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| Original Text | 日本語訳 |
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| The discovery of gravitational waves (GWs) from merging compact binaries has transformed modern astrophysics, driving innovation in detection methodologies. Whereas matched-filtering techniques have long been the standard, the growing volume of data from advanced observatories like LIGO, Virgo, and KAGRA has spurred interest in machine learning (ML) solutions for their scalability and computational efficiency. As next-generation detectors approach reality, the development of reliable and adaptable search algorithms becomes increasingly urgent. This work examines the consistency of detection sensitivity in AresGW model 1, an ML-based pipeline, when applied to multiple month-long datasets consisting of real detector noise. By analyzing the number of waveform injections detected and the sensitive distance at different FAR thresholds, we evaluate the model's performance under low false alarm rates and investigate how sensitivity metrics fluctuate due to dataset variability. In addition, we evaluate the performance of our algorithm on data both with and without contamination of genuine GW signals. Our findings reveal notable performance variations, highlighting the challenges introduced by finite-duration datasets and emphasizing the need for more rigorous statistical validation. By identifying these challenges, we aim to clarify the practical limitations of both ML-based and traditional detection systems and inform future benchmarking standards for GW searches. | 合体するコンパクト連星からの重力波（GW）の発見は、現代天体物理学に革命をもたらし、検出手法の革新を牽引しました。 マッチドフィルタリング技術は長らく標準でしたが、LIGO、Virgo、KAGRAといった先進的な観測所からのデータ量の増加に伴い、スケーラビリティと計算効率に優れた機械学習（ML）ソリューションへの関心が高まっています。 次世代検出器が現実に近づくにつれ、信頼性と適応性に優れた探索アルゴリズムの開発がますます急務となっています。 本研究では、MLベースのパイプラインであるAresGWモデル1を、実際の検出器ノイズを含む複数の1か月分のデータセットに適用した場合の検出感度の一貫性を検証します。 検出された波形注入数と異なるFAR閾値における感度距離を分析することで、低い誤報率におけるモデルの性能を評価し、データセットの変動によって感度指標がどのように変動するかを調査します。 さらに、真の重力波信号が混入したデータと混入していないデータの両方で、本アルゴリズムの性能を評価しました。 その結果、顕著な性能変動が明らかになり、有限期間のデータセットによって生じる課題が浮き彫りになり、より厳密な統計的検証の必要性が強調されました。 これらの課題を特定することで、機械学習ベースと従来の検出システムの両方の実際的な限界を明らかにし、重力波探索の将来のベンチマーク標準に情報を提供することを目指します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We release the first Numerical Relativity catalog of Institut de Ciencies del Cosmos at University of Barcelona (ICCUB) consisting of 128 simulations for black hole binaries. All simulations in this first release correspond to highly eccentric binaries with eccentricity $e = (0.62,0.79)$ which develop zoom-whirls up to three close passages before merger. We consider aligned, equal spin configurations in the range $\chi = (-0.5, 0.5)$ and equal mass ratios. For each simulation, we provide the modes $(\ell, m)$ of Weyl scalar $\psi_4^{(\ell,m)}$ extrapolated to $r = \infty$, with $\ell \leq 4$. In addition, we provide the corresponding strain modes obtained by computing a double time integral of the Weyl scalar modes. Moreover, we provide metadata and the parameter files required to reproduce our results using the open-source code Einstein Toolkit. A Python code that facilitates the access to the data is available on Git-Hub. | バルセロナ大学宇宙科学研究所（ICCUB）のブラックホール連星シミュレーション128件を含む、初の数値相対論カタログを公開する。 この初公開に含まれるシミュレーションはすべて、離心率$e = (0.62, 0.79)$の非常に離心率の高い連星に対応し、合体前に最大3回の接近通過までズーム旋回を生じる。 $\chi = (-0.5, 0.5)$の範囲で、一直線上に並んだ等しいスピン配置と等しい質量比を仮定する。 各シミュレーションについて、ワイルスカラー$\psi_4^{(\ell,m)}$のモード$(\ell, m)$を$r = \infty$（$\ell \leq 4$）に外挿した。 さらに、ワイルスカラーモードの2倍時間積分を計算することで得られる、対応する歪みモードも提供する。 さらに、オープンソースコードのEinstein Toolkitを使用して結果を再現するために必要なメタデータとパラメータファイルも提供しています。 データへのアクセスを容易にするPythonコードは、Git-Hubで入手できます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose that the infrared (IR) running of Newton's coupling provides a simple and universal explanation for large--distance modifications of gravity relevant to dark matter phenomenology. Within the effective field theory (EFT) framework, we model $G(k)$ as a scale--dependent coupling governed by an anomalous dimension $\eta$. We show that the marginal case $\eta = 1$ is singled out by renormalization group (RG) and dimensional arguments, leading to a logarithmic potential and a $1/r$ force law at large distances, while smoothly recovering Newtonian gravity at short scales. The logarithmic correction is universal and regulator independent, indicating that the $1/r$ force arises as the robust IR imprint of quantum--field--theoretic scaling. This provides a principled alternative to particle dark matter, suggesting that galactic rotation curves and related anomalies may be understood as manifestations of the IR running of Newton's constant. | ニュートン相互作用の赤外線（IR）伝播は、暗黒物質現象に関連する重力の長距離修正に対する単純かつ普遍的な説明を与えると提案する。 有効場の理論（EFT）の枠組みにおいて、異常次元$\eta$に支配されるスケール依存の相互作用として$G(k)$をモデル化する。 繰り込み群（RG）と次元の議論によって、限界ケース$\eta = 1$が選別され、長距離では対数ポテンシャルと$1/r$力則が導かれ、短スケールではニュートン重力がスムーズに回復することを示す。 対数補正は普遍的で調節因子に依存しないことから、$1/r$力は量子場の理論的スケーリングのロバストなIR痕跡として生じることを示している。 これは粒子暗黒物質に代わる原理的な代替案を提供し、銀河の回転曲線や関連する異常が、ニュートン定数の赤外線走行の現れとして理解される可能性があることを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We establish positive energy theorems for complete spin initial data sets with charge in dimensions $n \geq 4$, under a dominant energy condition and assuming the existence of at least one asymptotically flat end. Our results, formulated in the purely electric case, extend the classical theorems of Gibbons--Hull~\cite{GibbonsHull}, Gibbons--Hawking--Horowitz--Perry~\cite{GibbonsHawkingHorowitzPerry}, and Bartnik--Chru\'sciel~\cite{BartnikChrusciel}. | 我々は、支配的なエネルギー条件下、かつ少なくとも一つの漸近的に平坦な端が存在すると仮定し、次元$n \geq 4$の電荷を持つ完全なスピン初期データセットに対して、正のエネルギー定理を確立した。 純粋に電気的なケースで定式化された我々の結果は、Gibbons--Hull~\cite{GibbonsHull}、Gibbons--Hawking--Horowitz--Perry~\cite{GibbonsHawkingHorowitzPerry}、およびBartnik--Chrusciel~\cite{BartnikChrusciel}の古典的な定理を拡張する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The quantum vacuum of the electromagnetic field is inherently entangled across distinct spatial sub-regions, resulting in non-trivial particle content across these sub-regions. However, accessing this particle content in a controlled laboratory experiment has remained out of experimental reach. Here we propose to overcome this challenge with a quantum mirror made from a two-dimensional sub-wavelength array of atoms that divides a photonic cavity. The arrays response to light is tunable between transmissive and reflective states by a control atom that is excited to a Rydberg state. We find that photon content from entangled sub-regions of the vacuum causes subtle frequency shifts that are accessible to sub-wavelength atom array platforms. This novel approach for probing vacuum particle content stems from the systems unique ability to create coherent dynamics of superpositions of transmissive and reflective states, providing a quantum-enhanced platform for observing particle content from entangled spatial sub-regions of the electromagnetic field vacuum. | 電磁場の量子真空は、本質的に異なる空間サブ領域にまたがってエンタングルされており、その結果、これらのサブ領域全体にわたる粒子含有量は自明ではない。 しかしながら、制御された実験室実験でこの粒子含有量にアクセスすることは、これまで実験的に不可能であった。 本研究では、光子共振器を分割する2次元サブ波長原子アレイからなる量子ミラーを用いることで、この課題を克服することを提案する。 このアレイの光応答は、リュードベリ状態に励起された制御原子によって透過状態と反射状態の間で調整可能である。 真空のエンタングルされたサブ領域からの光子含有量は、サブ波長原子アレイプラットフォームでアクセス可能な微妙な周波数シフトを引き起こすことを発見した。 真空中の粒子含有量を調べるためのこの新しいアプローチは、透過状態と反射状態の重ね合わせのコヒーレントなダイナミクスを作り出すシステムの独自の能力に由来し、電磁場真空のエンタングルされた空間サブ領域から粒子含有量を観測するための量子強化プラットフォームを提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In scalar-tensor theories, compact objects may experience spontaneous scalarization. Recently, it was shown that matter-induced spontaneous scalarization of neutron stars is predominantly associated with a first-order phase transition. Here we consider matter-induced spontaneous scalarization of boson stars. Employing a repulsive quartic potential for the bosonic matter, we find only first-order phase transitions. | スカラーテンソル理論では、コンパクト天体は自発的なスカラー化を経験する可能性がある。 