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| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we investigate the power and efficiency of energy extraction through magnetic reconnection in the Kerr-Sen-AdS$_{4}$ black hole, with a primary focus on both the circular orbit and plunging region. We plot the allowed regions for energy extraction and present corresponding power and efficiency values, comparing them with those of the Blandford-Znajek (BZ) mechanism. Our analysis reveals that energy extraction remains feasible even at a spin parameter as low as 0.5, significantly below previously reported thresholds, and the extracted power can exceed that of the BZ process under certain conditions. Furthermore, the dilatonic scalar charge $b$ and the AdS radius $l$ collectively contribute to lowering the spin threshold for energy extraction. The energy extraction process in the plunging region was further examined by analyzing the permissible energy extraction region, as well as the corresponding power output and efficiency. One can find that the energy extraction is possible even at a spin as low as 0.25. Crucially, parameter $b$ actively lowers the energy extraction spin threshold, while parameter $l$ exerts a counteracting effect, impeding such reduction. This trend shows a marked contrast with circular orbit behavior. Additionally, both power and efficiency in the plunging region consistently surpass those in the circular orbit region, indicating superior energy extraction capability in plunging region. | 本論文では、Kerr-Sen-AdS$_{4}$ブラックホールにおける磁気再結合によるエネルギー抽出の電力と効率を、主に円軌道と突入領域の両方に焦点を当てて調査する。 エネルギー抽出が許容される領域をプロットし、対応する電力と効率の値を示し、Blandford-Znajek (BZ) 機構の値と比較する。 解析の結果、スピンパラメータが0.5と低く、これはこれまで報告された閾値を大幅に下回る値であってもエネルギー抽出は可能であり、抽出される電力は特定の条件下ではBZ過程の電力を超える可能性があることが明らかになった。 さらに、ディラトン的スカラー電荷$b$とAdS半径$l$は、エネルギー抽出のスピン閾値を低下させるのに共同で寄与する。 突入領域におけるエネルギー抽出過程は、許容されるエネルギー抽出領域、およびそれに対応する電力出力と効率を解析することにより、さらに詳しく検討された。 スピンが0.25という低スピン状態であってもエネルギー抽出が可能であることがわかります。 重要なのは、パラメータ$b$がエネルギー抽出スピン閾値を積極的に低下させるのに対し、パラメータ$l$は反作用としてその低下を阻害することです。 この傾向は円軌道での挙動とは顕著な対照を示しています。 さらに、突入領域における出力と効率はともに円軌道領域を一貫して上回っており、突入領域において優れたエネルギー抽出能力があることを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Oscillons are long-lived, spherically symmetric solitons that can arise in real scalar field theories with potentials shallower than quadratic ones. They are considered to form via parametric resonance during the preheating stage after inflation and have extended lifetimes. However, the estimation of their lifespan becomes complicated when taking into account the interactions between the inflaton field and other fields, as naturally expected in realistic reheating scenarios. In this study, we investigate how the lifetime of a single oscillon is affected by the coupling to the external real scalar field. By numerically computing the instability bands of the external field with the inhomogeneous oscillon profile as background, we show that the resonance behavior depends intricately on the coupling strength and shape of the oscillon. We analyze distinct instability mechanisms that dominate across different regimes of the coupling strength and oscillon shapes. Especially, we show that the parametric resonance fails to occur when the oscillon size is too limited to drive enhancement of the external field. Furthermore, our simulations show that as the oscillon loses energy, the exponential growth of the external field can terminate before the oscillon reaches its critical energy for collapse, which indicates that the external field does not necessarily lead to rapid destruction of oscillons even in the presence of strong coupling or with large amplitudes. These results suggest that oscillons can remain long-lived across a wide range of coupling strengths, with potential implications for their role in cosmological evolution. | オシロンは、長寿命の球対称ソリトンであり、2次ポテンシャルよりも浅いポテンシャルを持つ実スカラー場理論で発生し得る。 インフレーション後の予熱段階でパラメトリック共鳴によって形成され、長寿命であると考えられている。 しかし、現実的な再加熱シナリオで当然予想されるように、インフレーション場と他の場との相互作用を考慮すると、その寿命の推定は複雑になる。 本研究では、単一のオシロンの寿命が外部実スカラー場との結合によってどのように影響を受けるかを調べる。 不均一なオシロンプロファイルを背景として外部場の不安定性バンドを数値計算することにより、共鳴挙動が結合強度とオシロンの形状に複雑に依存することを示す。 結合強度とオシロンの形状の異なる領域にわたって支配的な、異なる不安定性メカニズムを解析する。 特に、オシロンの大きさが外部場の増強を駆動するには小さすぎる場合、パラメトリック共鳴は発生しないことを示す。 さらに、シミュレーションでは、オシロンがエネルギーを失うにつれて、外部場の指数関数的増加は、オシロンが崩壊の臨界エネルギーに達する前に終了する可能性があることが示された。 これは、強い結合や大きな振幅が存在する場合でも、外部場が必ずしもオシロンの急速な破壊につながるわけではないことを示している。 これらの結果は、オシロンが結合強度の広い範囲にわたって長寿命であり得ることを示唆しており、宇宙進化におけるオシロンの役割に影響を与える可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Comparing population-synthesis models to the results of hierarchical Bayesian inference in gravitational-wave astronomy requires a careful understanding of the domain of validity of the models fitted to data. This comparison is usually done using the inferred astrophysical distribution: from the data that were collected, one deconvolves selection effects to reconstruct the generating population distribution. In this letter, we demonstrate the benefits of instead comparing observable populations directly. In this approach, the domain of validity of the models is trivially respected, such that only the relevant parameter space regions as predicted by the astrophysical models of interest contribute to the comparison. We clarify that unbiased inference of the observable compact-binary population is indeed possible. Crucially, this approach still requires incorporating selection effects, but in a manner that differs from the standard implementation. We apply our observable-space reconstruction to LIGO-Virgo-KAGRA data from their third observing run and illustrate its potential by comparing the results to the predictions of a fiducial population-synthesis model. | 重力波天文学において、集団合成モデルと階層的ベイズ推論の結果を比較するには、データに適合したモデルの妥当性領域を注意深く理解する必要がある。 この比較は通常、推定された天体分布を用いて行われる。 収集されたデータから選択効果を逆畳み込みし、生成集団分布を再構築する。 本稿では、代わりに観測可能な集団を直接比較することの利点を示す。 このアプローチでは、モデルの妥当性領域が自明に尊重されるため、対象となる天体モデルによって予測される関連するパラメータ空間領域のみが比較に寄与する。 観測可能なコンパクト連星集団の偏りのない推論が実際に可能であることを明らかにする。 重要なのは、このアプローチでは依然として選択効果を組み込む必要があるが、標準的な実装とは異なる方法であるということである。 我々は、観測空間再構成法をLIGO-Virgo-KAGRAの3回目の観測データに適用し、その結果を信頼区間合成モデルの予測値と比較することで、その可能性を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyze the basic cosmological effects of a population of timelike boundaries -- a form of nontrivial spacetime topology -- containing a boundary layer of quantum stress energy. This accumulation of vacuum fluctuations of quantum fields can be consistently negative and UV sensitive, providing an additional source of cosmic energy density strong enough to compete with matter and dark energy. For boundary conditions enabling a solution with fixed comoving boundary size, this effect contributes a qualitatively new term to the Friedmann equation determining the expansion history, scaling like $-1/a$ for scale factor $a$. It naturally dominates at relatively late times ($a\approx1/2$), while leaving intact well-measured early universe physics such as big bang nucleosynthesis and recombination. For a wide window of parameters, the boundaries can be larger than the Planck length throughout their history, back through the start of inflation at any viable scale. We analyze CMB and BAO data sets (Planck, ACT, and DESI) allowing for this component, finding a slight preference ($\sim 2\sigma$) and a relaxation of current tensions in the data (including the neutrino mass) in a physical manner. This novel parameter fits into a larger space of physical parameters beyond-$\Lambda$CDM that may serve this role, including negative spatial curvature, which may also be motivated by topological considerations and chaotic dynamics. Finally, we comment on additional phenomenological prospects for testing for this form of topology in the universe. | 我々は、量子応力エネルギーの境界層を含む、非自明な時空トポロジーの一種である時間的境界の集団の基本的な宇宙論的効果を解析する。 この量子場の真空揺らぎの集積は、一貫して負の値を持ち、紫外線に敏感であり、物質および暗黒エネルギーと競合するのに十分な強さの宇宙エネルギー密度の付加的な源となる。 共動境界サイズを固定した解を可能にする境界条件において、この効果は、膨張の歴史を決定するフリードマン方程式に、スケール因子$a$に対して$-1/a$のようにスケーリングする、質的に新しい項を与える。 この項は比較的後期の時刻（$a\approx1/2$）で自然に支配的となるが、ビッグバン元素合成や再結合といった、よく測定された初期宇宙物理はそのまま残る。 パラメータの広い範囲において、境界は、あらゆる実行可能なスケールにおけるインフレーションの開始まで遡り、その歴史全体を通してプランク長よりも大きくなる可能性がある。 我々は、この要素を考慮したCMBおよびBAOデータセット（Planck、ACT、DESI）を解析し、わずかな選好（$\sim 2\sigma$）と、データ（ニュートリノ質量を含む）における現在の張力の緩和を物理的に発見した。 この新しいパラメータは、負の空間曲率など、この役割を果たす可能性のある、$\Lambda$CDMを超えるより広い物理パラメータ空間に適合し、位相的な考察やカオス的ダイナミクスによっても動機付けられる可能性がある。 最後に、宇宙におけるこの形態のトポロジーを検証するための追加の現象論的展望についてコメントする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop a formalism for computing the scattering amplitudes in maximally symmetric de Sitter spacetime with compact spatial dimensions. We describe quantum states by using the representation theory of de Sitter symmetry group and link the Hilbert space to geodesic observers. The positive and negative ``energy'' wavefunctions are uniquely determined by the requirement that in observer's neighborhood, short wavelengths propagate as plane waves with positive and negative frequencies, respectively; they define a unique ``Euclidean'' (a.k.a.\ Bunch-Davies) de Sitter invariant vacuum, common to all inertial observers. By following the same steps as in Minkowski spacetime, we show that the scattering amplitudes are given by a generalized Dyson's formula. Compared to the flat case, they describe the scattering of wavepackets with the frequency spectrum determined by geometry. The frequency spread shrinks as the masses and/or momenta become larger than the curvature scale. Asymptotically, de Sitter amplitudes agree with the amplitudes evaluated in Minkowski spacetime. | 我々は、コンパクトな空間次元を持つ最大対称ド・ジッター時空における散乱振幅を計算するための形式論を開発する。 量子状態をド・ジッター対称群の表現論を用いて記述し、ヒルベルト空間を測地線観測者に結び付ける。 正および負の「エネルギー」波動関数は、観測者の近傍において短波長がそれぞれ正および負の周波数を持つ平面波として伝播するという要件によって一意に決定される。 これらは、すべての慣性観測者に共通する唯一の「ユークリッド」（別名バンチ-デイヴィス）ド・ジッター不変真空を定義する。 ミンコフスキー時空の場合と同じ手順に従うことで、散乱振幅が一般化ダイソンの公式によって与えられることを示す。 平坦な場合と比較して、これらは幾何学によって決定される周波数スペクトルを持つ波束の散乱を記述する。 質量および／または運動量が曲率スケールよりも大きくなるにつれて、周波数の広がりは縮小します。 漸近的に、ド・ジッター振幅はミンコフスキー時空で評価された振幅と一致します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Adopting the modifications induced by the Kaniadakis entropy on the Friedmann equations, we explore some relevant aspects of this cosmological scenario at the background level. We analyze the constraint imposed on the parameter $K$ obtained from the accelerated cosmic expansion condition, and we also study the role of such a parameter as a cosmological constant. | カニアダキスエントロピーによってフリードマン方程式にもたらされる修正を採用し、この宇宙論シナリオのいくつかの関連側面を背景レベルで探究する。 