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| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the spherical accretion of various types of fluids onto a Schwarzschild-like black hole solution modified by a Kalb-Ramond field implementing spontaneous Lorentz symmetry violation (LV). The system is analyzed for isothermal fluids characterized by the equation of state $p=\omega\rho$, including ultra-stiff, ultra-relativistic, and radiation fluids. We investigate the effect of the LV parameter $l$ on the fluid density $\rho(r)$, radial velocity $u(r)$, and accretion rate $\dot{M}$. Using a Hamiltonian dynamical systems approach, we examine the behavior near critical points and identify the sonic transitions in each scenario. Our results show that the LV parameter influences the location of critical points, the flow structure, and the accretion rate, with $l>0$ ($l<0$) enhancing (suppressing) the latter. For ultra-stiff fluids, no critical points are found, and the flow remains entirely subsonic. For ultra-relativistic and radiation fluids, transonic solutions exist, with the position of the sonic point depending on the sign of $l$. We also analyze polytropic fluids $p=\mathcal{K} \rho^{\Gamma}$ with $\Gamma=5/3$ and $\Gamma=4/3$, observing similar qualitative behavior, where the sonic transition is affected by both the equation of state and the LV parameter. These findings suggest that Lorentz symmetry breaking can significantly alter accretion dynamics in black hole spacetimes. | 我々は、カルブ・ラモンド場によって修正されたシュワルツシルト型ブラックホール解（自発的ローレンツ対称性の破れ（LV）を実装）への様々な種類の流体の球状降着を調査する。 この系は、超剛性流体、超相対論的流体、輻射流体を含む、状態方程式$p=\omega\rho$で特徴付けられる等温流体について解析する。 LVパラメータ$l$が流体密度$\rho(r)$、視線速度$u(r)$、および降着速度$\dot{M}$に及ぼす影響を調査する。 ハミルトン力学系アプローチを用いて、臨界点近傍の挙動を調べ、各シナリオにおける音速遷移を特定する。 結果は、LVパラメータが臨界点の位置、流れ構造、および降着速度に影響を与え、$l>0$（$l<0$）が降着速度を増大（抑制）することを示している。 超剛性流体の場合、臨界点は見つからず、流れは完全に亜音速のままである。 超相対論的流体および輻射流体の場合、遷音速解が存在し、音速点の位置は$l$の符号に依存する。 我々はまた、$\Gamma=5/3$および$\Gamma=4/3$のポリトロープ流体$p=\mathcal{K} \rho^{\Gamma}$を解析し、同様の定性的な挙動を観測した。 この挙動では、音速遷移は状態方程式とLVパラメータの両方の影響を受ける。 これらの知見は、ローレンツ対称性の破れがブラックホール時空における降着ダイナミクスを大きく変化させる可能性があることを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The UltraViolet EXplorer (UVEX) is a wide-field ultraviolet space telescope selected as a NASA Medium-Class Explorer (MIDEX) mission for launch in 2030. UVEX will undertake deep, cadenced surveys of the entire sky to probe low mass galaxies and explore the ultraviolet (UV) time-domain sky, and it will carry the first rapidly deployable UV spectroscopic capability for a broad range of science applications. One of UVEX's prime objectives is to follow up gravitational wave (GW) binary neutron star mergers as targets of opportunity (ToOs), rapidly scanning across their localization regions to search for their kilonova (KN) counterparts. Early-time multiband ultraviolet light curves of KNe are key to explaining the interplay between jet and ejecta in binary neutron star mergers. Owing to high Galactic extinction in the ultraviolet and the variation of GW distance estimates over the sky, the sensitivity to kilonovae can vary significantly across the GW localization and even across the footprint of a single image given UVEX's large field of view. Good ToO observing strategies to trade off between area and depth are neither simple nor obvious. We present an optimal strategy for GW follow-up with UVEX in which exposure time is adjusted dynamically for each field individually to maximize the overall probability of detection. We model the scheduling problem using the expressive and powerful mathematical framework of mixed integer linear programming (MILP), and employ a state-of-the-art MILP solver to automatically generate observing plan timelines that achieve high probabilities of kilonova detection. We have implemented this strategy in an open-source astronomical scheduling software package called the Multi-Mission Multi-Messenger Observation Planning Toolkit, on GitHub at https://github.com/m4opt/m4opt. | UltraViolet EXplorer（UVEX）は、2030年に打ち上げられるNASAの中型探査機（MIDEX）ミッションに選ばれた広視野紫外線宇宙望遠鏡です。 UVEXは、低質量銀河の探査と紫外線（UV）時間領域での空域探査のため、全天の深部を定常的に観測します。 また、幅広い科学応用に利用できる、初めて迅速に展開可能な紫外線分光機能を搭載します。 UVEXの主要目的の一つは、重力波（GW）連星中性子星合体を機会目標（ToO）として追跡し、その局在領域を迅速にスキャンしてキロノバ（KN）対応星を探索することです。 KNeの初期の多波長紫外線光度曲線は、連星中性子星合体におけるジェットと放出物の相互作用を説明する鍵となります。 紫外線における銀河の大きな減光と、天空における重力波の距離推定値の変動により、キロノバに対する感度は重力波の位置によって大きく異なり、UVEXの広い視野を考えると、単一画像のフットプリント全体にわたってさえも大きく異なる可能性があります。 面積と深度の間でトレードオフを行うための適切なToO観測戦略は、単純でも自明でもありません。 本研究では、UVEXを用いた重力波追跡のための最適な戦略を提示します。 この戦略では、各視野ごとに露出時間を動的に調整することで、全体的な検出確率を最大化します。 スケジューリング問題は、表現力豊かで強力な混合整数線形計画法（MILP）という数学的枠組みを用いてモデル化し、最先端のMILPソルバーを用いて、キロノバの検出確率を高める観測計画タイムラインを自動的に生成します。 私たちはこの戦略を、オープンソースの天文スケジューリングソフトウェアパッケージ「Multi-Mission Multi-Messenger Observation Planning Toolkit」に実装しました。 このツールキットはGitHub（https://github.com/m4opt/m4opt）で公開されています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The spins of binary black holes measured with gravitational waves provide insights about the formation, evolution, and dynamics of these systems. However, interpreting these measurements-especially for heavy black holes-remains an open problem.While the imprint of spin during the inspiral phase, where the black holes are well-separated, is understood through analytic descriptions of the dynamics, no such expressions exist for the merger. Though numerical relativity simulations provide an exact solution (to within numerical error), the imprint of the full six spin degrees of freedom on the signal is not transparent. In the absence of analytic expressions for the merger and to advance our ability to interpret massive binary black hole spin measurements, here we propose a waveform-based approach. Leveraging a neural network to efficiently calculate mismatches between waveforms, we identify regions in the parameter space of spins and mass ratio that result in low mismatches and thus similar waveforms. We map these regions with a Gaussian fit, thus identifying correlations and quantifying their strength. For low-mass, inspiral-dominated systems, we recover the known physical imprint: larger aligned spins are correlated with more equal masses as they have opposite effects on the inspiral length. For high-mass, merger-dominated signals, a qualitatively similar correlation is present, though its shape is altered and strength decreases with larger total mass. Correlations between in-plane spins and mass ratio follow a similar trend, with their shape and strength altered as the mass increases. Our new methodology of waveform-based correlation mapping provides a first step toward systematically modeling spin effects in merger-dominated signals across the full intrinsic parameter-space and motivates future effective spin parameters beyond the reach of analytic methods. | 重力波で測定された連星ブラックホールのスピンは、これらの系の形成、進化、そしてダイナミクスに関する知見を提供します。 しかしながら、これらの測定値、特に重いブラックホールの測定値の解釈は未解決の問題です。 ブラックホールが十分に分離しているインスパイラル段階におけるスピンの痕跡は、ダイナミクスの解析的記述によって理解されていますが、合体過程についてはそのような表現は存在しません。 数値相対論シミュレーションは（数値誤差の範囲内で）正確な解を提供しますが、信号に現れる6つのスピン自由度全体の痕跡は透明ではありません。 合体過程の解析的表現が存在しない状況において、また、質量の大きい連星ブラックホールのスピン測定値の解釈能力を向上させるために、本研究では波形ベースのアプローチを提案します。 ニューラルネットワークを活用して波形間の不一致を効率的に計算することで、スピンと質量比のパラメータ空間において、不一致が少なく、波形が類似する領域を特定します。 これらの領域をガウス分布に当てはめ、相関関係を特定し、その強度を定量化した。 低質量でインスパイラルが支配的な系の場合、既知の物理的痕跡を再現した。 すなわち、より大きな整列スピンは、インスパイラル長に反対の影響を与えるため、より等しい質量と相関している。 高質量で合体優勢な信号の場合も、質的に同様の相関関係が存在するが、その形状は変化し、総質量が大きくなるにつれて強度は減少する。 面内スピンと質量比の相関も同様の傾向を示し、質量が増加するにつれて形状と強度が変化する。 波形ベースの相関マッピングという我々の新しい手法は、合体優勢な信号におけるスピン効果を全固有パラメータ空間にわたって体系的にモデル化するための第一歩を提供し、解析的手法では到達できない将来の有効スピンパラメータの解明を促している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Employing the Newman-Penrose formalism and following the classic Teukolsky-like approach, we linearise the field equations of quadratic gravity on the Kerr background and combine them with the linearised Ricci and Bianch identities. This leads to constraints on linear perturbations of the Kerr spacetime in quadratic gravity. The resulting differential equations are decoupled in such a way that only the Ricci tensor perturbations need to be found on the Kerr background in order to fully determine the solution. The results are illustrated in the simple non-trivial cases of the Schwarzschild and Minkowski geometries. | ニューマン-ペンローズ形式論を用い、古典的なテューコルスキー的アプローチに従って、カー背景上の2次重力場の方程式を線形化し、線形化されたリッチ恒等式およびビアンシュ恒等式と組み合わせる。 これにより、2次重力におけるカー時空の線形摂動に対する制限が得られる。 得られた微分方程式は分離されており、解を完全に決定するためにはカー背景上のリッチテンソル摂動のみを求めればよい。 結果は、シュワルツシルト幾何学およびミンコフスキー幾何学の単純な非自明な場合で示される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Carrollian $\mathbb{R}^\times$-bundles ($\mathbb{R}^\times := \mathbb{R}\setminus \{0\}$) offer a novel perspective on intrinsic Carrollian geometry using the powerful tools of principal bundles. Given a choice of principal connection, a canonical Lorentzian metric exists on the total space. This metric enables the development of Hodge theory on a Carrollian $\mathbb{R}^\times$-bundle; specifically, the Hodge star operator and Hodge--de Rham Laplacian are constructed. These constructions are obstructed on a Carrollian manifold due to the degenerate metric. The framework of Carrollian $\mathbb{R}^\times$-bundles bridges the gap between Carrollian geometry and (pseudo)-Riemannian geometry. As an example, the question of the Hodge--de Rham Laplacian on the event horizon of a Schwarzschild black hole is addressed. A Carrollian version of electromagnetism is also proposed. | キャロル $\mathbb{R}^\times$ 束 ($\mathbb{R}^\times := \mathbb{R}\setminus \{0\}$) は、主束という強力なツールを用いて、本質的なキャロル幾何学に新たな視点を提供する。 主接続の選択が与えられた場合、全空間上には標準的なローレンツ計量が存在する。 この計量は、キャロル $\mathbb{R}^\times$ 束上のホッジ理論の発展を可能にする。 具体的には、ホッジスター作用素とホッジ-ド・ラーム・ラプラシアンが構成される。 これらの構成は、キャロル多様体上では退化した計量のために困難である。 キャロル $\mathbb{R}^\times$ 束の枠組みは、キャロル幾何学と(擬)リーマン幾何学の間の橋渡しとなる。 例として、シュヴァルツシルト・ブラックホールの事象の地平線上のホッジ・ド・ラーム・ラプラシアンの問題を取り上げます。 また、キャロル版の電磁気学も提案します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we extend the effective potential method to dynamical spacetimes by introducing a novel concept of dynamical potential and establishing three fundamental conditions that govern the evolution of circular orbits in such spacetimes. By generalizing the framework from static to dynamical spacetimes, we propose three conditions for the evolution equation of circular orbits: (1) The orbital radius of the evolving circular orbits does not explicitly depend on the affine parameter; (2) the dynamical potential does not change along the evolving circular orbits; and (3) the angular momentum of the evolving circular orbits is conserved. The dynamical potential conditions yield evolution equations for circular orbits that are shown to be equivalent to the quasi-local method. This approach provides a unified framework for analyzing orbital dynamics in time-dependent gravitational fields, with direct implications for black hole dynamics. The results bridge traditional effective potential methods with dynamical spacetime studies, enhancing the tools available for probing black hole mergers and evolving relativistic systems. | 本研究では、動的ポテンシャルという新しい概念を導入し、そのような時空における円軌道の発展を支配する3つの基本条件を確立することにより、有効ポテンシャル法を動的時空に拡張する。 この枠組みを静的時空から動的時空へと一般化することにより、円軌道の発展方程式に対する3つの条件を提案する。 (1) 発展する円軌道の軌道半径はアフィンパラメータに明示的に依存しない。 (2) 動的ポテンシャルは発展する円軌道に沿って変化しない。 (3) 発展する円軌道の角運動量は保存される。 これらの動的ポテンシャル条件は、準局所法と等価であることが示される円軌道の発展方程式をもたらす。 このアプローチは、時間依存重力場における軌道ダイナミクスを解析するための統一的な枠組みを提供し、ブラックホールダイナミクスに直接的な意味を持つ。 この成果は、従来の有効ポテンシャル法と動的時空研究を橋渡しし、ブラックホールの合体や相対論的系の進化を調べるために利用できるツールを強化するものです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a high-quality, homogeneous sample of 157 H$\beta$ reverberation-mapped active galactic nuclei (RM AGNs) spanning redshifts $0.00308 \leq z \leq 0.8429$, which is approximately 3.8 times larger than the previously available high-quality homogeneous sample. Using the broad-line region radius$-$luminosity relation ($R-L$), which involves the broad H$\beta$ line time delay and the monochromatic luminosity at 5100\,\AA\,, we show that the sample is standardizable by using six spatially flat and nonflat cosmological models. The inferred cosmological model parameters are consistent within 2$\sigma$ uncertainties with those from better established baryon acoustic oscillation and Hubble parameter measurements, with the exception of two nonflat models that are ruled out by other data. The $R-L$ relation slope is found to be flatter ($\gamma=0.428 \pm 0.025$ in the flat $\Lambda$CDM model) than the slope expected from a simple photoionization model as well as the slope found previously for the smaller homogeneous sample. In addition, we find a mild dependence of H$\beta$ $R-L$ relation parameters as well as its intrinsic scatter on the Eddington ratio by comparing the $R-L$ relations for low- and high-accreting equal-sized subsamples. A future analysis of a larger homogeneous sample containing a broader range of luminosities and Eddington ratios is necessary to confirm the standardizability of H$\beta$ AGNs. | 我々は、赤方偏移$0.00308 \leq z \leq 0.8429$にわたる157個のH$\beta$反響マッピングされた活動銀河核（RM AGN）の高品質で均質なサンプルを提示する。 これは、これまでに利用可能な高品質均質サンプルの約3.8倍である。 広帯域H$\beta$線の時間遅延と5100\,\AA\,における単色光度を含む広帯域線領域半径-光度関係（$R-L$）を用いて、サンプルが6つの空間的に平坦な宇宙論モデルと非平坦な宇宙論モデルを用いて標準化可能であることを示す。 