンソルの幾何学的特性によって決定できる。 特に、初期境界値問題において、$\mathscr{J}$ を通過する重力放射が存在しないことを保証するための最も一般的な境界条件を特定する。 これは、$\mathscr{J}$ における Cotton-York テンソルとホログラフィック応力テンソルとの間の線形依存性である。 また、$\mathscr{J}$ への入射（出射）放射のみが存在しないことを保証する新しい条件も提示する。 これらは共変的な方法で、また標準的な再スケールされた Weyl テンソルのスカラーによって与えられる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Starting from the recently derived conservative tail-of-tail action [D. Bini and T. Damour, arXiv:2504.20204 [hep-th]] we compute several dynamical observables of binary systems (Delaunay Hamiltonian, scattering angle), at the 6.5 post-Newtonian accuracy and up to the 8th post-Minkowskian order. We find perfect agreement with previous self-force results, and (when inserting a recent high-post-Newtonian order derivation of radiated angular momentum [A. Geralico, arXiv:2507.03442 [gr-qc]]) with state-of-the-art post-Minkowskian scattering results [M.~Driesse et al., Nature \textbf{641}, no.8063, 603-607 (2025)]. | 最近導出された保存則的なテイル・オブ・テイル作用 [D. Bini and T. Damour, arXiv:2504.20204 [hep-th]] に基づき、連星系のいくつかの動的観測量（ドロネーハミルトニアン、散乱角）を、6.5 ポストニュートン精度、最大 8 ポストミンコフスキー次数で計算した。 その結果は、これまでの自己力の結果と完全に一致し、（最近の高ポストニュートン次数での放射角運動量の導出 [A. Geralico, arXiv:2507.03442 [gr-qc]] を挿入した場合）最先端のポストミンコフスキー散乱の結果 [M.~Driesse et al., Nature \textbf{641}, no.8063, 603-607 (2025)] とも完全に一致することがわかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A Newtonian-like theory inspired by the Brans-Dicke gravitational Lagrangian has been recently proposed in Ref. arXiv:2009.04434(v4). We propose here a new variant of this theory such that the usual Newtonian second law is preserved. The cosmological solutions are analysed and accelerated background expansion can be obtained even in a pure matter dominated universe. This happens due to the dynamic character of the effective gravitational coupling which is sourced by a time evolving scalar field . We also analyse the matter density perturbations and find they exhibit an enhanced growth in comparison with the usual Newtonian like behavior in Einstein-de Sitter model. | ブランス・ディッケ重力ラグランジアンに着想を得たニュートン的理論が、最近、文献arXiv:2009.04434(v4)で提案されました。 本稿では、通常のニュートン第二法則が保存されるような、この理論の新しい変種を提案します。 宇宙論的解を解析し、純粋物質優勢宇宙においても加速背景膨張が得られることを明らかにしました。 これは、時間発展するスカラー場によって生じる有効重力結合の動的特性によるものです。 また、物質密度摂動を解析し、アインシュタイン・ド・ジッター模型における通常のニュートン的挙動と比較して、それらが増大していることを明らかにしました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the growth of cosmic structures in the thermodynamically consistent generalised mass-to-horizon entropic cosmology (MHEC). For the Bekenstein case the entropic energy density augments the Friedmann equations without modifying the Hawking temperature and automatically satisfies the Clausius relation, thereby avoiding the inconsistencies that afflicted earlier entropy-force models. We then derive the linear perturbation equations, emphasising the distinction between a fully perturbed interaction term and the common approximation in which the perturbation is neglected. Numerical solutions show that fully perturbed follows the LCDM matter-growth history within the current growth uncertainties. Our results demonstrate that MHEC matches both background and growth probes as well as LCDM without extra free parameters, providing a viable entropic explanation for recent accelerated expansion of the Universe. | 我々は、熱力学的に整合した一般化質量地平エントロピー宇宙論（MHEC）における宇宙構造の成長を調査する。 ベッケンシュタインの場合、エントロピーエネルギー密度はホーキング温度を変化させることなくフリードマン方程式を補足し、クラウジウス関係を自動的に満たすため、従来のエントロピー力モデルに存在した矛盾を回避する。 次に、完全に摂動を受けた相互作用項と摂動を無視する一般的な近似との違いを強調しながら、線形摂動方程式を導出する。 数値解は、完全に摂動を受けた場合が、現在の成長不確定性の範囲内でLCDMの物質成長史に従うことを示している。 我々の結果は、MHECが、追加の自由パラメータなしで、背景プローブと成長プローブの両方、そしてLCDMと一致し、近年の宇宙の加速膨張に対する妥当なエントロピー的説明を提供することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational wave observations are a powerful tool to constrain fundamental physics. This work considers dark matter that carries charge under a dark abelian massive vector field. If such dark matter is bound inside coalescing neutron stars, the presence of the new force will modify the total energy of the binary, and the emission of dark radiation modes will impact the rate of inspiral. At leading order, the dark matter corrections introduce a Yukawa term to the potential energy and a dipole radiation mode. We calculate modifications to the binary inspiral waveform to first post-Newtonian order, incorporate these corrections into a state-of-the-art waveform model for neutron star binaries, and use this model in a Bayesian parameter estimation analysis on real data collected by current, second-generation ground-based detectors. Through this study, we place the first robust constraints on the Yukawa interaction strength and dipole emission parameter. We find that the strongest constraints are obtained from analysis of the GW170817 event, for which the Yukawa interaction strength is constrained to be less than $O(10^{-2})$ and the dipole emission parameter is less than $O(10^{-4})$ at 90% credibility. | 重力波観測は基礎物理学を制限する強力なツールです。 本研究では、暗黒アーベル質量ベクトル場の下で電荷を運ぶ暗黒物質を考察します。 このような暗黒物質が合体中の中性子星内に束縛されている場合、新たな力の存在によって連星の全エネルギーが変化し、暗黒放射モードの放射がインスパイラル速度に影響を与えます。 主要オーダーでは、暗黒物質補正により、ポテンシャルエネルギーに湯川項と双極子放射モードが導入されます。 本研究では、連星のインスパイラル波形の第一ポストニュートンオーダーへの修正を計算し、これらの補正を中性子星連星の最先端の波形モデルに組み込み、このモデルを用いて、現在の第二世代地上検出器によって収集された実データに対するベイズパラメータ推定解析を行いました。 本研究を通じて、湯川相互作用の強度と双極子放射パラメータに初めて堅牢な制限を課しました。 最も強い制約はGW170817事象の解析から得られ、湯川相互作用強度は$O(10^{-2})$未満、双極子放出パラメータは90%の信頼度で$O(10^{-4})$未満に制限されることがわかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Generalized SU(2) Proca (GSU2P) theory has recently garnered attention for its potential to describe key phases of cosmic evolution, including primordial inflation and late-time accelerated expansion. However, its full cosmological implications remain unexplored. In this work, we perform a comprehensive analysis of the dynamical properties of the GSU2P theory in a flat, homogeneous, and isotropic spacetime, through a dynamical-system approach. Our analysis reveals the presence of three pairs of fixed points, one of them corresponding to de-Sitter expansion which may represent either a stable or unstable phase in the evolution of the universe. These points, nonetheless, give rise to an indeterminate or infinite Hubble parameter, which renders them cosmologically unviable. Additionally, we find two key pseudostationary states: the ``attractor lines'', along which the system exhibits constant-roll dynamics, and the ``central zone'', characterized by oscillatory radiation-like behaviour of the field. The dynamics within the central zone could represent a graceful exit from the primordial inflationary phase to a radiation dominated phase, or a state of the dark energy component prior to the late-time cosmic acceleration. However, within the central zone, the dynamics of the vector field leads to recurrent instances of a nonphysical expansion rate. The absence of a limit cycle in the central zone further exacerbates the issue, as the system may follow unbounded phase-space trajectories, and the expansion rate becomes complex once it escapes the region. Collectively, these challenges undermine the viability of the GSU2P theory as a cosmological model for cosmic acceleration. | 一般化SU(2)プロカ理論（GSU2P）は、原始インフレーションや後期加速膨張といった宇宙進化の重要な段階を記述する可能性から、近年注目を集めている。 しかしながら、その宇宙論的意義の全ては未解明のままである。 本研究では、力学系アプローチを用いて、平坦、均質、等方的な時空におけるGSU2P理論の力学的特性について包括的な解析を行う。 解析の結果、3組の不動点の存在が明らかになり、そのうちの1つはデ・ジッター膨張に対応し、宇宙進化における安定段階あるいは不安定段階のいずれかを表す可能性がある。 しかしながら、これらの不動点は、ハッブルパラメータが不定あるいは無限大となるため、宇宙論的に成立し得ない。 さらに、2つの重要な擬定常状態を発見した。 それは、系が定常回転ダイナミクスを示す「アトラクターライン」と、場の振動的な輻射のような挙動を特徴とする「中心領域」である。 中心領域内のダイナミクスは、原始的なインフレーション期から輻射優勢期への円滑な離脱、あるいは後期宇宙加速に先立つダークエネルギー成分の状態を表わしている可能性がある。 しかし、中心領域内では、ベクトル場のダイナミクスにより、非物理的な膨張率が繰り返し現れる。 中心領域にリミットサイクルが存在しないことは、系が無限の位相空間軌道を辿る可能性があり、その領域から抜け出すと膨張率が複雑になるため、問題をさらに悪化させる。 