加速宇宙膨張条件から得られるパラメータ$K$に課される制限を解析し、また、そのようなパラメータが宇宙定数として果たす役割を研究する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We prove a positive mass theorem for spin initial data sets $(M,g,k)$ that contain an asymptotically flat end and a shield of dominant energy (a subset of $M$ on which the dominant energy scalar $\mu-|J|$ has a positive lower bound). In a similar vein, we show that for an asymptotically flat end $\mathcal{E}$ that violates the positive mass theorem (i.e. $\mathrm{E} < |\mathrm{P}|$), there exists a constant $R>0$, depending only on $\mathcal{E}$, such that any initial data set containing $\mathcal{E}$ must violate the hypotheses of Witten's proof of the positive mass theorem in an $R$-neighborhood of $\mathcal{E}$. This implies the positive mass theorem for spin initial data sets with arbitrary ends, and we also prove a rigidity statement. Our proofs are based on a modification of Witten's approach to the positive mass theorem involving an additional independent timelike direction in the spinor bundle. | 漸近的に平坦な端と支配的エネルギーのシールド（支配的エネルギースカラー $\mu-|J|$ が正の下限を持つ $M$ の部分集合）を含むスピン初期データセット $(M,g,k)$ に対して、正の質量定理を証明する。 同様に、正の質量定理に違反する漸近的に平坦な端 $\mathcal{E}$ に対して（すなわち $\mathrm{E} < |\mathrm{P}|$）、$\mathcal{E}$ のみに依存する定数 $R>0$ が存在し、$\mathcal{E}$ を含む任意の初期データセットは、$\mathcal{E}$ の $R$ 近傍における Witten の正の質量定理の証明の仮定に必ず違反することを示す。 これは、任意の端を持つスピン初期データセットに対する正の質量定理を意味し、また剛性命題も証明する。 我々の証明は、スピノル束に独立した時間的方向を追加した、ウィッテンの正の質量定理へのアプローチの修正に基づいている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| There has been a wave of recent interest in detecting the quantum nature of gravity with table-top experiments that witness gravitationally mediated entanglement. Central to these proposals is the assumption that any mediator capable of generating entanglement must itself be nonclassical. However, previous arguments for this have modelled classical mediators as finite, discrete systems such as bits, which excludes physically relevant continuous and infinite-dimensional systems such as those of classical mechanics and field theory. In this work, we close this gap by modelling classical systems as commutative unital C*-algebras, arguably encompassing all potentially physically relevant classical systems. We show that these systems cannot mediate entanglement between two quantum systems A and B, even if A and B are themselves infinite-dimensional or described by arbitrary unital C*-algebras (as in Quantum Field Theory), composed with an arbitrary C*-tensor product. This result reinforces the conclusion that the observation of gravity-induced entanglement would require the gravitational field to possess inherently non-classical features. | 近年、重力媒介エンタングルメントを観測する卓上実験を用いて、重力の量子的性質を検出することへの関心が高まっている。 これらの提案の中心となるのは、エンタングルメントを生成できる媒介物はそれ自体が非古典的でなければならないという仮定である。 しかし、これまでの議論では、古典的媒介物をビットなどの有限離散系としてモデル化しており、これは物理的に関連する連続系および無限次元系、例えば古典力学や場の理論における系を除外している。 本研究では、古典系を可換単位C*-代数としてモデル化することで、このギャップを埋める。 これは、物理的に関連する可能性のあるすべての古典系を包含すると言える。 これらの系は、2つの量子系AとBがそれ自体無限次元であっても、あるいは任意の単位C*-代数（場の量子論のように）で記述され、任意のC*-テンソル積で構成されているとしても、2つの量子系AとBの間のエンタングルメントを媒介できないことを示す。 この結果は、重力誘起エンタングルメントの観測には、重力場が本質的に非古典的な特徴を備えている必要があるという結論を補強するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The detection of gravitational waves by the LIGO-Virgo-KAGRA collaboration has ushered in a new era of observational astronomy, emphasizing the need for rapid and detailed parameter estimation and population-level analyses. Traditional Bayesian inference methods, particularly Markov chain Monte Carlo, face significant computational challenges when dealing with the high-dimensional parameter spaces and complex noise characteristics inherent in gravitational wave data. This review examines the emerging role of simulation-based inference methods in gravitational wave astronomy, with a focus on approaches that leverage machine-learning techniques such as normalizing flows and neural posterior estimation. We provide a comprehensive overview of the theoretical foundations underlying various simulation-based inference methods, including neural posterior estimation, neural ratio estimation, neural likelihood estimation, flow matching, and consistency models. We explore the applications of these methods across diverse gravitational wave data processing scenarios, from single-source parameter estimation and overlapping signal analysis to testing general relativity and conducting population studies. Although these techniques demonstrate speed improvements over traditional methods in controlled studies, their model-dependent nature and sensitivity to prior assumptions are barriers to their widespread adoption. Their accuracy, which is similar to that of conventional methods, requires further validation across broader parameter spaces and noise conditions. | LIGO-Virgo-KAGRA共同研究による重力波の検出は、観測天文学の新たな時代を切り開き、迅速かつ詳細なパラメータ推定と集団レベルの解析の必要性を浮き彫りにしました。 従来のベイズ推論手法、特にマルコフ連鎖モンテカルロ法は、重力波データに固有の高次元パラメータ空間と複雑なノイズ特性を扱う際に、大きな計算上の課題に直面しています。 本レビューでは、フローの正規化やニューラル事後推定といった機械学習技術を活用したアプローチに焦点を当て、重力波天文学におけるシミュレーションに基づく推論手法の新たな役割を考察します。 ニューラル事後推定、ニューラル比率推定、ニューラル尤度推定、フローマッチング、一貫性モデルなど、様々なシミュレーションに基づく推論手法の理論的基礎について包括的な概要を提供します。 我々は、単一源パラメータ推定や重なり合う信号解析から一般相対論の検証、集団研究に至るまで、様々な重力波データ処理シナリオにおけるこれらの手法の応用を探求する。 これらの手法は、対照研究において従来の手法よりも速度向上を示しているものの、モデル依存の性質と事前仮定に対する敏感さが、広範な採用の障壁となっている。 これらの手法の精度は従来の手法と同程度であるが、より広いパラメータ空間とノイズ条件におけるさらなる検証が必要である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Doubly Special Relativity (DSR) models are characterized by the deformation of relativistic symmetries at the Planck scale and constitute one of the cornerstones for quantum gravity phenomenology research, due to the possibility of testing them with cosmological messengers. Some of their predictions manifest themselves as relative locality effects, implying that events local to an observer might not appear to be so for a distant one. In this work we focus on transverse relative locality models, where the delocalization occurs along the direction perpendicular to the one connecting two distant observers. We present the first generalization of these models in curved spacetime, constructing a transverse deformation of the de Sitter algebra in 2 + 1 D and investigating its phenomenological implications on particle propagation. | 二重特殊相対論（DSR）モデルは、プランクスケールにおける相対論的対称性の変形を特徴とし、宇宙論的メッセンジャーを用いた検証が可能なことから、量子重力現象論研究の礎石の一つとなっている。 その予測の一部は相対的局所性効果として現れ、ある観測者にとって局所的な事象が、遠く離れた観測者にとってはそうではないように見える可能性があることを意味する。 本研究では、2人の遠く離れた観測者を結ぶ方向に垂直な方向に沿って非局在化が生じる横方向相対的局所性モデルに焦点を当てる。 我々は、これらのモデルを曲がった時空に初めて一般化し、2+1次元におけるド・ジッター代数の横方向変形を構築し、粒子伝播に対するその現象論的意味合いを調査する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The experimentally observed temperature-dependent shear and bulk viscosities of the quark-gluon plasma (QGP), along with its apparent violation of the Kovtun-Son-Starinets (KSS) bound $\eta/s=1/(4\pi)$, necessitate a holographic description that incorporates higher-derivative corrections. We propose a five-dimensional Einstein-Scalar-Maxwell-Gauss-Bonnet model in which a scalar-Gauss-Bonnet coupling $H(\phi)$ encodes leading curvature corrections. Although no closed-form black hole solution is available, we employ an entropy-production analysis at the event horizon to derive exact analytic formulas for the shear viscosity $\eta$ and bulk viscosity $\zeta$. These expressions exhibit apparent deviation from the KSS bound and nontrivial temperature dependence. We then perform an independent computation via the retarded Green function (Kubo) method, finding perfect agreement for $\eta$ and isolating a single constant in $\zeta$ that requires numerical determination. Our dual derivation underscores the pivotal role of higher-derivative terms in realistic QGP modeling and demonstrates the efficacy of nonanalytic holographic backgrounds in capturing the dynamics of strongly coupled fluids. | 実験的に観測されているクォークグルーオンプラズマ（QGP）のせん断粘性およびバルク粘性の温度依存性、ならびにコフトン-ソン-スタリネッツ（KSS）限界$\eta/s=1/(4\pi)$の見かけ上の破れは、高階微分補正を取り入れたホログラフィック記述を必要とする。 我々は、スカラー-ガウス-ボネ結合$H(\phi)$が主要な曲率補正を符号化する5次元アインシュタイン-スカラー-マクスウェル-ガウス-ボネ模型を提案する。 閉じた形のブラックホール解は得られないが、事象の地平線におけるエントロピー生成解析を用いて、せん断粘性$\eta$とバルク粘性$\zeta$の正確な解析式を導出する。 これらの式は、KSS限界からの見かけ上の逸脱と、非自明な温度依存性を示す。 次に、遅延グリーン関数（久保法）を用いて独立計算を行い、$\eta$が完全に一致すること、そして数値計算が必要となる$\zeta$の単一の定数を分離することを明らかにした。 この双対導出は、現実的なQGPモデリングにおける高階微分項の重要な役割を強調し、強結合流体のダイナミクスを捉える上での非解析的ホログラフィック背景の有効性を示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recent statistical analyses of wide binaries have revealed a boost in gravitational acceleration with respect to the prediction by Newtonian gravity at low internal accelerations $\lesssim 10^{-9}$ m\,s$^{-2}$. This phenomenon is important because it does not permit the dark matter interpretation, unlike galaxy rotation curves. We extend previous analyses by increasing the maximum sky-projected separation from 30 to 50 kilo astronomical units (kau). We show that the so-called ``perspective effects'' are not negligible at this extended separation and, thus, incorporate it in our analysis. With wide binaries selected with very stringent criteria, we find that the gravitational acceleration boost factor, $\gamma_g \equiv g_{\rm obs}/g_{\mathrm N}$, is $1.61^{+0.37}_{-0.29}$ (from $\delta_{\rm obs-newt}\equiv (\log_{10}\gamma_g)/\sqrt{2}=0.147\pm0.062$) at Newtonian accelerations $g_{\mathrm N} = 10^{-11.0}$ m\,s$^{-2}$, corresponding to separations of tens of kau for solar-mass binaries. At Newtonian accelerations $g_{\mathrm N} = 10^{-10.3}$ m\,s$^{-2}$, we find $\gamma_g=1.26^{+0.12}_{-0.10}$ ($\delta_{\rm obs-newt}=0.072\pm0.027$). For all binaries with $g_{\rm N}\lesssim10^{-10}$ m\,$s^{-2}$ from our sample, we find $\gamma_g=1.32^{+0.12}_{-0.11}$ ($\delta_{\rm obs-newt}=0.085\pm0.027$). These results are consistent with the generic prediction of MOND-type modified gravity, although the current data are not sufficient to pin down the low-acceleration limiting behavior. Finally, we emphasize that the observed deviation from Newtonian gravity cannot be explained by the perspective effects or any separation-dependent eccentricity variation which we take into account. | 近年の広域連星の統計解析により、ニュートン力学による予測に比べて、内部加速度が小さい（$\lesssim 10^{-9}$ m\,s$^{-2}$）場合、重力加速度が増加することが明らかになった。 この現象は、銀河の回転曲線とは異なり、暗黒物質の解釈が不可能であるため重要である。 