推定された宇宙論モデルのパラメータは、他のデータによって除外された2つの非平坦モデルを除き、より確立された重粒子音響振動およびハッブルパラメータ測定から得られたパラメータと2$\sigma$の不確かさ内で整合している。 $R-L$関係の傾きは、単純な光電離モデルから予想される傾きや、以前に小さな均質サンプルで見出された傾きよりも平坦であることがわかった（平坦な$\Lambda$CDMモデルでは$\gamma=0.428 \pm 0.025$）。 さらに、低集積と高集積の等サイズサブサンプルの$R-L$関係を比較することにより、H$\beta$ $R-L$関係パラメータとその固有分散がエディントン比にわずかに依存していることがわかった。 H$\beta$ AGNの標準化可能性を確認するには、より広い範囲の光度とエディントン比を含む、より大規模な均質サンプルの今後の解析が必要である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| If Kaluza-Klein ideas were correct as an explanation of Yang-Mills and General Relativity on spacetime, the extra fibre geometry would have to be a sphere of constant size of the order of 10 Planck lengths, hence subject to quantum gravity corrections. Conversely, it was shown in previous work that modelling such corrections by noncommutative coordinates indeed forces the Kaluza-Klein cylinder ansatz form of the metric, and we now propose that the remaining restrictions needed come from quantum gravity on the fibre. Working with a fuzzy sphere fibre, we find that the expected value of the metric is indeed spherical and we propose that it can be taken as of constant size due to freedom in the renormalisation of divergences. In this way, we outline a mechanism whereby the observed structure of gravity plus Yang-Mills can emerge at low energies as a consequence of quantum gravity effects. | もしカルツァ＝クラインの考えが時空におけるヤン＝ミルズ理論と一般相対論の説明として正しいとすれば、追加のファイバー形状はプランク長の10倍程度の一定サイズの球面形状でなければならず、したがって量子重力補正の影響を受ける。 逆に、以前の研究で、そのような補正を非可換座標でモデル化すると、実際にカルツァ＝クラインの円筒仮説に基づく計量形式が強制されることが示されており、我々は今回、残りの必要な制約はファイバー上の量子重力から生じると提案する。 ファジー球面ファイバーを用いて、計量の期待値が実際に球面形状であることを発見し、発散の繰り込みの自由度により、計量を一定サイズと見なすことができると提案する。 このようにして、観測されている重力構造とヤン＝ミルズ構造が、量子重力効果の結果として低エネルギーで出現するメカニズムを概説する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Using the Ernst formalism, a novel solution of vacuum general relativity (GR) was recently obtained [1], describing a Schwarzschild black hole (BH) immersed in a nonasymptotically flat rotating background, dubbed swirling universe, with the peculiar property that north and south hemispheres spin in opposite directions. We investigate the null geodesic flow and, in particular, the existence of light rings in this vacuum geometry. By evaluating the total topological charge $w$, we show that there exists one unstable light ring ($w=-1$) for each rotation sense of the background. We observe that the swirling background drives the Schwarzschild BH light rings outside the equatorial plane, displaying counterrotating motion with respect to each other, while (both) corotating with respect to the swirling universe. Using backwards ray tracing, we obtain the shadow and gravitational lensing effects, revealing a novel feature for observers on the equatorial plane: the BH shadow displays an odd $\mathbb{Z}_2$ (north-south) symmetry, inherited from the same type of symmetry of the spacetime itself: a twisted shadow. | エルンスト形式論を用いることで、真空一般相対論（GR）の新しい解が最近得られました[1]。 これは、非漸近的に平坦な回転背景（渦巻宇宙）に浸されたシュワルツシルトブラックホール（BH）を記述するものであり、北半球と南半球が反対方向に回転するという特異な性質を持ちます。 我々はヌル測地線流、特にこの真空幾何学における光リングの存在を調べます。 全トポロジカルチャージ$w$を評価することで、背景の各回転方向に対して1つの不安定な光リング（$w=-1$）が存在することを示します。 渦巻背景はシュワルツシルトBH光リングを赤道面の外側に駆動し、互いに逆回転運動を示す一方で、（両方とも）渦巻宇宙に対して共回転することを観測します。 後方光線追跡法を用いて、影と重力レンズ効果を取得し、赤道面上の観測者にとって新しい特徴を明らかにしました。 BH影は、時空自体の同じタイプの対称性、すなわちねじれた影から受け継がれた、奇妙な$\mathbb{Z}_2$（南北）対称性を示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this piece of work, we studied the inflation in the context of ${f(R,T)}$ theory of gravity. We assumed the functional form of ${f(R,T)}$ to be $R+ 16 \pi G \lambda T$, where R is the Ricci scalar, T is the trace of the Energy-Momentum tensor and $\lambda$ is the model parameter. The cosmological observable parameters like scalar spectral index $n_s$ and tensor-to-scalar ratio $r$ are estimated for Double-Well potential. We found that for $\lambda = 150$, $n_s$ and $r$ are in good agreement with Planck 2018 data. Further, considering the vacuum expectation value in Double-Well potential to be Planckian, we observed the admissible range of model parameter to be $145 < \lambda < 222$ for which this model remains consistent with Planck 2018 data. | 本研究では、インフレーション現象を重力理論の文脈で考察した。 ${f(R,T)}$の関数形を$R+ 16 \pi G \lambda T$と仮定した。 ここで、Rはリッチスカラー、Tはエネルギー運動量テンソルのトレース、$\lambda$はモデルパラメータである。 スカラースペクトル指数$n_s$やテンソル対スカラー比$r$といった宇宙論的観測パラメータは、二重井戸ポテンシャルに対して推定された。 $\lambda = 150$のとき、$n_s$と$r$はPlanck 2018のデータとよく一致することがわかった。 さらに、二重井戸ポテンシャルの真空期待値がプランク分布に従うことを考慮すると、モデルパラメータの許容範囲は$145 < \lambda < 222$であり、この範囲ではこのモデルはプランク2018のデータと整合していることがわかります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Accurate parameter estimation(PE) of gravitational waves(GW) is essential for GW data analysis. In extreme mass-ratio inspiral binary(EMRI) systems, orbital eccentricity is a critical parameter for PE. However, current software for for PE of GW often neglects the direct estimation of orbital eccentricity. To fill this gap, we have developed the MatBYIB, a MATLAB-based software package for PE of GW with arbitrary eccentricity. The MatBYIB employs the Analytical Kludge (AK) waveform as a computationally efficient signal generator and computes parameter uncertainties via the Fisher Information Matrix (FIM) and the Markov Chain Monte Carlo (MCMC). For Bayesian inference, we implement the Metropolis-Hastings (M-H) algorithm to derive posterior distributions. To guarantee convergence, the Gelman-Rubin convergence criterion (the Potential Scale Reduction Factor R) is used to determine sampling adequacy, with MatBYIB dynamically increasing the sample size until R < 1.05 for all parameters. Our results demonstrate strong agreement between FIM- based predictions and full MCMC sampling. This program is user-friendly and allows for estimation of gravitational wave parameters with arbitrary eccentricity on standard personal computers. Code availability:The implementation is open-source at https://github.com/GenliangLi/MatBYIB. | 重力波(GW)の正確なパラメータ推定(PE)は、重力波データ解析に不可欠です。 極端質量比インスパイラル連星(EMRI)系では、軌道離心率がPEの重要なパラメータとなります。 しかしながら、現在の重力波PE用ソフトウェアは、軌道離心率の直接推定をしばしば無視しています。 このギャップを埋めるために、我々は任意の離心率を持つ重力波のPE用MATLABベースのソフトウェアパッケージであるMatBYIBを開発しました。 MatBYIBは、計算効率の高い信号発生器として解析的クルージュ(AK)波形を用い、フィッシャー情報行列(FIM)とマルコフ連鎖モンテカルロ(MCMC)を用いてパラメータ不確実性を計算します。 ベイズ推論では、事後分布を導出するメトロポリス-ヘイスティングス(M-H)アルゴリズムを実装しています。 収束を保証するために、Gelman-Rubin収束基準（潜在的スケール縮小係数R）を用いてサンプリングの適切性を判定し、MatBYIBは全てのパラメータでR < 1.05となるまでサンプルサイズを動的に増加させます。 結果は、FIMに基づく予測と完全なMCMCサンプリングとの間に高い一致が見られることを示しています。 このプログラムは使いやすく、標準的なパーソナルコンピュータで任意の離心率を持つ重力波パラメータの推定を可能にします。 コードの入手方法：実装はオープンソースで、https://github.com/GenliangLi/MatBYIB で公開されています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this letter we introduce the noncommutative geometry into the standard Einstein-Hilbert-Maxwell action via the $\partial_t\wedge\partial_\varphi$ Drinfeld twist and solve the equation of motion pertubatively in the expansion of the noncommutative parameter $a$. The equation of motion, the NC Einstein-Maxwell equation, turns out to be effectively a problem in nonlinear electrodynamics where the energy-momentum tensor $T_{\mu\nu}$ obtains correction terms with three Faraday tensors $F_{\mu\nu}$. A solution with nonzero $a^1$ terms turns out to be the Kerr-Newman black hole modified with nonzero $g_{t\theta}, g_{r\varphi}, g_{tr}$ and $g_{\varphi\theta}$ components proportional to $a$, while the electromagnetic potential is the Seiberg-Witten expanded Kerr-Newman potential which introduces a nonzero $A_{\theta}$ term proportional to $a$. | 本稿では、$\partial_t\wedge\partial_\varphi$ ドリンフェルトねじれを介して標準的なアインシュタイン-ヒルベルト-マクスウェル作用に非可換幾何学を導入し、非可換パラメータ$a$の展開において摂動的に運動方程式を解く。 運動方程式、すなわちNCアインシュタイン-マクスウェル方程式は、エネルギー運動量テンソル$T_{\mu\nu}$が3つのファラデーテンソル$F_{\mu\nu}$によって補正項を得る非線形電気力学における問題であることが分かる。 非零の$a^1$項を持つ解は、$a$に比例する非零の$g_{t\theta}、g_{r\varphi}、g_{tr}$、および$g_{\varphi\theta}$成分で修正されたKerr-Newmanブラックホールであることが判明し、一方、電磁ポテンシャルは、$a$に比例する非零の$A_{\theta}$項を導入するSeiberg-Witten展開Kerr-Newmanポテンシャルである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Current models of quantum interference experiments in external gravitational fields lack a common framework: while matter-wave interferometers are commonly described using the Schr\"odinger equation with a Newtonian potential, gravitational effects in quantum optics are modeled using either post-Newtonian metrics or highly symmetric exact solutions to Einstein's field equations such as those of Schwarzschild and Kerr. To coherently describe both kinds of experiments, this paper develops a unified framework for modeling quantum interferometers in general stationary space-times. This model provides a rigorous description and coherent interpretation of the effects of classical gravity on quantum probes. | 外部重力場における量子干渉実験の現在のモデルには共通の枠組みが欠けている。 物質波干渉計は一般的にニュートンポテンシャルを持つシュレーディンガー方程式を用いて記述されるのに対し、量子光学における重力効果はポストニュートン計量、あるいはシュワルツシルトやカーの式のようなアインシュタインの場の方程式の高度に対称的な厳密解を用いてモデル化される。 本論文では、両方の種類の実験を首尾一貫して記述するために、一般の定常時空における量子干渉計をモデル化する統一的な枠組みを構築する。 このモデルは、古典重力が量子プローブに及ぼす影響について厳密な記述と首尾一貫した解釈を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we present LensingFlow. This is an implementation of an automated workflow to search for evidence of gravitational lensing in a large series of gravitational wave events. This workflow conducts searches for evidence in all generally considered lensing regimes. The implementation of this workflow is built atop the Asimov automation framework and CBCFlow metadata management software and the resulting product therefore encompasses both the automated running and status checking of jobs in the workflow as well as the automated production and storage of relevant metadata from these jobs to allow for later reproduction. This workflow encompasses a number of existing lensing pipelines and has been designed to accommodate any additional future pipelines to provide both a current and future basis on which to conduct large scale lensing analyses of gravitational wave signal catalogues. The workflow also implements a prioritisation management system for jobs submitted to the schedulers in common usage in computing clusters ensuring both the completion of the workflow across the entire catalogue of events as well as the priority completion of the most significant candidates. As a first proof-of-concept demonstration, we deploy LensingFlow on a mock data challenge comprising 10 signals in which signatures of each lensing regime are represented. LensingFlow successfully ran and identified the candidates from this data through its automated checks of results from consituent analyses. | 本研究では、LensingFlow を紹介します。 これは、大規模な重力波イベント系列における重力レンズ効果の証拠を探索するための自動化ワークフローの実装です。 このワークフローは、一般的に考えられているすべてのレンズ効果領域における証拠の探索を行います。 このワークフローの実装は、Asimov 自動化フレームワークと CBCFlow メタデータ管理ソフトウェア上に構築されており、その結果得られる成果物は、ワークフロー内のジョブの自動実行とステータスチェック、そしてこれらのジョブから関連するメタデータの自動生成と保存の両方を網羅し、後で再現できるようにします。 このワークフローは、既存の多数のレンズ効果パイプラインを包含し、将来追加されるパイプラインにも対応できるように設計されており、現在および将来にわたって、重力波信号カタログの大規模なレンズ効果解析を実施するための基盤を提供します。 このワークフローは、コンピューティングクラスターで一般的に使用されているスケジューラに送信されるジョブの優先順位付け管理システムも実装しており、イベントカタログ全体にわたるワークフローの完了と、最も重要な候補の優先的な完了の両方を保証します。 最初の概念実証として、各レンズ効果レジームのシグネチャが表現された10個の信号で構成される模擬データチャレンジにLensingFlowを適用しました。 LensingFlowは、構成分析の結果を自動的にチェックすることで、このデータから候補を正常に実行し、特定しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Effective dust collapse inspired by loop quantum gravity predicts two main features for general realistic initial profiles: a quantum gravitational bounce of the stellar core, when the energy density becomes planckian, and shell-crossing singularities, arising within almost a planckian time after the bounce. The aim of this work is to study the mathematical and physical features of the effective spacetime near these singularities, through the Jacobi deviation equation. The results show that the radial and angular deviations between dust particles remain finite at both the bounce and shell-crossing singularity, providing a physical justification for extending the spacetime beyond shell-crossing singularities through weak solutions. | ループ量子重力に着想を得た有効ダスト崩壊は、一般的な現実的な初期プロファイルに対して2つの主要な特徴を予測する。 1つは、エネルギー密度がプランク密度になるときの恒星核の量子重力バウンス、もう1つは、バウンス後ほぼプランク時間内に発生する殻交差特異点である。 本研究の目的は、ヤコビ偏差方程式を用いて、これらの特異点近傍の有効時空の数学的および物理的特徴を研究することである。 結果は、ダスト粒子間の半径および角度の偏差が、バウンスと殻交差特異点の両方で有限のままであることを示しており、弱解を通して殻交差特異点を超えて時空を拡張することの物理的な正当性を与えている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce a new coherent state expansion of the exponential representation of the S-matrix for the classical gravitational two-body problem. By combining the Kosower-Maybee-O'Connell (KMOC) formalism with the Dirac bracket structure emerging in the classical limit, we derive compact and gauge-invariant expressions for scattering observables in the presence of radiation. This causal formulation bypasses the calculation of KMOC cuts and provides a direct link between observables and a minimal set of classical matrix elements extracted from amplitudes. We illustrate our method with several examples, including the impulse, spin kick, angular momentum, waveform and the related radiative fluxes. Finally, using our formalism we evaluate for the first time the spin kick and the change in angular momentum of each particle up to $\mathcal{O}(G^2 s_1^{j_1} s_2^{j_2})$ with $j_1+ j_2 \leq 11$. | 我々は、古典重力二体問題に対するS行列の指数表現の新しいコヒーレント状態展開を導入する。 