これらの課題は総合的に、宇宙加速の宇宙論モデルとしてのGSU2P理論の実現可能性を損なっている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The characteristic initial boundary problem is discussed in spherical symmetry for the Einstein-Maxwell-scalar field equations. It is formulated for an affine-null metric and the resulting field equations are cast into a hierarchical system of partial differential equations. The initial boundary value problem for a family of null hypersurfaces is specified for a timelike-null foliation at the central geodesic of spherical symmetry as well as for a double-null foliation where the corresponding boundary is a null hypersurface. For the latter, two distinct boundary value formulations arise -- one where the null boundary has zero Misner-Sharp mass and another one where the corresponding Misner-Sharp mass is nonzero. As an application, the nonextremal and the extremal Reissner-Nordstr\"om solution in null coordinates for a charged black hole and the Fisher-Janis-Newman-Winicour solution are derived. | アインシュタイン-マクスウェル-スカラー場の方程式の球対称性における特性初期境界問題が議論される。 これはアフィンヌル計量に対して定式化され、結果として得られる場の方程式は階層的な偏微分方程式系へと変換される。 ヌル超曲面族の初期境界値問題は、球対称性の中心測地線における時間的ヌル葉脈構造、および対応する境界がヌル超曲面である二重ヌル葉脈構造に対して指定される。 後者の場合、2つの異なる境界値定式化が生じる。 1つはヌル境界のミスナー・シャープ質量がゼロの場合、もう1つは対応するミスナー・シャープ質量がゼロ以外の場合である。 応用として、荷電ブラックホールのヌル座標における非極限および極限Reissner-Nordstr\"om解、およびFisher-Janis-Newman-Winicour解が導出される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In principle, global properties of solution of Einstein equations need to be addressed using the conformal Einstein equations, because this conformal compactification allows a clean definition of the `infinities' (spacelike, timelike and null infinity) of General Relativity. However, in numerical calculations often compactified coordinates in the physical space are used to reach these infinities. In this note, we discuss the conformal Einstein equations in spherical symmetry coupled to a massless scalar field and compare them with corresponding equations using a compactified coordinate in physical spacetime. The derivation of the field equations is based on metrics, in which the radial coordinate is an affine parameter along outgoing null rays. We show that the conformal equations within an affine-null metric formulation can be cast in a natural hierarchical form after the introduction of suitable auxiliary fields. The system of partial differential equations associated with the resulting (unphysical) conformal field equations proves to be identical to a system that employs a compactified coordinate in physical space along with well-constructed regularized fields. The reason for this equivalence is the introduction of new regularized fields in the physical spacetime after coordinate compactification to obtain a regular system of equations on the complete domain of the compactified coordinate. As part of this work, we also present the solution of the conformal field equations in affine-null coordinates near the conformal boundary, where the Bondi mass loss formula for a massless scalar field is recovered. The validity of the balance law of the mass loss at null infinity is demonstrated numerically. | 原理的には、アインシュタイン方程式の解の大域的性質は、共形アインシュタイン方程式を用いて論じる必要がある。 なぜなら、この共形コンパクト化によって、一般相対論の「無限大」（空間的無限大、時間的無限大、およびヌル無限大）を明確に定義できるからである。 しかしながら、数値計算では、これらの無限大に到達するために、しばしば物理空間のコンパクト化された座標が用いられる。 本稿では、質量ゼロのスカラー場と結合した球対称性の共形アインシュタイン方程式について論じ、それらを物理時空におけるコンパクト化された座標を用いた対応する方程式と比較する。 場の方程式の導出は、ラジアル座標が射出ヌル光線に沿ったアフィンパラメータである計量に基づいている。 アフィンヌル計量定式化内の共形方程式は、適切な補助場を導入することで、自然な階層的形式に変換できることを示す。 得られた（非物理的な）共形場方程式に関連する偏微分方程式系は、物理空間におけるコンパクト化座標と、適切に構築された正則化場とを用いた系と同一であることが証明されている。 この等価性の理由は、座標コンパクト化後に物理時空に新たな正則化場を導入し、コンパクト化座標の完全な領域上で正則な方程式系を得るためである。 本研究の一環として、我々はまた、共形境界近傍のアフィンヌル座標における共形場方程式の解を提示する。 この解は、質量ゼロのスカラー場に対するボンディ質量損失公式を回復する。 ヌル無限大における質量損失の釣り合い則の妥当性を数値的に証明する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the possibility of \emph{freeze-in} dark matter production and baryogenesis via leptogenesis in a $\psi'$SM model, which is an $E_6$ extension of the Standard Model, featuring a residual $U(1)_{\psi'}$ gauge symmetry. This symmetry arises from a linear combination of $U(1)\chi$ and $U(1)_{\psi}$, both of which are subgroups of the $E_6$. The spontaneous breaking of $U(1)_{\psi'}$ symmetry governs the dynamics of a singlet fermion, which naturally serves as a freeze-in dark matter candidate. The dark matter mass arises from dimension-five operators, and a discrete symmetry ensures their stability. We show that freeze-in production from scalar decay can yield the correct relic abundance for dark matter masses between a few MeV to a few hundred GeV. Simultaneously, heavy right-handed neutrinos generate light neutrino masses via the type-I seesaw and produce the observed baryon asymmetry via leptogenesis. | 我々は、標準模型の$E_6$拡張であり、残余$U(1)_{\psi'}$ゲージ対称性を特徴とする$\psi'$SM模型において、\emph{凍結}暗黒物質生成とレプトジェネシスを介したバリオン生成の可能性を調べる。 この対称性は、$E_6$の部分群である$U(1)\chi$と$U(1)_{\psi}$の線形結合から生じる。 $U(1)_{\psi'}$対称性の自発的破れは、当然ながら凍結暗黒物質の候補となるシングレットフェルミオンのダイナミクスを支配している。 暗黒物質の質量は5次元演算子から生じ、離散対称性がそれらの安定性を保証する。 我々は、スカラー崩壊による凍結生成によって、数MeVから数百GeVの範囲の暗黒物質質量の正しい残存量が得られることを示す。 同時に、重い右巻きニュートリノはタイプIシーソーを介して軽いニュートリノ質量を生成し、レプトジェネシスを介して観測される重粒子非対称性を生成する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Schr\"odinger-Poisson formalism has found a number of applications in cosmology, particularly in describing the growth by gravitational instability of large-scale structure in a universe dominated by ultra-light scalar particles. Here we investigate the extent to which the behaviour of this and the more general case of a Schr\"odinger-Newton system, can be described in terms of classical fluid concepts such as viscosity and pressure. We also explore whether such systems can be described by a pseudo-Reynolds number as for classical viscous fluids. The conclusion we reach is that this is indeed possible, but with important restrictions to ensure physical consistency. | シュレーディンガー・ポアソン形式は宇宙論において多くの応用が見出されており、特に超軽量スカラー粒子が支配的な宇宙における大規模構造の重力不安定性による成長を記述する際に用いられています。 本研究では、この形式、およびより一般的なシュレーディンガー・ニュートン系の挙動が、粘性や圧力といった古典流体の概念によってどの程度記述できるかを検証します。 また、このような系が古典粘性流体の場合と同様に擬レイノルズ数で記述できるかどうかも検討します。 結論として、これは確かに可能ですが、物理的な整合性を確保するために重要な制約が課せられます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present 3D general-relativistic neutrino-radiation hydrodynamics simulations of two asymmetric binary neutron star mergers producing long-lived neutron stars remnants and spanning a fraction of their cooling time scale. The mergers are characterized by significant tidal disruption with neutron rich material forming a massive disc around the remnant. The latter develops one-armed dynamics that is imprinted in the emitted kilo-Hertz gravitational waves. Angular momentum transport to the disc is initially driven by spiral-density waves and enhanced by turbulent viscosity and neutrino heating on longer timescales. The mass outflows are composed by neutron-rich dynamical ejecta of mass ${\sim}10^{-3}-10^{-2}M_\odot$ followed by a persistent spiral-wave/neutrino-driven wind of ${\gtrsim}10^{-2}M_\odot$ with material spanning a wide range of electron fractions, ${\sim}0.1-0.55$. Dynamical ejecta (winds) have fast velocity tails up to ${\sim}0.8$ (${\sim}0.4$) c. The outflows are further evolved to days timescale using 2D ray-by-ray radiation-hydrodynamics simulations that include an online nuclear network. We find complete $r$-process yields and identify the production of $^{56}$Ni and the subsequent decay chain to $^{56}$Co and $^{56}$Fe. Synthetic kilonova light curves predict an extended (near-) infrared peak a few days postmerger originating from $r$-process in the neutron-rich/high-opacity ejecta and UV/optical peaks at a few hours (ten minutes) postmerger originating from weak $r$-process (free-neutron decay) in the faster ejecta components. Additionally, the fast tail of tidal origin generates kilonova afterglows potentially detectable in radio and X band on a few to ten years time scale. Quantitative effects originating from the tidal disruption merger dynamics are reflected in the multimessenger emissions. | 我々は、長寿命中性子星残骸を生成し、その冷却時間スケールのごく一部にわたる、2つの非対称連星中性子星合体の3次元一般相対論的ニュートリノ放射流体力学シミュレーションを提示する。 これらの合体は、中性子に富む物質が残骸の周囲に巨大な円盤を形成するという、大きな潮汐破壊を特徴とする。 後者は片腕のダイナミクスを発達させ、それが放出されるキロヘルツの重力波に刻み込まれる。 円盤への角運動量輸送は、最初は螺旋密度波によって駆動され、より長い時間スケールでは乱流粘性とニュートリノ加熱によって増強される。 質量流出は、質量${\sim}10^{-3}-10^{-2}M_\odot$の中性子過剰動的放出物と、それに続く質量${\gtrsim}10^{-2}M_\odot$の持続的な螺旋波/ニュートリノ駆動風で構成され、その物質の電子比は${\sim}0.1-0.55$の広い範囲に及んでいます。 