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| Original Text | 日本語訳 |
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| An alternative dark energy description based on a generalized K-essence scenario is here explored. In particular, we consider a \emph{quasi-quintessence} and/or \emph{quasi-phantom} field, whose pressure does not depend on the kinetic energy, firstly discussed in the context of the cosmological constant problem. In so doing, we fix the background evolution and investigate the main observational signatures of its corresponding fluid-like representation. The corresponding scalar field can be parameterized independently from the potential form and without imposing the condition $\omega \sim -1$ used for quintessence and phantom fields. Additionally, we constrain the model parameters by performing Monte-Carlo Markov chain simulations through the adoption of the Metropolis-Hastings algorithm and perform separated analyses, employing different data catalogs. More precisely, as data sets we employ observational Hubble data, type Ia supernovae and the second data release from the DESI Collaboration, namely DESI DR2. We define a hierarchy among analyses and, precisely, in the first we adopt all three samples, while the second excludes the DESI data points, with the aim of facing its effect on corresponding bounds. Our findings suggest that the \emph{quasi-quintessence} scenario prefers Planck's value of the Hubble constant $H_0$, but suggesting that, when the DESI sample is excluded from our computations, $\omega_0$ enters the phantom regime, although still compatible at $1$-$\sigma$ confidence level with a cosmological constant. Remarkably, these results appear in tension than those found for a standard quintessence, explored within the context of the recent DESI release, likely indicating that the DESI data may furnish inconclusive results depending on the kind of scalar field involved into the computation. | 一般化されたKエッセンスシナリオに基づく代替的なダークエネルギー記述について、本稿で検討する。 特に、圧力が運動エネルギーに依存しない\emph{準クインテッセンス}場および/または\emph{準ファントム}場を考察する。 この場は、宇宙定数問題の文脈で初めて議論された。 その際、背景発展を固定し、対応する流体的表現の主な観測的特徴を調査する。 対応するスカラー場は、ポテンシャル形式とは独立に、またクインテッセンス場およびファントム場に用いられる条件$\omega \sim -1$を課すことなく、パラメータ化できる。 さらに、メトロポリス-ヘイスティングスアルゴリズムを用いてモンテカルロ・マルコフ連鎖シミュレーションを実行することでモデルパラメータを制約し、異なるデータカタログを用いて個別に解析を行う。 より正確には、データセットとして、ハッブル宇宙望遠鏡の観測データ、Ia型超新星、そしてDESIコラボレーションによる2番目のデータリリースであるDESI DR2を使用する。 解析には階層構造を設け、最初の解析では3つのサンプルすべてを採用し、2番目の解析ではDESIデータポイントを除外することで、対応する境界への影響を検討する。 私たちの研究結果は、\emph{quasi-quintessence}シナリオではハッブル定数$H_0$のプランク値を支持するが、DESIサンプルを計算から除外すると、$\omega_0$はファントム領域に入ることを示唆している。 ただし、$1$-$\sigma$信頼水準では宇宙定数と依然として両立する。 驚くべきことに、これらの結果は、最近のDESIリリースの文脈で検討された標準的なクインテッセンスの結果とは矛盾しているように見え、これはおそらく、DESIデータが、計算に含まれるスカラー場の種類に応じて決定的な結果をもたらす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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| In this paper we propose a two-field model of warm inflation motivated from a heterotic string construction. The model contains an axion and a dilaton-like field. We show that while warm inflation can take place in the axion-field direction, thermal corrections coming from the radiation gauge fields, which couples to both the axion and the dilaton, prevent warm inflation to happen in the dilaton-field direction. We explore the background dynamics for different parameters, and identify a diversity of dynamical behaviors allowed in this model, denoting different regimes of warm inflation. | 本論文では、ヘテロティック弦理論に基づく温暖インフレーションの2場モデルを提案する。 このモデルは、アクシオン場とディラトン場を含む。 アクシオン場の方向には温暖インフレーションが起こり得るものの、アクシオンとディラトンの両方に結合する輻射ゲージ場からの熱補正によって、ディラトン場の方向への温暖インフレーションは妨げられることを示す。 様々なパラメータに対する背景ダイナミクスを解析し、このモデルで許容される多様な動的挙動、すなわち温暖インフレーションの様々な領域を明らかにする。 |
| 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の恒星環境、あるいは銀河系内の三連星系で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可能性があり、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は稀有な機会を提供する。 この連星は、ソースフレームチャープ質量が$\sim20$ M$_\odot$である比較的低質量の連星から発生しており、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、もし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実証する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop a new technique for studying the perturbations of dRGT-type massive gravity theories around arbitrary background spacetimes. Built initially from the vielbein formulation of the theory, but switching back to the metric formulation afterwards, our approach bypasses many of the complications that arise in previous metric formulation approaches to linearising massive gravity around generic backgrounds, naturally elucidates the ghost-free structure of the interactions, and readily generalises to higher orders in perturbation theory, as well as to multiple interacting metric tensor fields. To demonstrate the power of our technique, we apply our formalism to a number of commonly occurring example backgrounds - proportional, cosmological, and black hole - recovering and extending many known results from the literature at linear order. Lastly, we provide, for the first time, the cubic order multi-gravity potential around a generic background spacetime. | 我々は、任意の背景時空を囲むdRGT型大質量重力理論の摂動を研究するための新しい手法を開発した。 当初は理論のビエルバイン定式化に基づいて構築したが、後に計量定式化に戻すことで、我々のアプローチは、一般的な背景を囲む大質量重力を線形化する従来の計量定式化アプローチで生じる多くの複雑さを回避し、相互作用のゴーストフリー構造を自然に解明し、摂動論の高次、さらには相互作用する複数の計量テンソル場にも容易に一般化できる。 我々の手法の威力を示すために、我々は我々の形式主義を、比例、宇宙論、ブラックホールといったいくつかの一般的な背景に適用し、文献から得られた多くの既知の結果を線形オーダーで回復および拡張する。 最後に、我々は初めて、一般的な背景時空を囲む3次オーダーの多重重力ポテンシャルを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Strong gravitational lensing can produce copies of gravitational-wave signals from the same source with the same waveform morphologies but different amplitudes and arrival times. Some of these strongly-lensed gravitational-wave signals can be demagnified and become subthreshold. We present TESLA-X, an enhanced approach to the original GstLAL-based TargetEd Subthreshold Lensing seArch (TESLA) method, for improving the detection efficiency of these potential subthreshold lensed signals. TESLA-X utilizes lensed injections to generate a targeted population model and a targeted template bank. We compare the performance of a full template bank search, TESLA, and TESLA-X methods via a simulation campaign, and demonstrate the performance of TESLA-X in recovering lensed injections, particularly targeting a mock event. Our results show that the TESLA-X method achieves a maximum of $\sim 10\%$ higher search sensitivity compared to the TESLA method within the subthreshold regime, presenting a step towards detecting the first lensed gravitational wave. TESLA-X will be employed for the LIGO-Virgo-KAGRA's collaboration-wide analysis to search for lensing signatures in the fourth observing run. | 強い重力レンズ効果は、同じ発生源から同じ波形形態を持ちながら振幅と到達時刻が異なる重力波信号のコピーを生成する可能性があります。 