我々は、これまでの解析を拡張し、天空投影の最大距離を30キロ天文単位（kau）から50キロ天文単位（kau）に拡大する。 この拡大された距離では、いわゆる「遠近効果」が無視できないことを示し、それを解析に組み入れた。 非常に厳しい基準で選ばれた広い連星系において、ニュートン力学的加速度$g_{\mathrm N} = 10^{-11.0}$ m\,s$^{-2}$において、重力加速度ブースト係数$\gamma_g \equiv g_{\rm obs}/g_{\mathrm N}$は、$1.61^{+0.37}_{-0.29}$（$\delta_{\rm obs-newt}\equiv (\log_{10}\gamma_g)/\sqrt{2}=0.147\pm0.062$より）であることが分かりました。 これは、太陽質量連星系の場合、数十kauの分離距離に相当します。 ニュートン加速度 $g_{\mathrm N} = 10^{-10.3}$ m\,$s$^{-2}$ において、$\gamma_g=1.26^{+0.12}_{-0.10}$ ($\delta_{\rm obs-newt}=0.072\pm0.027$) が得られた。 我々のサンプルにおける $g_{\rm N}\lesssim10^{-10}$ m\,$s^{-2}$ のすべての連星について、$\gamma_g=1.32^{+0.12}_{-0.11}$ ($\delta_{\rm obs-newt}=0.085\pm0.027$) が得られた。 これらの結果は、MOND型修正重力の一般的な予測と整合しているが、現在のデータでは低加速度限界挙動を特定するには不十分である。 最後に、観測されたニュートン重力からの偏差は、我々が考慮に入れている遠近効果や離心率に依存する離心率の変化では説明できないことを強調する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a new mechanism of non-thermal particle production during inflation based on a narrow parametric resonance, akin to the dynamics of post-inflationary preheating. The mechanism is based on the production of scalar particles with a mass that is an oscillating function of the slowly-rolling inflaton field. This is achieved in a scenario for the collective spontaneous breaking of a U(1) gauge symmetry that, while originally proposed in the context of warm inflation, leads to non-equilibrium particle production sustaining a (sub-dominant) non-thermal radiation bath throughout inflation. We show that this may leave an observational imprint, namely oscillatory features in the primordial curvature power spectrum alongside a (mild) resonant enhancement of its amplitude, as well as secondary gravitational waves that can be probed with future CMB experiments. | 我々は、インフレーション後の予熱のダイナミクスに類似した、狭いパラメトリック共鳴に基づく、インフレーション中の非熱的粒子生成の新しいメカニズムを提案する。 このメカニズムは、ゆっくりと回転するインフレーション場の振動関数である質量を持つスカラー粒子の生成に基づいている。 これは、U(1)ゲージ対称性の集団的自発的破れのシナリオにおいて達成される。 このシナリオは、もともと温暖なインフレーションの文脈で提案されたものの、インフレーション全体を通して（支配的ではない）非熱的輻射浴を維持する非平衡粒子生成をもたらす。 我々は、これが観測的痕跡、すなわち原始曲率パワースペクトルの振動的特徴とその振幅の（穏やかな）共鳴増強、そして将来のCMB実験で探査可能な二次重力波を残す可能性があることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Dark matter (DM) genesis via Ultraviolet (UV) freeze-in embeds the seed of reheating temperature and dynamics in its relic density. Thus, discovery of such a DM candidate can possibly open the window for post-inflationary dynamics. However, there are several challenges in this exercise, as freezing-in DM possesses feeble interaction with the visible sector and therefore very low production cross-section at the collider. We show that mono-photon (and dilepton) signal at the ILC, arising from DM effective operators connected to the SM field strength tensors, can still warrant a signal discovery. We study both the scalar and fermionic DM production during reheating via UV freeze-in, when the inflaton oscillates at the bottom of a general monomial potential. Interestingly, we see, right DM abundance can be achieved only in the case of bosonic reheating scenario, satisfying bounds from big bang nucleosynthesis (BBN). This provides a unique correlation between collider signal and the post-inflationary dynamics of the Universe within single-field inflationary models. | 紫外線（UV）凍結による暗黒物質（DM）生成は、その残存密度に再加熱温度とダイナミクスの種を埋め込む。 したがって、このようなDM候補の発見は、ポストインフレーションダイナミクスへの窓を開く可能性がある。 しかし、凍結DMは可視領域との相互作用が弱く、したがって衝突器での生成断面積が非常に小さいため、この研究にはいくつかの課題がある。 我々は、標準模型の場の強度テンソルに結合したDM有効演算子から生じるILCにおける単光子（およびダイレプトン）信号が、依然として信号発見の根拠となり得ることを示す。 我々は、インフレーションが一般単項式ポテンシャルの底で振動するUV凍結による再加熱中のスカラーおよびフェルミオンDM生成の両方を研究する。 興味深いことに、右DM存在比は、ビッグバン元素合成（BBN）の限界を満たすボソン再加熱シナリオの場合にのみ達成できることが分かります。 これは、単一場インフレーションモデルにおいて、衝突型加速器の信号とインフレーション後の宇宙のダイナミクスとの間に、他に類を見ない相関関係をもたらします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate a recently derived Schwarzschild-like black hole (BH) immersed in a Dehnen-type $(\alpha,\beta,\gamma)=(1,4,5/2)$ dark matter (DM) halo. We obtain constraints on the two model parameters, i.e., the halo core radius $r_s$ and the DM density parameter $\rho_s$ in both the weak and the strong field regimes. In the weak field, we model test particle geodesics and match the predicted perihelion shift to Mercury (Solar System) and the orbit of the S2 star data, obtaining upper limits on $r_s$ and $\rho_s$. In the strong field, we analyse twin high frequency quasiperiodic oscillations (QPOs) from four microquasars (e.g., GRO J1655-40, GRS 1915+105, XTE J1859+226, and XTE J1550-564). Because QPO frequencies depend only on the local spacetime curvature, they can serve as a probe of halo-induced deviations from general relativity. Our MCMC analysis produces posterior distributions for model parameters, revealing close agreement between the theoretical QPO frequencies and the observations for GRS 1915+105 and GRO J1655-40. The same analysis also yielded best-fit values and upper bounds for each parameter. Our combined geodesic and QPO analysis demonstrates that timelike orbits and epicyclic oscillations can act as sensitive probes of DM halos around BHs, offering a pathway to distinguish Dehnen-type profiles from alternative DM distributions in future analysis and observations. | 我々は、最近導かれたシュワルツシルト型ブラックホール（BH）がデーンネン型$(\alpha,\beta,\gamma)=(1,4,5/2)$暗黒物質（DM）ハロー内に浸漬されているという仮説を検証する。 弱磁場領域と強磁場領域の両方において、ハローコア半径$r_s$とDM密度パラメータ$\rho_s$という2つのモデルパラメータに対する制限値を得る。 弱磁場領域では、テスト粒子測地線をモデル化し、予測される水星（太陽系）への近日点移動とS2星の軌道データを一致させることで、$r_s$と$\rho_s$の上限値を得る。 強磁場においては、4つのマイクロクエーサー（GRO J1655-40、GRS 1915+105、XTE J1859+226、XTE J1550-564など）から発生する、双子の高周波準周期振動（QPO）を解析した。 QPOの周波数は局所的な時空曲率にのみ依存するため、ハローに起因する一般相対論からの逸脱を調べるためのプローブとして利用できる。 MCMC解析によりモデルパラメータの事後分布を生成し、理論的なQPO周波数とGRS 1915+105およびGRO J1655-40の観測値との間に良好な一致が見られることを明らかにした。 同じ解析から、各パラメータの最適値と上限値も得られた。 測地線とQPOを組み合わせた解析により、時間的軌道と周回軌道振動がBH周囲のDMハローの高感度プローブとして機能し、将来の解析と観測において、デーンネン型のプロファイルと他のDM分布を区別するための道筋が開かれることが実証されました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Twistless torsional Newton--Cartan (TTNC) geometry exists in two variants, type I and type II, which differ by their gauge transformations. In TTNC geometry there exists a specific locally Galilei-invariant function, called by different names in existing literature, that we dub the `locally Galilei-invariant potential'. We show that in both types of TTNC geometry, there always exists a local gauge transformation that transforms the locally Galilei-invariant potential to zero. For type I TTNC geometry, we achieve this due to the corresponding equation for the gauge parameter taking the form of a Hamilton--Jacobi equation. In the case of type II TTNC geometry, we perform subleading spatial diffeomorphisms. In both cases, our arguments rigorously establish the existence of the respective gauge transformation also in case of only finite-degree differentiability of the geometric fields. This improves upon typical arguments for `gauge fixing' in the literature, which need analyticity. We consider two applications of our result. First, it generalises a classical result in standard Newton--Cartan geometry. Second, it allows to (locally) parametrise TTNC geometry in two new ways: either in terms of just the space metric and a unit timelike vector field, or in terms of the distribution of spacelike vectors and a positive-definite cometric. | ねじれのない捩れニュートン-カルタン（TTNC）幾何学には、タイプIとタイプIIの2つの変種があり、それらはゲージ変換によって異なる。 TTNC幾何学には、既存の文献では異なる名前で呼ばれている特定の局所ガリレイ不変関数が存在し、我々はこれを「局所ガリレイ不変ポテンシャル」と呼ぶ。 我々は、どちらのタイプのTTNC幾何学においても、局所ガリレイ不変ポテンシャルをゼロに変換する局所ゲージ変換が常に存在することを示す。 タイプI TTNC幾何学の場合、ゲージパラメータの対応する方程式がハミルトン-ヤコビ方程式の形をとることでこれを実現する。 タイプII TTNC幾何学の場合、我々は空間微分同相写像を実行する。 どちらの場合も、我々の議論は、幾何学的場の有限次微分可能性のみの場合にも、それぞれのゲージ変換の存在を厳密に証明する。 これは、文献における「ゲージ固定」の典型的な議論（解析性を必要とする）を改善するものである。 我々は我々の結果の2つの応用を検討する。 第一に、標準的なニュートン-カルタン幾何学における古典的な結果を一般化する。 第二に、TTNC幾何学を2つの新しい方法で（局所的に）パラメータ化することを可能にする。 すなわち、空間計量と単位時間的ベクトル場のみを用いる方法と、空間的ベクトルの分布と正定値コメットを用いる方法である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Tsallis-Cirto non-extensive statistics with $\delta=2$ describes the processes of splitting and merging of black holes and their thermodynamics. Here we consider a toy model, which matches this generalized statistics and extends it by providing the integer valued entropy of the black hole, $S_{\rm BH}(N)=N(N-1)/2$. In this model the black hole consists of $N$ the so-called Planckons -- objects with reduced Planck mass $m_{\rm P}=1/\sqrt{8\pi G}$ -- so that its mass is quantized, $M=Nm_{\rm P}$. The entropy of each Planckon is zero, but the entropy of black hole with $N$ Planckons is provided by the $N(N-1)/2$ degrees of freedom -- the correlations between the gravitationally attracted Planckons. This toy model can be extended to a charged Reissner-Nordstr\"om (RN) black hole, which consists of charged Planckons. Despite the charge, the statistical ensemble of Planckons remains the same, and the RN black hole with $N$ Planckons has the same entropy as the electrically neutral hole, $S_{\rm RNBH}(N)=N(N-1)/2$. This is supported by the adiabatic process of transformation from the RN to Schwarzschild black hole by varying the fine structure constant. The adiabaticity is violated in the extreme limit, when the gravitational interaction between two Planckons is compensated by the repulsion between their electric charges, and the RN black hole loses stability. The entropy of a white hole formed by the same $N$ Planckons has negative entropy, $S_{\rm WH}(N)=-N(N-1)/2$. | $\delta=2$ の Tsallis-Cirto 非示量統計は、ブラックホールの分裂・合体の過程とそれらの熱力学を記述する。 ここでは、この一般化された統計に適合し、ブラックホールの整数値エントロピー $S_{\rm BH}(N)=N(N-1)/2$ を与えることで拡張されたトイモデルを考える。 このモデルでは、ブラックホールは $N$ 個のいわゆるプランクコン（縮約プランク質量 $m_{\rm P}=1/\sqrt{8\pi G}$ を持つ天体）で構成され、その質量は量子化され、$M=Nm_{\rm P}$ となる。 各プランコンのエントロピーはゼロですが、N個のプランコンを持つブラックホールのエントロピーは、重力によって引き寄せられるプランコン間の相関関係であるN(N-1)/2の自由度によって決まります。 このトイモデルは、荷電したプランクトンからなる荷電ライスナー・ノルドストローム（RN）ブラックホールに拡張できる。 プランクトンが荷電しているにもかかわらず、プランクトン統計集団は変わらず、$N$ 個のプランクトンからなるRNブラックホールは、電気的に中性なブラックホールと同じエントロピー、$S_{\rm RNBH}(N)=N(N-1)/2$を持つ。 これは、微細構造定数を変化させることによってRNブラックホールからシュワルツシルトブラックホールへと変化する断熱過程によって裏付けられる。 この断熱性は極限で破れ、2つのプランクトン間の重力相互作用がそれらの電荷間の反発によって相殺され、RNブラックホールは安定性を失う。 