コソワー-メイビー-オコネル（KMOC）形式論と古典極限に現れるディラックの括弧構造を組み合わせることで、放射が存在する散乱観測量に対するコンパクトでゲージ不変な表現式を導出する。 この因果的定式化は、KMOCカットの計算を回避し、観測量と振幅から抽出された最小の古典行列要素セットとの間の直接的なリンクを提供する。 我々は、インパルス、スピンキック、角運動量、波形、および関連する放射フラックスを含むいくつかの例を用いて、この手法を説明する。 最後に、我々の定式化を用いて、各粒子のスピンキックと角運動量の変化を、$\mathcal{O}(G^2 s_1^{j_1} s_2^{j_2})$（ただし$j_1+ j_2 \leq 11$）まで初めて評価した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the one-loop quantum correction to the power spectrum of primordial curvature perturbations in the ultra-slow-roll (USR) inflationary scenario, incorporating the backreaction effect from curvature perturbations. In the spatially-flat gauge, we expand the background inflaton field up to second order and identify the one-loop level backreaction term in the action. Utilizing a gauge transformation, we derive the comoving curvature interaction Hamiltonian in the presence of the backreaction term and calculate the one-loop correction using the in-in formalism. Our results reveal that the one-loop super-horizon corrections previously reported in the literature are canceled by the backreaction contributions. This finding underscores the importance of accounting for the backreaction effects in the analysis of quantum corrections during USR inflation. | 我々は、超スローロール（USR）インフレーションシナリオにおける原始曲率摂動のパワースペクトルに対する1ループ量子補正を、曲率摂動からの反作用効果を取り入れて調べる。 空間的に平坦なゲージにおいて、背景インフレーション場を2次まで展開し、作用における1ループレベルの反作用項を特定する。 ゲージ変換を用いて、反作用項が存在する場合の共動曲率相互作用ハミルトニアンを導出し、in-in形式を用いて1ループ補正を計算する。 我々の結果は、これまで文献で報告されていた1ループのスーパーホライズン補正が反作用寄与によって打ち消されることを明らかにする。 この発見は、USRインフレーション中の量子補正の解析において反作用効果を考慮することの重要性を強調する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recently, a class of exact solutions describing rotating black holes immersed in a uniform magnetic field has been proposed, and various properties of such black holes remain unclear. This paper aims to explore how to extract energy based on the magnetic reconnection mechanism in both the circular orbit region and the plunging region. After introducing the properties of this spacetime, we analyze physical quantities such as the size of the ergoregion, the event horizon, and the boundaries of the ergosphere. We then analyze the magnetic reconnection process within circular orbits. We plot energy extraction parameter diagrams, and analyze the power and efficiency of energy extraction. The results show that the magnetic field impedes energy extraction. Comparing with Kerr black holes and Kerr-Melvin black holes, we find that this black hole's energy extraction capability is stronger than that of the Kerr-Melvin black hole but weaker than that of the Kerr black hole. Furthermore, we study magnetic reconnection and energy extraction in the plunging region of this black hole. The results indicate that the magnetic field still impedes energy extraction. The black hole's energy extraction capability in this region also remains weaker than that of a Kerr black hole but stronger than that of a Kerr-Melvin black hole. Comparing the plunging region with the circular orbit region, we find that the energy extraction power in the plunging region is consistently stronger than in the circular orbit region. | 最近、一様磁場中に置かれた回転ブラックホールを記述する厳密解のクラスが提案されているが、そのようなブラックホールの様々な特性は未解明である。 本論文は、円軌道領域と突入領域の両方において、磁気リコネクション機構に基づいてエネルギーを抽出する方法を探ることを目的とする。 この時空の特性を導入した後、エルゴ領域の大きさ、事象の地平線、エルゴ圏の境界などの物理量を解析する。 次に、円軌道内の磁気リコネクション過程を解析する。 エネルギー抽出パラメータ図をプロットし、エネルギー抽出の強度と効率を解析する。 結果は、磁場がエネルギー抽出を阻害することを示している。 カーブラックホールとカー・メルビンブラックホールを比較すると、このブラックホールのエネルギー抽出能力はカー・メルビンブラックホールよりも強いが、カーブラックホールよりも弱いことがわかる。 さらに、このブラックホールの突入領域における磁気再結合とエネルギー抽出を調べた。 結果は、磁場が依然としてエネルギー抽出を阻害していることを示す。 この領域におけるブラックホールのエネルギー抽出能力は、カーブラックホールよりも弱いものの、カー・メルビンブラックホールよりは強い。 突入領域と円軌道領域を比較すると、突入領域におけるエネルギー抽出能力は円軌道領域よりも一貫して強いことがわかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Binary population synthesis simulations allow detailed modelling of gravitational-wave sources from a variety of formation channels. These population models can be compared to the observed catalogue of merging binaries to infer the uncertain astrophysical input parameters describing binary formation and evolution, as well as relative rates between various formation pathways. However, it is computationally infeasible to run population synthesis simulations for all variations of uncertain input physics. We demonstrate the use of normalising flows to emulate population synthesis results and interpolate between astrophysical input parameters. Using current gravitational-wave observations of binary black holes, we use our trained normalising flows to infer branching ratios between multiple formation channels, and simultaneously infer common-envelope efficiency and natal spins across a continuous parameter range. Given our set of formation channel models, we infer the natal spin to be $0.04^{+0.04}_{-0.01}$, and the common-envelope efficiency to be $>3.7$ at 90% credibility, with the majority of underlying mergers coming from the common-envelope channel. Our framework allows us to measure population synthesis inputs where we do not have simulations, and better constrain the astrophysics underlying current gravitational-wave populations. | 連星系ポピュレーション合成シミュレーションは、様々な形成経路からの重力波源の詳細なモデル化を可能にする。 これらのポピュレーションモデルは、観測された合体連星のカタログと比較することで、連星系の形成と進化を記述する不確実な天体物理学的入力パラメータ、および様々な形成経路間の相対速度を推定することができる。 しかし、不確実な入力物理のあらゆるバリエーションに対してポピュレーション合成シミュレーションを実行することは計算上不可能である。 本研究では、正規化フローを用いてポピュレーション合成の結果をエミュレートし、天体物理学的入力パラメータ間を補間する方法を示す。 連星系ブラックホールの現在の重力波観測データを用いて、訓練済みの正規化フローを用いて複数の形成経路間の分岐比を推定し、同時に連続的なパラメータ範囲にわたって共通エンベロープ効率と出生時のスピンを推定する。 我々の形成経路モデル群に基づき、出生時のスピンは$0.04^{+0.04}_{-0.01}$、共通エンベロープ効率は90%の信頼度で$>3.7$と推定され、基礎となる合体の大部分は共通エンベロープ経路に由来する。 我々の枠組みにより、シミュレーションが存在しない領域でも種族合成入力を測定することができ、現在の重力波種族の背後にある天体物理学をより適切に制約することができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Compact stars above a critical stellar mass develop large scalar fields in some scalar-tensor theories. This scenario, called spontaneous scalarization, has been an intense topic of study since it passes weak-field gravity tests naturally while providing clear observables in the strong-field regime. The underlying mechanism for the onset of scalarization is often depicted as a second-order phase transition. Here, we show that a first-order phase transition is in fact the most common mechanism. This means metastability and transitions between locally stable compact object configurations are much more likely than previously believed, opening vast new avenues for observational prospects. | 臨界質量を超えるコンパクト星は、いくつかのスカラーテンソル理論において、大きなスカラー場を発達させる。 自発的スカラー化と呼ばれるこのシナリオは、弱場重力テストを自然にクリアする一方で、強場領域では明瞭な観測量をもたらすことから、熱心な研究対象となっている。 スカラー化開始の根底にあるメカニズムは、しばしば二次相転移として描写される。 本研究では、一次相転移が実際には最も一般的なメカニズムであることを示す。 これは、準安定性や、局所的に安定なコンパクト天体構成間の遷移が、これまで考えられていたよりもはるかに起こりやすいことを意味し、観測的展望に広大な新たな道を開くものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we investigate the universal extremality relation and thermodynamic topology of Van der Waals (VdW) black holes-solutions of Einstein's equations whose thermodynamic behavior closely resembles that of Van der Waals fluids. In the classical case, the black hole entropy obeys the Bekenstein-Hawking area law and satisfies the standard universality relation. We then incorporate quantum corrections using three distinct frameworks: the Generalized Uncertainty Principle (GUP), the Extended Uncertainty Principle (EUP), and Rainbow Gravity. While these corrections modify the entropy law, we find that a generalized form of the universal extremality relation still holds. Next, we explore the thermodynamic topology of VdW black holes, focusing on the distribution of topological charges. Our analysis reveals that variations in the black hole and model parameters lead to significant changes in topological classifications and stability, as quantified by winding numbers. In the GUP-corrected case, topological charge distributions exhibit robustness against parameter variations, suggesting classification stability. For EUP-corrected black holes, we identify two distinct topological classes, with some configurations displaying three non-zero topological charges and others maintaining a total charge of zero, despite changes in individual charge counts. The Rainbow Gravity-corrected scenario shows similar consistency in topological behavior. | 本論文では、ファンデルワールス（VdW）ブラックホールの普遍的極限関係と熱力学的トポロジーを調査する。 これは、熱力学的挙動がファンデルワールス流体の挙動によく似ているアインシュタイン方程式の解である。 古典的なケースでは、ブラックホールのエントロピーはベッケンシュタイン-ホーキングの面積則に従い、標準的な普遍性関係を満たす。 次に、一般化不確定性原理（GUP）、拡張不確定性原理（EUP）、レインボー重力という3つの異なる枠組みを用いて量子補正を組み込む。 これらの補正はエントロピー則を修正するが、普遍的極限関係の一般化された形は依然として成立することを見いだす。 次に、VdWブラックホールの熱力学的トポロジーを、トポロジカルチャージの分布に焦点を当てて調査する。 解析の結果、ブラックホールとモデルのパラメータの変化が、巻き数によって定量化されるトポロジカル分類と安定性に大きな変化をもたらすことが明らかになった。 GUP補正の場合、トポロジカル電荷分布はパラメータ変動に対してロバスト性を示し、分類の安定性を示唆しています。 EUP補正されたブラックホールについては、2つの異なるトポロジカルクラスを識別しました。 構成によっては3つの非ゼロのトポロジカル電荷を示すものもあれば、個々の電荷数の変化にもかかわらず、総電荷がゼロを維持するものもあります。 Rainbow Gravity補正シナリオでも、同様のトポロジカルな振る舞いの一貫性が見られます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this study, we develop a modeling framework based on spatio-temporal generalized random fields to simulate the time-evolving accretion flows and their associated imaging signatures around rotating regular black holes. We extend the Mat\'ern field formalism to the spatio-temporal domain and introduce a locally anisotropic tensor structure \(\Lambda(\mathbf{x})\), which encodes direction-dependent correlation scales motivated by Keplerian velocity fields, thereby generating physically informed perturbation structures. Coupled with a computationally efficient light ray-tracing scheme, this framework produces a sequence of time-resolved images of regular black hole shadow and accretion structures. By incorporating light-travel time effects, we identify significant temporal smearing of features within strongly lensed regions and rapidly varying sources, thus enhancing the physical realism of the modeling. Comparison with existing general relativistic magnetohydrodynamic simulations demonstrates that our stochastic generative model maintains statistical consistency while offering substantial computational efficiency. Moreover, the simulated results reproduce the dynamic positional shift of the bright ring structure observed in M87$^{*}$, providing theoretical support for interpreting its time-variable images. | 本研究では、回転する正則ブラックホールの周囲で時間とともに変化する降着流とそれに伴う画像化シグネチャーをシミュレートするための、時空間一般化ランダム場に基づくモデリングフレームワークを開発する。 Mat\'ern場の形式論を時空間領域に拡張し、局所異方性テンソル構造\(\Lambda(\mathbf{x})\)を導入する。 これは、ケプラー速度場に基づく方向依存の相関スケールを符号化し、物理的に情報に基づいた摂動構造を生成する。 計算効率の高い光線追跡法と組み合わせることで、このフレームワークは、正則ブラックホールの影と降着構造の時間分解画像シーケンスを生成する。 光の移動時間効果を取り入れることで、強いレンズ効果を受けた領域と急速に変化する光源内の特徴の顕著な時間的スミアリングを特定し、モデリングの物理的なリアリティを高める。 既存の一般相対論的電磁流体シミュレーションとの比較により、我々の確率的生成モデルは統計的整合性を維持しながら、かなりの計算効率を実現することが実証された。 さらに、シミュレーション結果はM87$^{*}$で観測された明るいリング構造の動的な位置シフトを再現し、その時間変動画像の解釈に対する理論的裏付けを提供している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose an experiment to test the non-classicality of the gravitational interaction. We consider two optomechanical systems that are perfectly isolated, except for a weak gravitational coupling. If a suitable resonance condition is satisfied, an optical signal can be transmitted from one system to the other over a narrow frequency band, a phenomenon that we call gravitationally induced transparency. In this framework, the challenging problem of testing the quantum nature of gravity is mapped to the easier task of determining the non-classicality of the gravitationally-induced optical channel: If the optical channel is not entanglement-breaking, then gravity must have a quantum nature. This approach is applicable without making any assumption on the, currently unknown, correct model of gravity in the quantum regime. In the second part of this work, we model gravity as a quadratic Hamiltonian interaction (e.g. a weak Newtonian force), resulting in a Gaussian thermal attenuator channel between the two systems. Depending on the strength of thermal noise, the system presents a sharp transition from an entanglement-breaking to a non-classical channel capable not only of entanglement preservation but also of asymptotically perfect quantum communication. | 我々は重力相互作用の非古典性を検証する実験を提案する。 弱い重力結合を除いて完全に分離された2つの光機械系を考える。 適切な共鳴条件が満たされる場合、光信号は狭い周波数帯域を介して一方の系から他方の系へ伝送可能であり、この現象を我々は重力誘起透過と呼ぶ。 この枠組みにおいて、重力の量子性を検証するという困難な問題は、重力誘起光チャネルの非古典性を決定するというより容易な課題にマッピングされる。 すなわち、光チャネルがエンタングルメントを破壊しないのであれば、重力は量子性を持つはずである。 このアプローチは、量子領域における重力の正しいモデル（現在未知のもの）についていかなる仮定も置くことなく適用可能である。 本研究の後半では、重力を2次ハミルトン相互作用（例えば弱いニュートン力）としてモデル化し、2つの系間にガウス熱減衰チャネルを形成する。 