動的放出物（風）は、最大${\sim}0.8$（${\sim}0.4$）℃の高速速度の尾部を有しています。 オンライン核ネットワークを含む2次元のレイバイレイ放射流体力学シミュレーションを用いて、流出はさらに日スケールまで発展しました。 我々は完全な$r$過程収量を見つけ、$^{56}$Niの生成と、それに続く$^{56}$Coおよび$^{56}$Feへの崩壊系列を特定しました。 合成キロノバ光曲線は、合体後数日で中性子過剰/高不透明度の放出物中のr過程に起因する広範囲の（近）赤外線ピークと、合体後数時間（10分）でより高速な放出物成分中の弱いr過程（自由中性子崩壊）に起因する紫外線/可視光線ピークを予測する。 さらに、潮汐起源の高速尾部は、数年から10年のタイムスケールで電波およびXバンドで検出可能なキロノバ残光を生成する。 潮汐破壊合体ダイナミクスに起因する定量的な効果は、マルチメッセンジャー放射に反映されている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We demonstrate that the isentropic absorption of a classical charged test particle is classically forbidden for all 3+1 dimensional stationary, non-extremal, axisymmetric black holes in any diffeomorphism invariant theory of gravity. This result is derived purely from the near-horizon geometry and thermodynamic properties of the black hole spacetime, independent of the specific gravitational theory. We further consider the Kerr-Newman black hole in general relativity and analyze within the semiclassical WKB approximation, the conditions under which isentropic absorption may become allowed. Broader implications for the second law and extremality bounds are discussed. | 我々は、古典的な荷電テスト粒子による等エントロピー吸収が、あらゆる微分同相不変重力理論において、すべての3+1次元定常非極限軸対称ブラックホールに対して古典的に禁制であることを示す。 この結果は、ブラックホール時空の近地平線幾何学と熱力学的性質からのみ導かれ、特定の重力理論とは独立である。 さらに、一般相対論におけるカー・ニューマン・ブラックホールを考察し、半古典的WKB近似の範囲内で、等エントロピー吸収が許容される条件を解析する。 第二法則と極限性境界へのより広範な影響についても議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the gravitational scattering of a spinning probe mass in a Kerr background using the worldline quantum field theory (WQFT) approach. This corresponds to the leading term (0SF) in the gravitational self-force expansion for the spinning two-body problem with large mass hierarchy. By reformulating the geodesic and Mathisson-Papapetrou-Dixon equations as a recursive Berends-Giele type equation known from multi-gluon scattering, we develop a novel integration-by-parts formalism on the worldline that enables systematic computation of scattering observables - specifically the impulse and spin kick - to arbitrary orders in Newton's constant and spin. Here, the transition to a position space formalism is key. We present explicit results up to and including the physical 7PM order, thereby incorporating all relevant higher-spin and higher-curvature terms on the worldline, advancing beyond previous calculations. This work represents an initial step to reconceptualise the gravitational self-force expansion through worldline quantum field theory. | 我々は、カー背景における回転するプローブ質量の重力散乱を、世界線量子場理論（WQFT）アプローチを用いて調べる。 これは、大きな質量階層を持つ回転二体問題における重力自己力展開の主要項（0SF）に対応する。 測地線方程式とマティソン-パパペトロウ-ディクソン方程式を、多重グルーオン散乱で知られる再帰的なベレンズ-ギール型方程式として再定式化することにより、散乱観測量（特にインパルスとスピンキック）をニュートン定数とスピンの任意のオーダーまで系統的に計算することを可能にする、世界線上の新しい部分積分形式論を開発する。 ここでは、位置空間形式論への移行が鍵となる。 我々は物理的な7PM秩序に至るまでの明確な結果を提示し、それによって世界線上の関連する高スピンおよび高曲率項をすべて組み込むことで、これまでの計算を凌駕する進歩を遂げた。 本研究は、世界線量子場理論を通して重力自己力展開を再概念化する最初の一歩となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present and discuss the possibility, derived from work carried out 20 years ago, that the equations of motion for compact binary neutron stars at the third post-Newtonian (3PN) order in general relativity might actually depend on the internal structure of the bodies. These effects involve integrals over the density and internal gravitational potentials of the bodies that are independent of the mass and radius of the bodies, but dependent on their equations of state. These effects could alter the coefficients in the 3PN equations derived using ``point mass'' methods by as much as 100 percent. They were found in independent calculations done at Washington University using the Direct Integration of the Relaxed Einstein Equations (DIRE) approach, and at the Institut d'Astrophysique de Paris using the Multipolar post-Minkowskian (MPPM) approach. Neither calculation was completed because of the enormous complexity of the algebraic computations and the limitations of software of the day (Maple, Mathematica), and because of an assumption that the effects would somehow cancel or be removable by some transformation. This assumption was rooted in the Strong Equivalence Principle (SEP), which would suppress such effects up to the stage where tidal interactions become important, effectively 5PN order for compact bodies. SEP was well supported at lower PN orders and in special examples. We argue that this assumption needs to be verified by calculations. If the results show that these terms exactly cancel or can be absorbed into renormalized masses or shifted positions of each body, this would provide support for the Strong Equivalence Principle. But if they do not cancel and are not incorporated into gravitational waveforms, they could impact efforts using next-generation gravitational-wave interferometers to extract information about the equation of state for neutron star matter. | 我々は20年前の研究から導かれた可能性を提示し、一般相対論における第三ポストニュートン（3PN）秩序におけるコンパクト連星中性子星の運動方程式が、実際には天体の内部構造に依存する可能性について議論する。 これらの効果は、天体の密度と内部重力ポテンシャルの積分に関係しており、これらの積分は天体の質量と半径とは独立しているが、状態方程式には依存する。 これらの効果は、「質点」法を用いて導出された3PN方程式の係数を最大100%も変化させる可能性がある。 これらの効果は、ワシントン大学で緩和アインシュタイン方程式の直接積分（DIRE）アプローチを用いて、またパリ天体物理学研究所で多重極ポストミンコフスキー（MPPM）アプローチを用いて行われた独立した計算で発見された。 どちらの計算も、代数計算の膨大な複雑さと当時のソフトウェア（Maple、Mathematica）の限界、そしてこれらの効果は何らかの変換によって打ち消されるか除去されるという仮定のために完了しませんでした。 この仮定は、潮汐相互作用が重要になる段階、つまりコンパクト天体に対して実質的に5PNオーダーまで、このような効果を抑制するという強い同値原理（SEP）に基づいています。 SEPは、より低いPNオーダーおよび特殊な例において十分に裏付けられています。 我々は、この仮定は計算によって検証する必要があると主張します。 結果がこれらの項が正確に打ち消されるか、または各天体の繰り込まれた質量またはシフトされた位置に吸収されることを示せば、これは強い同値原理を支持するものとなるでしょう。 しかし、もしそれらが打ち消されず、重力波形に組み込まれなければ、次世代重力波干渉計を用いて中性子星物質の状態方程式に関する情報を抽出する取り組みに影響を及ぼす可能性があります。 |
| 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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| Gravitational lensing is a universal phenomenon: it affects both gravitational waves (GWs) and electromagnetic signals travelling through the gravitational field of a massive object. In this work, we explore the prospects of observing lensed GW signals from the mergers of massive black holes, lensed by dark matter halos composed of Fuzzy Dark Matter (FDM), which form dense cores known as solitons. We focus on wave optics phenomena, where frequency-dependent signatures can be observed in the weak lensing regime (i.e. single-image). Our results show that lensing diffraction signatures differ for low-mass halos in FDM, and can reveal the presence of a solitonic core. Furthermore, we demonstrate that FDM and cold dark matter profiles can be distinguished in GW signals from binary massive black hole mergers, which will be observed by the Laser Interferometer Space Antenna (LISA) mission. However, the dense solitonic core does not substantially enhance the detectability of FDM halos at large source-lens offsets, relative to standard cold dark matter. Our analysis confirms FDM halos as a promising signature of dark matter on GW observations. | 重力レンズ効果は普遍的な現象であり、大質量天体の重力場を伝播する重力波（GW）と電磁信号の両方に影響を与えます。 本研究では、ファジーダークマター（FDM）からなる暗黒物質ハローによってレンズ効果を受けた大質量ブラックホールの合体から生じる重力レンズ効果信号を観測する可能性を探ります。 FDMはソリトンと呼ばれる高密度コアを形成します。 本研究では、弱いレンズ効果領域（すなわち単一像）において周波数依存のシグネチャーを観測できる波動光学現象に焦点を当てます。 本研究の結果、FDMにおける低質量ハローではレンズ効果の回折シグネチャーが異なり、ソリトンコアの存在を明らかにできることが示されました。 さらに、レーザー干渉計宇宙アンテナ（LISA）ミッションによって観測される大質量ブラックホール連星合体からの重力レンズ効果信号において、FDMと冷たい暗黒物質のプロファイルを区別できることを実証します。 しかしながら、高密度ソリトン核は、標準的な冷たい暗黒物質と比較して、大きな光源レンズオフセットにおけるFDMハローの検出可能性を大幅に向上させるものではありません。 私たちの解析は、FDMハローが重力波観測における暗黒物質の有望な兆候であることを裏付けています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study a point scalar charge in circular orbit around a topological star, a regular, horizonless soliton emerging from dimensional compactification of Einstein-Maxwell theory in five dimensions, which could describe qualitative properties of microstate geometries for astrophysical black holes. This is the first step towards studying extreme mass-ratio inspirals around these objects. We show that when the particle probes the spacetime close to the object, the scalar-wave flux deviates significantly from the corresponding black hole case. Furthermore, as the topological star approaches the black-hole limit, the inspiral can resonantly excite its long-lived modes, resulting in sharp features in the emitted flux. Although such resonances are too narrow to produce detectable dephasing, we estimate that a year-long inspiral down to the innermost stable circular orbit could accumulate a significant dephasing for most configurations relative to the black hole case. While a full parameter-estimation analysis is needed, the generically large deviations are likely to be within the sensitivity reach of future space-based gravitational-wave detectors. | 我々は、トポロジカル星の周りを円軌道を回る点スカラー電荷を研究する。 