同じ$N$ 個のプランクトンによって形成されるホワイトホールのエントロピーは負のエントロピー、$S_{\rm WH}(N)=-N(N-1)/2$です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this study, we explore the combined effects of quantum gravity induced by non-commutativity and scale-dependent gravitational coupling on the thermal properties of the thin accretion disks around a Schwarzschild black hole. We consider a $\kappa$-deformed Renormalization Group Induced (RGI) Schwarzschild black hole, where the classical Schwarzschild black hole geometry is modified by the $\kappa$-deformation of space-time and the running Newton's coupling constant $G(r)$. Using the modified metric, we derive the geodesic motion of massive particles, the effective potential, and the thermal properties such as the radiated energy flux, and the temperature profile of the accretion disk around the $\kappa$-deformed RGI-Schwarzschild black hole. Our study shows that when non-commutativity is combined with the RGI framework, the effects produce a noticeable deviation from the classical Schwarzschild case. In particular, for small values of the deformation parameter, we observe an increase in the peak energy flux and the temperature of the accretion disk. This suggests that quantum gravity corrections enhance the disk's radiative efficiency, especially in the inner regions close to the black hole. | 本研究では、非可換性によって引き起こされる量子重力とスケール依存重力結合が、シュワルツシルトブラックホール周囲の薄い降着円盤の熱的性質に及ぼす複合効果を探求する。 我々は、時空の$\kappa$変形とランニングニュートン結合定数$G(r)$によって古典的なシュワルツシルトブラックホールの幾何学が修正された、$\kappa$変形された繰り込み群誘起(RGI)シュワルツシルトブラックホールを考察する。 修正された計量を用いて、$\kappa$変形されたRGIシュワルツシルトブラックホール周囲の質量粒子の測地線運動、有効ポテンシャル、そして放射エネルギーフラックスや降着円盤の温度プロファイルなどの熱的性質を導出する。 我々の研究は、非可換性をRGIフレームワークと組み合わせると、その効果が古典的なシュワルツシルトの場合から顕著な逸脱を生み出すことを示しています。 特に、変形パラメータの値が小さい場合、降着円盤のピークエネルギーフラックスと温度の上昇が観測されます。 これは、量子重力補正が、特にブラックホールに近い内部領域において、円盤の放射効率を高めることを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we study the gravitational lensing effects of non-linear electrodynamic black holes. Non-linear electrodynamic black holes serve as typical models for multi-event horizon black holes. Depending on the choice of metric parameters, these black holes can possess more than five event horizons. Consequently, within certain parameter ranges, black holes can have more than three photon spheres of varying sizes outside the event horizon. Specifically, we focus on the strong gravitational lensing effects near the triple photon spheres, particularly the formation of higher-order images of point sources and celestial spheres. The presence of one, two, or three or more photon spheres significantly increases the number of higher-order images of a point source. When a black hole is illuminated by a celestial sphere, the three photon spheres generate three critical curves in the black hole image, with the smallest critical curve coinciding with the shadow's edge. Additionally, since non-linear electrodynamic black holes are models of multi-event horizon black holes, we can infer the gravitational lensing effects and the changes in celestial images for black holes with more than three photon spheres by analyzing the distinctions and patterns between the gravitational lensing effects of one, two, and three photon spheres. | 本論文では、非線形電気力学的ブラックホールの重力レンズ効果について考察する。 非線形電気力学的ブラックホールは、多重事象の地平線ブラックホールの典型的なモデルとして機能し、計量パラメータの選択に応じて、これらのブラックホールは5つ以上の事象の地平線を持つことができる。 その結果、特定のパラメータ範囲内では、ブラックホールは事象の地平線の外側に、様々なサイズの3つ以上の光子球を持つことができる。 具体的には、三重光子球近傍の強い重力レンズ効果、特に点光源および天球の高次像の形成に焦点を当てる。 1つ、2つ、または3つ以上の光子球の存在は、点光源の高次像の数を大幅に増加させる。 ブラックホールが天球によって照らされると、3つの光子球はブラックホール像に3つの臨界曲線を生成し、最も小さい臨界曲線は影の端と一致する。 さらに、非線形電気力学的ブラックホールは多重事象の地平線ブラックホールのモデルであるため、1つ、2つ、3つの光子球の重力レンズ効果の違いとパターンを分析することで、3つ以上の光子球を持つブラックホールの重力レンズ効果と天体像の変化を推測することができます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It has only recently become possible to simulate the full nonlinear dynamics of binary black holes in scalar-Gauss-Bonnet theories of gravity. The simulations remain technically challenging and evolutions of unequal mass binaries in particular have been difficult to follow through the merger. Even when the merger is successful, accurately quantifying the physical dephasing, as opposed to contributions from transients in the initial data and gauge adjustments, remains difficult. We show the first full simulations of 2:1 and 3:1 binaries through merger, and we discuss how specific choices in the setup affect the dephasing observed and our ability to obtain reliable results. In cases with weaker couplings, we match the expected PN value for the dephasing, whereas for larger couplings, eccentricity introduced by the initial data transients can lead to artificial deviations. Our work highlights the need for improvements in the initial data methods used, to ensure reliable waveforms are obtained for data analysis in beyond-GR models. | 連星ブラックホールの完全な非線形ダイナミクスを、スカラー・ガウス・ボネ重力理論を用いてシミュレートすることが可能になったのはごく最近のことである。 シミュレーションは依然として技術的に困難であり、特に質量の異なる連星の進化は、合体過程を通して追跡することが困難であった。 合体が成功したとしても、初期データやゲージ調整における過渡現象の寄与ではなく、物理的な位相ずれを正確に定量化することは依然として困難である。 我々は、2:1および3:1連星の合体過程における最初の完全なシミュレーションを示し、セットアップにおける具体的な選択が、観測される位相ずれにどのように影響し、信頼性の高い結果を得る能力があるのかを議論する。 結合が弱い場合には、位相ずれのPN値が期待値と一致するが、結合が大きい場合には、初期データ過渡現象によって導入される離心率が人為的な偏差につながる可能性がある。 私たちの研究は、一般相対性理論を超えるモデルにおけるデータ分析のために信頼性の高い波形を得るために、初期データ取得方法を改善する必要性を浮き彫りにしました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we establish new area-charge inequalities for the boundary of time-symmetric Einstein-Maxwell initial data sets, in both compact and noncompact cases, under the dominant energy condition. These inequalities lead to novel rigidity theorems with no analogues in the uncharged setting. In the noncompact case, our result is obtained by applying Gromov's $\mu$-bubble technique in a new geometric context. | 本論文では、支配的なエネルギー条件下において、コンパクトおよび非コンパクト両方の場合において、時間対称なアインシュタイン-マクスウェル初期データセットの境界に対する新しい面積-電荷不等式を確立する。 これらの不等式は、非電荷設定では類似するもののない新しい剛性定理につながる。 非コンパクトの場合、我々の結果は、新しい幾何学的文脈においてグロモフの$\mu$-バブル法を適用することによって得られる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Pressure isotropy, i.e., radial pressure equal to tangential pressure, is often assumed when studying neutron stars. However, multiple physical mechanisms, including pion/kaon condensation, magnetic fields, superfluidity, dark matter clustering, and violations of general relativity, can lead to a pressure anisotropy. This work presents a comprehensive measurement of pressure anisotropy in neutron stars. Our analysis incorporates both an extensive set of nuclear experimental constraints and multi-messenger astrophysical observations, including gravitational wave detections and electromagnetic observations. The Bayesian framework employed marginalizes over equation of state uncertainties and allows the anisotropy to vary between individual neutron stars. We find the Bayes factor for anisotropy against isotropy is $e^{0.46}=10^{0.20}=1.58\gtrsim 3:2$. Additionally, the posterior indicates a population-wide preference for negative pressure anisotropy, with GW170817 serving as the primary contributor. The individual variability suggests density-scale-independent anisotropy, potentially attributable to magnetic fields, dark matter clustering, or deviations from general relativity rather than phase transitions. While the evidence for pressure anisotropy remains inconclusive, these results demonstrate that pressure anisotropy can be utilized as a valuable diagnostic tool for identifying missing physics in neutron star modeling or revealing tension among observations in the era of multi-messenger astronomy. | 中性子星の研究では、圧力等方性、すなわち径方向圧力と接線方向圧力が等しいと仮定されることが多い。 しかし、パイ中間子/K中間子凝縮、磁場、超流動、暗黒物質のクラスタリング、一般相対性理論の破れなど、複数の物理的メカニズムが圧力異方性をもたらす可能性がある。 本研究では、中性子星における圧力異方性の包括的な測定結果を提示する。 本解析では、広範な核実験的制約と、重力波検出や電磁波観測などのマルチメッセンジャー天体物理学的観測の両方を組み込んでいる。 採用したベイズ推定の枠組みは、状態方程式の不確実性を周辺化し、個々の中性子星間で異方性が異なることを許容する。 異方性と等方性のベイズ係数は、$e^{0.46}=10^{0.20}=1.58\gtrsim 3:2$ であることがわかった。 さらに、事後分布は集団全体で負の圧力異方性を好む傾向を示しており、GW170817が主な寄与因子となっている。 個体差は密度スケールに依存しない異方性を示唆しており、これは相転移ではなく、磁場、暗黒物質のクラスタリング、あるいは一般相対論からの逸脱に起因する可能性がある。 圧力異方性の証拠は依然として決定的ではないものの、これらの結果は、圧力異方性が中性子星モデリングにおける欠落した物理を特定したり、マルチメッセンジャー天文学の時代における観測間の齟齬を明らかにしたりするための貴重な診断ツールとして利用できることを示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Variational Relativity is a framework developed by Souriau in the sixties to better formulate General Relativity and its classical limit\,: Classical Continuum Mechanics. It has been used, for instance, to formulate Hyperelasticity in General Relativity. In that case, two primary variables are involved, the universe (Lorentzian) metric $g$ and the matter field $\Psi$. A Lagrangian density depending on the 1-jet of these variables is then introduced which must satisfy the principle of General Covariance. Souriau proved in 1958 that under these hypotheses, the Lagrangian density depends only on the punctual value of the matter field $\Psi$ and of a secondary variable $\mathbf{K}$, the conformation, an invariant of the diffeomorphism group, which is the Relativistic analog of the inverse of the right Cauchy--Green tensor. In the present work, an extension of Souriau's results to a second order gradient theory in General Relativity is presented. Accordingly, new higher order diffeomorphisms invariants are found. Their classical limits are calculated, showing that the 3-dimensional Continuum Mechanics second gradient theory can be derived from such a relativistic theory. Some of these invariants converge to objective quantities in the Galilean limit, others to non-objective quantities. The present work contributes thus to clarify the theoretical foundation of higher gradient Continuum Mechanics theory. | 変分相対論は、一般相対論とその古典的極限である古典連続体力学をより良く定式化するために、1960年代にスーリアによって開発された枠組みです。 これは、例えば、一般相対論における超弾性を定式化するために用いられてきました。 この場合、2つの主要な変数、すなわち宇宙（ローレンツ）計量 $g$ と物質場 $\Psi$ が関係します。 そして、これらの変数の1次元ジェットに依存するラグランジアン密度が導入され、これは一般共変性の原理を満たす必要があります。 スーリアは1958年に、これらの仮説の下では、ラグランジアン密度は物質場 $\Psi$ の点値と、二次変数 $\mathbf{K}$（コンフォーメーション、微分同相群の不変量、右コーシー-グリーンテンソルの逆の相対論的類似）のみに依存することを証明しました。 本研究では、スーリアの結果の一般相対論における2階勾配理論への拡張を提示する。 これにより、新たな高階微分同相不変量が発見される。 それらの古典的極限を計算し、3次元連続体力学の2階勾配理論がそのような相対論的理論から導出できることを示す。 これらの不変量の中には、ガリレイ極限において目的量に収束するものもあれば、非目的量に収束するものもある。 