最近、中性子星の物質誘起自発的スカラー化は主に一次相転移を伴うことが示された。 ここでは、ボソン星の物質誘起自発的スカラー化を考える。 ボソン物質に反発的な4次ポテンシャルを適用すると、一次相転移のみが起こることが分かる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The $\mu$Hz gravitational wave band holds crucial insights into coalescing supermassive black hole binaries and stochastic backgrounds but remains inaccessible due to technical challenges. We demonstrate that geocentric space-based GW detectors (e.g., TianQin, gLISA, GADFLI) can bridge this gap by considering orbital resonance effects, circumventing the need for prohibitively long baselines. When GW frequencies match with integer multiples of a satellite's orbital frequency, sustained tidal forces induce cumulative orbital deviations through resonant effects, which, combined with orbital modulation, improve detector sensitivity by 1-2 orders of magnitude in the $\mu$Hz band. Consequently, geocentric missions can detect SMBHBs across significantly expanded mass-redshift parameter space and track their inspiral-merger-ringdown evolution. Crucially, such observations could synergize with pulsar timing array data of the same binaries at earlier inspiral stages, enabling unprecedented joint tests of strong-field gravity and binary evolution. Our findings establish geocentric antennas as a cost-effective, near-term precursor for unlocking the $\mu$Hz GW astronomy. | $\mu$Hz 重力波帯は、合体する超大質量ブラックホール連星や確率的背景に関する重要な知見を秘めていますが、技術的な課題のために依然としてアクセスが困難です。 我々は、地球中心の宇宙ベースの重力波検出器（例：TianQin、gLISA、GADFLI）が軌道共鳴効果を考慮することでこのギャップを埋め、法外に長い基線を必要としないことを示します。 重力波周波数が衛星の軌道周波数の整数倍と一致すると、持続的な潮汐力が共鳴効果を通じて累積的な軌道偏差を引き起こし、これが軌道変調と相まって、$\mu$Hz 帯における検出器感度を 1～2 桁向上させます。 その結果、地球中心ミッションは、大幅に拡張された質量-赤方偏移パラメータ空間にわたって超大質量ブラックホール連星を検出し、それらのスパイラル合体リングダウンの進化を追跡することができます。 重要なのは、このような観測が、同じ連星の初期のインスパイラル段階におけるパルサータイミングアレイデータと相乗効果を発揮し、強磁場重力と連星進化に関する前例のない共同検証を可能にする可能性があることです。 私たちの研究結果は、地心アンテナが、$\mu$Hz重力波天文学の世界を解き放つための、費用対効果の高い短期的な前兆となることを確立しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the stability of the Weyl geometry considering an exact black hole solution. By calculating the geodesics of massless and massive scalar fields orbiting outside the Weyl black hole background and using the Lyapunov exponent, we show that chaotic instabilities appear in the asymptotically de Siter-like spacetime. Calculating the photon sphere's quasinormal modes (QNMs) of a scalar field perturbing the Weyl black hole, we find a relation connecting the QNMs with the Lyapunov exponent in the asymptotically de Siter-like spacetime. Furthermore, we study the anomalous decay rate of the QNMs connecting their behavior with the Lyapunov exponent. | 我々は、厳密なブラックホール解を考慮したワイル幾何学の安定性を研究する。 ワイルブラックホール背景の外側を周回する質量ゼロおよび質量を持つスカラー場の測地線を計算し、リアプノフ指数を用いることで、漸近的にデ・サイター的な時空にカオス的不安定性が現れることを示す。 ワイルブラックホールを摂動するスカラー場の光子球上の準正規モード（QNM）を計算することで、漸近的にデ・サイター的な時空におけるQNMとリアプノフ指数を結びつける関係を見出す。 さらに、QNMの異常な減衰率を、その挙動とリアプノフ指数を結びつけて研究する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| If nonrelativistic dark matter and radiation are allowed to interact, reaching an approximate thermal equilibrium, this interaction induces a bulk viscous pressure changing the effective one-fluid description of the universe dynamics. By modeling such components as perfect fluids, a cosmologically relevant bulk viscous pressure emerges for dark matter particle masses in the range of $1\,\text{eV} - 10\,\text{eV}$ keeping thermal equilibrium with the radiation. Such a transient bulk viscosity introduces significant effects in the expansion rate near the matter-radiation equality (redshift $z_{\text{eq}} \sim 3400$) and at late times (leading to a higher inferred value of the Hubble constant $H_0$). We use the recent DESI DR2 BAO data to place an upper bound on the free parameter of the model $\tau_\text{eq}$ which represents the time scale in which each component follows its own internal perfect fluid dynamics until thermalization occurs. Our main result is encoded in the bound $\tau_\text{eq} < 1.84 \times 10^{-10} $ s (2$\sigma$), with the corresponding dimensionless bulk coefficient $\tilde{\xi} H_0/H_{eq}<5.94\times10^{-4}$ (2$\sigma$). In practice, this rules out any possible interaction between radiation and dark matter prior to the recombination epoch. | 非相対論的な暗黒物質と放射が相互作用し、近似的な熱平衡に達すると、この相互作用によってバルク粘性圧が生じ、宇宙の力学の実効的な一流体記述が変化する。 このような構成要素を完全流体としてモデル化すると、暗黒物質粒子の質量が $1\,\text{eV} - 10\,\text{eV}$ の範囲にある場合、放射との熱平衡を保ちながら、宇宙論的に重要なバルク粘性圧が現れる。 このような過渡的なバルク粘性は、物質と放射の等価性（赤方偏移 $z_{\text{eq}} \sim 3400$）付近および遅い時間（ハッブル定数 $H_0$ の推定値が大きくなる）における膨張率に大きな影響を及ぼす。 我々は最近のDESI DR2 BAOデータを用いて、モデルの自由パラメータ$\tau_\text{eq}$の上限を設定した。 これは、各成分が熱化が起こるまで、それぞれの内部完全流体力学に従う時間スケールを表す。 我々の主な結果は、$\tau_\text{eq} < 1.84 \times 10^{-10} $ s (2$\sigma$)という上限値と、それに対応する無次元バルク係数$\tilde{\xi} H_0/H_{eq}5.94\times10^{-4}$ (2$\sigma$)で表される。 実際には、これは再結合期以前の放射と暗黒物質との間の相互作用の可能性を排除する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we study the spectrum of the Regge poles (RPs), which are the counterparts of quasinormal modes, in a draining bathtub vortex within a two-component Bose-Einstein condensate (BEC) system. We study the gapped excitations of the condensate with the spatially dependent energy gap term using a spatially tunable Rabi coupling, which will be treated as a perturbation. This model serves as an analogue of a rotating black hole surrounded by an environmental mass shell. We first compute the semiclassical scattering amplitude with the spatially independent mass effect due to the orbital interference. In the case of the mass-shell, bifurcation of the spectrum is observed, resulting in the destabilization of the RPs. We also study the migration of RPs by shifting the bump position. Our results show that the RPs of the co-rotating modes exhibit greater stability than those of the counter-rotating modes. Large migration and overtaking jumps of the overtone (fundamental RP) leave an imprint on the scattering amplitude at small (large) scattering angles. This can be observed in the scattering interference pattern in experiments. | 本論文では、2成分ボーズ・アインシュタイン凝縮体（BEC）系における排水バスタブ渦における準正規モードに対応するレッジェ極（RP）のスペクトルを調べる。 空間依存のエネルギーギャップ項を持つ凝縮体のギャップ励起を、空間的に調整可能なラビ結合を用いて調べる。 ラビ結合は摂動として扱われる。 このモデルは、環境質量殻に囲まれた回転ブラックホールの類似体として機能する。 まず、軌道干渉による空間独立な質量効果を持つ半古典的散乱振幅を計算する。 質量殻の場合、スペクトルの分岐が観測され、RPの不安定化が生じる。 また、バンプの位置をシフトさせることによるRPの移動も調べる。 我々の結果は、共回転モードのRPが反回転モードのRPよりも高い安定性を示すことを示しています。 倍音（基本RP）の大きな移動と追い越しは、小さな（大きな）散乱角における散乱振幅に影響を与えます。 これは、実験における散乱干渉縞で観察できます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Stochastic inflation rests on the separate-universe approximation, i.e. the ability to describe long-wavelength fluctuations in an inflating universe as homogeneous perturbations of its background dynamics. Although this approximation is valid in most cases, it has been recently pointed out that it breaks down during transition periods between attractor and non-attractor phases. Such transitions are ubiquitous in single-field models giving rise to enhanced perturbations at small scales, that are required to form primordial black holes. The current inability to apply the stochastic-inflation program in such models is therefore one of the main obstacles to investigating the role of backreaction in primordial-black-hole scenarios. In this work, we show how gradient interactions can be incorporated in stochastic inflation, via a set of Langevin equations of higher dimension. We apply our formalism to a few cases of interest, including one with a sharp transition. In all cases, in the classical limit we show that gradient corrections as predicted from cosmological perturbation theory are properly recovered. We uncover the existence of a "pullback" effect by which the tails of the first-passage-time distributions are dampened by gradient interactions. We finally discuss the role of backreaction in the presence of gradient interactions. | 確率的インフレーションは、分離宇宙近似、すなわちインフレーション宇宙における長波長変動を、その背景ダイナミクスの一様摂動として記述できる能力に基づいている。 この近似はほとんどの場合に有効であるが、最近、アトラクター相と非アトラクター相の間の遷移期間中に破綻することが指摘されている。 このような遷移は単一場モデルにおいて普遍的に見られ、原始ブラックホールの形成に必要な小規模な擾乱を増大させる。 