熱雑音の強さに応じて、システムはエンタングルメントを破る通信路から、エンタングルメントの保存だけでなく漸近的に完全な量子通信も可能な非古典的な通信路へと急激に遷移します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Although the debate about the systematic errors of DESI DR1 is still open, recent DESI DR2 is consistent with DESI DR1 and further strengthens the results of DESI DR1. In this analysis, we present a $\sim 2.38 \sigma$ discrepancy between Planck $\Lambda$ CDM cosmology and the DESI DR2 Luminous Red Galaxy (LRG1) data at $z_{\text{eff}} = 0.51$, which predicts an unexpectedly large value for $\Omega_m$, $\Omega_m = 0.471^{+0.119}_{-0.065}$. We find that the $w_0 w_a$CDM model, using DESI DR2 data, suggests $w_0 > 1$, indicating a deviation from the standard $\Lambda$CDM paradigm, where is strictly $w_0 = -1$. Additionally, the DESI DR2 data reveals that the value of $\Omega_m$ fluctuates at the 2.97 $\sigma$ level as redshift bin increases, particularly within the $\Lambda$CDM paradigm. The DESI DR2 LRG1 data at $z_{\text{eff}} = 0.51$ seem to contradict the results from Type Ia supernovae in the same redshift range. However, it is expected that this discrepancy will become less significant with future DESI data releases, and the trend for $\Omega_m$ is expected to continue to increase as higher redshifts are considered. The statistical significance of this trend was approximately $1.8 \sigma$ when only the DESI DR1 data was considered, but, in the light of DESI DR2 data, the significance has decreased to about $0.52 \sigma$. Despite this reduction, the trend showing an increase in $\Omega_m$ with higher redshifts remains, though with less statistical confidence. This highlights the importance of understanding why the DESI LRG1 data at $z_{\text{eff}} = 0.51$ appear to be an outlier in the determination of $\Omega_m$. | DESI DR1の系統的誤差に関する議論は依然として続いているものの、最近のDESI DR2はDESI DR1と整合しており、DESI DR1の結果をさらに強化しています。 本解析では、Planck $\Lambda$ CDM宇宙論とDESI DR2のLuminous Red Galaxy (LRG1)データ（$z_{\text{eff}} = 0.51$）との間に$\sim 2.38 \sigma$の乖離が見られ、これは予想外に大きな$\Omega_m$値、$\Omega_m = 0.471^{+0.119}_{-0.065}$を予測します。 DESI DR2データを用いた$w_0 w_a$CDMモデルは$w_0 > 1$を示唆しており、これは標準的な$\Lambda$CDMパラダイム（厳密には$w_0 = -1$）からの逸脱を示しています。 さらに、DESI DR2データは、赤方偏移のビンが増加するにつれて、特に$\Lambda$CDMパラダイム内で、$\Omega_m$の値が2.97 $\sigma$レベルで変動することを示している。 $z_{\text{eff}} = 0.51$におけるDESI DR2 LRG1データは、同じ赤方偏移範囲にあるIa型超新星の結果と矛盾しているように見える。 しかし、この食い違いは将来のDESIデータリリースによって有意性が低下すると予想され、$\Omega_m$の傾向はより高い赤方偏移を考慮するにつれて増加し続けると予想される。 この傾向の統計的有意性は、DESI DR1データのみを考慮した場合、約$1.8 \sigma$であったが、DESI DR2データを考慮すると、有意性は約$0.52 \sigma$に減少した。 この減少にもかかわらず、赤方偏移の上昇とともに$\Omega_m$が増加する傾向は依然として残っていますが、統計的な信頼性は低下しています。 これは、$z_{\text{eff}} = 0.51$におけるDESI LRG1データが$\Omega_m$の決定において外れ値として現れる理由を理解することの重要性を浮き彫りにしています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Setting up a relativistic lunar reference frame is of a prime importance in the context of future exploration missions to the Moon. If the procedure for building a consistent reference frame within the framework of the general theory of relativity is well established (cf. resolutions B.3 of IAU 2000), there is still some freedom in the choice of the coordinate timescale to be adopted as reference in the cislunar region. In this paper, we review the orders of magnitude of the relativistic effects resulting from (i) the gravitational redshift of a clock on the lunar surface and (ii) the time transformations between a clock on the surface of the Moon and a clock on the surface of the Earth. We then discuss possible options for a lunar reference timescale with their advantages and drawbacks. Finally, we propose possible realizations of the lunar reference timescale as well as its traceability to UTC. | 相対論的な月の基準座標系を確立することは、将来の月探査ミッションにおいて極めて重要である。 一般相対性理論の枠組みの中で整合した基準座標系を構築する手順が確立されていれば（IAU 2000決議B.3参照）、地球近傍月領域において基準として採用される座標系スケールの選択には依然としてある程度の自由度が残されている。 本稿では、(i) 月面時計の重力赤方偏移、および(ii) 月面時計と地球表面時計間の時間変換から生じる相対論的効果の大きさを概説する。 次に、月基準時間スケールの可能な選択肢とその長所と短所について議論する。 最後に、月基準時間スケールの実現可能性と、UTCへのトレーサビリティについて提案する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this thesis, we investigate the implications of Lorentz-violating (LV) theories, focusing on Very Special Relativity (VSR) and its phenomenological consequences. Initially presented as an alternative mechanism for neutrino masses, VSR has since become a significant part of the general LV framework, distinguished by its unique group structure and non-local operators. After a comprehensive introduction to the principles of LV and VSR, we present the corresponding modifications to the Dirac equation. A significant part of the thesis is dedicated to the development of a Hamiltonian formalism within the VSR context, addressing its inherent non-localities. This approach is further extended to the non-relativistic limit, connecting it to the conventional Schr\"odinger picture. We then set upper bounds on the VSR parameters by examining its corrections to a wide range of physical systems and scenarios, such as Landau levels of charged particles, the $\mathsf g-$factor of electrons, the energy spectrum of ultracold neutrons in Earth's gravitational field, and the gravitational emission from binary stars. The latter analysis led us to the construction of a VSR field theory for spin-2 fields in flat space, which was surprisingly found to accommodate a gauge-invariant graviton mass. Through this comprehensive study, we bridged theoretical predictions with experimental data, paving the way for future explorations in Lorentz-violating theories and highlighting their potential to address unresolved questions in modern physics. | 本論文では、超特殊相対論（VSR）とその現象論的帰結に焦点を当て、ローレンツ対称性を破る（LV）理論の含意を考察する。 当初ニュートリノ質量の代替メカニズムとして提示されたVSRは、その後、その独特な群構造と非局所的作用素によって特徴付けられる、一般的なLV枠組みの重要な部分となった。 LVとVSRの原理を包括的に紹介した後、ディラック方程式への対応する修正を提示する。 本論文の大部分は、VSRの文脈におけるハミルトニアン形式論の開発に充てられ、VSRに固有の非局所性について論じている。 このアプローチは非相対論的極限までさらに拡張され、従来のシュレーディンガー描像と結び付けられる。 次に、荷電粒子のランダウ準位、電子のg因子、地球重力場における超冷中性子のエネルギースペクトル、連星からの重力放射など、幅広い物理系やシナリオに対する補正を検証することにより、VSRパラメータの上限を設定した。 後者の解析により、平坦空間におけるスピン2場に対するVSR場の理論が構築され、驚くべきことに、この理論はゲージ不変な重力子質量を包含することがわかった。 この包括的な研究を通じて、理論予測と実験データの橋渡しを行い、ローレンツ対称性を破る理論の将来の探究への道を開き、現代物理学における未解決の問題を解決する可能性を浮き彫りにした。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate relativistic Bondi accretion in the Simpson-Visser spacetime, which, via a single parameter $\ell$, interpolates between the Schwarzschild, regular black hole, extremal and wormhole regimes. First, we analyze the neutral Simpson-Visser geometry, recovering Schwarzschild at $\ell=0$, and then its charged extension of the Reissner-Nordstr\"om metric. In both these cases, we derive the conservation equations and analyze two representative fluid models: a barotropic perfect fluid and a constituent with an exponential density profile. By varying the parameters across regimes, we locate critical (sonic) points and integrate velocity, density and pressure profiles. While near-horizon inflow velocities are similar across the different solutions, we find that the critical radius and the resulting accretion rates and luminosities severely change, depending on the value of the parameter and type of fluid. Remarkably, the barotropic and exponential cases exhibit different trends in the outer regions. Moreover, by extending the analysis to the charged SV spacetime, we find that the presence of a central charge $Q$ produces additional, albeit modest, shifts in the sonic radius which, in combination with those induced by the regularization parameter $\ell$, could provide a double observational marker. In particular, while $\ell$ acts predominantly on the position of the critical point, in the barotropic fluid case, the electromagnetic contribution of $Q$ slightly dampens the inflow velocity near the horizon. | 我々は、シンプソン・フィッサー時空における相対論的ボンダイ降着を研究する。 これは、単一のパラメータ$\ell$を介して、シュワルツシルト、通常ブラックホール、極限ブラックホール、ワームホールの各領域の間を補間する。 まず、中性シンプソン・フィッサー幾何を分析し、$\ell=0$ におけるシュワルツシルト幾何モデルを復元し、次にライスナー・ノルドストローム計量の荷電拡張を解析する。 どちらの場合も、保存方程式を導出し、2つの代表的な流体モデル、すなわち順圧完全流体と指数関数的密度プロファイルを持つ構成流体を解析する。 領域間でパラメータを変化させることで、臨界点（音速）を特定し、速度、密度、圧力プロファイルを積分する。 地平線近傍の流入速度は異なる解間で類似しているが、臨界半径とその結果生じる降着率および光度は、パラメータの値と流体の種類によって大きく変化することがわかる。 注目すべきことに、順圧の場合と指数関数の場合では、外側の領域で異なる傾向を示す。 さらに、解析を荷電SV時空に拡張することで、中心電荷 $Q$ の存在が、追加の音速半径のわずかではあるがシフトは、正則化パラメータ$\ell$によって引き起こされるシフトと相まって、二重の観測マーカーとなる可能性がある。 特に、$\ell$は主に臨界点の位置に作用するが、順圧流体の場合、$Q$の電磁的寄与は地平線付近の流入速度をわずかに減衰させる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The orbital evolution of binary black hole (BBH) systems is determined by the component masses and spins of the black holes and the governing gravity theory. Gravitational wave (GW) signals from the evolution of BBH orbits offer an unparalleled opportunity for examining the predictions of General Relativity (GR) and for searching for missing physics in the current waveform models. We present a method of stacking up the time-frequency pixel energies through the orbital frequency evolution with the flexibility of gradually shifting the orbital frequency curve along the frequency axis. We observe a distinct energy peak corresponding to the GW signal's quadrupole mode. If an alternative theory of gravity is considered and the analysis of the BBH orbital evolution is executed following GR, the energy distribution on the time-frequency plane will be significantly different. We propose a new consistency test to check whether our theoretical waveform explains the BBH orbital evolution. Through the numerical simulation of beyond-GR theory of gravity and utilizing the framework of second-generation interferometers, we demonstrate the efficiency of this new method in detecting any possible departure from GR. Finally, when applied to an eccentric BBH system and GW190814, which shows the signatures of higher-order multipoles, our method provides an exquisite probe of missing physics in the GR waveform models. | 連星ブラックホール（BBH）系の軌道進化は、ブラックホールの構成要素の質量とスピン、そして支配的な重力理論によって決定される。 BBH軌道の進化から得られる重力波（GW）信号は、一般相対性理論（GR）の予測を検証し、現在の波形モデルに欠けている物理を探索するための比類のない機会を提供する。 本研究では、軌道周波数曲線を周波数軸に沿って徐々にシフトさせる柔軟性を備え、軌道周波数の進化を通して時間周波数ピクセルエネルギーを積み重ねる手法を提示する。 重力波信号の四重極モードに対応する明確なエネルギーピークが観測される。 代替重力理論を考慮し、BBH軌道進化の解析をGRに従って実行すると、時間周波数平面上のエネルギー分布は大きく異なる。 本研究では、理論波形がBBH軌道進化を説明できるかどうかを検証するための新たな整合性検定を提案する。 一般相対論を超える重力理論の数値シミュレーションと第二世代干渉計の枠組みを用いることで、この新しい手法が一般相対論からの逸脱を検出する上で有効であることを実証する。 最後に、偏心BBH系と高次多重極子の兆候を示すGW190814に適用することで、我々の手法は一般相対論波形モデルに欠けている物理を精巧に探査する手段となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recent observational evidences point out towards a late time acceleration of the universe. In order to study the accelerated expansion, scientists have incorporated the existence of an exotic matter with negative pressure, termed as dark energy. Afterwards a new idea of dark energy have been studied depending on the holographic principle of quantum gravity, called as the Holographic Dark Energy(HDE). Later on modifying Bekestein-Hawking entropy, different generalized entropies have been proposed, one of them being R\'enyi entropy which leads to R\'enyi holographic dark energy model (RHDE). We have considered RHDE model with Hubble horizon as the IR cut off and have studied the cosmological behaviour under non interacting, linear and non-linear interacting scenarios with the help of dynamical systems analysis. We have also investigated the stability of the system around hyperbolic critical points along with the type of fluid description, evolution of equation of state parameter as well as matter and energy density parameters. | 最近の観測的証拠は、宇宙の加速膨張が後期段階にあることを示唆しています。 加速膨張を研究するために、科学者たちは暗黒エネルギーと呼ばれる負圧を持つエキゾチック物質の存在を取り入れてきました。 その後、量子重力のホログラフィック原理に基づく、ホログラフィック暗黒エネルギー（HDE）と呼ばれる新しい暗黒エネルギーの概念が研究されてきました。 その後、ベケシュタイン-ホーキングエントロピーを修正して、様々な一般化エントロピーが提案されました。 その一つがレーニエントロピーであり、レーニホログラフィック暗黒エネルギーモデル（RHDE）につながります。 私たちはハッブルの地平線をIRカットオフとするRHDEモデルを検討し、力学系解析を用いて、非相互作用、線形、非線形相互作用のシナリオにおける宇宙論的挙動を研究してきました。 また、双曲型臨界点付近のシステムの安定性、流体の記述の種類、状態方程式パラメータの発展、物質およびエネルギー密度パラメータについても調査しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study cosmological perturbations in the minimal theory of mass-varying massive gravity (MTMVMG), a constrained extension of mass-varying massive gravity that propagates only three physical degrees of freedom. We show that MTMVMG admits a stable cosmological solutions i.e. free from ghost, gradient, and tachyonic instabilities around the homogeneous and isotropic background. We further demonstrate that the dynamical external scalar field$\textendash\textendash$which is responsible for the mass of the graviton$\textendash\textendash$can suitably serve as either dark energy or the inflaton, yielding a description consistent with current cosmological observations. | 我々は、質量変動大質量重力理論の制約付き拡張であり、物理的自由度が3つしか伝播しない、質量変動大質量重力理論の極小理論（MTMVMG）における宇宙論的摂動を研究する。 MTMVMGは、均質かつ等方的な背景の周りで、ゴースト不安定性、勾配不安定性、タキオン不安定性のない、安定な宇宙論的解を許容することを示す。 さらに、重力子の質量を担う動的外部スカラー場$\textendash\textendash$が、暗黒エネルギーまたはインフレーションのいずれかとして適切に機能し、現在の宇宙論的観測と整合する記述を与えることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explore AdS/CFT duality in the large $N$ limit, where the duality reduces to gauge/gravity correspondence, from the viewpoint of covariant phase space formalism (CPSF). In particular, we elucidate the role of the $W, Y$, and $Z$ freedoms (also known as ambiguities) in the CPSF and their meaning in the gauge/gravity correspondence. We show that $W$-freedom is associated with the choice of boundary conditions and slicing of solution space in the gravity side, which has been related to deformations by multi-trace operators in the gauge theory side. The gauge/gravity correspondence implies the equivalence of on-shell symplectic potentials on both sides, thereby the $Y$-freedom of the gravity side specifies the on-shell symplectic form of the gauge theory side. The $Z$-freedom, which determines the corner Lagrangian on the gravity side, establishes the boundary conditions and choice of slicing in the boundary theory and its solution space. We utilize these results to systematically formulate freelance holography in which boundary conditions of the fields on the gravity side are chosen freely and are not limited to Dirichlet boundary conditions, and discuss some examples with different boundary conditions. | 我々は、共変位相空間形式論（CPSF）の観点から、大$N$極限におけるAdS/CFT双対性を探求する。 