これらの強いレンズ効果を受けた重力波信号の一部は、縮小されて閾値下になる可能性があります。 本研究では、これらの潜在的な閾値下レンズ信号の検出効率を向上させるために、オリジナルのGstLALベースのTargetEd Subthreshold Lensing seArch (TESLA)法を改良したTESLA-X法を紹介します。 TESLA-Xは、レンズ注入を利用して、標的集団モデルと標的テンプレートバンクを生成します。 本研究では、シミュレーションキャンペーンを通じて、完全なテンプレートバンク検索、TESLA、およびTESLA-X法の性能を比較し、特に模擬イベントを標的としたレンズ注入の回復におけるTESLA-Xの性能を示します。 我々の研究結果は、TESLA-X法がサブスレッショルド領域においてTESLA法と比較して最大で約10%高い探索感度を達成することを示し、最初の重力レンズ波の検出に向けた一歩を踏み出したことを示しています。 TESLA-Xは、LIGO-Virgo-KAGRAの共同研究における第4回観測ランでの重力レンズ効果の兆候探索に活用されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the domain wall skyrmions phase in the framework of holographic quantum chromodynamics (QCD) using the Sakai-Sugimoto model. Building on previous work regarding chiral soliton lattices (CSLs) in strong magnetic fields, we study the emergence of localized skyrmions a top domain walls formed by CSLs. These skyrmions, realized as undissolved D4-branes embedded in the D8-branes, carry baryon number two and exhibit complex topological and energetic features. We explore the interplay between magnetic field strength, pion mass, and baryon chemical potential in stabilizing these configurations and demonstrate the existence of a mixed CSL-skyrmions phase. Through systematic energy analysis, we establish that the domain wall skyrmions become energetically favorable when $\mu_B |B| \gtrsim \Lambda \cdot m_\pi f_\pi^2$, with the transition occurring around $\mu_B |B| \sim 4.5$ in our holographic framework. Our phase diagram reveals three distinct regions: the CSL phase at low chemical potential and magnetic field, the domain wall skyrmions phase at intermediate scales, and a conjectured skyrmions crystal phase at the highest densities. The instanton density profiles $\text{Tr}(F \wedge F)$ show sharp localization in the domain wall skyrmions phase, contrasting with the smooth, extended distribution characteristic of the pure CSL configuration. These findings provide non-perturbative insights into baryonic matter in the dense QCD and offer a geometrical picture of topological phase transitions via string theory duality, with potential applications to neutron star physics and the broader QCD phase diagram under extreme conditions. | 我々は、酒井-杉本模型を用いて、ホログラフィック量子色力学（QCD）の枠組みの中でドメインウォールスキルミオン相を研究する。 強磁場中のカイラルソリトン格子（CSL）に関する先行研究に基づき、CSLによって形成される上部ドメインウォールにおける局在スキルミオンの出現を研究する。 これらのスキルミオンは、D8ブレーンに埋め込まれた溶解していないD4ブレーンとして実現され、2番目のバリオンを運び、複雑なトポロジカルおよびエネルギー的特徴を示す。 我々は、これらの構成を安定化させる磁場強度、パイ中間子質量、およびバリオン化学ポテンシャルの相互作用を研究し、混合CSLスキルミオン相の存在を示す。 系統的なエネルギー解析により、ドメインウォールスキルミオンは、$\mu_B |B| のときにエネルギー的に有利になることを確立する。 \gtrsim \Lambda \cdot m_\pi f_\pi^2$ であり、我々のホログラフィック枠組みでは、転移は $\mu_B |B| \sim 4.5$ 付近で起こる。 我々の相図は3つの異なる領域を示している。 低化学ポテンシャルおよび低磁場でのCSL相、中間スケールでのドメインウォールスキルミオン相、そして最高密度での推定スキルミオン結晶相である。 インスタントン密度プロファイル $\text{Tr}(F \wedge F)$ は、ドメインウォールスキルミオン相で鋭い局在を示しており、純粋なCSL構成に特徴的な滑らかで拡張された分布とは対照的である。 これらの発見は、高密度QCDにおけるバリオン物質への非摂動的な知見を提供し、弦理論の双対性を介してトポロジカル相転移の幾何学的描像を提供し、中性子星物理学や極限条件下でのより広範なQCD相図への応用が期待される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a comprehensive analysis of generic 5-dimensional Einstein-Maxwell-Dilaton-Axion (EMDA) holographic theories with exponential couplings. We find and classify exact, analytic, anisotropic solutions, both zero-temperature vacua and finite-temperature black brane backgrounds, with anisotropy sourced by scalar axions, magnetic fields, and charge densities, that can be interpreted as IR fixed points of renormalisation-group flows from UV-conformal fixed points. The resulting backgrounds feature a hyperscaling violation exponent and up to three independent Lifshitz-like exponents, generated by an equal number of independent coupling constants in the EMDA action. We derive the holographic stress-energy tensor and the corresponding equation of state, and discuss the behavior of the anisotropic speed of sound and butterfly velocity. We show that these theories can be consistently constrained by imposing several natural requirements, including energy conditions, thermodynamic stability, and causality. Additionally, we analyse hard probes in this class of theories, including Brownian motion, momentum broadening and jet quenching, and we demonstrate that a fully analytic treatment is possible, making their dependence on the underlying anisotropy explicit. We highlight the relevance of these models as benchmarks for strongly coupled anisotropic matter in nature, from the quark-gluon plasma created in heavy-ion collisions to dense QCD phases in neutron-star mergers and the cores of compact objects. | 指数関数的結合を持つ一般的な5次元アインシュタイン・マクスウェル・ディラトン・アクシオン（EMDA）ホログラフィック理論の包括的な解析を提示する。 ゼロ温度真空背景と有限温度ブラックブレーン背景の両方において、スカラーアクシオン、磁場、電荷密度に由来する異方性を持つ厳密な解析的異方性解を発見し分類する。 これらの異方性は、UV共形固定点からの繰り込み群フローのIR固定点として解釈できる。 結果として得られる背景は、ハイパースケーリングの破れ指数と、EMDA作用における同数の独立した結合定数によって生成される最大3つの独立したリフシッツ型指数を特徴とする。 ホログラフィック応力エネルギーテンソルと対応する状態方程式を導出し、異方性音速とバタフライ速度の挙動について議論する。 これらの理論は、エネルギー条件、熱力学的安定性、因果律など、いくつかの自然な要件を課すことで、整合的に制約できることを示す。 さらに、ブラウン運動、運動量広がり、ジェットクエンチングなど、このクラスの理論におけるハードプローブを解析し、それらが根底にある異方性にどのように依存しているかを明示的に示すことで、完全に解析的な扱いが可能であることを実証する。 