したがって、現在このようなモデルに確率的インフレーションプログラムを適用できないことは、原始ブラックホールシナリオにおける反作用の役割を調査する上での主な障害の一つである。 本研究では、高次元のランジュバン方程式を用いて、勾配相互作用を確率的インフレーションにどのように組み込むことができるかを示す。 我々は、急激な遷移を伴う場合を含むいくつかの興味深いケースにこの形式主義を適用する。 いずれの場合も、古典的極限において、宇宙論的摂動論から予測される勾配補正が適切に回復することを示す。 また、初通過時間分布の裾が勾配相互作用によって弱められる「プルバック」効果の存在を明らかにする。 最後に、勾配相互作用が存在する場合の反作用の役割について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analytically study isothermal spheres in the light of nonextensive statistical mechanics. The equations for the isothermal spheres are derived from the grand partition function of the gravitating particle system in the Tsallis statistical mechanics. The effect of nonextensive statistics appears in relatively dense state, which appears at the center of the isothermal sphere. The stability of the isothermal sphere in the general relativistic system is found to be sensitive to the parameter q in the Tsallis statistics. | 非示量統計力学の観点から等温球を解析的に研究する。 等温球の方程式は、ツァリス統計力学における重力粒子系の大分配関数から導出される。 非示量統計の効果は、等温球の中心に現れる相対的に稠密な状態に現れる。 一般相対論系における等温球の安定性は、ツァリス統計におけるパラメータqに敏感であることがわかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the Gaussian curvature of unstable null orbits. The Gaussian curvature exhibits multivaluedness near the phase transition point of a first-order phase transition. Numerical investigations of Reissner-Nordstrom Anti-de Sitter (RN-AdS), Hayward-AdS, and Hayward-Letelier-AdS black holes demonstrate that this geometric multivalued region coincides precisely with the spinodal region calculated by black hole thermodynamics. Using the known relation $K=-\lambda^2$ linking orbital geometry to chaotic dynamics, we show that this geometric feature also satisfies the critical exponents predicted by mean-field theory, consistent with those derived from Lyapunov exponents. Our work demonstrates that Gaussian curvature can serve as an alternative effective tool to study the phase structure of black holes. | 不安定ヌル軌道のガウス曲率を研究する。 ガウス曲率は、一次相転移の相転移点付近で多値性を示す。 ライスナー・ノルドストローム反ド・ジッター（RN-AdS）、ヘイワード・AdS、およびヘイワード・レテリエ・AdSブラックホールの数値解析により、この幾何学的多値領域がブラックホール熱力学で計算されるスピノーダル領域と正確に一致することが示された。 軌道幾何学とカオス力学を結びつける既知の関係式$K=-\lambda^2$を用いて、この幾何学的特徴が平均場理論によって予測される臨界指数も満たし、これはリアプノフ指数から導かれる臨界指数と整合していることを示す。 本研究は、ガウス曲率がブラックホールの相構造を研究するための効果的な代替ツールとして利用できることを実証している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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In this paper, we derive a rotating Sen black hole (BH) solution from the
nonrotating limit static metric of the Sen BH using the Newman-Janis algorithm
(NJA) and investigate the thin accretion disk and shadow of the rotating Sen
BH. The characteristics of the rotating Sen BH, including its horizon and
ergosurface, are analyzed. The results of our analysis indicate that an
increase in the effective charge $q_{m}$ leads to corresponding increases in
the energy flux, radiation temperature, and spectral luminosity. It is observed
that the BH shadow size decreases with an increase in the parameter $q_{m}$.
Furthermore, by comparing the theoretically predicted shadow diameters with
observational data from M87$^{*}$ and Sgr A$^{*}$, we constrain the viable
range of model parameters. The BH inclination angles are set to $17^{\circ}$,
$50^{\circ}$ and $90^{\circ}$ for the analysis. Our results indicate that,
within the constrained parameter space consistent with both M87$^{*}$ and Sgr
A$^{*}$, the shared parameter bounds derived from the rotating Sen BH are given
by $0.133158M| 本論文では、ニューマン・ジャニス・アルゴリズム（NJA）を用いて、回転するセンブラックホール（BH）の非回転極限静的計量から回転するセンBH解を導出し、回転するセンBHの薄い降着円盤と影を調査する。 回転するセンBHの地平線やエルゴ面を含む特性を解析する。 解析の結果、有効電荷$q_{m}$の増加は、エネルギー流束、放射温度、およびスペクトル光度の増加につながることが示された。 BHの影の大きさは、パラメータ$q_{m}$の増加に伴って減少することが観測された。 さらに、理論的に予測される影の直径をM87$^{*}$およびSgr A$^{*}$の観測データと比較することにより、モデルパラメータの有効範囲を制限する。 解析では、BH傾斜角を$17^{\circ}$、$50^{\circ}$、$90^{\circ}$に設定した。 結果は、M87$^{*}$とSgr
A$^{*}$の両方に整合する制約パラメータ空間内で、回転するSen BHから導かれる共通のパラメータ境界が$0.133158M | |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we use the weak cosmic censorship conjecture(WCC) to constrain black hole solutions in modified gravity theories. While Wald showed that extremal Kerr-Newman black holes in general relativity cannot be overcharged by test charged particles, this protection may fail in theories beyond general relativity. We have considered generic rotating black hole solutions beyond the Kerr-Newman family and examine particle absorption processes that could lead to overcharging and the emergence of naked singularities. Identifying regions of parameter space where WCC is violated allows us to place direct, physically motivated bounds on deviations from general relativity. | 本研究では、弱い宇宙検閲予想（WCC）を用いて、修正重力理論におけるブラックホール解に制約を与える。 Waldは一般相対論における極限カー・ニューマンブラックホールはテスト荷電粒子によって過荷電されないことを示したが、一般相対論を超える理論ではこの保護は機能しない可能性がある。 我々はカー・ニューマン族を超える一般的な回転ブラックホール解を考慮し、過荷電と裸の特異点の出現につながる可能性のある粒子吸収過程を検証した。 WCCが破れるパラメータ空間領域を特定することで、一般相対論からの逸脱に対して、物理的に根拠のある直接的な境界を設けることが可能となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive the semi-classical gravitational dynamics from thermodynamics of local stretched light cones in 2-dimensional dilaton gravity, explicitly treating the backreaction of quantum matter through the conformal anomaly's effect on the generalized entropy. We also sketch the extension of this analysis to the conformal anomaly in 4-dimensional semi-classical gravity. In direct connection to this problem, we also tackle the appropriate definition of Wald entropy in thermodynamic derivation of equations of motion for classical scalar-tensor theories. For the class of Brans-Dicke theories, including 2-dimensional dilaton gravity, we show that the equations of motion follow from the dynamical Wald entropy associated with local causal horizons. | 我々は、2次元ディラトン重力における局所伸張光円錐の熱力学から半古典的重力ダイナミクスを導出し、共形異常が一般化エントロピーに及ぼす影響を通して量子物質の反作用を明示的に扱う。 また、この解析を4次元半古典的重力における共形異常に拡張する方法も示す。 この問題に直接関連して、古典的スカラーテンソル理論の運動方程式の熱力学的導出におけるワルドエントロピーの適切な定義についても検討する。 2次元ディラトン重力を含むブランス・ディッケ理論のクラスにおいて、運動方程式は局所因果地平に関連する動的ワルドエントロピーから従うことを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Modified cosmology based on Barrow entropy arises from the gravity-thermodynamics conjecture, in which the standard Bekenstein-Hawking entropy is replaced by the Barrow entropy of quantum-gravitational origin, characterized by the Barrow parameter $\Delta$. Interestingly, this framework exhibits similarities with cosmology based on Tsallis $\delta$-entropy, which, although rooted in a non-extensive generalization of Boltzmann-Gibbs statistics, features the same power-law deformation of the holographic scaling present in the Barrow case. We use observational data from Supernova Type Ia (SNIa), Cosmic Chronometers (CC), and Baryonic acoustic oscillations (BAO), including the recently released DESI DR2 data, in order to extract constraints on such scenarios. As we show, the best-fit value for the Barrow exponent $\Delta$ is found to be negative, while the zero value, which corresponds to $\Lambda$CDM paradigm, is allowed only in the range of $2\sigma $ for three out of four datasets. Additionally, for the case of the SN$_{0}$+OHD+BAO dataset, for the current Hubble function we obtain a value of $H_0= 72.2_{-0.9}^{+0.9}$, which may potentially alleviate the $H_0$ tension. Moreover, we compare our results with the Gaussian Process reconstruction of the dark-energy equation of state for the DESI + Cosmic Microwave Background (CMB) + Union3 datasets. Finally, by applying information criteria such as the Akaike Information Criterion and the Bayes evidence, we compare the fitting efficiency of the scenario at hand with $\Lambda$CDM cosmology, showing that the latter is slightly favoured. | バローエントロピーに基づく修正宇宙論は、重力熱力学予想から生まれたもので、標準的なベッケンシュタイン-ホーキングエントロピーを、バローパラメータ$\Delta$によって特徴付けられる量子重力起源のバローエントロピーに置き換えたものです。 興味深いことに、この枠組みは、ボルツマン-ギブス統計の非表示一般化に根ざしながらも、バローの場合と同様にホログラフィックスケーリングのべき乗則変形を特徴とするツァリス$\delta$エントロピーに基づく宇宙論との類似性を示しています。 私たちは、このようなシナリオに対する制約を抽出するために、最近公開されたDESI DR2データを含む、超新星Ia型(SNIa)、宇宙クロノメータ(CC)、バリオン音響振動(BAO)の観測データを使用します。 