このように、本研究は高階勾配連続体力学理論の理論的基礎を明らかにすることに貢献する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| With ongoing advancements in nuclear theory and experimentation, together with a growing body of neutron star (NS) observations, a wealth of information on the equation of state (EOS) for matter at extreme densities has become accessible. Here, we utilize a hybrid EOS formulation that combines an empirical parameterization centered around the nuclear saturation density with a generic three-segment piecewise polytrope model at higher densities. We incorporate data derived from chiral effective field theory ($\chi$EFT), perturbative quantum chromodynamics (pQCD), and from experiments such as PREX-II and CREX. Furthermore, we examine the influence of a total of 129 NS mass measurements up to April 2023, as well as simultaneous mass and radius measurements derived from the X-ray emission from surface hot spots on NSs. Additionally, we consider constraints on tidal properties inferred from the gravitational waves emitted by coalescing NS binaries. To integrate this extensive and varied array of constraints, we utilize a hierarchical Bayesian statistical framework to simultaneously deduce the EOS and the distribution of NS masses. We find that incorporating data from $\chi$EFT significantly tightens the constraints on the EOS of NSs near or below the nuclear saturation density. However, constraints derived from pQCD computations and nuclear experiments such as PREX-II and CREX have minimal impact. | 原子核理論と実験の継続的な進歩、そして中性子星（NS）観測の増加に伴い、極限密度における物質の状態方程式（EOS）に関する豊富な情報が得られるようになった。 本研究では、核飽和密度を中心とした経験的パラメータ化と、高密度における一般的な3セグメント区分ポリトロープモデルを組み合わせたハイブリッドEOS定式化を用いる。 カイラル有効場理論（$\chi$EFT）、摂動量子色力学（pQCD）、そしてPREX-IIやCREXなどの実験から得られたデータを組み込む。 さらに、2023年4月までの合計129回のNS質量測定、ならびに表面ホットスポットからのX線放射から得られた同時質量および半径測定がNSに与える影響を調べる。 さらに、合体するNS連星から放出される重力波から推定される潮汐特性への制約も考慮する。 この広範かつ多様な制約を統合するために、階層的ベイズ統計的枠組みを用いて、EOSとNS質量分布を同時に推定する。 $\chi$EFTのデータを取り入れることで、核飽和密度付近またはそれ以下のNSのEOSに対する制約が大幅に強化されることがわかった。 しかし、pQCD計算やPREX-II、CREXなどの核実験から得られる制約の影響は最小限である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This study explores the possible formation of asymptotically flat traversable wormholes within dark matter halos under the framework of Kalb-Ramond gravity. The wormhole solutions are derived based on the King and Navarro-Frenk-White dark matter density profiles associated with anisotropic matter sources. For a particular set of parameters, the proposed shape functions are found to be positively increasing and satisfy all the essential geometric conditions along with the flare-out condition, thereby supporting asymptotically flat traversable wormholes. To study the underlying matter content responsible for the wormhole structures, we analyze the null energy condition at the wormhole throat and provide graphical representations of various energy conditions, highlighting both the regions where they are satisfied and where they are violated. The stability of the reported wormhole solutions is confirmed through the generalized Tolman-Oppenheimer-Volkoff equation. In addition, we explore several physical features of the wormhole configurations, including the embedding surface, complexity factor, active gravitational mass, and total gravitational energy. Moreover, we investigate the deflection of light by these wormholes, finding that the deflection angle approaches zero at large distances, where the wormhole's gravity is negligible, and diverges near the throat, where the gravitational influence is extremely strong. | 本研究では、カルブ・ラモンド重力理論の枠組みの下、暗黒物質ハロー内における漸近平坦で通過可能なワームホールの形成可能性を探求する。 ワームホール解は、異方性物質源に関連するキングおよびナバロ・フレンク・ホワイトの暗黒物質密度プロファイルに基づいて導出される。 特定のパラメータセットにおいて、提案された形状関数は正に増加し、フレアアウト条件を含むすべての必須幾何学的条件を満たすことが示され、漸近平坦で通過可能なワームホールの存在を支持する。 ワームホール構造を形成する物質組成を研究するために、ワームホール先端におけるヌルエネルギー条件を解析し、様々なエネルギー条件のグラフ表示を行い、条件が満たされる領域と満たされない領域の両方を強調表示する。 報告されたワームホール解の安定性は、一般化トルマン・オッペンハイマー・ヴォルコフ方程式によって確認される。 さらに、埋め込み面、複雑性係数、有効重力質量、全重力エネルギーなど、ワームホール構成のいくつかの物理的特徴を探求します。 さらに、これらのワームホールによる光の偏向を調べ、ワームホールの重力が無視できる遠距離では偏向角がゼロに近づき、重力の影響が非常に強い喉部付近では発散することを発見しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Bouncing cosmology offers a singularity-free alternative to inflation, but its minimal realization-comprising only four cosmic phases-predicts a simple power-law stochastic gravitational-wave background (SGWB) with a narrow observational window. We introduce the next-to-minimal bouncing cosmology (NMBC), which adds an extra early contraction phase that imprints a broken power-law feature in the SGWB spectrum, enhancing detectability. Using our matrix-representation method grounded in an inequality algebra, we derive a closed-form expression for the NMBC SGWB spectrum. From this analytical result, we show that all NMBC models satisfying the current \(\Delta N_{\rm eff}\) bound \(\Omega_{\rm GW}h^2(f)<1.7\times10^{-6}\) automatically avoid the trans-Planckian problem, \(\rho_{s\downarrow}^{1/4}<0.79\,m_{\rm pl}\). These findings establish the NMBC as a self-consistent, self-contained framework capable of generating a potentially detectable SGWB in both astrophysical and laboratory searches, and demonstrate the broad utility of our matrix-representation method for future SGWB analyses in multi-phase cosmologies. | バウンシング宇宙論は、インフレーションに代わる特異点のない代替案を提供するが、その最小実現値（わずか4つの宇宙位相から成る）は、観測窓が狭い単純なべき乗則確率的重力波背景（SGWB）を予測する。 我々は、次最小バウンシング宇宙論（NMBC）を導入する。 これは、SGWBスペクトルにべき乗則の破れを刻み込む初期収縮位相を追加することで、検出可能性を向上させる。 不等式代数に基づく行列表現法を用いて、NMBC SGWBスペクトルの閉形式表現を導出する。 この解析結果から、現在の \(\Delta N_{\rm eff}\) の限界 \(\Omega_{\rm GW}h^2(f)<1.7\times10^{-6}\) を満たすすべての NMBC モデルは、トランスプランク問題 \(\rho_{s\downarrow}^{1/40.79\,m_{\rm pl}\) を自動的に回避することを示します。 これらの発見は、NMBC が、天体物理学的探索と実験室探索の両方で潜在的に検出可能な SGWB を生成できる自己無撞着かつ自己完結的な枠組みであることを確立し、多相宇宙論における将来の SGWB 解析において、我々の行列表現法が幅広く有用であることを実証しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational wave (GW) observations are expected to serve as a powerful and independent probe of the expansion history of the universe. By providing direct and calibration-free measurements of luminosity distances through waveform analysis, GWs provide a fundamentally different and potentially more robust approach to measuring cosmic-scale distances compared to traditional electromagnetic observations, which is known as the standard siren method. In this review, we present an overview of recent developments in GW standard siren cosmology, the latest observational results, and prospects for constraining cosmological parameters using future GW detections. We first introduce standard sirens based on how redshift information is obtained and outline the Bayesian framework used in cosmological parameter estimation. We then review the measurements on the Hubble constant from the LIGO-Virgo-KAGRA network and present the potential role of future standard siren observations in cosmological parameter estimations. A central focus of this review is the unique ability of GW observations to break cosmological parameter degeneracies inherent in the EM observations. Since the cosmological parameter degeneracy directions of GW and EM observations are quite different (roughly orthogonal in some cases), their combination can significantly improve constraints on cosmological parameters. This complementarity is expected to become one of the most critical advantages for GW standard siren cosmology. Looking forward, we highlight the importance of combining GW standard sirens with other emerging late-universe cosmological probes such as fast radio bursts, 21 cm intensity mapping, and strong gravitational lensing to forge a precise cosmological probe for exploring the late universe. Finally, we introduce the challenges and the role of machine learning in future standard siren analysis. | 重力波（GW）観測は、宇宙の膨張史を探る強力かつ独立した探査手段として期待されている。 波形解析により光度距離を直接かつキャリブレーションフリーで測定できる重力波は、従来の電磁波観測（標準サイレン法）とは根本的に異なり、潜在的により堅牢な宇宙規模の距離測定手法を提供する。 本レビューでは、重力波標準サイレン宇宙論の最近の進展、最新の観測結果、そして将来の重力波検出を用いた宇宙論パラメータの制限の見通しについて概説する。 まず、赤方偏移情報の取得方法に基づいて標準サイレンを紹介し、宇宙論パラメータ推定に用いられるベイズ統計枠組みの概要を示す。 次に、LIGO-Virgo-KAGRAネットワークによるハッブル定数の測定結果をレビューし、将来の標準サイレン観測が宇宙論パラメータ推定において果たす潜在的な役割を示す。 本レビューの中心的な焦点は、重力波観測が電磁波観測に内在する宇宙論パラメータの縮退を打ち破るという独自の能力である。 重力波観測と電磁波観測の宇宙論パラメータの縮退の方向は大きく異なる（場合によってはほぼ直交する）ため、それらを組み合わせることで宇宙論パラメータに対する制限を大幅に改善することができる。 この相補性は、重力波標準サイレン宇宙論にとって最も重要な利点の一つになると期待される。 今後、我々は、高速電波バースト、21cm強度マッピング、強い重力レンズ効果といった他の新興の後期宇宙論プローブと重力波標準サイレンを組み合わせることで、後期宇宙を探査するための精密な宇宙論プローブを構築することの重要性を強調する。 最後に、将来の標準サイレン解析における課題と機械学習の役割を紹介する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the dynamics and relativistic precessions of massive particles on spherical orbits around Kerr-MOG black holes in scalar-tensor-vector gravity (STVG). By employing the Hamilton-Jacobi formalism, we derive conserved quantities and analyze how the MOG parameter $\alpha$ and orbital tilt angle $\zeta$ influence the innermost stable spherical orbits (ISSOs) and orbital stability. We compute the nodal and periastron precession frequencies, finding that nodal precession increases monotonically with both black hole spin and MOG parameter, while periastron precession exhibits a more complex behavior: MOG amplifies curvature-induced effects, which can be partially counteracted by spin. Furthermore, to complement the orbital analysis, we examine the Lense-Thirring spin precession of a gyroscope and demonstrate its sensitivity to the MOG parameter, spin, and orbital tilt angle. These results reveal distinctive signatures of modified gravity in orbital dynamics and provide a potential observational probe to test deviations from general relativity near rotating black holes. | 我々は、スカラー・テンソル・ベクトル重力（STVG）におけるカーMOGブラックホールの球状軌道上の質量粒子のダイナミクスと相対論的歳差運動を研究する。 ハミルトン・ヤコビ形式を用いて保存量を導出し、MOGパラメータ$\alpha$と軌道傾斜角$\zeta$が最内安定球状軌道（ISSO）と軌道安定性にどのように影響するかを解析する。 節点歳差運動と近点歳差運動の周波数を計算し、節点歳差運動はブラックホールのスピンとMOGパラメータの両方に対して単調に増加するのに対し、近点歳差運動はより複雑な挙動を示すことを明らかにした。 MOGは曲率誘起効果を増幅するが、これはスピンによって部分的に打ち消される可能性がある。 さらに、軌道解析を補完するために、ジャイロスコープのレンズ・サーリングスピン歳差運動を調べ、MOGパラメータ、スピン、軌道傾斜角に対する感度を実証しました。 これらの結果は、軌道力学における修正重力の特徴的な兆候を明らかにし、回転ブラックホール近傍における一般相対論からの逸脱を検証するための観測的プローブとなる可能性を秘めています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the Euclidean path integral of two-dimensional quantum gravity with positive cosmological constant coupled to conformal matter with large and positive central charge. The problem is considered in a semiclassical expansion about a round two-sphere saddle. We work in the Weyl gauge whereby the computation reduces to that for a (timelike) Liouville theory. We present results up to two-loops, including a discussion of contributions stemming from the gauge fixing procedure. We exhibit cancelations of ultraviolet divergences and provide a path integral computation of the central charge for timelike Liouville theory. Combining our analysis with insights from the DOZZ formula we are led to a proposal for an all orders result for the two-dimensional gravitational partition function on the two-sphere. | 我々は、正の宇宙定数を持つ2次元量子重力と、大きく正のセントラルチャージを持つ共形物質との結合におけるユークリッド経路積分を研究する。 