重イオン衝突で生成されるクォーク-グルーオンプラズマから、中性子星合体やコンパクト天体のコアにおける高密度QCD相に至るまで、自然界の強く結合した異方性物質のベンチマークとして、これらのモデルの関連性を強調する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We search for the stochastic gravitational-wave background (SGWB) predicted by pre-big-bang (PBB) cosmology using data from the first three observing runs of Advanced LIGO and Advanced Virgo. PBB cosmology proposes an alternative to cosmic inflation where the Universe evolves from a weak-coupling, low-curvature state to the hot Big Bang through a high-curvature bounce phase, predicting a distinctive SGWB spectrum. We perform a Bayesian analysis of the cross-correlation data to constrain the model parameters characterizing the PBB spectrum. We find no evidence for a PBB-induced SGWB, with a Bayes factor of $0.03$ between the PBB and noise-only model, strongly favoring the noise-only hypothesis. Our analysis establishes a lower bound $\beta \gtrsim -0.19$ at $95\%$ confidence level, which is compatible with the theoretical requirement $\beta \geq 0$ for a smooth bounce transition. While we do not detect a signal, our constraints remain consistent with the basic theoretical framework of PBB cosmology, demonstrating the potential of gravitational-wave observations to test early Universe theories. | 我々は、Advanced LIGOとAdvanced Virgoの最初の3回の観測データを用いて、プレビッグバン（PBB）宇宙論によって予測される確率的重力波背景放射（SGWB）を探索する。 PBB宇宙論は、宇宙が弱結合・低曲率状態から高曲率のバウンス期を経てホットビッグバンへと進化するという、宇宙インフレーションの代替説を提唱し、特徴的なSGWBスペクトルを予測する。 我々は、PBBスペクトルを特徴付けるモデルパラメータを制限するために、相互相関データのベイズ解析を行った。 PBBによって引き起こされるSGWBの証拠は見つからず、PBBモデルとノイズのみのモデル間のベイズ係数は0.03であり、ノイズのみの仮説が強く支持された。 我々の解析では、信頼度95%で下限$\beta \gtrsim -0.19$を確立しました。 これは、滑らかなバウンス遷移の理論的要件$\beta \geq 0$と整合しています。 信号は検出されませんでしたが、 我々の制約はPBB宇宙論の基本的な理論的枠組みと一致しており、重力波観測が初期宇宙理論を検証する可能性があることを実証しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the impact of shot noise on the stochastic gravitational wave background generated by binary neutron star mergers, and confirm that the overall background can be significantly influenced by relatively few neighboring, loud events. To mitigate the shot noise, we propose a procedure to remove nearby events by notching them out in the time-frequency domain. Additionally, we quantify the cosmic/sample variance of the resulting background after notching, and we study the deviation between the cross-correlation measurement and the theoretical prediction of the background. Taking both effects into account, we find that the resulting sensitivity loss in the search for an isotropic background formed by binary neutron star mergers is minimal, and is limited to $\lesssim 4\%$ below 40 Hz, and to $\lesssim 1\%$ above 40 Hz. | 中性子星連星合体によって生成される確率的重力波背景に対するショットノイズの影響を調査し、全体の背景が比較的少数の近傍の大きなイベントによって大きく影響を受けることを確認した。 ショットノイズを軽減するために、時間周波数領域で近傍イベントをノッチングすることで除去する手順を提案する。 さらに、ノッチング後の結果として生じる背景の宇宙／サンプル分散を定量化し、相互相関測定と背景の理論予測との偏差を調べた。 両方の効果を考慮すると、中性子星連星合体によって形成される等方性背景の探索における感度損失は最小限であり、40 Hz未満で$\lesssim 4\%$、40 Hz以上で$\lesssim 1\%$に制限されることがわかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct and count the microstates of out-of-equilibrium eternal AdS black holes in which a shell carrying an order one fraction of the black hole mass is emitted from the past horizon and re-absorbed at the future horizon. Our microstates have semiclassical interpretations in terms of matter propagating behind the horizon. We show that they span a Hilbert space with a dimension equal to the exponential of the horizon area of the intermediate black hole. This is consistent with the idea that, in a non-equilibrium setting, entropy is the logarithm of the number of microscopic configurations consistent with the dynamical macroscopic state. In our case, therefore, the entropy should measure the number of microstates consistent with a large and atypical macroscopic black hole fluctuation due to which part of the early time state becomes fully known to an external observer. | 我々は、ブラックホール質量のオーダー1分の1の質量を持つ殻が過去の地平線から放出され、未来の地平線で再吸収される、非平衡状態の永遠AdSブラックホールのミクロ状態を構築し、その数を数える。 我々のミクロ状態は、地平線の背後を伝播する物質の観点から半古典的な解釈を持つ。 我々は、それらが中間ブラックホールの地平線の面積の指数に等しい次元を持つヒルベルト空間を張ることを示す。 これは、非平衡設定において、エントロピーは力学的マクロ状態と整合するミクロ構成の数の対数であるという考えと整合する。 したがって、我々の場合、エントロピーは、初期時間状態の一部が外部観測者に完全に知られるようになる、大きく非典型的なマクロブラックホールの変動と整合するミクロ状態の数を測るものであるはずである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Most previous studies on relativistic quantum information have primarily focused on the vacuum state $|0\rangle$ and the first excited state $|1\rangle$ in two-mode entangled systems. In this work, we go beyond these limitations by considering arbitrary $q$-th excited states $|q\rangle$, aiming to investigate their role in preserving quantum resources. We analyze the influence of the Hawking effect on multipartite quantum states in the Schwarzschild spacetime, with particular attention to quantum entanglement and coherence. Our results show that, under the influence of the Hawking effect, increasing the excitation number $q$ leads to a reduction in quantum entanglement and mutual information, while enhancing quantum coherence. This indicates that the Hawking effect on excited multipartite states tends to degrade quantum correlations but simultaneously protects quantum coherence in curved spacetime. Therefore, when implementing quantum information protocols in gravitational settings, reducing the excitation number $q$ is favorable for maintaining entanglement, whereas increasing $q$ may be advantageous for tasks that rely on quantum coherence in relativistic quantum information processing. | 相対論的量子情報に関するこれまでの研究のほとんどは、主に2モードエンタングル系における真空状態$|0\rangle$と第一励起状態$|1\rangle$に焦点を当ててきました。 本研究では、任意の$q$次励起状態$|q\rangle$を考慮することでこれらの限界を超え、量子資源の保存におけるそれらの役割を調査することを目指します。 シュワルツシルト時空における多粒子量子状態に対するホーキング効果の影響を解析し、特に量子エンタングルメントとコヒーレンスに注目します。 私たちの結果は、ホーキング効果の影響下では、励起数$q$の増加が量子エンタングルメントと相互情報量の減少をもたらし、量子コヒーレンスが向上することを示しています。 これは、励起多粒子状態に対するホーキング効果が量子相関を劣化させる傾向がある一方で、曲がった時空における量子コヒーレンスを同時に保護することを示しています。 したがって、重力環境下で量子情報プロトコルを実装する場合、励起数$q$を減少させることはエンタングルメントの維持に有利である一方、相対論的量子情報処理において量子コヒーレンスに依存するタスクでは$q$を増加させることが有利となる可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Uniqueness (up to isometries) and existence of limits are analyzed in the context of Cheeger-Gromov convergence of spacetimes. To face the non-compactness of the vector isometry group in the semi-Riemanian setting, standard \em{pointed} convergence is strenghtened to \em{anchored} convergence (which requires the convergence of a timelike direction in the Lorenzian case). Then, a local isometry between the neighborhoods of the basepoints is found, and extended globally under geodesic completeness and simple connectedness. In spacetimes, by using Cauchy temporal functions as both strengthenings of the anchor and tools to ``Wick rotate'' metrics, a new notion of convergence for globally hyperbolic spacetimes (including the case of timelike boundaries) is introduced. The machinery of Riemannian Cheeger-Gromov theory becomes applicable after revisiting the tools related to time functions and studying their connections with Sormani-Vega null distance. In particular, several results with interest on its own right are obtained such as: time functions are locally Lipschitz up to rescaling, global and local characterizations of $h$-steep functions, independence of steepness and $h$-steepness for temporal functions, compatibility of both conditions for Cauchy temporal functions, and the stability of the latter. | 時空のチーガー・グロモフ収束の文脈において、一意性（等長変換を除く）と極限の存在を解析する。 