示すように、バロー指数$\Delta$の最適値は負である一方、$\Lambda$CDMパラダイムに対応するゼロ値は、4つのデータセットのうち3つで$2\sigma$の範囲でのみ許容されます。 さらに、SN$_{0}$+OHD+BAOデータセットの場合、現在のハッブル関数では$H_0= 72.2_{-0.9}^{+0.9}$という値が得られ、これは潜在的に$H_0$緊張を緩和する可能性があります。 さらに、DESI + 宇宙マイクロ波背景放射 (CMB) + Union3データセットのダークエネルギー状態方程式のガウス過程再構成と結果を比較します。 最後に、赤池情報量基準やベイズ証拠などの情報基準を適用することで、現在のシナリオのフィッティング効率を$\Lambda$CDM宇宙論と比較し、後者がわずかに有利であることを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We revisit and study quantum corrections to the supersymmetric entropy of BPS black holes in 4d $\mathcal{N}=2$ effective field theories (EFTs), which can be obtained from Type IIA string theory compactified on a Calabi-Yau threefold. Macroscopically, these corrections arise from an infinite series of higher-derivative F-terms that encode certain modifications to the two-derivative supergravity effective action. Within the large volume regime, we analyze in detail the moduli dependence of these semi-classical contributions and explore their implications for the black hole entropy. As a byproduct, we show that the entropy captures, in a rather intricate way, the transition between four- and five-dimensional dual EFT descriptions. In fact, the expansion parameter $\alpha$ controlling the relevant asymptotic series can be related to the ratio of the black hole horizon and the Kaluza-Klein scale, given here by the inverse D0-brane mass. Furthermore, we are able to resum the series into a well-behaved convergent expression for all values of $\alpha$. This demonstrates, in turn, that (stable) black holes can, indeed, probe scales besides the quantum gravity cutoff. More precisely, by examining two representative BPS systems -- the D0-D2-D4 and D2-D6 black hole solutions -- we explicitly illustrate how highly non-local (perturbative) quantum effects resolve the divergences, ultimately leading to a well-defined entropy function. Additionally, in certain cases, we show that one can take a suitable decompactification limit to 5d and verify that the corrected entropy function reproduces the exact microstate counting of the underlying five-dimensional black string. Our results also clarify the role of non-perturbative quantum corrections, which, remarkably, do not modify any of our prior conclusions. | 我々は、4次元 $\mathcal{N}=2$ 有効場理論（EFT）におけるBPSブラックホールの超対称エントロピーに対する量子補正を再検討し、研究する。 この補正は、カラビ-ヤウ三次元多様体上にコンパクト化されたタイプIIA弦理論から得られる。 巨視的には、これらの補正は、2階微分超重力有効作用に対する特定の修正を符号化する高階微分F項の無限級数から生じる。 大規模領域において、我々はこれらの半古典的寄与のモジュライ依存性を詳細に解析し、ブラックホールエントロピーへの示唆を探る。 副産物として、エントロピーが、4次元と5次元の双対EFT記述間の遷移を、かなり複雑な方法で捉えていることを示す。 実際、関連する漸近級数を制御する展開パラメータ$\alpha$は、ブラックホールの地平線とカルツァ＝クラインスケールの比に関連し、ここでは逆D0ブレーン質量によって与えられます。 さらに、この級数を、$\alpha$のすべての値に対して、よく収束する式にまとめることができます。 これは、（安定した）ブラックホールが、量子重力カットオフ以外のスケールを実際に調べることができることを示しています。 より正確には、2つの代表的なBPS系、D0-D2-D4およびD2-D6ブラックホール解を調べることで、高度に非局所的な（摂動的な）量子効果がどのように発散を解決し、最終的に明確に定義されたエントロピー関数につながるかを明示的に示します。 さらに、特定のケースでは、適切なデコンパクト化極限を5次元まで取り、補正されたエントロピー関数が、基礎となる5次元ブラックストリングのミクロ状態カウントを正確に再現することを示す。 我々の結果はまた、非摂動的な量子補正の役割を明らかにしているが、驚くべきことに、これは我々のこれまでの結論を全く修正しない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study gravitational waves induced by scalar primordial fluctuations in Gleyzes-Langlois-Piazza-Vernizzi (GLPV), beyond Horndeski, scalar-tensor theories. We uncover, at the level of the action, a new scalar-scalar-tensor interaction, unique to GLPV models disconnected from Horndeski via disformal transformation. The new interaction leads to third derivatives in the source for scalar-induced tensor modes, which are absent in Horndeski-related theories. Such new higher-derivative terms lead to a further enhanced production of induced gravitational waves. We predict that for a scale-invariant primordial spectrum, the induced gravitational wave spectral density has a characteristic frequency dependence proportional to $f^5$. Such a fast-rising spectrum offers a potential unique signature of modified gravity in the early universe. | 我々は、Horndeskiのスカラー-テンソル理論を越えたGleyzes-Langlois-Piazza-Vernizzi (GLPV)モデルにおいて、スカラー原始揺らぎによって誘起される重力波を研究する。 作用レベルにおいて、Horndeskiから非変形変換によって切り離されたGLPVモデルに特有の、新しいスカラー-スカラー-テンソル相互作用を明らかにする。 この新しい相互作用は、Horndeski関連理論には存在しない、スカラー誘起テンソルモードの源に3階微分をもたらす。 このような新しい高階微分項は、誘起重力波の生成をさらに増強する。 スケール不変な原始スペクトルに対して、誘起重力波スペクトル密度は$f^5$に比例する特徴的な周波数依存性を持つことが予測される。 このような急速に上昇するスペクトルは、初期宇宙における重力の変化の潜在的な特異な兆候を示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct the Hamiltonian formulation of the isotropic Universe in a generic metric f(R)-theory in the Jordan frame. We canonically quantize the Universe volume via a polymer formulation, and we adopt the scalar field naturally arising from this scenario as a physical clock. Being within the limit of cut-off values of the space volume, we are legitimized to neglect, at first approximation level, the self-interacting potential term associated with the scalar field. We first study the semi-classical polymer dynamics, outlining the emergence of a bouncing cosmology, both in the internal as well as in the synchronous time. In this latter time variable, we are also able to compare the obtained picture with that of a standard polymer Big-Bounce. We see that in the studied case, the collapsing and expanding branches are no longer symmetric with respect to the minimum volume configuration. Then, we fully quantize the system dynamics in the momentum representation, constructing a suitable dynamical Hilbert space and setting up the dynamics of localized wave packets. The mean value dynamics, both for the momentum and volume spaces, is characterized by a bouncing dynamics as described via the internal time, which closely resembles that one obtained in Loop Quantum Cosmology and Polymerization, respectively. | 我々は、ジョルダン座標系における一般計量f(R)理論を用いて、等方性宇宙のハミルトニアン定式化を構築する。 ポリマー定式化を用いて宇宙体積を正準量子化し、このシナリオから自然に生じるスカラー場を物理時計として採用する。 空間体積のカットオフ値の限界内であるため、第一近似レベルでは、スカラー場に関連する自己相互作用ポテンシャル項を無視することが正当化される。 まず、半古典的なポリマーダイナミクスを研究し、内部時間と同期時間の両方において、跳ね返る宇宙論の出現を概説する。 この後者の時間変数において、得られた描像を標準的なポリマービッグバウンスの描像と比較することもできる。 研究対象としたケースでは、収縮枝と膨張枝は最小体積構成に関してもはや対称ではないことがわかる。 次に、運動量表現におけるシステムダイナミクスを完全に量子化し、適切な動的ヒルベルト空間を構築し、局在波束のダイナミクスを設定する。 運動量空間と体積空間の両方における平均値ダイナミクスは、内部時間で記述されるバウンスダイナミクスによって特徴付けられ、これはそれぞれループ量子宇宙論と重合で得られるものと非常に類似している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We find the inferred properties of the putative gravitational wave background in the second data release of the European Pulsar Timing Array to be in better agreement with theoretical expectations under the improved noise model. In particular, our improved noise models show consistency of the background's strain spectral index with the value of -2/3, favoring the population of supermassive black hole binaries as the origin of the background. Our results further suggest that the observed gravitational wave emission is the dominant source of the binary energy loss, with no evidence of environmental effects or eccentric orbits. At the reference gravitational wave frequency of yr$^{-1}$, we also find a lower power-law strain amplitude of the background than in previous data analyses. This mitigates some of the tensions of the strain amplitude with the expected number density and mass scale of binaries discussed in the literature. However, we show that it is mostly affected by strong covariance of the amplitude and the strain spectral index at yr$^{-1}$, whereas the strain amplitude at 0.1 yr$^{-1}$ and the strain amplitude at yr$^{-1}$ assuming a fixed spectral index of -2/3 remains unaffected. Our results highlight the importance of accurate noise models for correctly inferring properties of the gravitational wave background. | 欧州パルサー・タイミング・アレイ（EPTA）の第2回データリリースにおける推定重力波背景放射の特性は、改良されたノイズモデルに基づく理論的予測とよりよく一致することがわかった。 特に、改良されたノイズモデルは、背景放射の歪みスペクトル指数が-2/3の値と整合していることを示しており、背景放射の起源として超大質量ブラックホール連星が有力である可能性を示唆している。 さらに、観測された重力波放射が連星のエネルギー損失の主な原因であり、環境影響や軌道の偏心は示されていないことを示唆している。 基準重力波周波数であるyr$^{-1}$において、背景放射のべき乗歪み振幅は、これまでのデータ解析よりも低いことがわかった。 これは、文献で議論されている連星の予想される数密度および質量スケールと歪み振幅との緊張をいくらか緩和するものである。 