この双対性はゲージ／重力対応へと帰着する。 特に、CPSFにおける$W$、Y$、$Z$自由度（アンビギュイティとも呼ばれる）の役割と、ゲージ／重力対応におけるそれらの意味を明らかにする。 $W$自由度は、重力側における境界条件の選択と解空間のスライスと関連しており、これはゲージ理論側における多重トレース作用素による変形と関連していることを示す。 ゲージ／重力対応は、両辺におけるオンシェル・シンプレクティック・ポテンシャルの同値性を意味するため、重力側の$Y$自由度はゲージ理論側のオンシェル・シンプレクティック形式を規定する。 重力側のコーナーラグランジアンを決定する$Z$自由度は、境界理論とその解空間における境界条件とスライスの選択を確立する。 これらの結果を用いて、重力側の場の境界条件が自由に選択され、ディリクレ境界条件に限定されないフリーランスホログラフィーを体系的に定式化し、異なる境界条件を持ついくつかの例について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Parameter estimation (PE) for compact binary coalescence (CBC) events observed by gravitational wave (GW) laser interferometers is a core task in GW astrophysics. We present a method to compute the posterior distribution efficiently without relying on stochastic samplers. First, we show how to select sets of intrinsic and extrinsic parameters that efficiently cover the relevant phase space. We then show how to compute the likelihood for all combinations of these parameters using dot products. We describe how to assess and tune the integration accuracy, making the outcome predictable and adaptable to different applications. The low computational cost allows full PE in minutes on a single CPU, with the potential for further acceleration using multiple CPUs or GPUs. We implement this method in the $\texttt{dot-PE}$ package, enabling sensitive searches using the full evidence integral for precessing CBCs and supporting large waveform banks ($\sim10^6$ waveforms), regardless of waveform generation cost. | 重力波（GW）レーザー干渉計によって観測されるコンパクトバイナリーコアレッセンス（CBC）事象のパラメータ推定（PE）は、重力波天体物理学における中核的な課題です。 本研究では、確率的サンプラーに依存せずに事後分布を効率的に計算する手法を提示します。 まず、関連する位相空間を効率的にカバーする内部パラメータと外部パラメータのセットを選択する方法を示します。 次に、ドット積を用いてこれらのパラメータのすべての組み合わせの尤度を計算する方法を示します。 さらに、積分精度を評価および調整し、結果を予測可能にし、さまざまなアプリケーションに適応できるようにする方法を説明します。 計算コストが低いため、単一のCPUで数分で完全なPEを実行でき、複数のCPUまたはGPUを使用することでさらに高速化できる可能性があります。 この手法は$\texttt{dot-PE}$パッケージに実装されており、歳差運動CBCの完全な証拠積分を用いた高感度な探索を可能にし、波形生成コストに関わらず、大規模な波形バンク（$\sim10^6$波形）をサポートします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate 3d $\mathscr{N}=2$ supersymmetric gauge theories on $S^1 \times S^2$ and the corresponding 2d effective field theories arising in the limit of small ratio of radii, $\beta=R_{S^1}/R_{S^2}\to 0$. We evaluate the exact partition function of these theories in the framework of supersymmetric localization on curved backgrounds. As a result, we establish a finite-$N$ map between a particular, superconformal-index-inspired partition function and the topologically twisted index. Taking the large-$N$ limit of the partition functions, we reproduce the entropy functions of either spherically symmetric, magnetically charged, or rotating, electrically charged asymptotically AdS$_4$ black holes. We then recast the problem of evaluating the 3d partition functions directly in the framework of rigid supersymmetry. By carefully tracking the background fields, we find that in the small-$\beta$ limit, the partition functions of these 3d large-$N$ superconformal field theories have a universal behavior related to the coefficients of the R-symmetry or flavor symmetry 2-point current correlation functions, thus obtaining a universal Cardy-like formula for 3d $\mathscr{N}=2$ superconformal field theories. | 我々は、$S^1/S^2$ 上の 3 次元 $\mathscr{N}=2$ 超対称ゲージ理論と、半径比が小さい極限 $\beta=R_{S^1}/R_{S^2}\to 0$ において生じる対応する 2 次元有効場の理論を調査する。 これらの理論の正確な分割関数を、曲面背景における超対称局在の枠組みで評価する。 その結果、特定の超共形指数に着想を得た分割関数と位相的にねじれた指数との間の有限 $N$ 写像を確立する。 分割関数の大 $N$ 極限をとることで、球対称、磁気的に帯電、または回転し、漸近的に AdS$_4$ 電荷を帯びたブラックホールのエントロピー関数を再現する。 次に、3 次元分割関数の評価問題を、剛体超対称性の枠組みで直接再構築する。 背景場を注意深く追跡することにより、小さな$\beta$極限において、これらの3次元大$N$超共形場の理論の分配関数は、R対称性またはフレーバー対称性の2点電流相関関数の係数に関連した普遍的な振る舞いを示すことがわかり、これにより3次元$\mathscr{N}=2$超共形場の理論に対する普遍的なCardy型公式が得られる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Eddington-inspired Born-Infeld (EiBI) theory of gravity modifies general relativity in high-density regimes. It offers an alternative framework that avoids cosmological singularities and remodels gravitational dynamics within compact objects. An important feature of EiBI gravity is its additional parameter, $\kappa$, which governs deviations from standard gravitational behavior. In this study, we investigate constraints on $\kappa$ using the internal pressure distribution of the proton, derived from gravitational form factor (GFF) $ D(t) $ obtained through a QCD analysis of generalized parton distributions (GPDs). By comparing pressure profiles extracted from skewness-dependent GPDs with previous determinations based on deeply virtual Compton scattering (DVCS) data, we establish updated bounds on $\kappa$. Our results show that the choice of proton pressure model significantly impacts the constraints, with the strongest limits ($|\kappa| \leq 0.10\text{--}0.3\, \text{m}^5\, \text{kg}^{-1}\, \text{s}^{-2}$). We further demonstrate that constraints obtained based on the first and second moments of the pressure distribution yield competitive bounds compared to those derived from peak pressures or those derived from just the first moment. These findings highlight the importance of precise experimental and theoretical determinations of the proton's mechanical properties in testing alternative theories of gravity. The present study motivates future improvements in GPD reconstructions for stronger constraints on EiBI gravity and related modifications. | エディントンに触発されたボルン・インフェルト（EiBI）重力理論は、高密度領域における一般相対論を修正する。 この理論は、宇宙論的特異点を回避し、コンパクト天体内部の重力ダイナミクスを再構築する代替枠組みを提供する。 EiBI重力理論の重要な特徴は、標準的な重力挙動からの逸脱を支配する追加のパラメータ$\kappa$である。 本研究では、一般化パートン分布（GPD）のQCD解析から得られた重力形状因子（GFF）$D(t)$から導出される陽子内部圧力分布を用いて、$\kappa$への制限を調査する。 歪度依存GPDから抽出された圧力プロファイルを、深仮想コンプトン散乱（DVCS）データに基づく過去の決定値と比較することにより、$\kappa$の最新の境界を確立する。 我々の結果は、陽子圧力モデルの選択が制約条件に大きな影響を与え、最も強い制約条件（$|\kappa| \leq 0.10\text{--}0.3\, \text{m}^5\, \text{kg}^{-1}\, \text{s}^{-2}$）を示すことを示しています。 さらに、圧力分布の一次モーメントと二次モーメントに基づいて得られた制約条件は、ピーク圧力から導かれた制約条件や一次モーメントのみから導かれた制約条件と比較して、競争力のある境界値を与えることを示しています。 これらの知見は、代替重力理論を検証する上で、陽子の機械的特性を実験的および理論的に正確に決定することの重要性を強調しています。 本研究は、EiBI重力および関連する修正に対するより強い制約条件を得るためのGPD再構築の将来的な改善を促すものです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It was proposed that five-dimensional (5D) inflation can blow up the size of a compact dimension from the 5D Planck length to the micron size, as required by the dark dimension proposal, relating the weakness of the actual gravitational force to the size of the observable universe. Moreover, it was shown that 5D inflation can generate the (approximate) flat power spectrum of primordial density fluctuations consistent with present observations. Here we compute the bispectrum of primordial scalar perturbations and show that unlike the power spectrum, it differs from the four-dimensional case at all angular distances, due to the fact that in contrast to global dilatations, invariance under special conformal transformations is not restored at late times. Moreover there is an additional enhancement in the squeezed limit. | 5次元（5D）インフレーションは、ダークディメンション提案で要求されるように、コンパクトディメンションのサイズを5次元プランク長からミクロンサイズまで膨張させることができると提案され、実際の重力の弱さと観測可能な宇宙のサイズを関連付けています。 さらに、5次元インフレーションは、現在の観測結果と整合する原始密度揺らぎの（近似的に）平坦なパワースペクトルを生成できることが示されました。 本研究では、原始スカラー摂動のバイスペクトルを計算し、パワースペクトルとは異なり、すべての角度距離において4次元の場合とは異なることを示します。 これは、グローバルディラテーションとは異なり、特殊な共形変換に対する不変性が後期には回復しないという事実によるものです。 さらに、スクイーズ極限にはさらなる増強があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Searching for a weak signal at an unknown frequency is a canonical task in experiments probing fundamental physics such as gravitational-wave observatories and ultra-light dark matter haloscopes. These state-of-the-art sensors are limited by quantum noise arising from the fundamental uncertainty about the state of the device. Classically, frequency estimation suffers from a threshold effect in the signal-to-noise ratio such that weak signals are extremely hard to localise in frequency. We show that this phenomenon persists at the fundamental quantum limit but that the classical approach, a quadrature measurement, can nevertheless be beaten by a coherent protocol of projecting onto the "quantum whitened" possible quantum states. Quantum whitening is a covariant measurement, and we examine it analytically in the wide-prior limit and numerically for finite-width priors. Beyond accelerating searches for unknown frequencies, quantum whitening may be used generally to sense the parameter of a unitary encoding given no prior information about the parameter. | 未知の周波数における微弱信号の探索は、重力波観測所や超軽量暗黒物質ハロスコープといった基礎物理学を探る実験において、典型的な課題である。 これらの最先端のセンサーは、デバイスの状態に関する根本的な不確実性から生じる量子雑音によって制限される。 古典的には、周波数推定は信号対雑音比の閾値効果の影響を受け、微弱信号を周波数において局在させることは極めて困難である。 我々は、この現象は基礎量子極限においても持続するが、それでもなお、古典的なアプローチである直交測定は、「量子白色化」可能な量子状態への射影というコヒーレントなプロトコルによって打ち負かすことができることを示す。 量子白色化は共変測定であり、我々はこれを広い事前分布の極限において解析的に、また有限幅の事前分布については数値的に検証する。 量子白色化は、未知の周波数の探索を加速するだけでなく、一般的に、パラメータに関する事前情報が与えられていない場合に、ユニタリ符号化のパラメータを検知するために使用できます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We have studied the properties of thin accretion disks around swirling-Kerr black holes, which own an extra swirling parameter describing the rotation of the immersed universe. Our results show that the swirling parameter leaves distinct imprints on the energy flux, temperature distribution and emission spectra of the disk and gives rise to some new effects that differ from those induced by the black hole's spin. With the increasing of the swirling parameter, both the energy flux and radiated temperature in the disk increase in the inner region where circular orbital radii are smaller and decrease in the outer region where circular orbital radii are larger. In contrast, these quantities consistently increase with the black hole's spin. Although the swirling parameter and the black hole's spin parameter lead to higher cut-off frequencies, the background swirling reduces the observed luminosity of the disk at lower frequencies and enhances it only at higher frequencies, which is quite distinct from that of the black hole's spin. Furthermore, the conversion efficiency increases with the black hole's spin parameter, but decreases with the swirling parameters. Additionally, the effects of the swirling parameter are found to be suppressed by the black hole's spin parameter. These results could help us further understand the properties of thin accretion disks and the swirling of the universe background. | 我々は、渦巻カーブラックホールの周囲の薄い降着円盤の特性を研究してきた。 このブラックホールは、ブラックホールに埋め込まれた宇宙の回転を記述する追加の渦巻パラメータを持つ。 我々の研究結果は、この渦巻パラメータが円盤のエネルギー流束、温度分布、および放射スペクトルに明確な痕跡を残し、ブラックホールの自転によって引き起こされるものとは異なるいくつかの新しい効果を生み出すことを示している。 渦巻パラメータが増加すると、円軌道半径が小さい内側の領域では円盤内のエネルギー流束と放射温度の両方が増加し、円軌道半径が大きい外側の領域では減少する。 対照的に、これらの量はブラックホールの自転に伴って一貫して増加する。 渦巻きパラメータとブラックホールの自転パラメータは遮断周波数を高くしますが、背景の渦巻きは低周波数では観測されるディスクの輝度を低下させ、高周波数でのみ輝度を増大させます。 これはブラックホールの自転によるものとは全く異なります。 さらに、変換効率はブラックホールの自転パラメータとともに増加しますが、渦巻きパラメータとともに減少します。 さらに、渦巻きパラメータの効果はブラックホールの自転パラメータによって抑制されることが分かりました。 これらの結果は、薄い降着円盤の特性と宇宙背景の渦巻きについてさらに理解を深めるのに役立つ可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Regular black holes, nonsingular solutions to gravitational collapse with quantum corrections, offer a compelling alternative to classical black holes with curvature singularities. In this work, we investigate how the presence of skewed dark matter distributions outside the innermost stable circular orbit of regular black holes modifies the gravitational wave signals emitted by such objects. Rather than introducing corrections directly into an effective potential, we model the influence of dark matter through metric corrections, allowing a full control over the spatial distribution and abundance of dark matter. We demonstrate that a skewed normal profile generically introduces shallow potential wells or secondary barriers in the effective potential of perturbation equations, depending sensitively on the type of perturbations: scalar, spinor, or tensor. These modifications lead to distinctive quasinormal mode features, including long-lived modes, echo effects, and in some cases, altered stability behaviors. Notably, the axial and polar sectors of tensor field perturbations respond asymmetrically to identical dark matter profiles, revealing a deeper structural distinction in their perturbation dynamics. These results provide a theoretical framework for probing regular black holes in the dark matter environment through gravitational wave observations. | 通常のブラックホールは、量子補正を伴う重力崩壊の非特異解であり、曲率特異点を持つ古典的なブラックホールの魅力的な代替案となる。 本研究では、通常のブラックホールの最内部の安定円軌道の外側に存在する歪んだ暗黒物質分布が、そのような天体から放射される重力波信号をどのように変化させるかを調べる。 有効ポテンシャルに直接補正を導入するのではなく、メトリック補正を通して暗黒物質の影響をモデル化し、暗黒物質の空間分布と存在量を完全に制御できるようにする。 歪んだ正規分布は、一般的に、摂動方程式の有効ポテンシャルに浅いポテンシャル井戸または二次障壁を導入することを示す。 これは、摂動の種類（スカラー、スピノル、テンソル）に敏感に依存する。 これらの変化は、長寿命モード、エコー効果、そして場合によっては安定性挙動の変化など、特徴的な準正規モード特性につながる。 注目すべきことに、テンソル場の擾乱の軸方向と極方向のセクターは、同一の暗黒物質プロファイルに対して非対称に応答し、擾乱ダイナミクスにおけるより深い構造的差異を明らかにしている。 