これは、5次元アインシュタイン-マクスウェル理論の次元コンパクト化から生じる、規則的な地平線のないソリトンであり、天体物理学的ブラックホールのミクロ状態幾何学の質的特性を記述できる可能性がある。 これは、これらの天体の周りの極端な質量比のインスパイラルを研究するための第一歩である。 粒子が天体に近い時空をプローブすると、スカラー波束が対応するブラックホールの場合から大きく逸脱することを示す。 さらに、トポロジカル星がブラックホール限界に近づくと、インスパイラルは長寿命モードを共鳴励起し、放出される束に鋭い特徴をもたらす可能性がある。 このような共鳴は検出可能な位相ずれを生成するには狭すぎるが、最も内側の安定な円軌道まで1年間続くインスパイラルは、ブラックホールの場合と比較して、ほとんどの構成で大きな位相ずれを蓄積する可能性があると推定する。 完全なパラメータ推定解析が必要であるものの、一般的に大きな偏差は、将来の宇宙設置型重力波検出器の感度範囲内である可能性が高い。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the context of Einstein-Maxwell-scalar theory with a nonminimal coupling between the electromagnetic and scalar field, we study linear (non)radial perturbations and nonlinear radial dynamics of spherically symmetric black holes. In a certain region of the parameter space, this theory admits hairy black holes with a stable photon sphere. This has a counterpart in the effective potential of linear perturbations, featuring multiple maxima and minima. The corresponding quasinormal mode spectrum contains long-lived modes trapped in the potential cavity and the time-domain linear response displays echoes, as previously observed for horizonless compact objects. Interestingly, the black-hole dynamics in this theory can be studied at the nonlinear level. By performing fully-fledged 1+1 simulations, we show that echoes are present even when the nonlinearities are significant. To our knowledge, this is the first example of echoes appearing in a consistent theory beyond a linearized analysis. In a follow-up work we will study whether this feature is also present in the post-merger signal from black hole collisions in this theory. | 電磁場とスカラー場の非極小結合を持つアインシュタイン-マクスウェル-スカラー理論の文脈において、球対称ブラックホールの線形（非）ラジアル摂動と非線形ラジアルダイナミクスを研究する。 パラメータ空間の特定の領域において、この理論は安定な光子球を持つヘアリーブラックホールを許容する。 これは、複数の極大値と極小値を持つ線形摂動の有効ポテンシャルに対応する。 対応する準基準モードスペクトルには、ポテンシャルキャビティに閉じ込められた長寿命モードが含まれており、時間領域線形応答は、地平線のないコンパクト天体で以前に観測されたようにエコーを示す。 興味深いことに、この理論におけるブラックホールダイナミクスは非線形レベルで研究することができる。 本格的な1+1シミュレーションを実行することで、非線形性が顕著な場合でもエコーが存在することを示す。 我々の知る限り、これは線形化解析を超えた整合理論においてエコーが現れる最初の例である。 今後の研究では、この特徴が、この理論におけるブラックホール衝突後の合体信号にも存在するかどうかを調べる予定です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recently, we introduced the Lorentzian-Euclidean black hole, a static and spherically symmetric solution of vacuum Einstein equations that exhibits a change in metric signature across the event horizon. In this framework, the analysis of radial trajectories of freely falling bodies proves that the central singularity can be avoided via a mechanism we interpret as atemporality, which is responsible for the shift of the time variable from real to imaginary values. In this paper, we further explore this model by first examining the behavior of null geodesics. Our investigation requires a set of signature-adaptive coordinate changes that generalize the local Lorentz transformations underlying General Relativity. We find that photon orbits, like their massive counterparts, cannot traverse the event horizon, thereby strengthening the previous result on the impossibility to reach the $r=0$ singularity. Additionally, we discuss the causal structure of the spacetime, provide the corresponding Penrose diagram, and analyze the process of matter accretion in the outer region of the black hole. | 最近、我々はロレンツ-ユークリッドブラックホールを導入した。 これは真空アインシュタイン方程式の静的かつ球対称な解であり、事象の地平線を挟んで計量シグネチャが変化する。 この枠組みにおいて、自由落下する物体の動径軌道の解析は、時間変数を実数値から虚数値へとシフトさせる非時間性と解釈できるメカニズムによって中心特異点を回避できることを証明する。 本論文では、まずヌル測地線の挙動を調べることで、このモデルをさらに探究する。 我々の研究では、一般相対論の基礎となる局所ロレンツ変換を一般化する、シグネチャ適応型の座標変換のセットが必要となる。 我々は、光子軌道が質量を持つ光子軌道と同様に事象の地平線を通過できないことを発見し、それによって$r=0$特異点への到達が不可能であるという以前の結果を強固にする。 さらに、時空の因果構造について議論し、対応するペンローズ図を提示し、ブラックホールの外側領域における物質集積のプロセスを解析します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Identities pertaining to the de Rham codifferential $\delta$ in differential geometry are scattered in the literature. This article gathers such formulas involving usual differential operators (Lie derivative, Schouten-Nijenhuis bracket, etc.), while adding some new ones using a natural extension of the interior product, to provide a compact handy summary | 微分幾何学におけるド・ラームの余微分$\delta$に関する恒等式は文献中に散在している。 本稿では、通常の微分作用素（リー微分、Schouten-Nijenhuis括弧など）を含むそのような公式をまとめ、さらに内積の自然な拡張を用いた新しい公式もいくつか追加することで、簡潔で分かりやすい要約を提供する。 |
| 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 magnetic Penrose process in the Quevedo-Mashhoon spacetime, immersed in a uniform magnetic field $B$. This metric is a stationary, axisymmetric, asymptotically flat vacuum solution to Einstein's equations with an arbitrary anomalous quadrupole moment ${\cal Q}$. A non-vanishing ${\cal Q}$ significantly modifies the near-horizon geometry, creating a multi-lobe ergoregion. Both ${\cal Q}$ and $B$ strongly influence the negative-energy region, which can extend well beyond the ergoregion, enabling the magnetic Penrose process to operate far from the ergoregion. Their combined effects allow energy extraction efficiency $\eta$ to far exceed that of the mechanical Penrose process. The maximum efficiency undergoes three distinct evolutionary stages as ${\cal Q}$ varies. In the absence of the magnetic field, efficiency is optimized for more negative ${\cal Q}$ (yielding a more oblate spacetime than Kerr). When electromagnetic interactions dominate, efficiency peaks when the infalling fragment's charge and $B$ share the same sign and ${\cal Q}$ is more positive (producing a more prolate spacetime than Kerr). These findings support the magnetic Penrose process as a theoretical framework for high-energy cosmic phenomena (e.g., extragalactic high-energy radiation) and as a tool to test the Kerr hypothesis. | 我々は、一様磁場 $B$ に浸されたケベド-マシューン時空における磁気ペンローズ過程を調べる。 この計量は、任意の異常四重極モーメント ${\cal Q}$ を持つアインシュタイン方程式の定常、軸対称、漸近平坦な真空解である。 ${\cal Q}$ がゼロにならない場合、地平線近傍の幾何学が大きく変化し、マルチローブエルゴ領域が形成される。 ${\cal Q}$ と $B$ はどちらも負のエネルギー領域に強く影響を及ぼし、この領域はエルゴ領域をはるかに超えて広がる可能性があるため、磁気ペンローズ過程がエルゴ領域から遠く離れた場所でも動作することを可能にする。 これらの効果の相乗効果により、エネルギー抽出効率 $\eta$ は機械的ペンローズ過程のそれをはるかに上回る。 最大効率は、${\cal Q}$ の変化に応じて3つの異なる進化段階を経る。 磁場がない場合、効率はより負の${\cal Q}$に最適化されます（カー時空よりも扁平な時空を生成します）。 電磁相互作用が支配的である場合、落下する破片の電荷と$B$が同符号で、${\cal Q}$がより正のときに効率はピークに達します（カー時空よりも長径の時空を生成します）。 これらの発見は、磁気ペンローズ過程が高エネルギー宇宙現象（例えば、銀河系外高エネルギー放射）の理論的枠組みとして、またカー仮説を検証するためのツールとして有効であることを支持するものです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we analyze the causal structure of Generalized Quadratic Gravity (GQG) and Einsteinian Cubic Gravity (ECG). It is well known that gravitons in higher-curvature theories can exhibit superluminal propagation, rendering the conventional definition of causal structures based on null curves inadequate. Instead, the causal structure must be defined using the fastest propagating modes, which travel along characteristic surfaces. The superluminal propagation in higher-curvature theories has significant implications for black holes. Specifically, if the Killing horizon of a black hole is not a characteristic surface corresponding to the fastest propagating mode, the horizon can no longer function as a causal barrier. Our analysis demonstrates that GQG with a genuine fourth-order equation of motion possesses only null characteristics, implying that the horizon is a characteristic surface. Furthermore, we perform a detailed characteristic analysis of ECG. We show that while all null surfaces are characteristic surfaces in ECG, the converse is not true - there exist non-null characteristic surfaces. In particular, we identify a non-null characteristic surface in a Type N spacetime in the algebraic classification of spacetimes. Despite the existence of multiple characteristic surfaces in ECG, we establish that the black hole horizon remains a characteristic surface. | 本論文では、一般化二次重力理論（GQG）とアインシュタイン三次重力理論（ECG）の因果構造を解析する。 高曲率理論における重力子は超光速伝播を示すことが知られており、従来のヌル曲線に基づく因果構造の定義は不十分となる。 代わりに、特性面に沿って伝播する最速伝播モードを用いて因果構造を定義する必要がある。 高曲率理論における超光速伝播は、ブラックホールに重要な意味を持つ。 具体的には、ブラックホールのキリング地平線が最速伝播モードに対応する特性面でない場合、地平線はもはや因果障壁として機能しない。 本解析は、真の4次運動方程式を持つGQGはヌル特性のみを持ち、地平線が特性面であることを示唆することを示す。 さらに、ECGの詳細な特性解析を行う。 ECGではすべてのヌル面が特性面である一方、その逆は成り立たず、非ヌル特性面が存在することを示す。 特に、時空の代数的分類において、N型時空に非ヌル特性面が存在することを明らかにする。 ECGには複数の特性面が存在するにもかかわらず、ブラックホールの地平線は特性面であり続けることを確立する。 |