しかし、我々は、それが主に振幅とyr$^{-1}$における歪みスペクトル指数の強い共分散の影響を受けるのに対し、スペクトル指数を-2/3に固定した場合の0.1 yr$^{-1}$における歪み振幅とyr$^{-1}$における歪み振幅は影響を受けないことを示す。 我々の結果は、重力波背景の特性を正しく推定するためには、正確なノイズモデルが重要であることを浮き彫りにしている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Detecting orbital eccentricity in a stellar-mass black-hole merger would point to a non-isolated formation channel. Eccentric binaries can form in dense stellar environments such as globular clusters or active galactic nuclei, or from triple stellar systems in the Galactic field. However, confidently measuring eccentricity is challenging -- short signals from high-mass eccentric mergers can mimic spin-induced precession, making the two effects hard to disentangle. This degeneracy weakens considerably for longer-duration signals. Here, GW200208_222617 provides a rare opportunity. Originating from a relatively low-mass binary with source-frame chirp mass $\sim20$ M$_\odot$, its gravitational-wave signal spanned $\sim14$ orbital cycles in band, with no indication of data quality issues. Previous analyses for quasi-circular binaries found no evidence for spin precession and, multiple subsequent studies found the data to favour an eccentric merger despite notable technical differences. All in all, we believe GW200208_222617 is the black-hole merger event from GWTC-3 with the least ambiguous detection of eccentricity. We present a critical discussion of properties and astrophysical interpretation of GW200208_222617 as an eccentric black-hole merger using models of field triples, globular clusters, and active galactic nuclei. We find that if GW200208_222617 was indeed eccentric, its origin is consistent with a field triple or globular cluster. Formation in the inner regions of an active galactic nucleus is disfavoured. The outer regions of such a disk remain a viable origin for GW200208_222617; we demonstrate how future detections of eccentric mergers formed in such environments could be powerful tools for constraining the disk geometry. | 恒星質量ブラックホール合体における軌道離心率の検出は、非孤立的な形成経路を示唆するものである。 離心率を持つ連星は、球状星団や活動銀河核などの高密度恒星環境、あるいは銀河系内の三連星系から形成される可能性がある。 しかし、離心率を確実に測定することは困難である。 高質量の離心率を持つ連星合体からの短い信号は、スピン誘起歳差運動を模倣することがあり、2つの効果を分離することが困難である。 この縮退は、持続時間の長い信号では大幅に弱まる。 ここで、GW200208_222617は稀な機会を提供する。 この連星は比較的低質量で、ソースフレームチャープ質量が$\sim20$ M$_\odot$である。 その重力波信号は、バンド内で$\sim14$軌道周期に及び、データ品質の問題は見られなかった。 これまでの準円形連星の解析では、スピン歳差運動の証拠は見つからず、その後の複数の研究では、顕著な技術的差異にもかかわらず、データは離心率の高い合体を支持するものであることが示されました。 全体として、GW200208_222617は、GWTC-3におけるブラックホール合体イベントの中で、離心率の検出が最も明確であったと考えられます。 本研究では、フィールドトリプル、球状星団、活動銀河核のモデルを用いて、離心率の高いブラックホール合体としてのGW200208_222617の特性と天体物理学的解釈について批判的に議論します。 その結果、GW200208_222617が実際に離心率の高いものであった場合、その起源はフィールドトリプルまたは球状星団と整合することが分かりました。 活動銀河核の内部領域での形成は好ましくありません。 このようなディスクの外側の領域は、GW200208_222617の起源として依然として有力であり、このような環境で形成された偏心合体の将来的な検出が、ディスクの形状を制限するための強力なツールとなり得ることを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A thermodynamic description of cosmological spacetimes may provide insights into the fundamentals of the cosmic evolution that remain otherwise obscure, in close analogy with 'black hole thermodynamics'. We investigate the thermodynamic properties of late-time cosmological evolution using the dynamical systems approach, focusing on the $\Lambda$CDM model and quintessence models with an exponential potential. Thermodynamic quantities obtained through the Hayward-Kodama formalism are mapped onto the phase space of these models, allowing us to investigate thermodynamic stability and phase transitions in a manner independent of the initial condition of the evolution of the universe. In both models, the universe inevitably undergoes a thermodynamic phase transition, marked by diverging specific heats, irrespective of its initial configuration. We further demonstrate that the thermodynamic stability can occur only during an accelerating phase of the universe. However, the necessary stability conditions are never satisfied anywhere in the phase space, rendering both models inherently thermodynamically unstable within the Hayward-Kodama framework. Importantly, our analysis highlights the dynamical system approach as a natural and powerful framework to probe the thermodynamic aspects of cosmological evolution. | 宇宙時空の熱力学的記述は、「ブラックホール熱力学」と密接な類似性を持ち、これまで解明されてこなかった宇宙進化の基礎的知見をもたらす可能性がある。 我々は、力学系アプローチを用いて、指数関数ポテンシャルを持つ$\Lambda$CDMモデルとクインテッセンスモデルに焦点を当て、後期宇宙進化の熱力学的特性を調査する。 ヘイワード・コダマ形式論によって得られる熱力学的量は、これらのモデルの位相空間にマッピングされ、宇宙進化の初期条件に依存しない方法で熱力学的安定性と相転移を調査することができる。 どちらのモデルにおいても、宇宙は初期配置に関わらず、比熱の発散を特徴とする熱力学的相転移を必然的に経験する。 さらに、熱力学的安定性は宇宙の加速期にのみ起こり得ることを示す。 しかし、必要な安定条件は位相空間のどこにも満たされず、ヘイワード・コダマの枠組みにおいては、どちらのモデルも本質的に熱力学的に不安定である。 重要なのは、我々の解析が、力学系アプローチを、宇宙進化の熱力学的側面を探るための自然かつ強力な枠組みとして浮き彫りにしていることである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Effective models inspired by loop quantum gravity typically resolve the central singularity by replacing it with a bounce of the matter density in the Planckian regime. In the specific model analyzed here, this bounce is generally followed by the formation of shell-crossing singularities. The purpose of this work is to provide a physically meaningful extension of spacetime beyond the shell-crossing singularity. To this end, we derive the dynamics of a dust thin shell within the effective Hamiltonian framework. The motion of the shell remains timelike throughout: after undergoing a quantum-gravitational bounce, it expands and eventually emerges from the white-hole vacuum region. | ループ量子重力理論に着想を得た有効モデルは、通常、中心特異点をプランク領域における物質密度の跳ね返りに置き換えることで解決する。 ここで解析した特定のモデルでは、この跳ね返りの後に、一般に殻交差特異点が形成される。 本研究の目的は、殻交差特異点を超えた物理的に意味のある時空の拡張を提供することである。 この目的のために、有効ハミルトニアンの枠組みの中で、ダストの薄い殻のダイナミクスを導出する。 殻の運動は全体を通して時間的であり、量子重力的な跳ね返りを経験した後、膨張し、最終的にはホワイトホール真空領域から脱出する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the possibility that primordial black holes (PBHs) can be formed from large curvature perturbations generated during the waterfall phase transition in a hybrid inflation model driven by an axion-like particle (ALP) $\phi$. The model predicts a spectral index $n_s \simeq 0.964$ and a tensor-to-scalar ratio $r \simeq 0.003$, in agreement with Planck data and potentially testable by next generation cosmic microwave background (CMB) experiments such as CMB-S4 and LiteBIRD. We find that the PBH mass and the peak of the associated scalar-induced gravitational wave (SIGW) spectrum are correlated with the ALP mass. In particular, PBHs in the mass range $10^{-13}\, M_\odot$ can constitute either the entire dark matter (DM) content of the universe or a significant fraction of it. The predicted second-order GWs from this mechanism are within the sensitivity reach of future observatories like LISA and ET. The typical reheating temperature in the model is around $10^6 - 10^7$ GeV is consistent with Big Bang Nucleosynthesis (BBN) constraints. | 我々は、アクシオン様粒子（ALP）$\phi$によって駆動されるハイブリッドインフレーションモデルにおいて、滝相転移中に生じる大きな曲率摂動から原始ブラックホール（PBH）が形成される可能性を調査する。 このモデルは、スペクトル指数$n_s \simeq 0.964$、テンソル・スカラー比$r \simeq 0.003$を予測する。 これはPlanckデータと一致し、CMB-S4やLiteBIRDといった次世代宇宙マイクロ波背景放射（CMB）実験によって検証できる可能性がある。 PBHの質量と、それに伴うスカラー誘起重力波（SIGW）スペクトルのピークは、ALP質量と相関していることがわかった。 特に、質量範囲が$10^{-13}\, M_\odot$のPBHは、宇宙の暗黒物質（DM）の全体、あるいはそのかなりの部分を占める可能性があります。 このメカニズムから予測される二次重力波は、LISAやETのような将来の観測装置の感度範囲内です。 モデルにおける典型的な再加熱温度は約$10^6 - 10^7$ GeVであり、これはビッグバン元素合成（BBN）の制約と一致しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Quantum Improved Regular Kerr (QIRK) black hole is a rotating regular black hole model constructed based on the asymptotic safety method. The model eliminates the ring singularity and prevents the formation of closed timelike curves, while retaining well-defined thermodynamic properties. Given these properties, probing the observable features of the QIRK black hole is important. In this work, we numerically determine the region of parameter space in which the QIRK spacetime remains regular, admits an event horizon, and is free of closed timelike curves. Subsequently, we simulate images of a QIRK black hole surrounded by a thin accretion disk. We find the primary effect of the quantum correction parameter, $\widetilde{\omega}$, is a systematic reduction in the overall observed intensity, with only subtle effects on the image geometry. Using observational data from the Event Horizon Telescope (EHT) for Sgr A* and M87*, we further constrain the parameters of the QIRK black hole. Moreover, since there exist QIRK parameters that are free of singularities and can admit closed timelike curves, we investigate the images of CTCs under these conditions. These results reveal the distinctive observational features of the QIRK spacetime and provide a quantitative basis for assessing its viability as an astrophysical candidate. | 量子改良正則カー（QIRK）ブラックホールは、漸近安全性法に基づいて構築された回転正則ブラックホールモデルである。 