半リーマン的設定におけるベクトル等長変換群の非コンパクト性に対処するため、標準的な \em{pointed} 収束は \em{anchored} 収束へと強化される（これはロレンツ的ケースでは時間的方向の収束を必要とする）。 次に、基点の近傍間の局所等長変換が見出され、測地線完備性と単純連結性の下で大域的に拡張される。 時空においては、コーシー時間関数をアンカーの強化と「ウィック回転」計量のツールとして用いることで、大域的に双曲的な時空（時間的境界の場合を含む）の収束という新しい概念が導入される。 リーマン・チーガー・グロモフ理論の仕組みは、時間関数に関連するツールを再検討し、ソルマニ・ベガ零距離との関連を研究することで適用可能となる。 特に、時間関数は再スケーリングを除いて局所的にリプシッツ関数であること、$h$-急峻関数の大域的および局所的な特徴付け、時間関数の急峻性と$h$-急峻性の独立性、コーシー時間関数に対する両条件の両立性、そして後者の安定性など、それ自体興味深いいくつかの結果が得られる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyze the effect of higher order viscosity corrections in a spatially homogeneous and isotropic universe. The viscous effects are modeled by introducing a second-order term to the energy density in the equation of state and on the expansion factor. An autonomous dynamical system is then constructed to study the qualitative behavior of the energy density and expansion factor, employing the Raychaudhuri equation and the conservation of energy. We obtain the analytical expressions for the equilibrium points in terms of the model parameters, presenting several phase diagrams. The analysis of these diagrams reveals the presence of bifurcations, which manifest as changes in stability and qualitative behavior. Those changes lead to different configurations for the universe, such as bouncing, rebouncing and cyclic scenarios. | 空間的に均質で等方的な宇宙における高次粘性補正の効果を解析する。 粘性効果は、状態方程式のエネルギー密度と膨張係数に2次の項を導入することでモデル化する。 次に、Raychaudhuri方程式とエネルギー保存則を用いて、エネルギー密度と膨張係数の定性的な挙動を調べるための自律動的システムを構築する。 モデルパラメータを用いて平衡点の解析的表現を得て、複数の状態図を提示する。 これらの状態図の解析により、安定性と定性的な挙動の変化として現れる分岐の存在が明らかになる。 これらの変化は、バウンス、リバウンス、周期的なシナリオなど、宇宙の様々な構成につながる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The residual test is commonly used to check the agreement between the gravitational wave signal and the theoretical waveform template. The basic idea of the residual test is to subtract the best-fit waveform from the data and then check whether the remaining data (i.e., the residuals) are consistent with the instrumental noise or not. We apply the Kolmogorov-Smirnov test, the Anderson-Darling test and the chi-squared test as goodness-of-fit test to examine the residuals of events in the third gravitational-wave transient catalog and find no statistically significant deviation from the noise. Although our method is sensitive only to the loud events, it does not rely on the cross-correlation between detectors. A single-detector event suffices for our residual analysis, and the test is simple and computationally inexpensive. | 残差検定は、重力波信号と理論波形テンプレートの一致を確認するために一般的に用いられます。 残差検定の基本的な考え方は、データから最も適合度の高い波形を差し引き、残りのデータ（すなわち残差）が機器ノイズと一致するかどうかを確認することです。 適合度検定として、コルモゴロフ・スミルノフ検定、アンダーソン・ダーリング検定、カイ二乗検定を適用し、第3重力波トランジェントカタログのイベントの残差を調べましたが、ノイズからの統計的に有意な偏差は見られませんでした。 本手法は大きなイベントにのみ感度がありますが、検出器間の相互相関には依存しません。 単一検出器イベントで十分であり、残差解析は単純で計算コストもかかりません。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| An algebraic framework was introduced in our previous works to address the covariance issue in spherically symmetric effective quantum gravity. This paper extends the framework to the electrovacuum case with a cosmological constant. After analyzing the notion of covariance in the classical theory, we propose an effective Hamiltonian for the electromagnetic field. The effective Hamiltonian together with the effective Hamiltonian constraint of gravity determines an effective dynamical model of gravity coupled to the electromagnetic field. The resulting model is covariant with respect to both the effective metric and the effective vector potential. By solving the equations of motion derived from the effective Hamiltonian constraint, we obtain several quantum-corrected solutions. Notably, some of these solutions reveal quantum gravity effects manifesting not only in spacetime metrics but also in the electromagnetic field. Finally, the covariance of coupling models with general matter fields is discussed. | これまでの研究において、球対称有効量子重力における共変性の問題に対処するために代数的枠組みが導入された。 本論文では、この枠組みを宇宙定数を持つ電気真空の場合に拡張する。 古典理論における共変性の概念を解析した後、電磁場に対する有効ハミルトニアンを提案する。 有効ハミルトニアンは、重力の有効ハミルトニアン拘束条件と共に、電磁場と結合した重力の有効力学モデルを決定する。 得られたモデルは、有効計量と有効ベクトルポテンシャルの両方に関して共変性する。 有効ハミルトニアン拘束条件から導かれる運動方程式を解くことで、いくつかの量子補正解が得られる。 特に、これらの解のいくつかは、時空計量だけでなく電磁場にも現れる量子重力効果を明らかにする。 最後に、結合モデルと一般物質場の共変性について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The possibility of extracting energy from a rotating black hole via the Blandford-Znajek mechanism represents a cornerstone of relativistic astrophysics. We present general-relativistic collisionless kinetic simulations of Kerr black-hole magnetospheres covering a wide range in the black-hole spin. Considering a classical split-monopole magnetic field, we can reproduce with these ab-initio calculations the force-free electrodynamics of rotating black holes and measure the power of the jet launched as a function of the spin. The Blandford-Znajek luminosity we find is in very good agreement with analytic calculations and compatible with general-relativistic magnetohydrodynamics simulations via a simple rescaling. These results provide strong evidence of the robustness of the Blandford-Znajek mechanism and accurate estimates of the electromagnetic luminosity to be expected in those scenarios involving rotating black holes across the mass scale. | 回転するブラックホールからブランフォード・ズナイェク機構を介してエネルギーを取り出す可能性は、相対論的天体物理学の礎石となる。 我々は、ブラックホールスピンの広い範囲をカバーするカーブラックホール磁気圏の一般相対論的無衝突運動学シミュレーションを提示する。 古典的な分裂単極磁場を考慮すると、これらの第一原理計算によって、回転するブラックホールのフォースフリー電磁力学を再現し、放出されるジェットのエネルギーをスピンの関数として測定することができる。 我々が求めたブランフォード・ズナイェク光度は、解析計算と非常によく一致し、簡単なリスケーリングによって一般相対論的磁気流体力学シミュレーションとも整合する。 