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| Bayesian inference with stochastic sampling has been widely used to obtain the properties of gravitational wave (GW) sources. Although computationally intensive, its cost remains manageable for current second-generation GW detectors because of the relatively low event rate and signal-to-noise ratio (SNR). The third-generation (3G) GW detectors are expected to detect hundreds of thousands of compact binary coalescence (CBC) events every year with substantially higher SNR and longer signal duration, presenting significant computational challenges. In this study, we systematically evaluate the computational costs of CBC source parameter estimation (PE) in the 3G era by modeling the PE time cost as a function of SNR and signal duration. We examine the standard PE method alongside acceleration methods including relative binning, multibanding, and reduced order quadrature. We predict that PE for a one-month-observation catalog with 3G detectors could require at least billions of CPU core hours with the standard PE method, whereas acceleration techniques can reduce this demand to less than millions of core hours, which is as high as the cost of analyzing GW events in the past 10 years. These findings highlight the necessity for more efficient PE methods to enable cost-effective and environmentally sustainable data analysis for 3G detectors. In addition, we assess the accuracy of accelerated PE methods, emphasizing the need for careful treatment in high-SNR scenarios. | 確率的サンプリングを用いたベイズ推定は、重力波（GW）源の特性を得るために広く利用されてきた。 計算量が多いものの、現在の第二世代重力波検出器では、イベント発生率と信号対雑音比（SNR）が比較的低いため、そのコストは管理可能な範囲にとどまっている。 第三世代（3G）重力波検出器は、大幅に高いSNRとより長い信号持続時間を持つコンパクトバイナリコアレッセンス（CBC）イベントを毎年数十万件検出すると予想されており、計算上の大きな課題となっている。 本研究では、PEの時間コストをSNRと信号持続時間の関数としてモデル化することにより、3G時代におけるCBC源パラメータ推定（PE）の計算コストを体系的に評価する。 標準的なPE法に加え、相対ビニング、マルチバンド化、縮退次数求積法などの加速法も検証する。 3G検出器を用いた1ヶ月観測カタログのPEには、標準的なPE法では少なくとも数十億CPUコア時間が必要となると予測されますが、加速技術を用いることで、この必要量を数百万コア時間未満にまで削減できます。 これは、過去10年間の重力波イベント解析コストと同程度です。 これらの知見は、3G検出器の費用対効果が高く環境的に持続可能なデータ解析を実現するために、より効率的なPE法の必要性を浮き彫りにしています。 さらに、加速PE法の精度を評価し、高SNRシナリオにおける慎重な処理の必要性を強調します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the kinetic properties of collisionless Vlasov gas in the Kerr-Newman spacetime, focusing on how the spacetime symmetries constrain the distribution functions. By establishing the general relationship between the distribution functions and the constants of motion (mass $m$, energy $E$, angular momentum $L_z$, Carter constant $L$) along with $L$'s conjugate configuration variable $Q^{3}$, we derive the analytical framework for particle dynamics in stationary axisymmetric spacetimes. Within the Locally Non-Rotating Frame, we compute key observables -- the particle number density, the energy density, the principal pressures, and the accretion rates -- resolving coordinate divergences near the event horizon through geometric rescaling. For a plasma obeying the J\"uttner distribution, asymptotic expressions at spatial infinity are explicitly calculated. Numerical analyses reveal: (1) the mass and energy accretion rates exhibit nearly identical parametric dependencies on the black hole parameters; (2) extremal Kerr-Newman black holes show monotonic enhancement in the mass, energy, and angular momentum accretion rates with increasing $a$, contrasting with the Kerr black hole behavior. These results provide new insights into accretion mechanisms in extreme spacetime geometries. | 我々は、カー・ニューマン時空における無衝突ブラソフ気体の運動学的特性を、時空対称性が分布関数をどのように制約するかに焦点を当てて調べる。 分布関数と運動定数（質量 $m$、エネルギー $E$、角運動量 $L_z$、カーター定数 $L$）および $L$ の共役配置変数 $Q^{3}$ との間の一般的な関係を確立することにより、定常軸対称時空における粒子動力学の解析的枠組みを導出する。 局所的に非回転な系において、事象の地平線近傍の座標発散を幾何学的リスケーリングによって解決しながら、主要な観測量（粒子数密度、エネルギー密度、主圧力、降着率）を計算する。 J\"uttner分布に従うプラズマに対して、空間無限遠における漸近表現が明示的に計算される。 数値解析の結果、(1)質量およびエネルギー降着率はブラックホールパラメータに対してほぼ同一のパラメータ依存性を示す。 (2)極限カー・ニューマンブラックホールでは、質量、エネルギー、角運動量の降着率がaの増加とともに単調に増加することが示され、これはカーブラックホールの挙動とは対照的である。 これらの結果は、極限時空構造における降着機構に関する新たな知見を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We discuss a new source of gravitational waves (GWs) from first-order phase transitions. The collisions of bubbles of the new phase can efficiently produce particles that couple to the background field undergoing the transition, thereby transferring a significant fraction of the released vacuum energy into a distribution of inhomogeneous and dynamic particle populations that persist long after the bubbles have disappeared. We study the GWs produced by such particle distributions, showing that GWs arise from the quadrupolar anisotropy in the radiation emitted from the bubble collisions, and present a semi-analytical calculation of the two-point correlation function for the associated energy distributions. We find that this new contribution can qualitatively modify the overall GW signal from such phase transitions, creating a distinct shift in the spectral slope at low frequencies that could be observed by future GW experiments. It is therefore important to take this new contribution into account for any transition where the background field has significant self-coupling or couplings to other fields that could lead to efficient particle production at bubble collision. | 我々は、一次相転移から生じる重力波（GW）の新たな発生源について議論する。 新たな相の泡の衝突は、転移を起こしている背景場と結合する粒子を効率的に生成し、それによって解放された真空エネルギーの大部分を、泡が消滅した後も長期間持続する不均一で動的な粒子分布へと移行させる。 我々はこのような粒子分布によって生成される重力波を研究し、重力波が泡の衝突から放出される放射の四重極異方性から生じることを示し、関連するエネルギー分布の2点相関関数の半解析的計算を提示する。 この新たな寄与は、このような相転移からの全体的な重力波信号を定性的に変化させ、将来の重力波実験で観測される可能性のある低周波数におけるスペクトル勾配の明確な変化を生み出す可能性があることがわかった。 したがって、背景場が大きな自己結合、または他の場との結合を持ち、泡衝突時に効率的な粒子生成につながる可能性のある遷移においては、この新しい寄与を考慮することが重要である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Standardizing the definition of eccentricity is necessary for unambiguous inference of the orbital eccentricity of compact binaries from gravitational wave observations. In previous works, we proposed a definition of eccentricity for systems without spin-precession that relies solely on the gravitational waveform, is applicable to any waveform model, and has the correct Newtonian limit. In this work, we extend this definition to spin-precessing systems. This simple yet effective extension relies on first transforming the waveform from the inertial frame to the coprecessing frame, and then adopting an amplitude and a phase with reduced spin-induced effects. Our method includes a robust procedure for filtering out spin-induced modulations, which become non-negligible in the small eccentricity and large spin-precession regime. Finally, we apply our method to a set of Numerical Relativity and Effective One Body waveforms to showcase its robustness for generic eccentric spin-precessing binaries. We make our method public via Python implementation in \texttt{gw\_eccentricity}. | 離心率の定義を標準化することは、重力波観測からコンパクト連星の軌道離心率を明確に推定するために不可欠です。 これまでの研究で、我々はスピン歳差運動のない系に対して、重力波形のみに依存し、あらゆる波形モデルに適用可能で、正しいニュートン極限を持つ離心率の定義を提案しました。 本研究では、この定義をスピン歳差運動のある系に拡張します。 このシンプルでありながら効果的な拡張は、まず波形を慣性系から共歳差運動系に変換し、次にスピン誘起効果を低減した振幅と位相を採用することに基づいています。 本手法には、離心率が小さくスピン歳差運動が大きい領域では無視できなくなるスピン誘起変調を除去するための堅牢な手順が含まれています。 最後に、数値相対論および実効一体波形に本手法を適用し、一般的な偏心スピン歳差連星に対する堅牢性を示す。 