このモデルは、リング特異点を排除し、閉じた時間的曲線の形成を防ぎながら、明確に定義された熱力学的特性を保持する。 これらの特性を考慮すると、QIRKブラックホールの観測可能な特徴を調べることは重要である。 本研究では、QIRK時空が正則性を維持し、事象の地平線を許容し、閉じた時間的曲線が存在しないパラメータ空間の領域を数値的に決定する。 次に、薄い降着円盤に囲まれたQIRKブラックホールの像をシミュレーションする。 量子補正パラメータ$\widetilde{\omega}$の主な効果は、観測される全体的な強度の系統的な減少であり、像の形状にはわずかな影響しか及ぼさないことがわかった。 イベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）によるSgr A*とM87*の観測データを用いて、QIRKブラックホールのパラメータをさらに制限する。 さらに、特異点を持たず、閉じた時間的曲線を許容するQIRKパラメータが存在するため、これらの条件下でのCTCの像を調べる。 これらの結果は、QIRK時空の独特の観測的特徴を明らかにし、天体物理学的候補としての実現可能性を評価するための定量的な根拠を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyze how the axion parameter, the Einstein-Maxwell-Scalar (EMS) coupling constant, and the charge density affect the chaotic properties of a charged hairy black hole, as characterized by the quantum Lyapunov exponent. We inject charged shock waves from the asymptotic boundary and compute the out-of-time-ordered correlators (OTOCs). Due to the relevant deformation in the boundary theory induced by a bulk scalar field, the bulk solution flows to a more general Kasner spacetime near the black hole singularity. We examine the behavior of chaotic parameters, including the Lyapunov exponent, butterfly velocity, and scrambling time delay, under this deformation. We find that as the deformation parameter increases, the ratio of the quantum Lyapunov exponent to the surface gravity decreases. For sufficiently large deformation, the Lyapunov exponent in the deformed geometry can exceed that of the axion Reissner-Nordstrom case. We observe that boundary deformation generally reduces the scrambling time delay, with the EMS coupling having a significant effect on the delay. These results provide further insight into the role of boundary deformations in modifying chaotic properties in charged hairy black holes. | 我々は、アキシオンパラメータ、アインシュタイン-マクスウェル-スカラー（EMS）結合定数、そして電荷密度が、量子リアプノフ指数によって特徴付けられる荷電ヘアリーブラックホールのカオス的性質にどのように影響するかを解析する。 漸近境界から荷電衝撃波を注入し、時間順序外相関子（OTOC）を計算する。 バルクスカラー場によって誘起される境界理論の関連する変形により、バルク解はブラックホール特異点近傍でより一般的なカスナー時空へと流れる。 我々は、この変形下におけるリアプノフ指数、バタフライ速度、スクランブリング時間遅延などのカオスパラメータの挙動を調べる。 変形パラメータが増加するにつれて、量子リアプノフ指数と表面重力の比が減少することを発見した。 十分に大きな変形に対しては、変形された形状におけるリアプノフ指数は、アクシオン・ライスナー・ノルドストロームの場合のそれを超える可能性がある。 境界変形は一般的にスクランブリング時間遅延を減少させ、EMS結合が遅延に大きな影響を与えることがわかる。 これらの結果は、荷電ヘアリーブラックホールにおけるカオス的性質の変化における境界変形の役割について、さらなる知見を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a novel non-singular cosmological scenario within the framework of Horndeski gravity, consisting of three successive stages: (i) a Genesis phase, in which the Universe slowly expands from an asymptotically flat spacetime; (ii) a brief transition stage restoring General Relativity; and (iii) a Starobinsky inflationary phase. This construction is fully consistent within a viable parameter space: it remains weakly coupled, free from ghost and gradient instabilities, with luminal tensor and subluminal scalar perturbations throughout the entire evolution. Importantly, the Genesis phase induces characteristic corrections to the Starobinsky potential, which cannot be captured by simple $\sum_i c_i R^i$-type modifications. These corrections robustly enhance the scalar spectral index, thereby improving the agreement of Starobinsky inflation with recent CMB measurements, in particular the data from the Atacama Cosmology Telescope (ACT). | 我々は、ホルンデスキー重力理論の枠組みの中で、3つの段階から成る、特異でない新しい宇宙論シナリオを提案する。 (i) 宇宙が漸近的に平坦な時空からゆっくりと膨張するジェネシス段階、(ii) 一般相対論を回復する短い遷移段階、そして(iii) スタロビンスキーインフレーション段階である。 この構成は、実行可能なパラメータ空間内で完全に整合している。 つまり、進化の全過程を通して、弱結合を維持し、ゴースト不安定性や勾配不安定性がなく、光速テンソルおよび光速以下のスカラー摂動を受ける。 重要なのは、ジェネシス段階はスタロビンスキーポテンシャルに特徴的な補正を生じさせるということである。 これは、単純な$\sum_i c_i R^i$型の修正では捉えられない。 これらの補正により、スカラースペクトル指数が大幅に向上し、スタロビンスキーインフレーションと最近のCMB測定、特にアタカマ宇宙論望遠鏡（ACT）のデータとの一致が向上します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This work presents a new class of static, spherically symmetric traversable wormhole solutions within the framework of non-minimal Einstein-Yang-Mills (EYM) gravity, where the SU(2) Yang-Mills field is purely magnetic. By adopting a constant redshift function and introducing a direct coupling between the Ricci scalar and the Yang-Mills field strength, we investigate the role of the non-minimal coupling constant $\xi$ and the magnetic charge $Q$ in shaping the wormhole geometry. Our analysis shows that for small values of $\xi$, the flare-out and throat conditions can be satisfied, allowing physically viable traversable wormholes without requiring externally introduced exotic matter. The Arnowitt-Deser-Misner (ADM) mass is evaluated, revealing that for $\xi < 0.01$ it grows monotonically with charge, whereas for $\xi \gtrsim 0.01$ it decreases with increasing charge, signaling a reduction in the total mass-energy of the system. An examination of the energy conditions indicates localized violations of the null and weak energy conditions at the throat, while the strong energy condition remains satisfied. Finally, the study of gravitational lensing confirms that the deflection angle of light is consistently positive, reflecting the overall attractive nature of the wormhole gravitational field. These results highlight the significant role of non-minimal gauge-gravity couplings in enabling traversable wormholes with distinct observational signatures. | 本研究では、SU(2)ヤン＝ミルズ場が純粋に磁気的である非極小アインシュタイン・ヤン＝ミルズ重力（EYM）の枠組みにおいて、静的で球対称な新しい種類の通過可能なワームホール解を提示する。 定数赤方偏移関数を採用し、リッチスカラーとヤン＝ミルズ場の強度との間に直接的な結合を導入することで、非極小結合定数$\xi$と磁荷$Q$がワームホールの形状形成に果たす役割を調査する。 解析の結果、$\xi$の値が小さい場合、フレアアウト条件とスロート条件が満たされ、外部から導入されたエキゾチック物質を必要とせずに物理的に実現可能な通過可能なワームホールが実現可能であることが示された。 Arnowitt-Deser-Misner (ADM) 質量を評価したところ、$\xi < 0.01$ では電荷とともに単調に増加するのに対し、$\xi \gtrsim 0.01$ では電荷の増加とともに減少し、系の全質量エネルギーが減少することを示しています。 エネルギー条件の検討により、喉部においてヌルエネルギー条件と弱エネルギー条件が局所的に破れている一方で、強エネルギー条件は満たされていることが示されました。 最後に、重力レンズ効果の研究により、光の偏向角は一貫して正であることが確認され、ワームホール重力場の全体的な引力特性を反映しています。 これらの結果は、観測的に明確な特徴を持つ通過可能なワームホールを可能にする上で、非最小ゲージ重力結合が重要な役割を果たしていることを浮き彫りにしています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the gravitational impulse by using the generalized formulation of the quantum Boltzmann equation (QBE), wherein the initial states are taken as wave packets rather than plane waves. The QBE operates within an open quantum system framework. Using this approach, we can analyze the two-body gravitational scattering by considering one body as part of the environment and the other as the system. Through this procedure, we obtain the system's impulse up to the second order for two massive objects. Similarly, we apply the forward scattering of the QBE to the gravitational impulse of a photon due to a massive object, during which we consider the photon as the system and the massive object as the environment. In this methodology, we use the QBE to compute the time evolution of the momentum operator associated with the system. While the forward scattering term vanishes when considering point particles, we demonstrate its persistence when using wave packets to describe both massive particles and the photon field. The results reported here are entirely consistent with the previous approaches. | 我々は、量子ボルツマン方程式（QBE）の一般化された定式化を用いて重力衝撃を調べる。 QBEでは、初期状態を平面波ではなく波束としてとる。 QBEは開放量子系の枠組みの中で動作する。 このアプローチを用いると、一方の物体を環境の一部、もう一方の物体を系とみなすことで、二体重力散乱を解析することができる。 