これらの結果は、ブランフォード・ズナイェク機構の堅牢性の強力な証拠となり、質量スケール全体にわたって回転するブラックホールを含むシナリオにおいて予想される電磁光度の正確な推定値を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a comprehensive investigation of the F-statistic method for parameter estimation of gravitational wave (GW) signals from binary black hole mergers. By analytically maximizing the likelihood over the luminosity distance and polarization angle, this approach reduces the dimensionality of the parameter space to enhance computational efficiency. We also introduce a novel formulation for calculating the Bayes factor for the F-statistic, enabling a quantitative assessment of its performance against standard full frequency-domain (FFD) Bayesian inference. Using the benchmark event GW150914, we demonstrate that the F-statistic method is not only approximately $70\%$ faster than FFD but is also statistically stable across different sampler configurations, with a log-Bayes factor between runs smaller than $0.1$. Furthermore, the F-statistic exhibits superior stability against changes in sampler configuration, yielding consistently lower Jensen-Shannon divergence values between analysis runs. While the F-statistic produces slightly broader constraints on some parameters, we argue this represents a more honest uncertainty quantification, particularly in high-dimensional parameter spaces with complex posterior structures. These results highlight the significant advantages of the F-statistic method for GW data analysis, positioning it as a powerful tool for the era of high-rate detections with future observatories. | 連星ブラックホール合体からの重力波（GW）信号のパラメータ推定のためのF統計量法に関する包括的な調査結果を報告する。 光度距離と偏光角にわたる尤度を解析的に最大化することにより、このアプローチはパラメータ空間の次元を削減し、計算効率を向上させる。 また、F統計量のベイズ係数を計算するための新たな定式化を導入し、標準的なフル周波数領域（FFD）ベイズ推論に対するその性能の定量的な評価を可能にする。 ベンチマークイベントGW150914を用いて、F統計量法はFFDよりも約70%高速であるだけでなく、異なるサンプラー構成間で統計的に安定しており、実行間の対数ベイズ係数は0.1未満であることを示す。 さらに、F統計量はサンプラー構成の変化に対して優れた安定性を示し、解析実行間で一貫して低いジェンセン・シャノン・ダイバージェンス値をもたらす。 F統計量は一部のパラメータに対して若干広い制約を与えるものの、特に複雑な事後構造を持つ高次元パラメータ空間においては、より誠実な不確実性の定量化を表していると言える。 これらの結果は、重力波データ解析におけるF統計量法の重要な利点を浮き彫りにし、将来の観測所による高率検出の時代において、F統計量を強力なツールとして位置づけるものである。 |
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| The population study of stellar-mass black hole (sBH) binaries with ground-based gravitational wave detection has achieved tremendous success in recent years. Future observation of extreme mass-ratio inspirals will similarly require proper population analysis that identify the formation channels, measuring the branch ratio(s) and characterizing major properties within each major channel. In this work, we propose that the measurement of eccentricity, inclination, and component mass provides critical information to distinguish different formation channels and probe detailed formation mechanisms. Focusing on the dry and wet extreme mass-ratio inspirals, we establish the theoretical expectation of these observables in each formation channel. We also discuss how their distributions can be used to probe lifetime and turbulence level of active galactic nuclei disks, accretion patterns of supermassive black holes and population properties of sBHs within nuclear star clusters. | 地上重力波検出を用いた恒星質量ブラックホール連星（sBH）の種族研究は、近年、驚異的な成功を収めている。 将来的な極端質量比インスパイラルの観測には、同様に、形成経路を特定し、分岐比を測定し、各主要経路内の主要な特性を特徴付ける適切な種族解析が必要となる。 本研究では、離心率、傾斜角、成分質量の測定が、異なる形成経路を区別し、詳細な形成メカニズムを探るための重要な情報を提供すると提案する。 乾燥および湿潤極端質量比インスパイラルに焦点を当て、各形成経路におけるこれらの観測量の理論的期待値を確立する。 また、それらの分布を用いて、活動銀河核ディスクの寿命と乱流レベル、超大質量ブラックホールの降着パターン、および核星団内のsBHの種族特性を調べる方法についても議論する。 |
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| We consider a class of linear eigenvalue problems depending on a small parameter epsilon in which the series expansion for the eigenvalue in powers of epsilon is divergent. We develop a new technique to determine the precise nature of this divergence. We illustrate the technique through its application to four examples: the anharmonic oscillator, a simplified model of equitorially-trapped Rossby waves, and two simplified models based on quasinormal modes of Reissner-Normstrom de Sitterblack holes. | 我々は、小さなパラメータεに依存する線形固有値問題の一群について考察する。 この問題では、εのべき乗における固有値の級数展開は発散する。 この発散の正確な性質を決定するための新しい手法を開発する。 この手法を、非調和振動子、赤道的に捕捉されたロスビー波の簡略化されたモデル、そしてライスナー・ノルムストローム・ド・ジッターブラックホールの準正規モードに基づく2つの簡略化されたモデルの4つの例に適用することで説明する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| SMBHs at the centers of galaxies, illuminated by their accretion disks, can reveal valuable information on BH spacetimes via their shadows, which can be used for strong-gravity tests. However, the continuum emission from their highly turbulent hot plasma is expected to be strongly time-varying and with very inhomogeneous brightness. This can mask important SMBH-related effects, like the appearance of the light-ring, rendering them ineffective as probes of strong gravitational lensing physics. Besides being an inhomogeneous and strongly time-varying ''illuminator'', the hot plasma emission extends all the way to the ISCO. This then leads to the superposition of the strongly-lensed radiation from the area of the light-ring to the continuum emission from the ISCO, effectively making gravitational lensing physics hard to separate from accretion disk Astrophysics. These problems could be overcome if one utilizes the spectral line radiation field emanating from the cooler parts of the extended accretion disk, the so-called BLR, and especially its expected neutral phase, as a more distant, but still adequately strong SMBH illuminator, typically found at $r\sim (10^2-10^4)\, R_s$. This kind of illumination can provide a cleaner image of the light-ring region, and thus allow more information on the spacetime geometry around the SMBH to be obtained. Here, we examine some of the benefits of such an illumination in discerning strong-gravity physics near SMBHs and their observability. We expand on the fact that such emission can provide a smoking gun signal of lensing, in the form of an Einstein ring. To first order, the imaging of the Einstein ring and its spectroscopic signature can facilitate the measurement of the SMBH mass, while the second order effects associated with the light-ring can constrain the SMBH spin, and even identify deviations from the Kerr spacetime. | 銀河中心のSMBHは、その降着円盤によって照らされ、その影を通してBH時空に関する貴重な情報を明らかにし、強重力の検証に用いることができる。 しかし、その非常に乱流の激しい高温プラズマからの連続光放射は、時間とともに大きく変化し、輝度も非常に不均一であると予想される。 