この問題は、2球面サドルの周りの半古典展開で考察する。 我々はワイルゲージを用いて計算を行い、その計算は（時間的）リウヴィル理論の計算に帰着する。 ゲージ固定手順に起因する寄与の議論を含め、2ループまでの結果を示す。 紫外発散のキャンセルを示し、時間的リウヴィル理論のセントラルチャージの経路積分計算を行う。 我々の解析をDOZZ公式からの知見と組み合わせることで、2球面上の2次元重力分配関数の全順序結果を提案する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct two-dimensional supergravity theories endowed with a positive cosmological constant, that admit de Sitter vacua. We consider the cases of $\mathcal{N}=1$ as well as $\mathcal{N}=2$ supersymmetry, and couple the supergravity to a superconformal field theory with the same amount of supersymmetry. Upon fixing a supersymmetric extension of the Weyl gauge, the theories are captured, at the quantum level, by supersymmetric extensions of timelike Liouville theory with $\mathcal{N}=1$ and $\mathcal{N}=2$ supersymmetry respectively. The theories exhibit good ultraviolet properties and are amenable to a variety of techniques such as systematic loop expansions and, in the $\mathcal{N}=2$ case, supersymmetric localization. Our constructions offer a novel path toward a precise treatment of the Euclidean gravitational path integral for de Sitter, and in turn, the Gibbons-Hawking entropy of the de Sitter horizon. We argue that the supersymmetric localization method applied to the $\mathcal{N}=2$ theory must receive contributions from boundary terms in configuration space. We also discuss how these theories overcome several obstructions that appear upon combining de Sitter space with supersymmetry. | 我々は、正の宇宙定数を持ち、ド・ジッター真空を許容する2次元超重力理論を構築する。 $\mathcal{N}=1$ および $\mathcal{N}=2$ の超対称性の場合を考慮し、超重力を同量の超対称性を持つ超共形場の理論と結合させる。 ワイルゲージの超対称拡張を固定すると、これらの理論は量子レベルで、それぞれ $\mathcal{N}=1$ および $\mathcal{N}=2$ の超対称性を持つ時間的リウヴィル理論の超対称拡張によって捉えられる。 これらの理論は良好な紫外特性を示し、系統的ループ展開や、$\mathcal{N}=2$ の場合には超対称局在など、様々な手法を適用できる。 我々の構成は、ド・ジッターのユークリッド重力経路積分、ひいてはド・ジッター地平線のギボンズ・ホーキングエントロピーの精密な取り扱いに向けた新たな道筋を提供する。 $\mathcal{N}=2$理論に適用される超対称性局在法は、配置空間の境界項からの寄与を受けなければならないことを主張する。 また、これらの理論が、ド・ジッター空間と超対称性を組み合わせる際に生じるいくつかの障害をどのように克服するかについても議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational waves (GWs) can convert into electromagnetic waves in the presence of a magnetic field via the Gertsenshtein-Zeldovich (GZ) effect. The characteristics of the magnetic field substantially affect this conversion probability. This paper confirms that strong magnetic fields in neutron stars significantly enhance the conversion probability, facilitating detectable radio signatures of very high-frequency (VHF, $\left(10^6-10^{11}\mathrm{~Hz}\right)$) gravitational waves. We theoretically identify two distinct signatures using single-dish telescopes (FAST, TMRT, QTT, GBT) and interferometers (SKA1/2-MID): transient signals from burst-like gravitational wave sources and persistent signals from cosmological background gravitational wave sources. These signatures are mapped to graviton spectral lines derived from quantum field theory by incorporating spin-2 and mass constraints, resulting in smooth, featureless profiles that are critical for distinguishing gravitational wave signals from astrophysical foregrounds. FAST attains a characteristic strain bound of $h_c<10^{-23}$, approaching $10^{-24}$ in the frequency range of $1-3\mathrm{~GHz}$ with a 6-hour observation period. This performance exceeds the $5 \sigma$ detection thresholds for GWs originating from primordial black holes (PBHs) and nears the limits set by Big Bang nucleosynthesis. Additionally, projections for SKA2-MID indicate even greater sensitivity. Detecting such gravitational waves would improve our comprehension of cosmological models, refine the parameter spaces for primordial black holes, and function as a test for quantum field theory. This approach addresses significant deficiencies in VHF GW research, improving detection sensitivity and facilitating the advancement of next-generation radio telescopes such as FASTA and SKA, which feature larger fields of view and enhanced gain. | 重力波（GW）は、磁場の存在下でゲルツェンシュタイン・ゼルドビッチ（GZ）効果により電磁波に変換される。 磁場の特性はこの変換確率に大きな影響を与える。 本論文では、中性子星の強い磁場が変換確率を著しく高め、超高周波（VHF、$\left(10^6-10^{11}\mathrm{~Hz}\right)$）重力波の電波シグネチャーの検出を容易にすることを確認する。 我々は、単皿望遠鏡（FAST、TMRT、QTT、GBT）と干渉計（SKA1/2-MID）を用いて、バースト状重力波源からの過渡信号と宇宙論的背景重力波源からの持続信号という、2つの異なるシグネチャーを理論的に特定した。 これらのシグネチャーは、スピン2と質量の制約条件を組み込むことで量子場理論から導かれる重力子スペクトル線にマッピングされ、滑らかで特徴のないプロファイルが得られます。 これは、重力波信号と天体物理学的前景を区別するために重要です。 FASTは、6時間の観測期間で、周波数範囲$1-3\mathrm{~GHz}$において、特性歪み限界$h_c<10^{-23}$を達成し、$10^{-24}$に近づきます。 この性能は、原始ブラックホール（PBH）起源の重力波の検出閾値$5 \sigma$を超え、ビッグバン元素合成によって設定された限界に近づいています。 さらに、SKA2-MIDの予測では、さらに高い感度が示されています。 このような重力波を検出できれば、宇宙論モデルの理解が深まり、原始ブラックホールのパラメータ空間が精緻化され、量子場の理論の検証として機能するでしょう。 このアプローチは、超短波重力波研究における重大な欠陥に対処し、検出感度を向上させ、より広い視野と高いゲインを特徴とするFASTAやSKAなどの次世代電波望遠鏡の進歩を促進します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The experimental verification of the quantum nature of gravity represents a milestone in quantum gravity research. Recently, interest has grown for testing it via gravitationally induced entanglement (GIE). Here, we propose a space-based interferometer inspired by the LISA Pathfinder (LPF). Unlike the LPF, our design employs two smaller gold-platinum test masses, each weighing the milligram scale, surrounded by a shield below 2 K, and positioned side by side with a millimeter scale separation. This configuration enables the detection of GIE through simultaneous measurements of differential and common-mode motions. We simulate quantum measurements of these modes taking into account gas damping, black-body radiation, and cosmic-ray collisions to estimate the integration time for GIE detection. Our results show that GIE can be demonstrated with a few modifications to the LPF setup. | 重力の量子的性質の実験的検証は、量子重力研究における画期的な出来事です。 近年、重力誘起エンタングルメント（GIE）による検証への関心が高まっています。 本研究では、LISA Pathfinder（LPF）に着想を得た宇宙設置型干渉計を提案します。 LPFとは異なり、本設計では、それぞれミリグラムスケールの重さを持つ2つの小型の金白金テストマスを用い、2K以下のシールドで囲み、ミリメートルスケールの間隔で並べて配置します。 この構成により、差動モードとコモンモードの運動を同時に測定することでGIEを検出できます。 これらのモードの量子測定を、ガス減衰、黒体放射、宇宙線衝突を考慮してシミュレーションし、GIE検出の積分時間を見積もります。 その結果、LPFのセットアップにいくつかの変更を加えるだけでGIEを実証できることが示されました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we reinvestigate the Starobinsky inflation and its reheating features after the ACT results. To make the Starobinsky model satisfy ACT with $68\%$ CL, the number of e-folds increases to $>70$ while the reheating temperature drops to $10^4$ GeV. The preheating stages and the reheating temperature need to be adjusted drastically in favor of the lower temperature. We obtain that the preheating stage of Starobinsky inflation should be mixed between tachyonic and non-tachyonic preheating to favor the analytical estimation, PBH abundance, and the low reheating temperature at once. For that purpose, a varied momentum is necessary to obtain the favored results. | 本論文では、ACTの結果を受けて、スタロビンスキー・インフレーションとその再加熱特性を再検討する。 スタロビンスキー模型が$68\%$のCLでACTを満たすためには、e-foldの数は$70$以上に増加する一方で、再加熱温度は$10^4$ GeVまで低下する。 予熱段階と再加熱温度は、低温を優先するために大幅に調整する必要がある。 スタロビンスキー・インフレーションの予熱段階は、解析的評価、PBH存在比、そして低温再加熱を同時に優先するために、タキオン予熱と非タキオン予熱を混合する必要があることがわかった。 そのためには、好ましい結果を得るためには、多様な運動量が必要である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Sagittarius~A$^*$, the supermassive black hole at the center of our galaxy, exhibits flares across various wavelengths, yet their origins remain elusive. We performed 3D two-temperature General Relativistic Magnetohydrodynamic (GRMHD) simulations of magnetized accretion flows initialized from multi-loop magnetic field configuration onto a rotating black hole and conducted General Relativistic Radiative Transfer (GRRT) calculations considering contributions from both thermal and non-thermal synchrotron emission processes. Our results indicate that the polarity inversion events from the multi-loop magnetic field configurations can generate $138\,\rm THz$ flares consistent with observations with the help of non-thermal emission. By tracing the intensity evolution of light rays in GRRT calculations, we identify the precise location of the flaring region and confirm that it originates from a large-scale polarity inversion event. We observe time delays between different frequencies, with lower-frequency radio flares lagging behind higher frequencies due to plasma self-absorption in the disk. The time delay between near-infrared and 43 GHz flares can reach up to $\sim 50$ min, during which the flaring region gradually shifts outward, becoming visible at lower frequencies. Our study confirms that large-scale polarity inversion in a Standard And Normal Evolution (SANE) accretion flow with a multi-loop initial magnetic configuration can be a potential mechanism driving flares from Sgr~A$^*$. | 銀河系中心の超大質量ブラックホールであるいて座A$^*$は、様々な波長域でフレアを発生するが、その起源は未だ解明されていない。 我々は、回転するブラックホールへの多重ループ磁場配置から初期化された磁化降着流の3次元2温度一般相対論的磁気流体力学（GRMHD）シミュレーションを実施し、熱的および非熱的シンクロトロン放射過程の両方からの寄与を考慮した一般相対論的放射伝達（GRRT）計算を行った。 その結果、多重ループ磁場配置による極性反転事象が、非熱的放射の助けを借りた観測結果と整合する138テラヘルツフレアを発生させる可能性があることが示された。 GRRT計算における光線の強度変化を追跡することにより、フレア発生領域の正確な位置を特定し、それが大規模な極性反転事象に起因することを確認した。 異なる周波数間の時間遅延を観測しており、低周波の電波フレアは、ディスクにおけるプラズマの自己吸収により、高周波の電波フレアよりも遅れて発生します。 近赤外線フレアと43GHzフレア間の時間遅延は最大$\sim 50$分に達することがあり、その間にフレア領域は徐々に外側に移動し、より低い周波数でも観測可能になります。 本研究は、多重ループ初期磁気配置を持つ標準的かつ正常な進化（SANE）降着流における大規模な極性反転が、Sgr~A$^*$からのフレアを引き起こす潜在的なメカニズムである可能性を示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A four-vector potential of an external test electromagnetic field in a Schwarzschild background is described in terms of a combination of dipole and quadrupole magnetic fields. This combination is an interior solution of the source-free Maxwell equations. Such external test magnetic fields cause the dynamics of charged particles around the black hole to be nonintegrable, and are mainly responsible for chaotic dynamics of charged particles. In addition to the external magnetic fields, some circumstances should be required for the onset of chaos. The effect of the magnetic fields on chaos is shown clearly through an explicit symplectic integrator and a fast Lyapunov indicator. The inclusion of the quadrupole magnetic fields easily induces chaos, compared with that of the dipole magnetic fields. This result is because the Lorentz forces from the quadrupole magnetic fields are larger than those from the dipole magnetic fields. In addition, the Lorentz forces act as attractive forces, which are helpful to bring the occurrence of chaos in the nonintegrable case. | シュワルツシルト背景における外部テスト電磁場の4元ベクトルポテンシャルは、双極子磁場と四極子磁場の組合せによって記述される。 