この手順により、2つの質量を持つ物体について、系の2次までの衝撃を求めることができる。 同様に、質量を持つ物体による光子の重力衝撃にQBEの前方散乱を適用する。 この際、光子を系、質量を持つ物体を環境とみなす。 この手法では、QBEを用いて系に関連する運動量演算子の時間発展を計算する。 点粒子を考慮する場合、前方散乱項は消滅するが、質量を持つ粒子と光子場の両方を波束を用いて記述する場合、その項が持続することを示す。 ここで報告された結果は、これまでのアプローチと完全に一致しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Charged black holes are known to suffer from an interior instability associated with the presence of the Cauchy horizon. Recently, a hairy charged black hole was proposed that avoids the formation of a Cauchy horizon. It is natural to question whether this instability might manifest in the exterior solution. In this paper, we have analyzed the stability of this black hole. Our results show that vector perturbations are stable, along with the scalar sector for $l=0$. We have also computed the corresponding quasinormal modes (QNMs) and quasibound states (QBSs). | 荷電ブラックホールは、コーシー地平線の存在に関連する内部不安定性に悩まされることが知られています。 最近、コーシー地平線の形成を回避するヘアリー荷電ブラックホールが提案されました。 この不安定性が外部解に現れる可能性があるかどうか疑問に思うのは当然です。 本論文では、このブラックホールの安定性を解析しました。 その結果、ベクトル摂動は、l = 0 のスカラーセクターと同様に安定であることが示されました。 また、対応する準正規モード（QNM）と準束縛状態（QBS）も計算しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The article is dedicated to a discussion regarding the role of Barrow's ''Zero Universes'' in quantum cosmology. In particular, we demonstrate that if quantum gravity effects are modeled by the quantum potential method associated with the ''many interacting universes'' (MIU) model, then the mere presence of the universes with a zero scale factor (the ``Zero universes'') produces a veritably remarkable outcome: the classical cosmological singularities of Big Bang, Big Crunch and Big Rip all fail to arise. In other words, those universes that are considered ill-posed at the classical level may turn out to be a necessary and sought-after ingredient in a future internally consistent quantum theory of gravity. Finally, we argue that the MIU quantization method might shed light on a number of other cosmological mysteries; for example, it might account for a decoherence which preceded the eternal inflation, and elucidate how the quantum superposition of vacuum decays occurring at different places might give birth to actual bubble universes there. In addition, the new method might help explain why our universe was born in an extremely low-entropy initial state required to trigger the initial inflation. | 本稿は、バローの「ゼロ宇宙」が量子宇宙論において果たす役割について議論する。 特に、量子重力効果を「相互作用する多宇宙」（MIU）モデルに関連する量子ポテンシャル法でモデル化すると、スケール係数がゼロの宇宙（「ゼロ宇宙」）が存在するだけで、実に驚くべき結果が得られることを示す。 すなわち、ビッグバン、ビッグクランチ、ビッグリップといった古典的宇宙論的特異点はすべて発生しないということである。 言い換えれば、古典レベルでは不適正とみなされるこれらの宇宙は、将来の内部的に整合した量子重力理論において、必要かつ切望される要素となる可能性がある。 最後に、MIU量子化法が他の多くの宇宙論的謎を解明する可能性があると主張する。 例えば、この手法は、永遠のインフレーションに先立つデコヒーレンスを説明できる可能性があり、異なる場所で起こる真空崩壊の量子重ね合わせが、どのようにしてそこに実際のバブル宇宙を生み出すのかを解明するかもしれません。 さらに、この新しい手法は、私たちの宇宙が、初期のインフレーションを引き起こすために必要な、極めて低エントロピーの初期状態で誕生した理由を説明するのに役立つかもしれません。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a nontrivial extension of the problem of spherical accretion of a collisionless kinetic gas into the standard Schwarzschild black hole. This extension consists of replacing the Schwarzschild black hole by generic static and spherically symmetric black hole spacetimes with the aim of studying the effects of either modified gravitational theories beyond Einstein gravity or matter sources coupled to general relativity on the accretion process. This generalization also allows us to investigate the accretion into other types of black hole spacetimes, such as ones inspired by loop quantum gravity and string theory. To do so, we take into account a large class of static and spherically symmetric black holes whose spacetime is asymptotically flat with a positive total mass, has a regular Killing horizon, and satisfies appropriate monotonicity conditions of the metric functions. We provide the most general solution of the collisionless Boltzmann equation on such spacetimes by expressing the one-particle distribution function in terms of suitable symplectic coordinates on the cotangent bundle, and we calculate the relevant observables, such as particle current density and energy-momentum-stress tensor. Specializing to the case where the gas is described by an isotropic ideal fluid at rest at infinity, we compute the mass accretion rate and compression ratio, and we show that the tangential pressure is larger than the radial one at the horizon, indicating that the behavior of a collisionless gas is different from the one of an isotropic perfect fluid. As an example, we apply our generic formulae to two special black hole spacetimes, namely the Reissner-Nordstr\"om black hole and a loop quantum corrected black hole. We explore the effects of the free parameters on the observables and accretion rate, and we compare the results with those corresponding to the Schwarzschild black hole. | 我々は、衝突のない運動気体の球状降着問題の、標準的なシュワルツシルトブラックホールへの非自明な拡張を提示する。 この拡張は、シュワルツシルトブラックホールを一般的な静的かつ球対称なブラックホール時空に置き換えることで構成され、アインシュタイン重力を超える修正重力理論、あるいは一般相対論に結合した物質源が降着過程に及ぼす影響を調べることを目的とする。 この一般化により、ループ量子重力理論や弦理論に触発されたブラックホール時空など、他のタイプのブラックホール時空への降着を調べることも可能になる。 そのために、我々は、時空が漸近平坦で正の全質量を持ち、規則的なキリング地平線を持ち、適切な計量関数の単調性条件を満たす、静的かつ球対称なブラックホールの広範なクラスを考慮に入れる。 我々は、このような時空上の無衝突ボルツマン方程式の最も一般的な解を、1粒子分布関数をコタンジェントバンドル上の適切なシンプレクティック座標で表すことによって与え、粒子電流密度やエネルギー・運動量・応力テンソルなどの関連する観測量を計算する。 気体が無限遠で静止する等方性理想流体で記述される場合に特化し、質量降着率と圧縮比を計算し、地平線において接線方向の圧力が径方向の圧力よりも大きいことを示す。 これは、無衝突気体の挙動が等方性完全流体の挙動とは異なることを示している。 例として、我々は一般的な公式を2つの特殊なブラックホール時空、すなわちライスナー・ノルドストローム・ブラックホールとループ量子補正ブラックホールに適用する。 自由パラメータが観測量と降着率に与える影響を調べ、その結果をシュワルツシルト・ブラックホールに対応する結果と比較する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce a new versatile method for constructing solution operators (i.e., right-inverses up to a finite rank operator) for a wide class of underdetermined PDEs $P u = f$, which are regularizing of optimal order and, more interestingly, whose integral kernels have certain prescribed support properties. By duality, we simultaneously obtain integral representation formulas (i.e., left-inverses up to a finite rank operator) for overdetermined PDEs $P^{\ast} v = g$ with analogous properties, which lead to Poincar\'e- or Korn-type inequalities. Our method applies to operators such as the divergence, linearized scalar curvature, and linearized Einstein constraint operators (which are underdetermined), as well as the gradient, Hessian, trace-free part of the Hessian, Killing, and conformal Killing operators (which are overdetermined). The starting point for our construction is a condition - dubbed the recovery on curves condition (RC) - that leads to Green's functions for $P$ supported on prescribed curves. Then the desired integral solution operators (and, by duality, integral representation formulas) are obtained by taking smooth averages over a suitable family of curves. This procedure generalizes the previous constructions of Bogovskii, Oh-Tataru, and Reshetnyak. We furthermore identify a simple algebraic sufficient condition for (RC), namely, that the principal symbol $p(x, \xi)$ of $P$ is full-rank for all non-zero complex vectors $\xi$ (as opposed to real, as in ellipticity). When the principal symbol has constant coefficients, this is equivalent to (RC) and also to the condition that the formal cokernel of $P$ (without any boundary conditions) is finite-dimensional; for this reason, we call it the finite-dimensional cokernel condition (FC). We give a short proof that all operators above satisfy (FC), and thus (RC). Various applications will be considered in subsequent papers. | 我々は、最適位数の正則化であり、さらに興味深いことに、その積分核が所定の支持特性を持つ、広範囲の劣決定偏微分方程式$P u = f$に対する解演算子（すなわち、有限階数演算子までの右逆演算子）を構築するための、新しい汎用的な手法を導入する。 双対性により、同時に、類似した特性を持つ優決定偏微分方程式$P^{\ast} v = g$に対する積分表現式（すなわち、有限階数演算子までの左逆演算子）も得られ、ポアンカレe型不等式またはコーン型不等式が導かれる。 我々の手法は、発散作用素、線形化スカラー曲率作用素、線形化アインシュタイン拘束作用素（いずれも劣決定）に加え、勾配作用素、ヘッセ作用素、ヘッセ作用素のトレースフリー部分、キリング作用素、共形キリング作用素（いずれも過剰決定）にも適用される。 我々の構築の出発点は、曲線上の回復条件（RC）と呼ばれる条件であり、これは所定の曲線上に支持された $P$ のグリーン関数を導く。 次に、適切な曲線族上で滑らかな平均をとることで、所望の積分解作用素（および双対性により積分表現式）が得られる。 