これらの結果は、重力波観測を通じて暗黒物質環境における通常のブラックホールを探査するための理論的枠組みを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the chiral soliton lattice (CSL) in the framework of holographic QCD in magnetic field. Under appropriate boundary conditions for the gauge field and the quark mass deformation, we demonstrate that the ground state in the gravitational dual of QCD is given by the CSL in the background magnetic field and the baryon number density. In the presence of the background magnetic field, we show that the CSL is interpreted as a uniformly distributed D4-branes in the holographic setup, where the chiral soliton is identified with a non-self-dual instanton vortex or a center vortex in the five dimensional bulk gauge theory. While the baryon numbers are given to chiral solitons as well as Skyrmions due to the different terms in the Wess-Zumino-Witten (WZW) term in the chiral perturbation theory, these baryon numbers with different origins are unified in terms of the instanton charge density in five dimensions. With bulk analysis of the WZW term, we find that the pion decay constant becomes dependent on the magnetic field. For the massless pion case, we obtain an analytical form that is in qualitative agreement with lattice QCD results for strong magnetic fields. | 磁場中のホログラフィックQCDの枠組みにおいて、カイラルソリトン格子（CSL）を研究する。 ゲージ場とクォーク質量変形に関する適切な境界条件の下で、QCDの重力双対における基底状態は、背景磁場中のCSLと重粒子数密度によって与えられることを示す。 背景磁場が存在する場合、CSLはホログラフィック設定において均一に分布したD4ブレーンとして解釈され、カイラルソリトンは非自己双対インスタントン渦、または5次元バルクゲージ理論における中心渦と同一視される。 カイラル摂動論におけるウェス-ズミノ-ウィッテン（WZW）項の異なる項により、カイラルソリトンとスキルミオンに重粒子数が与えられるが、異なる起源を持つこれらの重粒子数は、5次元のインスタントン電荷密度によって統一される。 WZW項のバルク解析により、パイ中間子の崩壊定数が磁場に依存することがわかった。 質量ゼロのパイ中間子の場合、強磁場における格子QCDの結果と定性的に一致する解析的形が得られた。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Four-dimensional gravitational theories derived from an infinite sum of Lovelock curvature invariants, combined with a conformal rescaling of the metric, are equivalent to a subclass of shift-symmetric Horndeski theories that possess a single scalar degree of freedom. Under the assumption of a homogeneous and isotropic cosmological background, the theory admits an inflationary solution that replaces the Big Bang singularity. This can be achieved by a solution where the Hubble expansion rate $H$ is equal to the time derivative of the scalar field $\dot{\phi}$. We show that the solution $H=\dot{\phi}$ suffers from a strong coupling problem, characterized by the vanishing kinetic term of linear scalar perturbations at all times. Consequently, nonlinear scalar perturbations remain uncontrolled from the onset of inflation throughout the subsequent cosmological evolution. Moreover, tensor perturbations are generally subject to Laplacian instabilities during inflation. This instability in the tensor sector also persists under background initial conditions where $H \neq \dot{\phi}$. In the latter case, both the coefficient of the kinetic term for scalar perturbations and the scalar sound speed diverge at the onset of inflation. Thus, the dominance of inhomogeneities in this theory renders the homogeneous background solution illegitimate. | ラブロック曲率不変量の無限和から導かれる4次元重力理論は、計量の共形リスケーリングと組み合わされ、単一のスカラー自由度を持つシフト対称ホーンデスキー理論のサブクラスと等価である。 均質かつ等方的な宇宙背景を仮定すると、この理論はビッグバン特異点に代わるインフレーション解を許容する。 これは、ハッブル膨張率$H$がスカラー場$\dot{\phi}$の時間微分に等しい解によって達成できる。 我々は、解$H=\dot{\phi}$は、線形スカラー摂動の運動項が常にゼロになるという特徴を持つ強結合問題に悩まされることを示す。 結果として、インフレーションの開始からその後の宇宙進化を通して、非線形スカラー摂動は制御不能なままである。 さらに、テンソル摂動は一般にインフレーション中にラプラシアン不安定性の影響を受ける。 テンソルセクターにおけるこの不安定性は、$H \neq \dot{\phi}$ となる背景初期条件下においても持続する。 後者の場合、スカラー摂動の運動項の係数とスカラー音速はインフレーション開始時に発散する。 したがって、この理論における不均一性の優位性は、均質な背景解を不当なものにする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| As space exploration extends into cislunar space and further towards Mars, understanding the relativistic effects on clocks on Mars, particularly in relation to multibody gravitational influences, becomes increasingly important for accurate clock synchronization. This study estimates clock rates on Mars and compares them to those on the Moon and Earth. We find that, on average, clocks on Mars tick faster than those on the Earth's geoid by 477 microseconds per day, with a variation of 226 microseconds per day over a Martian year. Additionally, there is an amplitude modulation of approximately 40 microseconds per day over seven synodic cycles. We also introduce a formalism for addressing the effects of solar tides on the Earth-Moon system for predicting clock rates on the Moon and Mars more accurately when compared to using only Keplerian orbit approximations. Our analysis quantifies the relativistic proper time offsets among Martian, lunar, and terrestrial clocks, highlighting important implications for mission planning and the implementation of timekeeping systems on Mars. | 宇宙探査が地球近傍空間、さらには火星へと拡大するにつれ、火星の時計に対する相対論的効果、特に多体重力の影響との関連を理解することは、正確な時計同期のためにますます重要になっています。 本研究では、火星の時計の速度を推定し、月と地球の時計の速度と比較しました。 平均して、火星の時計は地球のジオイド上の時計よりも1日あたり477マイクロ秒速く進み、火星の1年では1日あたり226マイクロ秒の変動があることが分かりました。 さらに、7つの朔望周期にわたって1日あたり約40マイクロ秒の振幅変調が見られます。 また、ケプラー軌道近似のみを使用する場合と比較して、月と火星の時計の速度をより正確に予測するために、太陽潮汐が地球-月系に与える影響を扱うための形式論も導入しました。 私たちの分析は、火星、月、地球の時計間の相対論的固有時差を定量化し、火星でのミッション計画と計時システムの実装に重要な意味合いを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The standard approach to searching for gravitational wave signatures in pulsar timing array (PTA) data has been to compare the theoretical Hellings and Downs (HD) curve with the observed correlations in pulsar timing residuals as a function of angular separation on the sky between pulsar pairs. While this approach has successfully produced evidence for the presence of nanohertz-wavelength gravitational waves, it does not, on its own, produce any directional information. It is also insensitive to the polarization of the gravitational waves. An alternative approach is to construct maps of the gravitational wave distribution on the sky. In this paper, we present a simple quadratic estimator of the gravitational wave power as a function of direction on the sky that is sensitive to the polarization state of the wave. In this way, we describe the full, $S_2 \times S_2$, state-space of a polarized gravitational wave background across the sky and the Poincar\'e sphere describing polarization. A natural question arises from this perspective: what is the resolution of a polarized sky-map, i.e. effectively how many independent pixels can a such a map contain? In other words, how many distinct gravitational waves can a PTA, in principle, distinguish? It turns out the answer is finite, and is approximately $N_{\rm res} = 16 \times 2 = 32$, where 16 is the number of resolvable sky-positions and 2 is the number of distinct polarization states. This corresponds to an angular resolution of $58^\circ$, which can be achieved by a PTA with more than $N_{\rm pulsar} \gtrsim 20$ pulsars. We demonstrate that the variance of the map is equivalent to the HD significance, while for a single point source, a 3-$\sigma$ HD signal corresponds to a 5.2-$\sigma$ map significance. | パルサータイミングアレイ（PTA）データにおける重力波の特徴を探す標準的なアプローチは、理論的なヘリングス・ダウンズ（HD）曲線と、パルサーペア間の天空上の角度分離の関数として観測されたパルサータイミング残差の相関関係を比較することであった。 このアプローチはナノヘルツ波長の重力波の存在の証拠を得ることに成功したが、それだけでは方向に関する情報は得られない。 また、重力波の偏光にも鈍感である。 代替アプローチとして、天空上の重力波分布マップを作成することが挙げられる。 本稿では、重力波の偏光状態に敏感な、天空上の方向の関数としての重力波パワーの単純な二次推定量を提示する。 このようにして、空全体にわたる偏光重力波背景の完全な状態空間、$S_2 \times S_2$ と偏光を記述するポアンカレ球を記述します。 この観点から当然の疑問が生じます。 偏光スカイマップの解像度はどれくらいでしょうか？つまり、そのようなマップには実質的にいくつの独立したピクセルを含めることができるのでしょうか？言い換えれば、PTAは原理的にいくつの異なる重力波を識別できるのでしょうか？答えは有限であり、およそ $N_{\rm res} = 16 \times 2 = 32$ です。 ここで、16 は分解可能なスカイ位置の数、2 は異なる偏光状態の数です。 これは $58^\circ$ の角度分解能に相当し、$N_{\rm pulsar} \gtrsim 20$ 個以上のパルサーを持つPTAによって達成できます。 マップの分散はHDの有意性と等価であることを示します。 一方、単一点源の場合、3-$\sigma$のHD信号は5.2-$\sigma$のマップの有意性に対応します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explore dark matter phenomenology in Myrzakulov $F(R,T)$ gravity, formulated via the vielbein approach in Weitzenb\"{o}ck spacetime. In this torsion-based extension of gravity, dark matter emerges as a geometric effect rather than a particle species, with curvature and torsion contributing dynamically to the field equations. Using recent data -- including SPARC galaxy rotation curves, Planck CMB observations, and weak lensing from DES and KiDS -- we constrain the model through MCMC analysis. Our results show that, under specific parameter choices, the theory replicates key cosmological features without introducing additional dark sector matter. This framework offers a testable alternative to $\Lambda$CDM, providing new insight into structure formation, gravitational lensing, and cosmic acceleration -- all rooted in the geometry of spacetime. | 我々は、ワイツェンバック時空におけるビエルバインアプローチを用いて定式化されたミルザクロフ$F(R,T)$重力における暗黒物質現象論を探求する。 この重力のねじれに基づく拡張において、暗黒物質は粒子種ではなく幾何学的効果として現れ、曲率とねじれが場の方程式に動的に寄与する。 SPARC銀河回転曲線、プランク宇宙マイクロ波背景放射観測、DESおよびKiDSによる弱重力レンズ効果などの最近のデータを用いて、MCMC解析によってモデルに制約を与える。 結果は、特定のパラメータ選択下で、理論が追加の暗黒セクター物質を導入することなく、主要な宇宙論的特徴を再現することを示している。 この枠組みは$\Lambda$CDMに代わる検証可能な代替手段を提供し、時空の幾何学に根ざした構造形成、重力レンズ効果、そして宇宙の加速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 establish the connection between thermodynamic and dynamical instabilities in relativistic hydrodynamics with multiple flavours of conserved U(1) charges. In theories with positive hydrodynamic entropy production, where the underlying perfect fluid has a positive speed of sound squared and satisfies the null energy condition, we show that hydrodynamic instabilities can arise only through negative diffusion coefficients associated with the U(1) charges. The onset of such instabilities is governed by the eigenvalues of the thermodynamic Hessian matrix, while the flavour-space polarisations of the unstable diffusion modes are determined by the corresponding eigenvectors. We illustrate this connection using strongly coupled N=4 supersymmetric Yang-Mills theory at finite densities of the three U(1) R-charges. In the dual holographic description, the five-dimensional STU black brane exhibits unstable quasinormal modes precisely at the onset of thermodynamic instability. We derive analytic expressions for the R-charge diffusion coefficients in several representative cases, including the configuration with three equal chemical potentials. | 我々は、保存されるU(1)電荷の複数のフレーバーを持つ相対論的流体力学における熱力学的不安定性と動力学的不安定性の関係を確立する。 正の流体力学的エントロピー生成を持つ理論、すなわち基礎となる完全流体が正の音速の2乗を持ち、ヌルエネルギー条件を満たす理論においては、流体力学的不安定性はU(1)電荷に伴う負の拡散係数によってのみ発生することを示す。 このような不安定性の発現は熱力学的ヘッセ行列の固有値によって支配され、不安定な拡散モードのフレーバー空間分極は対応する固有ベクトルによって決定される。 我々はこの関係を、3つのU(1) R電荷の有限密度における強く結合したN=4超対称ヤン・ミルズ理論を用いて説明する。 双対ホログラフィック記述において、5次元STUブラックブレーンは、まさに熱力学的不安定性の発現時に不安定な準正規モードを示す。 我々は、3つの等しい化学ポテンシャルを持つ構成を含むいくつかの代表的なケースにおけるR電荷拡散係数の解析的式を導出した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The application of nonlinear electrodynamics at high energy scales has led to a variety of interesting phenomena in recent years, particularly within the context of non-singular spacetime geometries. Additionally, it is postulated that gravity near the Planck scale is governed by a minimal cut-off length, which acts as a renormalization scale against ultraviolet pathologies. Within this framework, we combine both concepts by introducing modifications to the electric and matter sectors of a black hole as its size approaches this minimal length. The result is an electrically charged black hole that is free from ultraviolet divergences and recovers the Maxwell limit at classical scales. We further explore the geometric and thermodynamic properties of the resulting solution within a cosmological anti-de Sitter background, revealing a chemical analogy with that of a Van der Waals fluid. Subsequently, we examine the charged black hole in de Sitter space and construct four corresponding gravitational instantons. We then study their cosmological quantum production using the formalism of the pair creation rate within the context of the no-boundary proposal. | 高エネルギースケールにおける非線形電気力学の応用は、近年、特に非特異時空幾何学の文脈において、様々な興味深い現象をもたらしている。 さらに、プランクスケール近傍の重力は最小カットオフ長によって支配され、これが紫外線病変に対する繰り込みスケールとして機能すると仮定されている。 この枠組みにおいて、我々はブラックホールのサイズがこの最小長に近づくにつれて、ブラックホールの電気セクターと物質セクターに修正を加えることで、両方の概念を統合する。 その結果、紫外線発散がなく、古典スケールでマクスウェル限界を回復する電荷を帯びたブラックホールが得られる。 我々は、宇宙論的反ド・ジッター背景における得られた解の幾何学的および熱力学的特性をさらに探究し、ファンデルワールス流体との化学的類似性を明らかにする。 続いて、ド・ジッター空間における荷電ブラックホールを調べ、対応する4つの重力インスタントンを構築する。 