この組合せは、ソースフリーマクスウェル方程式の内部解である。 このような外部テスト磁場は、ブラックホール周囲の荷電粒子のダイナミクスを非積分にし、荷電粒子のカオス的ダイナミクスの主な原因となる。 カオスの発生には、外部磁場に加えて、いくつかの条件が必要である。 磁場がカオスに及ぼす影響は、明示的なシンプレクティック積分器と高速リアプノフ指示子によって明確に示される。 四極子磁場の導入は、双極子磁場の導入と比較して、容易にカオスを誘起する。 これは、四極子磁場からのローレンツ力が双極子磁場からのローレンツ力よりも大きいためである。 さらに、ローレンツ力は引力として作用し、非積分な場合においてカオスの発生を促進する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The standard model extension (SME) is an effective field theory framework that can be used to study the possible violations of Lorentz symmetry and diffeomorphism invariance in the gravitational interaction. In this paper, we explore both the Lorentz- and diffeomorphism-violating effects on the propagations of gravitational waves in the SME's linearized gravity. It is shown that the violations of Lorentz symmetry and diffeomorphism invariance modify the conventional linear dispersion relation of gravitational waves, leading to anisotropy, birefringence, and dispersion effects in the propagation of gravitational waves. With these modified dispersion relations, we then calculate the dephasing effects due to the Lorentz and diffeomorphism violations in the waveforms of gravitational waves produced by the coalescence of compact binaries. With the distorted waveforms, we perform full Bayesian inference with the help of the open source software \texttt{BILBY} on the gravitational wave events of the compact binary mergers in the LIGO-Virgo-KAGRA catalogs GWTC-3. We consider the effects from the operators with the lowest mass dimension $d=2$ and $d=3$ due to the Lorentz and diffeomorphism violations in the linearized gravity. No signature of Lorentz and diffeomorphism violations arsing from the SME's linearized gravity are found for most GW events, which allows us to give a $90\%$ confidence interval for each Lorentz- and diffeomorphism-violating coefficient. | 標準模型拡張（SME）は、重力相互作用におけるローレンツ対称性と微分同相不変性の破れの可能性を研究するために使用できる有効場の理論の枠組みである。 本論文では、SMEの線形化重力における重力波の伝播に対するローレンツ対称性と微分同相不変性の両方の破れの効果を調査する。 ローレンツ対称性と微分同相不変性の破れは、重力波の従来の線形分散関係を修正し、重力波の伝播における異方性、複屈折、および分散効果をもたらすことが示される。 これらの修正された分散関係を用いて、コンパクト連星の合体によって生成される重力波の波形におけるローレンツ対称性と微分同相性の破れによる位相ずれ効果を計算する。 歪んだ波形を用いて、オープンソースソフトウェア \texttt{BILBY} を用いて、LIGO-Virgo-KAGRA カタログ GWTC-3 に含まれるコンパクト連星合体の重力波イベントに対し、完全なベイズ推論を行う。 線形化重力におけるローレンツ対称性および微分同相写像の破れに起因する、質量次元が最小の $d=2$ および $d=3$ の作用素の影響を考慮する。 ほとんどの重力波イベントにおいて、SME の線形化重力に起因するローレンツ対称性および微分同相写像の破れの兆候は見られず、これにより、ローレンツ対称性および微分同相写像を破る係数ごとに $90\%$ の信頼区間を与えることができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we determine the relativistic bound-state solutions for the charged (DO) Dirac oscillator in a rotating frame in the Bonnor-Melvin-Lambda spacetime in $(2+1)$-dimensions, where such solutions are given by the two-component normalizable Dirac spinor and by the relativistic energy spectrum. To analytically solve our problem, we consider two approximations, where the first is that the cosmological constant is very small (conical approximation), and the second is that the linear velocity of the rotating frame is much less than the speed of light (slow rotation regime). After solving a second-order differential equation, we obtain a generalized Laguerre equation, whose solutions are the generalized Laguerre polynomials. Consequently, we obtain the energy spectrum, which is quantized in terms of the radial and total magnetic quantum numbers $n$ and $m_j$, and depends on the angular frequency $\omega$ (describes the DO), cyclotron frequency $\omega_c$ (describes the external magnetic field), angular velocity $\Omega$ (describes the rotating frame), spin parameter $s$ (describes the ``spin''), spinorial parameter $u$ (describes the components of the spinor), effective rest mass $m_{eff}$ (describes the rest mass modified by the spin-rotation coupling), and on a real parameter $\sigma$ and cosmological constant $\Lambda$ (describes the Bonnor-Melvin-Lambda spacetime). In particular, we note that this spectrum is asymmetrical (due to $\Omega$) and has its degeneracy broken (due to $\sigma$ and $\Lambda$). Besides, we also graphically analyze the behavior of the spectrum and of the probability density as a function of the parameters of the system for different values of $n$ and $m_j$. | 本論文では、(2+1)次元ボナー-メルビン-ラムダ時空における回転座標系における荷電ディラック振動子(DO)の相対論的束縛状態解を決定する。 これらの解は、2成分の規格化可能なディラックスピノルと相対論的エネルギースペクトルによって与えられる。 問題を解析的に解くために、2つの近似を考える。 1つは宇宙定数が非常に小さい場合（円錐近似）、もう1つは回転座標系の線速度が光速よりもはるかに小さい場合（低速回転領域）である。 2階微分方程式を解くことで一般化ラゲール方程式が得られ、その解は一般化ラゲール多項式となる。 その結果、動径方向および全磁気量子数$n$と$m_j$で量子化されたエネルギースペクトルが得られ、これは角周波数$\omega$（DOを記述）、サイクロトロン周波数$\omega_c$（外部磁場を記述）、角速度$\Omega$（回転系を記述）、スピンパラメータ$s$（「スピン」を記述）、スピノルパラメータ$u$（スピノルの成分を記述）、有効静止質量$m_{eff}$（スピン回転結合によって修正された静止質量を記述）、そして実パラメータ$\sigma$と宇宙定数$\Lambda$（ボナー-メルビン-ラムダ時空を記述）に依存する。 特に、このスペクトルは非対称（$\Omega$のため）であり、縮退が破れている（$\sigma$と$\Lambda$のため）ことに注意する必要がある。 さらに、$n$と$m_j$の異なる値に対して、システムのパラメータの関数としてのスペクトルと確率密度の挙動をグラフィカルに解析します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The future ground- and space-based gravitational wave (GW) detectors offer unprecedented opportunities to test general relativity (GR) with greater precision. In this work, we investigate the capability of future ground-based GW detectors, the Einstein Telescope (ET) and the Cosmic Explorer (CE), and space-based GW detectors, LISA, Taiji, and TianQin, for constraining parity and Lorentz violations in gravity. We inject several typical GW signals from compact binary systems into GW detectors and perform Bayesian inferences with the modified waveforms with parity and Lorentz-violating effects. These effects are modeled in the amplitude and phase corrections to the GW waveforms with their frequency-dependence described by factors $\beta_{\nu}$, $\beta_{\mu}$, $\beta_{\bar \nu}$, and $\beta_{\bar \mu}$. Our results show that the combined observations of ET and CE will impose significantly tighter bounds on the energy scale of parity and Lorentz violations ($M_{\rm PV}$ and $M_{\rm LV}$) compared to those given by LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) detectors. For cases with positive values of $\beta_{\nu}$, $\beta_{\mu}$, $\beta_{\bar \nu}$, and $\beta_{\bar \mu}$, the constraints on $M_{\rm PV}$ and $M_{\rm LV}$ from ground-based detectors are tighter than those from the space-based detectors. For the $\beta_{\mu} = -1$ case, space-based GW detectors provide constraints on $M_{\rm PV}$ that are better than current LVK observations and comparable to those from ET and CE. Additionally, space-based detectors exhibit superior sensitivity in constraining $M_{\rm LV}$ for $\beta_{\bar \mu} = -2$ case, which is approximately three orders of magnitude tighter than those from ground-based GW detectors. This scenario also enables bounds on the graviton mass at $m_g \lesssim 10^{-35}\; {\rm GeV}$. These findings highlight the promising role of future GW observatories in probing fundamental physics beyond GR. | 将来の地上および宇宙設置型重力波（GW）検出器は、一般相対論（GR）をより高精度に検証する、これまでにない機会を提供します。 本研究では、将来の地上設置型重力波検出器であるアインシュタイン望遠鏡（ET）と宇宙探査機（CE）、そして宇宙設置型重力波検出器であるLISA、太極、天秦が、重力におけるパリティ破れとローレンツ破れを制限する能力を調査する。 コンパクト連星系からのいくつかの典型的な重力波信号を重力波検出器に入射し、パリティ破れとローレンツ破れの効果を加えて修正した波形を用いてベイズ推論を行う。 これらの効果は、重力波波形の振幅と位相の補正でモデル化され、その周波数依存性は係数$\beta_{\nu}$、$\beta_{\mu}$、$\beta_{\bar \nu}$、および$\beta_{\bar \mu}$で記述される。 我々の結果は、ETとCEの複合観測により、パリティ対称性およびローレンツ対称性の破れのエネルギースケール（$M_{\rm PV}$および$M_{\rm LV}$）に対して、LIGO-Virgo-KAGRA（LVK）検出器によって与えられたものと比較して、はるかに厳しい制限が課されることを示している。 $\beta_{\nu}$、$\beta_{\mu}$、$\beta_{\bar \nu}$、および$\beta_{\bar \mu}$の値が正の場合、地上検出器による$M_{\rm PV}$および$M_{\rm LV}$への制限は、宇宙検出器によるものよりも厳密である。 $\beta_{\mu} = -1$ の場合、宇宙設置型重力波検出器は、現在の LVK 観測よりも優れた $M_{\rm PV}$ への制限値を与え、ET および CE の観測値に匹敵します。 さらに、宇宙設置型重力波検出器は、$\beta_{\bar \mu} = -2$ の場合の $M_{\rm LV}$ の制限値において優れた感度を示し、これは地上設置型重力波検出器による制限値よりも約 3 桁厳密です。 このシナリオでは、$m_g \lesssim 10^{-35}\; {\rm GeV}$ における重力子質量の制限値も得られます。 これらの知見は、一般相対論を超えた基礎物理学の探究において、将来の重力波観測所が果たす有望な役割を浮き彫りにしています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravity is identical to curved spacetime. It is manifested by the curvature of a Riemannian spacetime in general relativity but by torsion or non-metricity in teleparallel gravity models. In this paper, we apply these multiple options to the spacetime perturbation theory and seek the possibilities of representing the gravitation of the background and that of the perturbation in separate ways. We show that the perturbation around a Riemannian background can be described by torsion or non-metricity, so that we have teleparallel like actions for the perturbation. | 重力は曲がった時空と同一である。 一般相対論ではリーマン時空の曲率によって現れるが、テレパラレル重力モデルでは捩れまたは非計量性によって現れる。 本論文では、これらの複数の選択肢を時空摂動論に適用し、背景重力と摂動の重力を別々に表現する可能性を探る。 リーマン背景周りの摂動は捩れまたは非計量性によって記述でき、その結果、摂動に対してテレパラレルのような作用が生じることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The recent increase in computational resources and data availability has led to a significant rise in the use of Machine Learning (ML) techniques for data analysis in physics. However, the application of ML methods to solve differential equations capable of describing even complex physical systems is not yet fully widespread in theoretical high-energy physics. Hamiltonian Neural Networks (HNNs) are tools that minimize a loss function defined to solve Hamilton equations of motion. In this work, we implement several HNNs trained to solve, with high accuracy, the Hamilton equations for a massless probe moving inside a smooth and horizonless geometry known as D1-D5 circular fuzzball. We study both planar (equatorial) and non-planar geodesics in different regimes according to the impact parameter, some of which are unstable. Our findings suggest that HNNs could eventually replace standard numerical integrators, as they are equally accurate but more reliable in critical situations. | 近年の計算資源とデータの可用性の向上により、物理学におけるデータ分析における機械学習（ML）技術の利用が大幅に増加しました。 しかし、複雑な物理系を記述可能な微分方程式を解くためのML手法の適用は、高エネルギー理論物理学においてはまだ十分に普及していません。 ハミルトンニューラルネットワーク（HNN）は、ハミルトン運動方程式を解くために定義された損失関数を最小化するツールです。 本研究では、D1-D5円形ファズボールと呼ばれる滑らかで水平線のない幾何学的形状内を移動する質量ゼロのプローブのハミルトン方程式を高精度で解くようにトレーニングされた複数のHNNを実装します。 私たちは、いくつかの不安定な影響パラメータに応じて、異なる領域における平面（赤道）測地線と非平面測地線の両方を調べます。 