この手順は、Bogovskii、Oh-Tataru、Reshetnyak によるこれまでの構築を一般化するものである。 さらに、(RC) に対する単純な代数的十分条件、すなわち、$P$ の主記号 $p(x, \xi)$ が、すべての非零複素ベクトル $\xi$ に対してフルランクである（楕円の場合のように実数であるのとは対照的である）ことを明らかにした。 主記号が定数係数を持つ場合、これは (RC) と同値であり、また、$P$ の形式的コカーネル（境界条件なし）が有限次元であるという条件とも同値である。 このため、これを有限次元コカーネル条件 (FC) と呼ぶ。 上記のすべての演算子が (FC) を満たし、したがって (RC) も満たすことを簡単に証明する。 今後の論文では、さまざまな応用について検討する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyze how a scalar field can affect the chaotic behaviour of homogeneous and isotropic Bianchi IX cosmologies. It is known that a massless, minimally coupled scalar field removes the chaos. However, in more general Horndeski theories, the situation is more complex. We find that in shift-symmetric $K$-essence theories, chaos persists if the scalar field contribution to the initial-value constraint is {\it subleading} compared to that of the anisotropies. In this case, solutions oscillate as they approach the singularity, just as in the vacuum case, and a similar behaviour is found when a non-minimal coupling is included. If the scalar field contribution is not subleading, then chaos is removed and the singularity is approached smoothly. An unusual and entirely new result appears when changing the sign in front of the scalar kinetic term, yielding the theory of a phantom scalar. If the scalar field is subleading, then solutions remain chaotic and oscillate when approaching the singularity, as before. However, if the scalar field is not subleading, solutions are also chaotic, but the spacetime singularity disappears, and the universe behaves as an apparently infinite sequence of anisotropic bounces. The spatial volume then oscillates within finite bounds, never reaching zero, while the amplitudes and positions of these oscillations appear completely random. To the best of our knowledge, this type of chaos has never been described. | 我々は、スカラー場が均質および等方的なビアンキIX宇宙論のカオス的振る舞いにどのように影響するかを解析する。 質量がなく、最小結合のスカラー場はカオスを除去することが知られている。 しかし、より一般的なHorndeski理論では、状況はより複雑である。 シフト対称な$K$-エッセンス理論において、初期値制約へのスカラー場の寄与が異方性の寄与と比較して{\it subleading}である場合、カオスが持続することを見出した。 この場合、解は真空の場合と同様に特異点に近づくにつれて振動し、非最小結合を考慮した場合にも同様の振る舞いが見られる。 スカラー場の寄与がsubleadingでない場合、カオスは除去され、特異点に滑らかに近づく。 スカラー運動項の前の符号を変えると、全く新しい異例の結果が現れ、ファントムスカラー理論が生まれます。 スカラー場がサブリーディングである場合、解はカオス状態のままであり、特異点に近づくにつれて、これまでと同様に振動します。 しかし、スカラー場がサブリーディングでない場合、解もカオス状態のままですが、時空特異点は消失し、宇宙は一見無限に続く異方的なバウンスの連続として振る舞います。 すると、空間体積は有限の範囲内で振動し、決してゼロに達することはありませんが、これらの振動の振幅と位置は完全にランダムに見えます。 私たちの知る限り、この種のカオスはこれまで記述されたことがありません。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Observations of gravitational waves from binary black hole mergers, including the recent signals GW231123 and GW230529, have revealed multiple progenitor black holes in the so-called upper and lower mass gaps, respectively. It is generally assumed that massive stars cannot form black holes in the upper mass gap because pair instabilities in the late stage of stellar evolution disrupt the stars, whereas the lower mass gap refers to the gap between the maximum allowed neutron star mass and the smallest black hole mass expected to form in supernova explosions. Here we explore a "premature collapse" scenario in which upper mass gap stars collapse and form black holes before they reach the late stage of stellar evolution. The mechanism for triggering a premature collapse is the capture of a smaller black hole, possibly primordial in nature. A similar capture scenario can occur to produce black holes in the lower mass gap. At least for massive stars, typical stellar rotation rates would likely result in rapidly rotating black holes in such a scenario, naturally explaining the rapid spins inferred from GW231123. Even though our estimates hinge on several parameters with rather large uncertainties, they suggest that, at least in galactic disks, the likelihood of such a capture is small for stars in the upper mass gap, but may lead to a significant population of black holes in the lower mass gap and, in fact, even below the lower mass gap. | 連星ブラックホール合体からの重力波観測（最近の信号GW231123とGW230529を含む）により、それぞれいわゆる上部質量ギャップと下部質量ギャップに複数の祖ブラックホールが存在することが明らかになった。 一般に、質量の大きい星は上部質量ギャップでブラックホールを形成できないと考えられている。 これは、星の進化後期における対不安定性によって星が崩壊するためである。 一方、下部質量ギャップとは、中性子星の最大許容質量と超新星爆発で形成されると予想される最小のブラックホール質量との間のギャップを指す。 本稿では、上部質量ギャップの星が星の進化後期に達する前に崩壊してブラックホールを形成する「早期崩壊」シナリオを検討する。 早期崩壊を引き起こすメカニズムは、より小さなブラックホール（おそらく原始的な性質を持つ）の捕獲である。 同様の捕獲シナリオが、下部質量ギャップでブラックホールを生成する際にも起こり得る。 少なくとも質量の大きい恒星の場合、典型的な恒星の自転速度は、このようなシナリオにおいて高速回転するブラックホールをもたらす可能性が高く、GW231123から推定される高速スピンを自然に説明する。 我々の推定は、かなり大きな不確実性を伴ういくつかのパラメータに依存しているものの、少なくとも銀河系円盤においては、質量ギャップの大きい恒星ではこのような捕獲の可能性は小さいが、質量ギャップの小さい恒星、さらには質量ギャップの小さい恒星においても、相当数のブラックホールが存在す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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| Turbulence in curved spacetimes in general, and in the vicinity of black holes (BHs) in particular, represents a poorly understood phenomenon that is often analysed employing techniques developed for flat spacetimes. We here propose a novel approach to study turbulence in strong gravitational fields that is based on the computation of structure functions on generic manifolds and is thus applicable to arbitrary curved spacetimes. In particular, we introduce, for the first time, a formalism to compute the characteristic properties of turbulence, such as the second-order structure function or the power spectral density, in terms of proper lengths and volumes and not in terms of coordinate lengths and volumes, as customarily done. By applying the new approach to the turbulent rest-mass density field from simulations of magnetised disc accretion onto a Kerr BH, we inspect in a rigorous way turbulence in regions close to the event horizon, but also in the disc, the wind, and in the jet. We demonstrate that the new approach can capture the typical behavior of an inertial-range cascade and that differences up to $40-80\%$ emerge in the vicinity of the event horizon with respect to the standard flat-spacetime approach. While these differences become smaller at larger distances, our study highlights that special care needs to be paid when analysing turbulence in strongly curved spacetimes. | 曲がった時空一般、特にブラックホール（BH）近傍における乱流は、十分に理解されていない現象であり、平坦時空用に開発された手法を用いて解析されることが多い。 本研究では、強い重力場における乱流を研究するための新しい手法を提案する。 この手法は、一般多様体上の構造関数の計算に基づき、任意の曲がった時空に適用可能である。 特に、2次構造関数やパワースペクトル密度といった乱流の特性を、従来のように座標長や座標体積ではなく、固有長と固有体積で計算する形式論を初めて導入する。 この新しいアプローチを、Kerr BHへの磁化円盤降着のシミュレーションから得られた乱流静止質量密度場に適用することで、事象の地平線近傍の領域だけでなく、円盤、風、ジェットにおける乱流を厳密に検証する。 新しいアプローチは慣性距離カスケードの典型的な挙動を捉えることができ、事象の地平線近傍では標準的な平坦時空アプローチと比較して最大40～80%の差異が生じることを示す。 これらの差異は距離が長くなるにつれて小さくなるが、強く曲がった時空における乱流の解析には特別な注意が必要であることを本研究は浮き彫りにしている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We define a normalizable measure on the space of two-dimensional conformal field theories, which we interpret as a maximum ignorance ensemble. We test whether pure quantum gravity in AdS$_3$ is dual to the average over this ensemble. We find a negative answer, which implies that CFTs with a primary gap of order the central charge are highly atypical in our ensemble. We provide evidence that more generally, holographic CFTs are atypical in the space of all CFTs by finding similar results for permutation orbifolds: subgroups of $S_N$ with a good large $N$ limit are very sparse in the space of all subgroups. Along the way, we derive several new results on the space of CFTs. Notably we derive an upper bound on the spacing in central charge between CFTs, which is doubly exponentially small in the large central charge limit. | 2次元共形場理論の空間上に正規化可能な測度を定義し、これを最大無知アンサンブルとして解釈する。 AdS$_3$ における純粋量子重力がこのアンサンブル上の平均と双対であるかどうかを検証する。 結果は否定的であり、これは中心電荷のオーダーの一次ギャップを持つ CFT が我々のアンサンブルにおいて非常に非典型的であることを意味する。 より一般的には、ホログラフィック CFT がすべての CFT の空間において非典型的であることの証拠として、順列オービフォールドについても同様の結果が得られた。 すなわち、良好な大きな $N$ 極限を持つ $S_N$ の部分群は、すべての部分群の空間において非常にスパースである。 その過程で、CFT の空間に関するいくつかの新しい結果を導出した。 特に、CFT 間の中心電荷の間隔の上限を導出した。 これは大きな中心電荷極限において二重指数関数的に小さい。 |