本手法は、Python実装として\texttt{gw\_eccentricity}で公開されている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The lack of a positive-definite and conserved energy is a serious obstacle in the black hole stability problem. In this work, we will show that there exists a positive-definite and conserved Hamiltonian energy for axially symmetric linear perturbations of the exterior of Kerr black hole spacetimes. In the first part, based on the Hamiltonian dimensional reduction of 3+1 axially symmetric, Ricci-flat Lorentzian spacetimes to a 2+1 Einstein-wave map system with the negatively curved hyperbolic 2-plane target, we construct a positive-definite, spacetime gauge-invariant energy functional for linear axially symmetric perturbations in the exterior of Kerr black holes, in a manner that is also gauge-independent on the target manifold. In the construction of the positive-definite energy, various dynamical terms at the boundary of the orbit space occur critically. In the second part, after setting up the initial value problem in harmonic coordinates, we prove that the positive energy for the axially symmetric linear perturbative theory of Kerr black holes is strictly conserved in time, by establishing that all the boundary terms dynamically vanish for all times. This result implies a form of dynamical linear stability of the exterior of Kerr black hole spacetimes. | 正定値かつ保存されるエネルギーの欠如は、ブラックホールの安定性問題における深刻な障害である。 本研究では、カーブラックホール時空の外部における軸対称線形摂動に対して、正定値かつ保存されるハミルトンエネルギーが存在することを示す。 第1部では、3+1軸対称リッチ平坦ローレンツ時空を、負に曲がった双曲型2平面標的を持つ2+1アインシュタイン波動写像系にハミルトン次元縮約することに基づき、カーブラックホール外部における軸対称線形摂動に対する、標的多様体に対してもゲージ不変な、正定値かつ時空ゲージ不変なエネルギー汎関数を構築する。 正定値エネルギーの構築においては、軌道空間の境界における様々な力学項が重要な役割を果たす。 第二部では、調和座標系における初期値問題を設定した後、すべての境界項がすべての時間において動的に消滅することを立証することにより、カーブラックホールの軸対称線形摂動論における正のエネルギーが時間に関して厳密に保存されることを証明します。 この結果は、カーブラックホール時空の外部にある種の動的線形安定性が存在することを意味します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce a machine learning (ML) framework called $\texttt{TIER}$ for improving the sensitivity of gravitational wave search pipelines. Typically, search pipelines only use a small region of strain data in the vicinity of a candidate signal to construct the detection statistic. However, extended strain data ($\sim 10$ s) in the candidate's vicinity can also carry valuable complementary information. We show that this information can be efficiently captured by ML classifier models trained on sparse summary representation/features of the extended data. Our framework is easy to train and can be used with already existing candidates from any search pipeline, and without requiring expensive injection campaigns. Furthermore, the output of our model can be easily integrated into the detection statistic of a search pipeline. Using $\texttt{TIER}$ on triggers from the $\texttt{IAS-HM}$ pipeline, we find up to $\sim 20\%$ improvement in sensitive volume time in LIGO-Virgo-Kagra O3 data, with improvements concentrated in regions of high masses and unequal mass ratios. Applying our framework increases the significance of several near-threshold gravitational-wave candidates, especially in the pair-instability mass gap and intermediate-mass black hole (IMBH) ranges. | 重力波探索パイプラインの感度を向上させるために、$\texttt{TIER}$と呼ばれる機械学習（ML）フレームワークを紹介します。 通常、探索パイプラインは、候補信号の近傍の歪みデータの小さな領域のみを使用して検出統計を構築します。 しかし、候補信号の近傍の拡張された歪みデータ（$\sim 10$ s）も、貴重な補完情報を持つ可能性があります。 この情報は、拡張データのスパースな要約表現/特徴で学習されたML分類モデルによって効率的に取得できることを示します。 このフレームワークは学習が容易で、あらゆる探索パイプラインの既存の候補と共に使用でき、高価なインジェクションキャンペーンを必要としません。 さらに、このモデルの出力は、探索パイプラインの検出統計に簡単に統合できます。 $\texttt{IAS-HM}$ パイプラインのトリガーに $\texttt{TIER}$ を適用することで、LIGO-Virgo-Kagra O3 データの感度体積時間が最大 $\sim 20\%$ 改善されることが分かりました。 改善は高質量領域と不等質量比領域に集中していました。 私たちのフレームワークを適用すると、特に対不安定性質量ギャップと中間質量ブラックホール (IMBH) 領域において、閾値近傍のいくつかの重力波候補の重要性が高まります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Discrete fermionic and bosonic models for hyperbolic lattices have attracted significant attention across a range of fields since the experimental realization of hyperbolic lattices in metamaterial platforms, sparking the development of hyperbolic crystallography. However, a fundamental and experimentally consequential aspect remains unaddressed: fermions propagating in curved space inherently couple to the underlying geometry via the spin connection, as required by general covariance - a feature not yet incorporated in studies of hyperbolic crystals. Here, we introduce a symmetry-based framework for Dirac fermions on two-dimensional hyperbolic lattices, explicitly incorporating spin-curvature coupling via a discrete spin connection. Starting from the continuous symmetries of the Poincar\'e disk, we classify the irreducible representations and construct a symmetry-adapted basis, establishing a direct correspondence to the continuum Dirac theory. We show that this continuum theory predicts a finite density of states at zero energy for any finite curvature in $D-$dimensional hyperbolic space with $2\leq D \leq 4$, suggesting enhanced susceptibility of Dirac fermions to interaction-driven instabilities at weak coupling. We then derive explicit forms of discrete translational and rotational symmetries for lattices characterized by Schl\"afli symbols $\{p,q\}$, and explicitly construct the discrete spin connection, represented as hopping phases, via parallel transport. Our results pave the way for experimental realization of spin-curvature effects in metamaterial platforms and systematic numerical studies of correlated Dirac phases in hyperbolic geometries. | 双曲格子の離散フェルミオンおよびボソンモデルは、メタマテリアルプラットフォームにおける双曲格子の実験的実現以来、様々な分野で大きな注目を集め、双曲結晶学の発展を促してきました。 しかし、基本的かつ実験的に重要な側面が未解決のままです。 曲がった空間を伝播するフェルミオンは、一般共変性の要件として、スピン接続を介して基礎となる幾何学と本質的に結合します。 これは、双曲結晶の研究ではまだ考慮されていません。 本稿では、2次元双曲格子上のディラックフェルミオンに対する対称性に基づく枠組みを導入し、離散スピン接続を介してスピン-曲率結合を明示的に組み入れます。 ポアンカレ円板の連続対称性から出発して、既約表現を分類し、対称性に適合した基底を構築し、連続体ディラック理論への直接的な対応を確立する。 この連続体理論は、$2\leq D \leq 4$ の $D$ 次元双曲空間における任意の有限曲率に対して、零エネルギーにおける有限状態密度を予言することを示す。 これは、弱結合における相互作用駆動不安定性に対するディラック粒子の感受性が増大することを示唆する。 次に、Schl\"afli記号$\{p,q\}$で特徴付けられる格子の離散並進対称性と回転対称性の明示的な形を導出し、ホッピング位相として表される離散スピン接続を平行輸送を介して明示的に構築する。 我々の結果は、メタマテリアルプラットフォームにおけるスピン曲率効果の実験的実現と、双曲形状における相関ディラック位相の系統的な数値研究への道を開く。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Despite overwhelming observational evidence for dark matter, we still have no evidence of direct detection. Consequently, our knowledge about dark matter is limited, for example, we do not know if dark matter is a stable particle or if it decays. Without a theoretical particle model, the parameter space of possible decay models is highly variable, and astrophysical or cosmological means of indirectly constraining the phenomenological models are required. This paper investigates a scenario in which a dark matter decays and the dark daughter particle moves with respect to the comoving mother particle. The model is parameterised by the decay rate and the injection velocity of the dark matter particles, which can be converted to the mass ratio. In previous work, a simpler model was used to investigate the evolution of cosmic voids typified as regions with low content of galaxies and non-baryonic matter. It was found that the growth of S-type voids is modified by the dark matter decay, leading to imprints at the present day. Here we extend our study and improve the method used to model the decay. We also study the gravitational weak-lensing signal that will be able to detect or constrain the parameter space of decaying dark matter. The results of this study suggest that future weak lensing surveys may provide unique probes of the phenomological parameters of dark matter. | 暗黒物質に関する圧倒的な観測的証拠があるにもかかわらず、直接検出の証拠はまだ得られていません。 その結果、暗黒物質に関する知識は限られており、例えば、暗黒物質が安定粒子なのか、それとも崩壊するのかは分かっていません。 理論的な粒子モデルがなければ、考えられる崩壊モデルのパラメータ空間は非常に変動しやすく、現象論的モデルを間接的に制約する天体物理学的あるいは宇宙論的な手段が必要です。 本論文では、暗黒物質が崩壊し、暗黒娘粒子が共動する母粒子に対して運動するというシナリオを検証します。 このモデルは、崩壊率と暗黒物質粒子の注入速度によってパラメータ化され、これらは質量比に変換できます。 以前の研究では、より単純なモデルを用いて、銀河や非バリオン物質の含有量が少ない領域として代表される宇宙のボイドの進化が調べられました。 S型ボイドの成長は暗黒物質の崩壊によって変化し、それが現在の痕跡につながっていることが明らかになった。 本研究では、研究を拡張し、崩壊をモデル化する手法を改良する。 また、崩壊する暗黒物質のパラメータ空間を検出あるいは制限できる可能性のある重力弱レンズ効果信号についても研究する。 