このため、光リングの出現など、SMBHに関連する重要な効果が隠され、強い重力レンズ効果の物理を調査するプローブとしては役に立たない。 高温プラズマ放射は、不均一で時間とともに大きく変化する「照明」であるだけでなく、ISCOまで届く。 そのため、光リング領域からの強いレンズ効果を受けた放射とISCOからの連続光放射が重ね合わせられ、重力レンズ効果の物理と降着円盤天体物理学を分離することが困難になる。 これらの問題は、拡張降着円盤のより低温の部分、いわゆるBLR、特にその中性相から放射されるスペクトル線放射場を、より遠くにあるものの十分に強いSMBH照明源として利用することで克服できる可能性がある。 この照明源は、典型的には$r\sim (10^2-10^4)\, R_s$で発見される。 この種の照明は、光リング領域のより鮮明な画像を提供し、SMBH周辺の時空構造に関するより多くの情報を得ることができる。 本稿では、SMBH近傍の強重力物理とその観測可能性を識別する上で、このような照明の利点のいくつかを検証する。 また、このような放射が、アインシュタインリングの形でレンズ効果の決定的な証拠となり得るという事実についても詳述する。 第一に、アインシュタインリングの画像化と その分光学的特徴はSMBHの質量測定を容易にし、 光リングに関連する二次効果はSMBHのスピンを制限し、 カー時空からの偏差を特定することさえ可能となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct the Lagrangian formulation of a micro-structured spinning, dilating and shearing (deformable) test body, moving in arbitrary non-Riemannian backgrounds possessing all geometrical entities of curvature, torsion and non-metricity. We start with a Lagrangian of a generic form that depends on the particle's velocity, its material frame and its absolute derivative, and the background geometry consisting of a metric and an independent affine connection. Performing variations of the path and the material frame, we derive the equations of motion for the particle that govern the evolution of its momentum and hypermomentum in this generic background. The reported equations of motion generalize those of a spinning particle (Mathisson \cite{Mathisson:1937zz}, Papapetrou \cite{Papapetrou:1951pa}, Dixon \cite{Dixon:1974xoz}) by the inclusion of the dilation and shear (hadronic) currents of matter. Using the derived equations of motion, a generalized conserved quantity is also found. Further conserved quantities that can be obtained by appropriate supplementary conditions are also discussed. | 我々は、曲率、ねじれ、非計量性といった幾何学的実体をすべて備えた任意の非リーマン背景中を運動する、微細構造を持つ回転、膨張、せん断（変形可能）する試験体のラグランジアン定式化を構築する。 まず、粒子の速度、物質系、絶対微分、そして計量接続と独立なアフィン接続からなる背景幾何学に依存する一般的な形のラグランジアンから始める。 経路と物質系を変化させることで、この一般的な背景における粒子の運動量と超運動量の発展を支配する運動方程式を導出する。 報告された運動方程式は、物質の膨張流と剪断流（ハドロン流）を組み込むことで、回転粒子の運動方程式（Mathisson \cite{Mathisson:1937zz}, Papapetrou \cite{Papapetrou:1951pa}, Dixon \cite{Dixon:1974xoz}）を一般化したものである。 導出された運動方程式を用いることで、一般化された保存量も得られる。 適切な補足条件によって得られる更なる保存量についても考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the essential renormalization group equation, in which inessential couplings are removed via field redefinitions, for Einstein gravity coupled to a massive scalar field in the presence of a cosmological constant. Our results indicate that perturbatively nonrenormalizable terms can be eliminated due to the cosmological term, in contrast to the case of perturbation around flat spacetime. We find a nontrivial fixed point for the Newton coupling and the cosmological term. | 我々は、宇宙定数が存在する質量を持つスカラー場と結合したアインシュタイン重力に対して、場の再定義によって非本質的結合が除去された本質的繰り込み群方程式を研究する。 我々の結果は、平坦時空の周りの摂動の場合とは対照的に、摂動論的に繰り込み不可能な項が宇宙項によって除去できることを示している。 ニュートン結合と宇宙項には非自明な不動点を見出した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The continuum emission from the hot and ionized inner regions of a supermassive black hole (SMBH) accretion disk that is strongly lensed by the light-ring (i.e., the unstable photon orbit), is always superimposed on that of the locally emitting plasma near the innermost stable circular orbit (ISCO), masking strong-gravity effects and making their study difficult. A cleaner image of the light-ring against a non-luminous background, not affected by the emission and all the dynamical effects taking place near the ISCO, would thus be preferable. A more distant SMBH illumination source that could accommodate this can be provided by the unique spectral lines emitted by the cooler parts of the accretion disk, the so-called Broad Line Region (BLR). Spectral line emission from the transitional region between the inner disk and the outer BLR may be ideal for obtaining a cleaner image of the light-ring, and better suited for strong gravity tests. A crucial first order effect of a BLR spectral line illumination of the SMBHs in galactic centers, and a possible smoking gun signal of strong SMBH lensing, will be an Einstein ring, whose presence could be evident even in unresolved sources where only the total line profile can be acquired. In resolved sources, the combination of information from the image and the spectrum can even facilitate the measurement of the mass of the SMBH. | 超大質量ブラックホール（SMBH）降着円盤の高温かつ電離した内部領域からの連続放射は、光リング（すなわち不安定光子軌道）によって強くレンズ効果を受け、常に最内側の安定円軌道（ISCO）付近の局所的に放射するプラズマからの連続放射と重なり合い、強い重力効果を覆い隠してその研究を困難にしている。 したがって、放射やISCO付近で起こるあらゆる力学的効果の影響を受けない、非発光背景を背景にした光リングのより鮮明な画像が望ましい。 これに対応できるより遠方のSMBH照明源は、降着円盤のより低温の部分、いわゆる広域線領域（BLR）から放射される特有のスペクトル線によって提供できる。 内側の円盤と外側のBLRの間の遷移領域からのスペクトル線放射は、光リングのより鮮明な画像を得るのに理想的であり、強い重力のテストにもより適している可能性がある。 銀河中心の超巨大ブラックホール（SMBH）に対するBLRスペクトル線照射の重要な第一効果、そして強いSMBHレンズ効果の決定的な証拠となる可能性のあるものは、アインシュタインリングです。 このリングの存在は、全体のラインプロファイルしか取得できない分解されていない天体でも明らかになる可能性があります。 分解された天体では、画像とスペクトルからの情報を組み合わせることで、SMBHの質量測定さえも容易になります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This thesis addresses two major problems in the philosophy of physics. The first is how to identify the minimal physical content of a theory; that is, what features of a theory are truly needed to make predictions, and what can be removed without changing its empirical consequences. The second is the problem of time's arrow: why time seems to have a direction, even though the fundamental laws of physics treat the past and future symmetrically. I show that answering the first question leads to insights about the second. In particular, I argue that the overall size of the Universe is not used to make predictions in cosmology, and so should not count as part of the theory's minimal physical content. Describing the Universe without this feature leads to a striking result: the arrow of time becomes a local phenomenon. Observers like us who see a Universe full of matter clumped together to form structures like stars and planets are statistically much more likely to see increasing clumpiness into the future than into the past. This tendency helps explain our experience of time's direction. | この論文は、物理学の哲学における二つの主要な問題を取り上げます。 一つ目は、理論の最小物理的内容をどのように特定するか、つまり、理論のどのような特徴が予測を行うために真に必要であり、そして経験的帰結を変えることなく何を取り除くことができるか、ということです。 