次に、無境界提案の文脈における対生成率の形式論を用いて、それらの宇宙論的量子生成を研究する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Primordial black holes (PBHs) are well-motivated candidates for cold dark matter and may also account for a fraction of the binary black hole mergers observed by the LIGO-Virgo-KAGRA Collaboration. In this study, we investigate the gravitational-wave signatures of PBHs, with a particular focus on evaluating their integrated contribution to the stochastic gravitational-wave background arising from binary mergers over a broad range of redshifts. We perform a Bayesian analysis of gravitational-wave events following all Gravitational-Wave Transient Catalog data, assuming a log-normal PBH mass function. We compute the merger rate distribution of PBH binaries by accounting for gravitational torques from the surrounding PBH. To constrain this rate, we employ the latest limits from the third observing run of LIGO/Virgo. Owing to their primordial origin, PBHs exhibit enhanced merger activity at high redshifts, prior to the onset of stellar formation. Our analysis yields a relatively weak inference on the redshift evolution index of the PBH merger rate, with $\alpha = 2.19^{+0.16}_{-0.16}$ at 68\% confidence level. The local merger rate of PBH binaries is found with posterior estimates lying in the range $23.5-30.3~\mathrm{Gpc}^{-3}\,\mathrm{yr}^{-1}$, reflecting a high degree of statistical precision in the inferred distribution. Additionally, we emphasize the potential of stochastic gravitational-wave background observations to probe the cumulative history of PBH mergers across cosmic time. | 原始ブラックホール（PBH）は冷たい暗黒物質の有力な候補であり、LIGO-Virgo-KAGRA共同観測によって観測された連星ブラックホール合体の一部を説明する可能性もある。 本研究では、PBHの重力波特性を調査し、特に、広範囲の赤方偏移にわたる連星合体から生じる確率的重力波背景へのPBHの総合的な寄与を評価することに焦点を当てる。 対数正規分布のPBH質量関数を仮定し、すべての重力波トランジェントカタログデータに続く重力波イベントのベイズ解析を行う。 周囲のPBHからの重力トルクを考慮することで、PBH連星の合体率分布を計算する。 この率を制限するために、LIGO/Virgoの第3回観測ランにおける最新の制限値を用いる。 PBHは原始的な起源を持つため、星形成開始前の高赤方偏移領域で合体活動が活発である。 我々の解析では、PBH合体率の赤方偏移進化指標に関する推論は比較的弱く、信頼度68%で$\alpha = 2.19^{+0.16}_{-0.16}$となった。 PBH連星の局所的な合体率は事後推定値が$23.5-30.3~\mathrm{Gpc}^{-3}\,\mathrm{yr}^{-1}$の範囲にあり、推論された分布の統計精度が高いことを反映している。 さらに、我々は確率的重力波背景観測が宇宙時間全体にわたるPBH合体の累積的な歴史を調べる上で可能性を秘めていることを強調する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this manuscript we confirm the presence of a Rindler horizon at CERN-NA63 by exploring its thermodynamics induced by the Unruh effect in their high energy channeling radiation experiments. By linking the entropy of the emitted radiation to the photon number, we find the measured spectrum to be a simple manifestation of the second law of Rindler horizon thermodynamics and thus a direct measurement of the recoil Fulling-Davies-Unruh (FDU) temperature. Moreover, since the experiment is born out of an ultra-relativistic positron, and the FDU temperature is defined in the proper frame, we find that temperature boosts as a length and thus fast objects appear colder. The spectrum also provides us with a simple setting to measure fundamental constants, and we employ it to measure the positron mass. | 本稿では、CERN-NA63におけるリンドラー地平の存在を、高エネルギーチャネリング放射実験におけるウンルー効果によって誘起される熱力学を解析することにより確認する。 放射された放射のエントロピーを光子数と関連付けることで、測定されたスペクトルはリンドラー地平熱力学の第二法則を単純に表しており、反跳フルリング・デイヴィス・ウンルー（FDU）温度の直接測定となることがわかった。 さらに、この実験は超相対論的陽電子を用いており、FDU温度は適切な系で定義されているため、長さが増加するにつれて温度が上昇し、高速物体はより冷たく見えることがわかる。 このスペクトルはまた、基礎定数を測定するための簡便な設定を提供し、我々はこれを用いて陽電子質量を測定する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper studies axial gravitational perturbations of a uniform-density star in scalar-Einstein-{\AE}ther theory. By applying the Israel junction conditions explicitly in the presence of a scalar field minimally coupled to the gravitational sector, it is shown that a nontrivial scalar profile cannot be sustained, as it induces a divergence at the stellar center. Since analytical solutions are unattainable, the background metric is determined through numerical integration for a few representative configurations. For axial gravitational perturbations, it is found that the system of equations of motion cannot be decoupled as long as the {\AE}ther parameter $c_i$ does not vanish. Subsequently, the dynamics of the system can be simplified to two coupled equations that describe vector and tensor perturbations with distinct wave velocities $c_V$ and $c_T$, giving rise to a bimodal system. It is shown that as the stellar radius is smaller than that of the maximum of the vacuum Schwarzschild-type effective potential, a potential well is formed, leading to the emergence of echo phenomenon for the axial gravitational perturbations. When the stellar radius exceeds the {\it could-have-been} maximum, the resulting effective potential decreases monotonically, and the wave propagation is primarily dictated by the discontinuity occurring at the star's surface, producing a type of more attenuated echo waves. In addition, we explore the specific properties of the resultant bimodal medium consisting of two degrees of freedom with distinct sound speeds. However, it is understood that such a characteristic does not lead to observational implications, and subsequently hardly offers a potential empirical means to constrain specific metric parameters of the Einstein-{\AE}ther. We present numerical calculations and discuss the potential implications of our findings. | 本論文では、スカラー・アインシュタイン-{\AE}ther理論を用いて、均一密度星の軸方向重力摂動を解析する。 重力セクターと最小結合したスカラー場が存在する場合にイスラエル接合条件を明示的に適用することにより、非自明なスカラープロファイルは星中心で発散を誘起するため、維持できないことを示す。 解析解は得られないため、背景計量はいくつかの代表的な構成に対する数値積分によって決定される。 軸方向重力摂動については、{\AE}therパラメータ$c_i$がゼロにならない限り、運動方程式系を切り離すことができないことがわかった。 次に、システムのダイナミクスは、異なる波動速度$c_V$と$c_T$を持つベクトル摂動とテンソル摂動を記述する2つの連立方程式に簡略化され、双峰性システムが生じる。 恒星半径が真空シュワルツシルト型有効ポテンシャルの最大値よりも小さいため、ポテンシャル井戸が形成され、軸方向重力摂動に対するエコー現象が発生することが示される。 恒星半径が最大値（{\tあり得たかもしれない}）を超えると、結果として生じる有効ポテンシャルは単調に減少し、波動伝播は主に恒星表面に生じる不連続性によって決定され、より減衰したエコー波の一種が発生する。 さらに、異なる音速を持つ2つの自由度からなる結果として生じる双峰性媒質の特定の特性についても検討する。 しかしながら、そのような特性は観測的な意味合いをもたらさず、ひいてはアインシュタイン-{\AE}ターの特定の計量パラメータを制限するための経験的手段となる可能性はほとんどないことが理解されている。 本稿では数値計算を提示し、その知見の潜在的な意味合いについて議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Direct detections of gravitational waves offer a unique opportunity to test gravity in the highly dynamical and strong field regime. Current tests are typically performed assuming signals from quasi-circular binaries. However, the complex waveform morphology induced by orbital eccentricity can enhance our ability to probe gravity with greater precision. A recent analysis of the neutron star-black hole event GW200105 identified strong evidence for orbital eccentricity. We extend an eccentric-precessing waveform model to test alternative models with this signal by incorporating eccentric corrections induced by Brans-Dicke, Einstein-dilaton-Gauss-Bonnet, and dynamical Chern-Simons gravity at leading post-Newtonian order. We show that analyzing this event with a quasi-circular model leads to a false deviation from general relativity, while the inclusion of eccentricity improves the bounds on the models. Our analysis of GW200105 places tight constraints on Einstein-dilaton-Gauss-Bonnet gravity, $\alpha^{1/2}_{\text{EdGB}} \lesssim 2.38\,\text{km}$, and Brans-Dicke gravity, $\omega_{\text{BD}} \gtrsim 3.5$, while dynamical Chern-Simons gravity remains unconstrained due to the low spin content. | 重力波の直接検出は、高度に動的かつ強い磁場領域における重力を検証するまたとない機会を提供します。 現在の検証は、通常、準円形連星からの信号を想定して行われています。 しかし、軌道離心率によって生じる複雑な波形形態は、重力をより正確に探査する能力を高める可能性があります。 最近の中性子星-ブラックホール事象GW200105の解析では、軌道離心率の強力な証拠が確認されました。 我々は、ブランス・ディッケ、アインシュタイン・ディラトン・ガウス・ボネ、およびポストニュートン秩序における動的チャーン・サイモンズ重力によって生じる離心率補正を組み込むことで、この信号を用いて代替モデルを検証するために、離心率歳差波形モデルを拡張しました。 この事象を準円形モデルで解析すると一般相対論からの誤った逸脱につながる一方、離心率を考慮するとモデルの境界が改善されることを示します。 GW200105の解析では、アインシュタイン-ディラトン-ガウス-ボネ重力（$\alpha^{1/2}_{\text{EdGB}} \lesssim 2.38\,\text{km}$）とブランス-ディッケ重力（$\omega_{\text{BD}} \gtrsim 3.5$）に厳しい制限が課せられましたが、動的チャーン-サイモンズ重力はスピン含有量が低いため制限を受けませんでした。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyze the domain of validity of a quantum optical model describing the effects of gravitational redshift on the quantum state of photons that propagate in curved spacetime. We find that the model is consistent for small redshift, but fails for larger redshifts. Surprisingly, the range of the redshift for which the model applies is conditional not only to the gravitational parameters, but also to those that define the photonic modes. We provide an analysis to characterize this aspect and propose a solution. Finally, we discuss implications for theoretical science as well as for the development of quantum technologies. | 我々は、曲がった時空を伝播する光子の量子状態に対する重力赤方偏移の効果を記述する量子光学モデルの妥当性領域を解析する。 このモデルは小さな赤方偏移に対しては整合するが、大きな赤方偏移に対しては整合しないことがわかった。 驚くべきことに、このモデルが適用される赤方偏移の範囲は、重力パラメータだけでなく、光子モードを定義するパラメータにも依存する。 我々は、この側面を特徴づける解析を行い、解決策を提案する。 最後に、理論科学および量子技術の発展への示唆について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the present work, quasilocal Brown-York charges are derived that coincide in the large sphere limit with the conserved supertranslation hair and superrotation charges introduced by Hawking, Perry and Strominger in [45, 46]. Given these charges, a general scenario is outlined in which a non-rotating black hole completely evaporates after its collapse due to particle creation effects, whereby a genuine one-way traversable event horizon is never formed, but merely a two-way traversable dynamical (resp. future trapping) horizon. The formation of such a dynamical horizon has the consequence, as is demonstrated, that quasilocal energy transported by the considered charges, and thus information, can continuously escape through the black hole horizon to infinity; a mechanism which, as is argued, could possibly prevent information loss once the black hole formation and evaporation process comes to an end. | 本研究では、大球面極限において、ホーキング、ペリー、ストロミンガーが[45, 46]で導入した保存される超並進ヘア電荷および超回転電荷と一致する準局所ブラウン・ヨーク電荷を導出する。 これらの電荷を仮定すると、非回転ブラックホールが粒子生成効果により崩壊後に完全に蒸発するという一般的なシナリオが概説される。 この場合、真に一方向に通過可能な事象の地平線は形成されず、双方向に通過可能な動的（または未来の捕捉）地平線が形成されるのみである。 このような動的地平線の形成は、実証されているように、検討対象の電荷によって輸送される準局所エネルギー、ひいては情報がブラックホールの地平線を無限遠まで連続的に逃げることができるという結果をもたらす。 これは、ブラックホールの形成と蒸発過程が終了した後、情報の損失を防ぐ可能性があると主張されている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A class of $f(R, T)$ theories extends the Einstein-Hilbert action by incorporating a general function of $R$ and $T$, the Ricci scalar and the trace of the ordinary energy-momentum tensor $T_{\mu\nu}$, respectively, thereby introducing a specific modification to the Einstein's field equations based on matter fields. Given that this modification is intrinsically tied to an energy-momentum tensor $T_{\mu\nu}$ that a priori respects energy conditions, we explore the potential of $f(R, T)$ theories admitting wormhole configurations satisfying energy conditions, unlike General Relativity, which typically necessitates exotic matter sources. Consequently, we investigate the existence of dynamical wormhole geometries that either uphold energy conditions or minimize their violations within the framework of trace of energy-momentum squared gravity. To ensure the generality of our study, we consider two distinct equations of state for the matter content and systematically classify possible solutions based on constraints related to the wormhole's throat size, the coupling parameter of the theory, and the equation of state parameters. | $f(R, T)$理論のクラスは、$R$と$T$の一般関数、すなわちリッチスカラーと通常のエネルギー運動量テンソル$T_{\mu\nu}$のトレースをそれぞれ組み込むことで、アインシュタイン-ヒルベルト作用を拡張します。 これにより、物質場に基づくアインシュタイン場の方程式に特定の修正が導入されます。 この修正は、エネルギー条件を事前に尊重するエネルギー運動量テンソル$T_{\mu\nu}$に本質的に結びついていることから、我々は、通常エキゾチック物質源を必要とする一般相対論とは異なり、エネルギー条件を満たすワームホール配置を許容する$f(R, T)$理論の可能性を探ります。 その結果、エネルギー運動量のトレースの二乗重力の枠組みの中で、エネルギー条件を満たすか、またはその違反を最小化する動的ワームホール形状の存在を調査する。 本研究の一般性を保証するために、物質含有量に関する2つの異なる状態方程式を考察し、ワームホールのスロートサイズ、理論の結合パラメータ、および状態方程式パラメータに関連する制約に基づいて、可能な解を体系的に分類する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce a general algebraic decomposition of Riemann-like and Weyl-like tensors with respect to a non-null vector $u$. We derive Gauss, Codazzi and Ricci-type identities for the Weyl tensor, that allow to relate the components of the spacetime Weyl tensor with intrinsic quantities of the hypersurfaces orthogonal to $u$. Restricting to the case of $\Lambda$-vacuum spacetimes (with $\Lambda \neq 0$ and any dimension) admiting a conformal compactification, we then study the behaviour of the Weyl tensor near $\mathscr I$ by means of an asymptotic expansion {\it \`a la} Fefferman-Graham, where the first terms are explicitly computed. We use these tools to characterize four dimensional algebraically special spacetimes with locally conformally flat $\mathscr{I}$, showing they match exactly the so-called {\it Kerr-de Sitter-like class with conformally flat $\scri$}, thus providing a geometric characterization of this class of spacetimes. | リーマン型テンソルとワイル型テンソルの非零ベクトル $u$ に関する一般的な代数分解を導入する。 ワイルテンソルのガウス型、コダッツィ型、リッチ型の恒等式を導出し、それによって時空ワイルテンソルの成分と $u$ に直交する超曲面の固有量との関連づけを可能にする。 共形コンパクト化を許容する $\Lambda$-真空時空（$\Lambda \neq 0$ かつ任意の次元）の場合に限定し、$\mathscr I$ 近傍におけるワイルテンソルの挙動を、フェファーマン-グラハム漸近展開（{\it \`a la}）を用いて調べる。 この展開では、最初の項は明示的に計算される。 これらのツールを用いて、局所共形平坦 $\mathscr{I}$ を持つ 4 次元代数的特殊時空を特徴付け、それらがいわゆる {\it Kerr-de Sitter 型クラスで共形平坦 $\scri$ を持つ} と正確に一致することを示し、このクラスの時空の幾何学的特徴付けを提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In arXiv:2505.18900 it was claimed that an apparent evolution of the dark energy equation of state occurs within the standard $\Lambda$CDM cosmological model. I point out that this erroneous conclusion is due to a mathematical error. | arXiv:2505.18900では、標準的な$\Lambda$CDM宇宙論モデルにおいて、暗黒エネルギー状態方程式の見かけ上の進化が起こると主張されました。 