本研究の結果は、将来の弱レンズ効果探査が暗黒物質の現象論的パラメータを調べるための独自のプローブとなる可能性を示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Does a nontrivial gravitational excitation require a modified internal gauge theory constitutive law? As there is no canonical mapping between differential forms valued in distinct Lie algebras, the answer is negative, and entirely dependent on the specific unification scheme. A structural formulation in BF theory in terms of a constitutive diagram between the excitations of different interaction sectors is provided, alongside a discussion of the structure of the broken phase. As a nontrivial option, a "spontaneous" breaking into the physical constraint is attempted, however it is shown that basic B-potentials alone would not be viable. A heuristic discussion of internal gauge theory and gravity is provided, and by conflating the observer's internal and external state with the spacetime tangent structure, it is argued that there is a simple geometric obstruction to a nontrivially unified phase. A more ad hoc treatment of gauge theory and gravitational structure remains as the clear path forward, while observer, signal and causal considerations would suggest studying alternative backgrounds to the manifold topology. | 非自明な重力励起は、修正された内部ゲージ理論構成則を必要とするか？異なるリー代数に値を持つ微分形式間の標準的な写像が存在しないため、答えは「否定」であり、特定の統一スキームに完全に依存する。 異なる相互作用セクターの励起間の構成図を用いたBF理論における構造的定式化が提示され、破れた位相の構造についての議論も行われる。 非自明な選択肢として、物理的制約の「自発的」破れが試みられるが、基本的なBポテンシャルだけでは実現不可能であることが示される。 内部ゲージ理論と重力に関する経験的議論が提示され、観測者の内部状態と外部状態を時空接線構造と融合させることで、非自明な統一位相に対する単純な幾何学的障害が存在することが主張される。 ゲージ理論と重力構造のよりアドホックな扱いは、依然として明確な前進の道筋である一方、観測者、信号、因果関係を考慮すると、多様体位相の代替的な背景を研究することが示唆される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| On 2023 November 23 the two LIGO observatories both detected GW231123, a gravitational-wave signal consistent with the merger of two black holes with masses $137^{+22}_{-17}\, M_\odot$ and $103^{+20}_{-52}\, M_\odot$ (90\% credible intervals), at luminosity distance 0.7-4.1 Gpc and redshift of $0.39^{+0.27}_{-0.24}$, and a network signal-to-noise ratio of $\sim$22.5. Both black holes exhibit high spins, $0.9^{+0.10}_{-0.19}$ and $0.80^{+0.20}_{-0.51}$ respectively. A massive black hole remnant is supported by an independent ringdown analysis. Some properties of GW231123 are subject to large systematic uncertainties, as indicated by differences in inferred parameters between signal models. The primary black hole lies within or above the theorized mass gap where black holes between 60-130 $M_\odot$ should be rare due to pair instability mechanisms, while the secondary spans the gap. The observation of GW231123 therefore suggests the formation of black holes from channels beyond standard stellar collapse, and that intermediate-mass black holes of mass $\sim$200 $M_\odot$ form through gravitational-wave driven mergers. | 2023年11月23日、2つのLIGO観測所は共に、質量$137^{+22}_{-17}\, M_\odot$と$103^{+20}_{-52}\, M_\odot$（90\%信頼区間）を持つ2つのブラックホールの合体と一致する重力波信号GW231123を検出した。 光度距離は0.7-4.1 Gpc、赤方偏移は$0.39^{+0.27}_{-0.24}$、ネットワーク信号対雑音比は$\sim$22.5であった。 両方のブラックホールはそれぞれ$0.9^{+0.10}_{-0.19}$と$0.80^{+0.20}_{-0.51}$という高いスピンを示している。 大質量ブラックホール残骸の存在は、独立したリングダウン解析によって裏付けられています。 GW231123のいくつかの特性は、信号モデル間で推定パラメータが異なることからわかるように、大きな系統的不確実性にさらされています。 主ブラックホールは、理論上の質量ギャップ内またはその上に位置し、60～130 $M_\odot$のブラックホールは対不安定性メカニズムにより稀であるはずですが、副ブラックホールはギャップをまたいでいます。 したがって、GW231123の観測は、標準的な恒星の崩壊を超えた経路からブラックホールが形成され、質量$\sim$200 $M_\odot$の中質量ブラックホールが重力波駆動による合体によって形成されることを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Theoretical models predict that intermediate-mass black holes (IMBHs) exist in globular clusters (GCs), but observational evidence remains elusive. Millisecond pulsars (MSPs), which are abundant in GCs and have served as precise probes for gravitational waves (GWs), offer a unique opportunity to detect potential IMBH binaries in GCs. Here, we consider the possibility of using multiple MSPs in a GC to form a miniature pulsar timing array (PTA), so as to take advantage of their correlated timing residuals to search for potential IMBH binaries in the same cluster. Our semi-analytical calculations reveal that nearby IMBH binaries around MSPs in GCs could induce microsecond-level timing residuals. In GCs like $\omega$ Centauri and M15, favorable configurations are found which could lead to the detection of binaries with mass ratios $q\gtrsim0.1$ and orbital periods of a few days. We estimate that future higher-precision timing programs could achieve $100$-nanosecond sensitivity, substantially expanding the searchable parameter space and establishing mini-PTAs as powerful detectors of IMBHs. | 理論モデルでは、球状星団（GC）に中間質量ブラックホール（IMBH）が存在すると予測されているが、観測的証拠は未だに得られていない。 GCに豊富に存在し、重力波（GW）の精密な探査機として機能してきたミリ秒パルサー（MSP）は、GC内の潜在的なIMBH連星を検出する絶好の機会を提供する。 本研究では、GC内の複数のMSPを用いて小型パルサータイミングアレイ（PTA）を形成し、それらの相関したタイミング残差を利用して、同じ星団内の潜在的なIMBH連星を探索する可能性を検討する。 我々の半解析的計算により、GC内のMSP周辺の近傍IMBH連星は、マイクロ秒レベルのタイミング残差を引き起こす可能性があることが明らかになった。 $\omega$ Centauri や M15 のような連星系では、質量比が $q\gtrsim0.1$ で軌道周期が数日の連星の検出につながる可能性のある好ましい配置が見つかっています。 将来的には、より高精度なタイミングプログラムによって 100 ナノ秒の感度が達成され、探索可能なパラメータ空間が大幅に拡大し、ミニ PTA が IMBH の強力な検出器として確立されると予測されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explore constraints that arise from associating an entanglement wedge (EW) to subregions of a cutoff boundary at a finite distance in AdS/CFT, using a subcritical end-of-the-world (ETW) brane acting as a cutoff. In particular, we consider the case of two intervals in the holographic dual to a BCFT, with one interval $A$ located at the asymptotic boundary and the second interval $B$ located on the ETW brane. We discuss in detail subtleties that arise near the RT end-points when defining the EW for this configuration, particularly in the connected phase. Entanglement wedge nesting (EWN) requires that $\mathcal{W}_E(A) \cup \mathcal{W}_E(B) \subseteq \mathcal{W}_E(A\cup B)$. We demonstrate that already in the simplest example of an AdS$_3$ bulk geometry, EWN can be violated even if $A$ and $B$ are spacelike separated through the bulk and instead we must require the stronger condition that $\mathcal{W}_E(A)$ be spacelike separated from $\mathcal{W}_E(B)$, which highlights the non-local nature of the cutoff theory. Our prescription to associate EWs to subregions on the ETW brane is different from the restricted maximin procedure in arXiv:2008.07022 but will agree within the subset of parameter space where EWN is respected. Additionally, we study EWN in a two sided BTZ black hole geometry with an ETW brane in one of the exteriors. In the BTZ black hole example we find that our condition for EWN disallows configurations where the RT surface goes from the brane to the black hole singularity. | AdS/CFTにおいて、カットオフ境界の有限距離にある部分領域にエンタングルメントウェッジ（EW）を関連付けることから生じる制約条件を、カットオフとして機能する亜臨界世界端（ETW）ブレーンを用いて考察する。 特に、BCFTのホログラフィック双対における2つの区間、すなわち、1つの区間 $A$ が漸近境界に位置し、もう1つの区間 $B$ がETWブレーン上に位置する場合を考える。 この構成においてEWを定義する際に、特に接続相において、RT端点付近で生じる微妙な点について詳細に議論する。 エンタングルメントウェッジネスティング（EWN）では、$\mathcal{W}_E(A) \cup \mathcal{W}_E(B) \subseteq \mathcal{W}_E(A\cup B)$ が成立することが必要である。 我々は、AdS$_3$バルク幾何学の最も単純な例において、$A$と$B$がバルクを通して空間的に分離されていてもEWNが破れる可能性があることを示し、代わりに$\mathcal{W}_E(A)$が$\mathcal{W}_E(B)$から空間的に分離されているというより強い条件を要求する必要があることを明らかにします。 これはカットオフ理論の非局所性を浮き彫りにします。 EWをETWブレーン上の部分領域に関連付けるという我々の規定は、arXiv:2008.07022における制限付きマキシミン手順とは異なりますが、EWNが尊重されるパラメータ空間の部分集合内では一致します。 さらに、片方の外部にETWブレーンを持つ両面BTZブラックホール幾何学におけるEWNを調べます。 BTZブラックホールの例では、EWNの条件により、RT面がブレーンからブラックホール特異点に向かう構成が許されないことがわかります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a holomorphic framework in which gravity, gauge interactions, and their couplings to charges and currents emerge from a single geometric action on a four-complex-dimensional manifold. The Hermitian metric yields on the real slice $y^\mu = 0$, a real symmetric metric $g_{(\mu \nu)}$ giving the vacuum Einstein equations, and an antisymmetric part $g_{[\mu \nu]}$ that reproduces Maxwell's equations with sources. A single holomorphic gauge connection for $G_{\text{GUT}}$, such as $SU(5)$ or $SO(10)$, encodes all gauge sectors; its Bianchi identities give homogeneous Yang--Mills equations, and variation imposes $\nabla_\mu F^{\mu \nu}_A = J^\nu_A$. Chiral fermions arise from a holomorphic Dirac Lagrangian and couple minimally to all gauge fields, reproducing the Standard Model spectrum. Anomaly cancellation follows from holomorphic gauge invariance. A holomorphic adjoint Higgs breaks $G_{\text{GUT}} \rightarrow SU(3) \times SU(2) \times U(1)$ with unified coupling, and a second Higgs breaks electroweak symmetry, generating $W^\pm$, $Z$, and fermion masses. Below the unification scale, couplings run by standard renormalization-group flow. This construction unifies Einstein gravity, Yang--Mills theory, electromagnetism, and chiral fermions into a single classical geometric framework, and admits quantization via a holomorphic path integral that reproduces standard Feynman rules. | 我々は、重力、ゲージ相互作用、そしてそれらの電荷や電流への結合が、4次元複素多様体への単一の幾何学的作用から生じる正則枠組みを提示する。 