二つ目は、時間の矢の問題です。 物理学の基本法則が過去と未来を対称的に扱っているにもかかわらず、なぜ時間は方向を持っているように見えるのか、という問題です。 私は、最初の問いに答えることで、二つ目の問いへの洞察が得られることを示します。 特に、宇宙全体の大きさは宇宙論における予測には用いられておらず、したがって理論の最小物理的内容の一部として数えるべきではないと主張します。 この特徴を除外して宇宙を記述すると、驚くべき結果がもたらされます。 時間の矢は局所的な現象になるのです。 私たちのような観測者は、恒星や惑星のような構造を形成する物質が集まった宇宙を観測しますが、統計的に、過去よりも未来において、物質の凝集性が増大していくのを観測する可能性がはるかに高いのです。 この傾向は、私たちの時間の方向についての 経験を説明するのに役立ちます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study energy transport in a system of two dimensional conformal field theories exchanging energy across a non-conformal interface involving a localised scalar operator, using holographic duality. By imposing the sourceless boundary condition, or equivalently, enforcing energy conservation at the interface, we show that the sum of the transmission and reflection coefficients is equal to one. Unlike conformal interfaces, we find that both the energy transmission and reflection coefficients are generally complex and frequency dependent. When the interface brane connects two distinct AdS$_2$ geometries, the transmission coefficient approaches the value expected for a conformal interface in the UV regime at high frequencies and in the IR regime at low frequencies. In the intermediate frequency range, the transmission coefficient may exhibit oscillatory behavior. Moreover, we present a nontrivial example of a fully transmissive interface, which exhibits similarities to a topological interface. | 我々は、ホログラフィック双対性を用いて、局在スカラー演算子を含む非共形界面を介してエネルギーを交換する2次元共形場理論系におけるエネルギー輸送を研究する。 界面にソースレス境界条件を課す、あるいは同義的にエネルギー保存則を強制することにより、透過係数と反射係数の和が1に等しいことを示す。 共形界面とは異なり、エネルギー透過係数と反射係数はどちらも一般に複素数であり、周波数に依存することがわかった。 界面ブレーンが2つの異なるAdS$_2$幾何学を接続する場合、透過係数は高周波数では紫外領域で、低周波数では赤外領域で共形界面に期待される値に近づく。 中間周波数域では、透過係数は振動的な挙動を示す可能性がある。 さらに、トポロジカル界面との類似性を示す、完全に透過性のある界面の非自明な例を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider models of inflation that contain a transient non-slow-roll stage and investigate the conditions under which a dip appears in the power spectrum of the curvature perturbation. Using the $\delta N$ formalism, we derive a general relation between the comoving curvature perturbation ${\cal{R}}$ and the scalar field perturbation $\delta\varphi$ and its velocity perturbation $\delta\pi$. Compared with the result obtained in linear perturbation theory, it turns out that properly taking account of the $\delta\pi$ contribution is essential to reproduce the dip in the power spectrum. Namely, the curvature perturbation is proportional to a specific linear combination of $\delta\varphi$ and $\delta\pi$ at the linear order. We also investigate the non-linearity at the dip scale and find that models with a bump or an upward step exhibit much larger non-linearity than ultra-slow-roll and Starobinsky's linear potential models. Finally, we demonstrate the importance of non-linearity by computing the probability density functions (PDFs) for the above-mentioned models and show that highly asymmetric PDFs are realised for models with a bump or a step. | 過渡的な非スローロール段階を含むインフレーションモデルを考察し、曲率摂動のパワースペクトルにディップが現れる条件を調べた。 $\delta N$形式を用いて、共動曲率摂動${\cal{R}}$とスカラー場摂動$\delta\varphi$およびその速度摂動$\delta\pi$との間の一般的な関係を導出した。 線形摂動論で得られた結果と比較すると、パワースペクトルのディップを再現するには、$\delta\pi$の寄与を適切に考慮することが不可欠であることがわかる。 すなわち、曲率摂動は線形オーダーにおいて$\delta\varphi$と$\delta\pi$の特定の線形結合に比例する。 また、ディップスケールにおける非線形性についても調査し、バンプまたは上向きのステップを持つモデルは、超スローロールモデルやスタロビンスキーの線形ポテンシャルモデルよりもはるかに大きな非線形性を示すことを明らかにした。 最後に、上記のモデルの確率密度関数（PDF）を計算することで非線形性の重要性を示し、バンプまたはステップを持つモデルでは高度に非対称なPDFが実現されることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate cosmology-driven modifications to Schwarzschild-like black hole spacetimes and analyze their impact on photon propagation, gravitational lensing, and shadow observation. The gravitational deflection angle is computed using the Rindler-Ishak method, which incorporates finite-distance corrections and provides a consistent framework for non-asym-ptotically flat spacetimes. The effective potential for null geodesics exhibits a single unstable maximum corresponding to the photon sphere, and we study photon orbits classified according to the critical impact parameter into capture, escape, and unstable circular trajectories. Our analysis shows that the deflection angle decreases with increasing model parameter $(\alpha)$, resulting in weaker light bending compared to the Schwarzschild case. In addition, we examine the angular diameter of the black hole shadow as measured by a static observer, highlighting its dependence on the cosmological modification parameters. These results suggest that high-precision astrometric and lensing observations can place meaningful constraints on cosmology-inspired modifications to gravity, thereby linking astrophysical black holes with cosmic expansion and offering a novel probe of gravitational physics in strong-field regimes. | 我々は、シュワルツシルト型ブラックホール時空への宇宙論に起因する修正を研究し、それらが光子伝播、重力レンズ効果、およびブラックホール影の観測に与える影響を解析する。 重力偏向角は、有限距離補正を組み込み、非漸近平坦時空に対する一貫した枠組みを提供するリンドラー・イシャック法を用いて計算する。 ヌル測地線の有効ポテンシャルは、光子球に対応する単一の不安定な最大値を示し、我々は臨界影響パラメータに従って捕獲軌道、脱出軌道、および不安定な円軌道に分類される光子軌道を研究する。 我々の解析は、偏向角がモデルパラメータ$(\alpha)$の増加に伴って減少し、シュワルツシルトの場合と比較して光の屈曲が弱くなることを示している。 さらに、静的観測者によって測定されたブラックホール影の角直径を調べ、それが宇宙論的修正パラメータに依存することを明らかにする。 これらの結果は、高精度の天体測定と重力レンズ観測が、宇宙論に着想を得た重力の修正に有意義な制約を課し、それによって天体物理学的ブラックホールと宇宙の膨張を結び付け、強磁場領域における重力物理学の新たな探究方法を提供できることを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive generalized geodesic equations in curved spacetime that include conservative forces, dissipative effects, and quantum-gravity-motivated minimal-length corrections. Conservative interactions are incorporated through external vector potentials, while dissipative dynamics arise from an exponential rescaling of the particle Lagrangian. Quantum-gravity effects are introduced via Generalized Uncertainty Principle (GUP) deformed Poisson brackets in the Hamiltonian framework. We show that free-particle geodesics remain unaffected at leading order, but external potentials induce velocity-dependent corrections, implying possible violations of the equivalence principle. As an application, we analyze modified trajectories in Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker (FLRW) universes dominated by dust, radiation, stiff matter, and dark energy. Our results establish a unified approach to conservative, dissipative, and GUP-corrected geodesics, providing a framework to probe the interplay between external forces, spacetime curvature, and Planck-scale physics. | 我々は、保存力、散逸効果、そして量子重力に由来する最小長補正を含む、曲がった時空における一般化測地線方程式を導出する。 