私たちの研究結果は、HNNが標準的な数値積分器と同等の精度を持ちながら、重要な状況ではより信頼性が高いため、最終的にはHNNが標準的な数値積分器に取って代わる可能性があることを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the reheating phase following inflation in the context of single-field models, focusing on the perturbative decay of the inflaton into lighter particles. A general analytical framework is presented to compute the reheating temperature $T_{re}$ and related quantities by combining cosmological observations with model-dependent parameters. We derive expressions for $T_{re}$ for three types of interactions: gravitational, scalar, and Yukawa-type fermionic couplings, and apply these results to the class of $\alpha$-attractor inflationary models, which exhibit attractor behavior in the $(n_s, r)$ plane. The main goal of this work is to investigate how key cosmological quantities such as $T_{re}$, $N_{re}$, and $m_\phi$ among others, evolve with the scalar spectral index $n_s$ and the Yukawa coupling constant $y$, within a consistent analytical framework. Although the formulas used are approximate, they are sufficient to capture the qualitative behavior of the relevant quantities across a wide range of parameter values. Here, we are not interested in precise numerical approximations or data analysis, but rather in understanding the general trends and dependence of cosmological quantities of interest. In particular, tendencies observed in the figures, such as the sensitivity of $T_{re}$ to the coupling strength and the equation-of-state parameter $\omega_{re}$, reflect physical features that are not strongly affected by the approximations involved. | 我々は、インフレーション後の再加熱段階を単一場模型の文脈で研究し、インフレーションからより軽い粒子への摂動的な崩壊に焦点を当てる。 宇宙論的観測と模型依存パラメータを組み合わせることで、再加熱温度$T_{re}$および関連量を計算するための一般的な解析的枠組みを提示する。 我々は、重力相互作用、スカラー相互作用、および湯川型フェルミオン相互作用の3種類の相互作用に対する$T_{re}$の式を導出し、これらの結果を、$(n_s, r)$平面でアトラクター挙動を示す$\alpha$アトラクター・インフレーション模型のクラスに適用する。 本研究の主な目的は、$T_{re}$、$N_{re}$、$m_\phi$などの主要な宇宙論的量が、スカラースペクトル指数$n_s$および湯川結合定数$y$とともにどのように変化するかを、一貫した解析的枠組みの中で調べることである。 用いられた式は近似的ではあるものの、広範囲のパラメータ値にわたる関連量の定性的な挙動を捉えるには十分である。 ここでは、厳密な数値近似やデータ解析ではなく、むしろ関心のある宇宙論的量の一般的な傾向と依存性を理解することに関心がある。 特に、図に見られる傾向、例えば結合強度に対する$T_{re}$の感度や状態方程式パラメータ$\omega_{re}$などは、関係する近似によって強く影響を受けない物理的特徴を反映している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Carroll group arises in the vanishing speed of light limit of the Poincar\'{e} group and was initially discarded as just a mathematical curiosity. However, recent developments have proved otherwise. Carroll and conformal Carroll symmetries are now ubiquitous, appearing in diverse physical phenomena starting from condensed matter physics to quantum gravity. This review aims to provide the reader a gateway into this fast-developing field. After an introduction and setting the stage with basics of the symmetry in question, we detail the construction of Carrollian and Carrollian Conformal field theories (CCFT). We then focus on applications. By far the most popular of these applications is in the context of the construction of holography in asymptotically flat spacetimes (AFS) in terms of a co-dimension one dual CCFT. We review the early work on AFS$_3$ /CCFT$_2$ before delving into an in-depth analysis for the construction of the dual to 4D AFS. Two other important sets of applications are in hydrodynamics and in condensed matter physics, which we discuss in detail. Carroll hydrodynamics is introduced as the $c\to 0$ limit of relativistic hydrodynamics first and then reconstructed from a symmetry based approach. Relations to ultrarelativistic flows and connections to the quark-gluon plasma are discussed with concrete examples of the Bjorken and Gubser flow models. In condensed matter applications, we cover connections to fractons, flat bands, and phase separation in Luttinger liquid models. To conclude, we give very brief outlines of other topics of interest including string theory and black hole horizons. | キャロル群はポアンカレe群の光速度零極限で出現し、当初は単なる数学的な好奇心として無視されていました。 しかし、近年の発展により、その考えは覆されました。 キャロル対称性および共形キャロル対称性は現在、凝縮系物理学から量子重力に至るまで、様々な物理現象に広く現れています。 本レビューは、読者にこの急速に発展している分野への入り口を提供することを目指しています。 まず、導入と対称性の基礎的な説明を行った後、キャロル対称性理論およびキャロル共形場理論（CCFT）の構築を詳細に解説します。 次に、応用に焦点を当てます。 これらの応用の中で圧倒的に普及しているのは、共次元1の双対CCFTを用いた漸近平坦時空（AFS）におけるホログラフィーの構築です。 我々は、AFS$_3$ /CCFT$_2$ に関する初期の研究を概観した後、4D AFS への双対構築に関する詳細な分析に踏み込む。 他の重要な応用分野として、流体力学と凝縮系物理学の2つがあり、これらについて詳細に議論する。 キャロル流体力学は、まず相対論的流体力学の $c\to 0$ 極限として導入され、次に対称性に基づくアプローチから再構成される。 超相対論的流れとの関係、およびクォーク-グルーオンプラズマとの関連について、ビョルケン流モデルとグブサー流モデルの具体的な例を用いて議論する。 凝縮系への応用においては、フラクトン、フラットバンド、およびラッティンジャー液体モデルにおける相分離との関連を扱う。 最後に、弦理論やブラックホール地平線など、他の興味深いトピックについても簡単に概説する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider an experimentalist, Alice, who creates a quantum superposition of a charged or massive body outside of a black hole (or, more generally, in the presence of a Killing horizon). It was previously shown that emission of soft photons/gravitons into the black hole will result in the decoherence of the components of the superposition if it is held open for a sufficiently long span of time. However, at any finite time, $t_c$, during the process, it is not obvious how much decoherence has irrevocably occurred. Equivalently, it is not obvious how much information an observer inside the black hole can extract about Alice's superposition prior to time $t_c$. In this paper, we solve for the optimal experimental protocol to be followed by Alice for $t > t_c$ so as to minimize the decoherence of the components of her superposition. More precisely, given the entangling radiation that has passed through the horizon prior to the cross-section $\mathcal C$ corresponding to the time $t = t_c$ in Alice's lab, we determine the "optimal purification" of this radiation beyond $\mathcal C$ such that the global quantum state of the radiation through the horizon has maximal overlap (quantum fidelity) with the Hartle-Hawking or Unruh vacuum. Due to the intricate low frequency entanglement structure of the quantum field theory vacuum state, we find this optimal purification to be nontrivial. In particular, even if Alice has already "closed" her superposition by bringing the components back together, we find that she can decrease the net decoherence of the components of her superposition somewhat by re-opening it and performing further manipulations. | 我々は、ブラックホールの外側（あるいはより一般的には、キリング地平線の存在下）に荷電物体または質量物体の量子重ね合わせを生成する実験者アリスを考える。 ブラックホールへのソフト光子／重力子の放出は、十分に長い時間にわたって開かれた状態が維持されれば、重ね合わせの成分のデコヒーレンスをもたらすことが既に示されている。 しかし、この過程における任意の有限時刻 $t_c$ において、どれだけのデコヒーレンスが不可逆的に発生したかは明らかではない。 同様に、ブラックホール内の観測者が時刻 $t_c$ より前のアリスの重ね合わせについてどれだけの情報を引き出せるかも明らかではない。 本論文では、重ね合わせの成分のデコヒーレンスを最小化するために、アリスが $t > t_c$ において従うべき最適な実験プロトコルを解く。 より正確には、アリスの研究室において時刻$t = t_c$に対応する断面積$\mathcal C$より前に地平線を通過したエンタングル放射が与えられたとき、地平線を通過する放射の全体的量子状態がハートル・ホーキング真空またはウンルー真空と最大限に重なり合う（量子忠実度）ように、$\mathcal C$を超えたこの放射の「最適な精製」を決定する。 量子場の理論における真空状態の複雑な低周波エンタングルメント構造のため、この最適な精製は自明ではないことがわかった。 特に、アリスが重ね合わせの要素を再び合わせることで既に重ね合わせを「閉じて」いたとしても、重ね合わせを再び開いてさらなる操作を行うことで、重ね合わせの要素の正味のデコヒーレンスをいくらか低減できることがわかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present new constraints on the neutron star equation of state (EOS) and mass distribution using a unified Bayesian inference framework that incorporates latest NICER measurements, including PSR J0614$-$3329, alongside gravitational wave data, radio pulsar masses, and nuclear theory. By systematically comparing four inference scenarios--varying in the inclusion of PSR J0614$-$3329 and in the pulse profile model used for PSR J0030+0451--we quantify the impact of observational and modeling choices on dense matter inference. We find that pulse profile systematics dominate EOS uncertainties: the choice of hot spot geometry for PSR J0030+0451 leads to significant shifts in the inferred stiffness of the EOS and maximum neutron star mass. In contrast, PSR J0614$-$3329 mildly softens the EOS at low densities, reducing the radius at \(1.4\,M_\odot\) by \(\sim 100\)~m. A Bayesian model comparison yields a Bayes factor of $\log_{10} \mathrm{BF} \approx 1.58$ in favor of the ST+PDT model over PDT-U, providing strong evidence that multi-messenger EOS inference can statistically discriminate between competing NICER pulse profile models. These results highlight the critical role of NICER systematics in dense matter inference and the power of joint analyses in breaking modeling degeneracies. | PSR J0614$-$3329を含む最新のNICER観測データ、重力波データ、電波パルサー質量、原子核理論を統合した統一ベイズ推論フレームワークを用いて、中性子星の状態方程式（EOS）と質量分布に関する新たな制約条件を提示する。 PSR J0614$-$3329の包含の有無とPSR J0030+0451に用いられるパルスプロファイルモデルの組み入れ方を変えた4つの推論シナリオを系統的に比較することにより、観測とモデリングの選択が高密度物質推論に与える影響を定量化する。 その結果、パルスプロファイルの系統的解析がEOSの不確実性を支配することがわかった。 PSR J0030+0451のホットスポット形状の選択は、EOSの推定される剛性と最大中性子星質量に大きな変化をもたらす。 対照的に、PSR J0614$-$3329は低密度でEOSを弱め、\(1.4\,M_\odot\)における半径を\(\sim 100\)mほど減少させる。 ベイズモデルの比較では、ST+PDTモデルがPDT-Uモデルよりも優れていることを示すベイズ係数$\log_{10} \mathrm{BF} \approx 1.58$が得られ、マルチメッセンジャーEOS推論が競合するNICERパルスプロファイルモデルを統計的に区別できることを強く示唆している。 これらの結果は、高密度物質推論におけるNICERシステマティクスの重要な役割と、モデル化の縮退を打破する共同解析の威力を強調している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate how the Aretakis instability affects non-dilatonic extremal black $p$-branes by focusing on their near-horizon geometry. Crucially, the strength of the instability, \textit{i.e.} the number of transverse derivatives needed to see non-decay/blow-up of fields on the horizon at late null time, is given by the scaling dimensions with respect to the near-horizon $\mathrm{AdS}_{p+2}$-factor. This renders the problem of determining the severity of the Aretakis instability equivalent to computing the Kaluza--Klein spectrum of fields on Freund--Rubin spaces. We use this to argue that non-dilatonic extremal black branes suffer from the Aretakis instability even in the absence of additional fields -- we find that this is weaker than for extremal black holes. We also argue that the scaling dimensions determine the smoothness of stationary deformations to the original black brane background -- here, our findings indicate that generically more modes can lead to worse curvature singularities compared to extremal black holes. | 我々は、非ディラトン的極限ブラック$p$ブレーンの地平線近傍幾何学に焦点を当て、アレタキス不安定性がどのような影響を与えるかを調査する。 重要なのは、不安定性の強さ、すなわち、後期ヌル時間における地平線上の場の非崩壊/爆発を観測するために必要な横方向微分の数、が、地平線近傍$\mathrm{AdS}_{p+2}$因子に関するスケーリング次元によって与えられることである。 このため、アレタキス不安定性の強さを決定する問題は、フロイント-ルビン空間上の場のカルツァ-クラインスペクトルを計算することと等価となる。 我々はこれを用いて、非ディラトン的極限ブラックブレーンは、付加的な場がない場合でもアレタキス不安定性の影響を受けることを論じる。 そして、この不安定性は極限ブラックホールの場合よりも弱いことを明らかにした。 また、スケーリング次元が、元のブラックブレーン背景に対する定常変形の滑らかさを決定するとも主張する。 ここで、我々の発見は、一般的にモード数が多いほど、極限ブラックホールと比較して曲率特異点が悪化する可能性があることを示している。 |