エルミート計量は、実スライス$y^\mu = 0$、真空アインシュタイン方程式を与える実対称計量$g_{(\mu \nu)}$、およびソース付きマクスウェル方程式を再現する反対称部分$g_{[\mu \nu]}$を与える。 $SU(5)$や$SO(10)$などの$G_{\text{GUT}}$に対する単一の正則ゲージ接続は、すべてのゲージセクターを符号化する。 そのビアンキ恒等式は同次ヤン-ミルズ方程式を与え、変分は$\nabla_\mu F^{\mu \nu}_A = J^\nu_A$を課す。 カイラルフェルミオンは正則ディラック・ラグランジアンから生成され、すべてのゲージ場と最小限に結合し、標準模型のスペクトルを再現する。 異常性のキャンセルは正則ゲージ不変性から生じる。 正則随伴ヒッグスは統一結合によって$G_{\text{GUT}} \rightarrow SU(3) \times SU(2) \times U(1)$を破り、2つ目のヒッグスは電弱対称性を破り、$W^\pm$、$Z$、およびフェルミオン質量を生成する。 統一スケール以下では、結合は標準的な繰り込み群フローによって実行される。 この構成は、アインシュタイン重力、ヤン-ミルズ理論、電磁気学、およびカイラルフェルミオンを単一の古典的な幾何学的枠組みに統合し、標準的なファインマン規則を再現する正則経路積分を介して量子化を可能にする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Quantum effects are expected to modify the cosmological dynamics of the early universe while maintaining some (potentially discrete) notion of space-time structure. In one approach, loop quantum cosmology, current models are shown here to either be incompatible with a consistent space-time structure, or to have physical singularities. The latter happens in spite of a non-zero scale factor in the isotropic background dynamics. A new effective Friedmann equation shows that a bounce is obtained at sub-Planckian densities, preceded by a physical singularity at infinite scale factor that resembles a time-reversed big rip. The entire phase is accompanied by rapid changes of the Hubble radius. In addition, a new version of perturbative inhomogeneity in loop quantum cosmology is introduced that maintains a consistent space-time structure and has a non-singular background dynamics. | 量子効果は、初期宇宙の宇宙論的ダイナミクスを変化させる一方で、ある種の（潜在的に離散的な）時空構造の概念を維持すると期待されている。 一つのアプローチであるループ量子宇宙論において、現在のモデルは、一貫した時空構造と両立しないか、物理的特異点を持つかのいずれかであることがここで示される。 後者は、等方性背景ダイナミクスにおけるスケールファクターがゼロでないにもかかわらず発生する。 新しい有効フリードマン方程式は、サブプランク密度でバウンスが得られ、その前に、時間反転した大きな裂け目に似た、無限スケールファクターにおける物理的特異点が発生することを示す。 この位相全体は、ハッブル半径の急激な変化を伴う。 さらに、ループ量子宇宙論において、一貫した時空構造を維持し、特異点を持たない背景ダイナミクスを持つ、新しいバージョンの摂動的不均一性が導入される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| As ground-based gravitational-wave (GW) detectors improve in sensitivity, gravitational-wave background (GWB) signals will progressively become detectable. Currently, searches for the GWB model the signal as a power law, however deviations from this model will be relevant at increased sensitivity. Therefore, to prepare for the range of potentially detectable GWB signals, we propose an interpolation model implemented through a transdimensional reverse-jump Markov chain Monte Carlo (RJMCMC) algorithm. This interpolation model foregoes a specific physics-informed model (of which there are a great many) in favor of a flexible model that can accurately recover a broad range of potential signals. In this paper, we employ this framework for an array of GWB applications. We present three dimensionless fractional GW energy density injections and recoveries as examples of the capabilities of this spline interpolation model. We further demonstrate how our model can be implemented for hierarchical GW analysis on $\Omega_{\rm GW}$. | 地上設置型重力波（GW）検出器の感度が向上するにつれ、重力波背景（GWB）信号も徐々に検出可能となる。 現在、GWBの探索では信号をべき乗則としてモデル化しているが、感度が向上するとこのモデルからの逸脱が問題となる。 そこで、検出可能な可能性のある様々なGWB信号に対応するため、我々は次元間逆ジャンプ・マルコフ連鎖モンテカルロ（RJMCMC）アルゴリズムを用いて実装された補間モデルを提案する。 この補間モデルは、特定の物理学に基づいたモデル（数多く存在する）を放棄し、幅広い潜在的信号を正確に回復できる柔軟なモデルを採用している。 本稿では、この枠組みを様々なGWBアプリケーションに適用する。 このスプライン補間モデルの機能例として、3つの無次元分数重力波エネルギー密度の注入と回復を示す。 さらに、我々のモデルが$\Omega_{\rm GW}$上の階層的重力波解析にどのように実装できるかを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational waveform modeling in self-force theory has reached a mature stage in recent years, with fast and accurate models emerging at both adiabatic (0PA) and first post-adiabatic (1PA) orders in a multiscale expansion. Here, we provide a gauge-invariant 1PA waveform-generation framework that involves no direct calculation of the (gauge-dependent) self-force. To achieve this, we recast the multiscale framework in a pseudo-Hamiltonian form, working on the six-dimensional phase space intrinsic to the multiscale expansion. We characterize the gauge freedom on phase space and show how a localization procedure avoids nonlocal-in time effects in the 1PA dynamics. We find a conservative Hamiltonian structure can be naturally embedded into the complete, dissipative 1PA pseudo-Hamiltonian dynamics, giving rise to natural definitions of the conserved energy, angular momentum, and radial and polar actions. As a byproduct, we clarify that the on-shell value of the conservative Hamiltonian is equal to the mechanical energy historically predicted by the first law of binary black hole mechanics. | 自己力理論における重力波形モデリングは近年成熟段階に達しており、多重スケール展開において断熱次数（0PA）と第一ポスト断熱次数（1PA）の両方において高速かつ高精度なモデルが登場している。 本稿では、（ゲージ依存の）自己力を直接計算することなく、ゲージ不変な1PA波形生成フレームワークを提供する。 これを実現するために、我々は多重スケールフレームワークを擬ハミルトニアン形式で再構成し、多重スケール展開に固有の6次元位相空間を扱う。 我々は位相空間におけるゲージ自由度を特徴付け、局在化手順によって1PAダイナミクスにおける時間内非局所効果がどのように回避されるかを示す。 我々は、保存的ハミルトニアン構造が完全な散逸1PA擬ハミルトニアンダイナミクスに自然に埋め込まれ、保存エネルギー、角運動量、および動径作用と極作用の自然な定義が得られることを明らかにした。 副産物として、保存的ハミルトニアンのオンシェル値は、連星ブラックホール力学の第一法則によって歴史的に予測されてきた力学的エネルギーに等しいことを明らかにした。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The study of unbound binary-black-hole encounters provides a gauge-invariant approach to exploring strong-field gravitational interactions in two-body systems, which can subsequently inform waveform models for bound orbits. In this work, we present 60 new highly accurate numerical relativity (NR) simulations of black-hole scattering, generated using the Spectral Einstein Code (SpEC). Our simulations include 14 spin-aligned configurations, as well as 16 configurations with unequal masses, up to a mass ratio of 10. We perform the first direct comparison of scattering angles computed using different NR codes, finding good agreement. We compare our NR scattering angle results to the post-Minkowskian (PM)-based effective-one-body (EOB) closed-form models SEOB-PM and $w_{\rm EOB}$, finding less than 5% deviation except near the scatter-capture separatrix. Comparisons with the post-Newtonian-based EOB evolution models SEOBNRv5 and TEOBResumS-Dal\'{i} reveal that the former agrees within 8% accuracy with non-spinning NR results across most parameter ranges, whereas the latter matches similarly at lower energies but diverges significantly at higher energies. Both evolution EOB models exhibit increased deviations for spinning systems, predicting a notably different location of the capture separatrix compared to NR. Our key finding is the first measurement of disparate scattering angles from NR simulations due to asymmetric gravitational-wave emission. We compare these results to SEOB-PM models constructed to calculate the scattering angle of a single black hole in asymmetric systems. | 非束縛連星ブラックホールの遭遇の研究は、二体系における強磁場重力相互作用を探求するためのゲージ不変なアプローチを提供し、ひいては束縛軌道の波形モデルに情報を与える可能性があります。 本研究では、スペクトル・アインシュタイン・コード（SpEC）を用いて生成された、ブラックホール散乱の高精度数値相対論（NR）シミュレーションを60件新たに提示します。 シミュレーションには、14種類のスピン整列配置と、質量比が最大10までの16種類の不等質量配置が含まれています。 異なるNRコードを用いて計算された散乱角を初めて直接比較し、良好な一致が得られました。 我々はNR散乱角の結果を、ポストミンコフスキー（PM）ベースの有効一体（EOB）閉形式モデルSEOB-PMおよび$w_{\rm EOB}$と比較し、散乱・捕捉セパラトリクス付近を除いて5%未満の偏差を確認した。 ポストニュートンベースのEOB進化モデルSEOBNRv5およびTEOBResumS-Dal\'{i}との比較では、前者はほとんどのパラメータ範囲で非回転NRの結果と8%の精度で一致するのに対し、後者は低エネルギーでは同様に一致するものの、高エネルギーでは大きく乖離することが明らかになった。 どちらの進化EOBモデルも回転系では偏差が増大し、NRと比較して捕捉セパラトリクスの位置が著しく異なることを予測する。 我々の重要な発見は、非対称重力波放射によるNRシミュレーションからの異なる散乱角の初めての測定である。 これらの結果を、非対称系における単一ブラックホールの散乱角を計算するために構築されたSEOB-PMモデルと比較する。 |