この誤った結論は数学的な誤りによるものであることを指摘します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the current study, we present the observational data constraints on the parameters space for an anisotropic cosmological model of Bianchi I type spacetime in general relativity (GR). For the analysis, we consider observational datasets of Cosmic Chronometers (CC), Baryon Acoustic Oscillation (BAO), and Cosmic Microwave Background Radiation (CMBR) peak parameters. The Markov chain Monte Carlo (MCMC) technique is utilized to constrain the bestfit values of the model parameters. For this purpose, we use the publicly available Python code from CosmoMC and have developed the contour plots with different constraint limits. For the joint dataset of CC, BAO, and CMBR, the parameter's best-fit values for the derived model are estimated as H_0 = 69.9\pm 1.4 km/s/Mpc, \Omega_{m0}=0.277^{+0.017}_{-0.015}, \Omega_{\Lambda 0} = 0.722^{+0.015}_{-0.017}, and \Omega_{\sigma 0} = 0.0009\pm0.0001. To estimate H(z), we explore machine learning (ML) techniques like linear regression, Artificial Neural Network (ANN), and polynomial regression and thereafter analyze the results with the theoretically developed H(z) for the proposed model. Among these ML techniques, the polynomial regression exceeds the performance compared to other techniques. Further, we also note that larger dataset provides a better understanding of the cosmological scenario in terms of ML view point. | 本研究では、一般相対論（GR）におけるビアンキI型時空の異方性宇宙モデルのパラメータ空間に対する観測データ制約を提示する。 解析には、宇宙クロノメータ（CC）、重粒子音響振動（BAO）、宇宙マイクロ波背景放射（CMBR）のピークパラメータの観測データセットを用いる。 モデルパラメータの最適値を制約するために、マルコフ連鎖モンテカルロ（MCMC）法を用いる。 この目的のために、CosmoMCから公開されているPythonコードを使用し、異なる制約限界を持つ等高線図を作成した。 CC、BAO、CMBRの統合データセットでは、導出モデルのパラメータの最適値は、H_0 = 69.9\pm 1.4 km/s/Mpc、\Omega_{m0}=0.277^{+0.017}_{-0.015}、\Omega_{\Lambda 0} = 0.722^{+0.015}_{-0.017}、\Omega_{\sigma 0} = 0.0009\pm0.0001と推定されます。 H(z)を推定するために、線形回帰、人工ニューラルネットワーク（ANN）、多項式回帰などの機械学習（ML）手法を検討し、その後、提案モデルに対して理論的に構築されたH(z)を用いて結果を分析します。 これらのML手法の中で、多項式回帰は他の手法と比較して優れた性能を示しました。 さらに、データセットが大きくなれば、機械学習の観点から宇宙論のシナリオをより深く理解できるようになることも指摘します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study exact static spherically symmetric vacuum solutions in generic six-derivative gravity (i.e., without assuming specific relations between the coupling constants). Using modified Schwarzschild coordinates, we systematically classify solutions through Frobenius expansions, determining their number of free parameters and confirming previously known cases, such as the regular solutions at the origin. Importantly, we identify novel solutions absent in four-derivative gravity, including those with (double-degenerate) extreme horizons (and their near-horizon limits) that exist without matter sources, which may indicate the existence of regular black holes. We also find asymptotically (anti-)de Sitter spacetimes, giving rise to an effective cosmological constant. The solutions can be classified into six main classes, and, when possible, we provide the description in standard Schwarzschild coordinates, in which they split into thirteen main solution classes. | 我々は、一般的な6微分重力（すなわち、結合定数間に特定の関係を仮定しない）における厳密な静的球対称真空解を研究する。 修正シュワルツシルト座標を用いて、フロベニウス展開によって解を系統的に分類し、それらの自由パラメータの数を決定し、原点における正則解などの既知の事例を確認する。 重要な点として、我々は4微分重力には存在しない新しい解を特定する。 これには、物質源なしに（二重縮退した）極限地平線（およびその地平線近傍極限）を持つ解などがあり、これは正則ブラックホールの存在を示唆している可能性がある。 また、漸近的に（反）ド・ジッター時空を発見し、有効宇宙定数を導出する。 これらの解は6つの主要なクラスに分類でき、可能であれば、13の主要な解のクラスに分割される標準シュワルツシルト座標での記述を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| These lectures discuss multi-particle production in QCD and in gravity at ultrarelativistic energies, their double copy relations, and strong parallels in emergent shockwave dynamics. Dispersive techniques are applied to derive the BFKL equation for multi-gluon production in Regge asymptotics. Identical methods apply in gravity and are captured by a gravitational Lipatov equation. The building blocks in both cases are Lipatov vertices and reggeized propagators satisfying double copy relations; in gravity, Weinberg's soft theorem is recovered as a limit of the Lipatov framework. BFKL evolution in QCD generates wee parton states of maximal occupancy characterized by an emergent semi-hard saturation scale. A Color Glass Condensate EFT, and renormalization group equations in this framework, describe wee parton correlations, and their rapidity evolution. A shockwave picture of deeply inelastic scattering and hadron-hadron collisions follows, with multi-particle production described by Cutkosky's rules in strong time-dependent fields. Gluon radiation in this framework has a double copy in gravitational shockwave collisions, with a similar correspondence applicable to gluon and graviton shockwave propagators. Possible extensions of this double copy are outlined for computing multi-particle production in gravitational shockwave collisions, self-force and tidal contributions, and classical and quantum noise in the focusing of geodesics. | これらの講義では、超相対論的エネルギーにおけるQCDと重力における多粒子生成、それらの二重コピー関係、そして創発的衝撃波力学における強い類似点について議論する。 分散的手法を用いて、レッジェ漸近解析における多グルーオン生成のBFKL方程式を導出する。 重力においても同一の手法が適用され、重力リパトフ方程式によって捉えられる。 どちらの場合も、構成要素はリパトフ頂点と二重コピー関係を満たすレッジェー化伝播関数である。 重力においては、ワインバーグのソフト定理がリパトフ枠組みの極限として得られる。 QCDにおけるBFKL発展は、創発的な半硬飽和スケールを特徴とする最大占有のウィーパートン状態を生成する。 この枠組みにおけるカラーガラス凝縮EFTとくりこみ群方程式は、ウィーパートン相関とそのラピディティ発展を記述する。 深非弾性散乱とハドロン-ハドロン衝突の衝撃波描像が示され、強い時間依存場におけるカトコスキー則によって多粒子生成が記述される。 この枠組みにおけるグルーオン放射は重力衝撃波衝突において二重コピーを持ち、同様の対応がグルーオンおよび重力子衝撃波伝播関数にも適用できる。 この二重コピーの可能な拡張は、重力衝撃波衝突における多粒子生成、自己力および潮汐寄与、そして測地線の集束における古典的および量子的ノイズを計算するために概説される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop the non-perturbative reduced phase space quantization of causal diamonds in (2+1)-dimensional gravity with a nonpositive cosmological constant. In Part I we described the classical reduction process and the reduced phase space, $\widetilde{\mathcal P} = T^*(\text{Diff}^+\!(S^1)/\text{PSL}(2, \mathbb R))$, while in Part II we discuss the quantization of the phase space and quantum aspects of the causal diamonds. Because the phase space does not have a natural linear structure, a generalization of the standard canonical (coordinate) quantization is required. In particular, as the configuration space is a homogeneous space for the $\text{Diff}^+\!(S^1)$ group, we apply Isham's group-theoretic quantization scheme. We propose a quantization based on (projective) unitary irreducible representations of the $\text{BMS}_3$ group, which is obtained from a natural prescription for extending $\text{Diff}^+\!(S^1)$ into a transitive group of symplectic symmetries of the phase space. We find a class of suitable quantum theories labelled by a choice of a coadjoint orbit of the Virasoro group and an irreducible unitary representation of the corresponding little group. The most natural choice, justified by a Casimir matching principle, corresponds to a Hilbert space realized by wavefunctions on $\text{Diff}^+\!(S^1)/\text{PSL}(2, \mathbb R)$ valued in some unitary irreducible representation of $\text{SL}(2, \mathbb R)$. A surprising result is that the twist of the diamond corner loop is quantized in terms of the ratio of the Planck length to the corner perimeter. | 我々は、非正値宇宙定数を持つ(2+1)次元重力における因果ダイヤモンドの非摂動的な縮約位相空間量子化を展開する。 パートIでは、古典的な縮約過程と縮約位相空間$\widetilde{\mathcal P} = T^*(\text{Diff}^+\!(S^1)/\text{PSL}(2, \mathbb R))$について述べた。 パートIIでは、位相空間の量子化と因果ダイヤモンドの量子的側面について議論する。 位相空間は自然な線形構造を持たないため、標準的な正準(座標)量子化の一般化が必要である。 特に、配置空間は$\text{Diff}^+\!(S^1)$群の同次空間であるため、Ishamの群論的量子化スキームを適用する。 我々は、$\text{BMS}_3$ 群の（射影的）ユニタリ既約表現に基づく量子化を提案する。 これは、$\text{Diff}^+\!(S^1)$ を位相空間のシンプレクティック対称性の推移群に拡張するための自然な方法から得られる。 Virasoro 群の共役軌道と、対応する小群の既約ユニタリ表現の選択によってラベル付けされた適切な量子理論のクラスを見出す。 カシミール整合原理によって正当化される最も自然な選択は、$\text{SL}(2, \mathbb R)$ のあるユニタリ既約表現で評価される $\text{Diff}^+\!(S^1)/\text{PSL}(2, \mathbb R)$ 上の波動関数によって実現されるヒルベルト空間に対応する。 驚くべき結果は、ダイヤモンドのコーナーループのねじれが、プランク長とコーナーの周囲の比によって量子化されていることです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop the non-perturbative reduced phase space quantization of causal diamonds in (2+1)-dimensional gravity with a nonpositive cosmological constant. In this Part I we focus on the classical reduction process, and the description of the reduced phase space, while in Part II we discuss the quantization of the phase space and quantum aspects of the causal diamonds. The system is defined as the domain of dependence of a spacelike topological disk with fixed boundary metric. By solving the constraints in a constant-mean-curvature time gauge and removing all the spatial gauge redundancy, we find that the phase space is the cotangent bundle of Diff^+(S^1)/PSL(2,R), i.e., the group of orientation-preserving diffeomorphisms of the circle modulo the projective special linear subgroup. Classically, the states correspond to causal diamonds embedded in AdS_3 (or Mink_3 if $\Lambda = 0$), with fixed corner length, and whose Cauchy surfaces have the topology of a disc. | 我々は、非正値宇宙定数を持つ(2+1)次元重力における因果ダイヤモンドの非摂動論的縮退位相空間量子化を展開する。 この第1部では、古典的な縮退過程と縮退位相空間の記述に焦点を当て、第2部では、位相空間の量子化と因果ダイヤモンドの量子的側面について議論する。 この系は、固定された境界計量を持つ時空的位相円板の従属領域として定義される。 平均曲率一定時間ゲージにおける制約条件を解き、空間ゲージの冗長性をすべて除去することにより、位相空間がDiff^+(S^1)/PSL(2,R)の余接束、すなわち射影特殊線型部分群を法とする円の向き保存微分同相写像群であることが分かる。 古典的には、これらの状態は因果ダイヤモンドに対応し、AdS_3（または$\Lambda = 0$の場合はMink_3）に埋め込まれ、固定されたコーナー長を持ち、コーシー面は円板の位相を持ちます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We discuss the issue of defining and measuring conical deficits (conicity) in spacetimes with the torsion singularity such as the Misner string in Taub--NUT spacetime. We propose a geometric definition that generalizes the standard notion of conicity to stationary axially symmetric spacetimes with torsion singularity, where the conical deficit becomes observer-dependent -- it depends on the choice of a timelike Killing vector. This implies the existence of observers who perceive no conical singularity along the symmetry axis. As a result, in any spacetime with a non-vanishing NUT parameter, there are observers for whom the conicity has the same value on both semi-axes. This challenges the usual interpretation of conicity differences as indicators of string/rod-induced acceleration along the axis. We illustrate our definition across the full Pleba\'nski--Demia\'nski class, including the recently identified accelerated Taub--NUT solution. Our attempts in determining a canonical observer lead to even less desirable definitions of conicity. | タウブ-NUT時空におけるミスナー弦のような、ねじれ特異点を持つ時空における円錐欠損（円錐度）の定義と測定の問題について議論する。 我々は、円錐度の標準的な概念を、ねじれ特異点を持つ定常軸対称時空に一般化する幾何学的定義を提案する。 この定義では、円錐欠損は観測者依存となり、時間的キリングベクトルの選択に依存する。 これは、対称軸に沿って円錐特異点を知覚しない観測者が存在することを意味する。 結果として、NUTパラメータがゼロでない任意の時空においては、両方の半軸で円錐度が同じ値を持つ観測者が存在する。 これは、円錐度の違いを弦/棒による軸に沿った加速の指標と解釈するという従来の解釈に疑問を投げかける。 我々は、最近同定された加速型タウブ-NUT解を含む、プレバンスキー-デミアンスキークラス全体にわたって定義を示す。 標準的な観測者を決定しようとする試みは、円錐度のさらに望ましくない定義につながる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the motion of a rigid elastic rod, initially set in its relaxed state along a spacelike geodesic, in an expanding Friedmann-Lema\^itre-Robertson-Walker universe. This leads to an initial boundary value problem (IBVP) for a nonlinear wave equation whose nonlinearity depends on a parameter $\kappa \geq 0$, related to the ratio between the rod's length and the cosmological scale. We show that if $\kappa$ is small enough then the solution to the IBVP is global in time and bounded, meaning that the rod's length oscillates around its initial value. For greater values of $\kappa$, however, the solution to the IBVP blows up in finite coordinate time, indicating that the rod is infinitely stretched by the cosmological expansion. This supports the widely held belief that sufficiently small bound systems do not follow the Hubble flow, whereas larger systems may do so. Similar conclusions apply to the tethered galaxy version of this problem, where the rod is used to connect two point masses (which results in nonlinear boundary conditions for the IBVP). | 我々は、膨張するフリードマン・レメートル・ロバートソン・ウォーカー宇宙において、初期状態が空間的測地線に沿った緩和状態にある剛体弾性棒の運動を研究する。 これは、棒の長さと宇宙スケールの比に関連するパラメータ $\kappa \geq 0$ に依存する非線形波動方程式の初期境界値問題 (IBVP) につながる。 $\kappa$ が十分に小さい場合、IBVP の解は時間的に大域的かつ有界であり、棒の長さが初期値の周りを振動することを示す。 しかし、$\kappa$ の値が大きくなると、IBVP の解は有限座標時間で爆発し、棒が宇宙膨張によって無限に引き伸ばされていることを示す。 これは、十分に小さい境界系はハッブルフローに従わないが、より大きな系は従う可能性があるという広く信じられている考えを裏付けている。 同様の結論は、この問題のテザー銀河バージョンにも当てはまります。 テザー銀河バージョンでは、ロッドが2つの質点を接続するために使用されます（これにより、IBVPの非線形境界条件が生じます）。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Cosmological correlators are important observables in cosmology. They are often approximated by de Sitter space correlators. In this paper, we give a first precise diagrammatical computation of higher loop diagrams to all orders for a conformally coupled scalar in four dimensions. We show that, in contrast to flat space, diagrams of necklace topology do not resum using the natural application of de Sitter-invariant regularization and are thus hard to evaluate. We propose a modification to the UV-regularization of the loops, compatible with de Sitter invariance, but much easier to work with. The modified diagrams can be resummed to give a glimpse at non-perturbative effects for de Sitter correlators. Furthermore, they fit nicely with recently proposed cosmological dressing rules. | 宇宙論的相関関数は宇宙論において重要な観測量である。 これらはしばしばド・ジッター空間相関関数によって近似される。 本論文では、4次元の共形結合スカラーに対する高次ループダイアグラムを、すべての次数について初めて精密に図式的に計算する。 平坦空間とは対照的に、ネックレス・トポロジーのダイアグラムはド・ジッター不変正則化の自然な適用では収束せず、したがって評価が困難であることを示す。 我々は、ループのUV正則化に対する修正を提案する。 これはド・ジッター不変と両立し、かつ扱いがはるかに容易である。 修正されたダイアグラムは収束することで、ド・ジッター相関関数の非摂動的な効果を垣間見ることができる。 さらに、これらは最近提案された宇宙論的ドレッシングルールとよく適合する。 |