保存的相互作用は外部ベクトルポテンシャルを通して組み込まれ、散逸ダイナミクスは粒子ラグランジアンの指数関数的リスケーリングから生じる。 量子重力効果は、ハミルトニアンの枠組みにおける一般化不確定性原理（GUP）変形ポアソン括弧を通して導入される。 自由粒子測地線は主要順序では影響を受けないが、外部ポテンシャルは速度依存補正を誘起し、同値原理の破れの可能性を示唆することを示す。 応用として、ダスト、放射線、剛体物質、そしてダークエネルギーが支配的なフリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー（FLRW）宇宙における修正された軌道を解析する。 我々の研究結果は、保存的、散逸的、そしてGUP補正された測地線への統一的なアプローチを確立し、外力、時空曲率、そしてプランクスケールの物理の相互作用を調査するための枠組みを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we study the quasinormal modes (QNMs) and shadow of a Schwarzschild black hole (BH) with higher-order metric corrections, in the framework of the Infinite Derivative theory of Gravity (IDG). We study the effects of corrections to the BH's metric, which arises from the IDG's corrections, on the QNMs and shadow of the BH. We used the 6th-order Pad\'{e} averaged WKB approximation method to study the QNMs of the BH perturbed by a scalar field. The dependence of the amplitude and damping of QNMs with respect to the free parameters has been analysed. It is found that the BH system becomes unstable for some values of the free parameters. We also studied the time evolution of a scalar field around the BH spacetime. The QNMs have also been calculated from the time profile of the evolution, which show good agreement with the values obtained from the WKB method. The variation of the shadow radius of the BH due to the inclusion of higher-order corrections has been studied. Finally, we constrain the free parameters associated with the correction terms using the data from the Keck and VLTI observation, and we obtain some bounds on the parameters. | 本研究では、無限微分重力理論（IDG）の枠組みにおいて、高次の計量補正を伴うシュワルツシルトブラックホール（BH）の準正規モード（QNM）とシャドウを研究する。 IDG補正によって生じるBH計量への補正が、QNMとBHのシャドウに及ぼす影響を研究する。 6次のPad\'{e}平均WKB近似法を用いて、スカラー場によって摂動を受けたBHのQNMを研究した。 QNMの振幅と減衰の自由パラメータに対する依存性を解析した。 BH系は自由パラメータのある値に対して不安定になることがわかった。 また、BH時空周辺のスカラー場の時間発展も研究した。 QNMも 発展の時間プロファイルから計算され、WKB法から得られた値と良好な一致を示した。 高次補正の組み込みによるBHの影の半径の変化も 研究された。 最後に、ケック観測とVLTI観測のデータを用いて、補正項に関連する自由パラメータを制限し、パラメータのいくつかの上限を得た。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the effects of the Gauss-Bonnet (GB) gravitational trace anomaly on the circular motion of test particles around black holes (BHs) and its implications for quasi-periodic oscillations (QPOs) in various theoretical models. Beginning with the equations of motion, we study the effects on effective potential, angular momentum, specific energy, and the innermost stable circular orbit (ISCO) induced by the anomaly parameter $\alpha$. The fundamental frequencies are calculated. Moreover, we examine several QPO models, including PR, RP, WD, TD, and ER2-ER4, and study the relationship between the upper and lower QPO frequencies as well as the corresponding resonance radii for frequency ratios of 1:1, 3:2, 4:3, and 5:4. Our results show that increasing $\alpha$ leads to deviations from the Schwarzschild case in both upper and lower QPO frequencies correlations and QPO orbital radii, with model-dependent trends. Further, we constrain the BH parameters using the observational data using MCMC analysis. Finally, we calculate the upper and lower QPO frequencies for a few BH candidates on the basis of the RP model using the constrained parameter values and find a good agreement with the observed results. | ガウス・ボネ（GB）重力トレース異常がブラックホール（BH）周囲のテスト粒子の円運動に及ぼす影響と、様々な理論モデルにおける準周期振動（QPO）への影響を調査する。 運動方程式から始めて、有効ポテンシャル、角運動量、比エネルギー、および異常パラメータ$\alpha$によって誘起される最内安定円軌道（ISCO）への影響を調べる。 基本周波数を計算する。 さらに、PR、RP、WD、TD、ER2-ER4を含むいくつかのQPOモデルを検証し、周波数比1:1、3:2、4:3、5:4におけるQPOの上限周波数と下限周波数、および対応する共鳴半径の関係を調べる。 我々の結果は、$\alpha$ の増加が、シュワルツシルトの場合からの逸脱につながることを示している。 QPO周波数の上限と下限の相関、およびQPO軌道半径の両方において、モデルに依存する傾向が見られる。 さらに、観測データを用いてMCMC解析によりBHパラメータを制約する。 最後に、制約されたパラメータ値を用いてRPモデルに基づき、いくつかのBH候補についてQPO周波数の上限と下限を計算し、観測結果と良好な一致を得た。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We prove trapped-surface formation for the Einstein-Weyl spinor system (gravity coupled to a massless left-handed two-spinor) without any symmetry assumption. To this end we establish a semi-global solution under double null foliation and show that the focusing of the gravitational waves and the Weyl spinor flux leads to the formation of a trapped surface. | 我々は、アインシュタイン-ワイルスピノル系（質量ゼロの左手系2スピノルに結合した重力）において、対称性を仮定することなく、捕捉面の形成を証明する。 この目的のために、我々は二重ヌル葉脈構造の下で半大域解を確立し、重力波とワイルスピノル流束の集束が捕捉面の形成につながることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In Jackiw-Teitelboim (JT) gravity, which is dual to a random matrix ensemble, the annealed entropy differs from the quenched entropy at low temperatures and goes negative. However, computing the quenched entropy in JT gravity requires a replica limit that is poorly understood. To circumvent this, we define an intermediate quantity called the semi-quenched entropy, which has the positivity properties of the quenched entropy, while requiring a much simpler replica trick. We compute this in JT gravity in different regimes using i) a bulk calculation involving wormholes corresponding to the Airy limit of the dual matrix integral and ii) a boundary calculation involving one-eigenvalue instanton saddles proposed by Hern\'andez-Cuenca, demonstrating consistency between these two calculations in their common regime of validity. We also clarify why similar one-eigenvalue instanton saddles cannot be used to compute the quenched entropy due to a breakdown of the saddle-point approximation for the one-eigenvalue instanton in the replica limit. Our results show how to use the gravitational path integral to prove that black holes in JT gravity have isolated ground states and to study their properties. | Jackiw-Teitelboim (JT) 重力はランダム行列アンサンブルの双対であり、アニールエントロピーは低温でクエンチエントロピーとは異なり、負の値をとる。 しかし、JT 重力におけるクエンチエントロピーの計算には、十分に理解されていないレプリカ極限が必要となる。 これを回避するため、我々はセミクエンチエントロピーと呼ばれる中間量を定義する。 セミクエンチエントロピーはクエンチエントロピーの正値特性を持ちながら、はるかに単純なレプリカトリックを必要とする。 我々は、JT 重力において、i) 双対行列積分のエアリー極限に対応するワームホールを含むバルク計算と、ii) Hern'andez-Cuenca によって提案された 1 固有値インスタントンサドルを含む境界計算を用いて、異なる領域でこれを計算し、これら 2 つの計算が共通の妥当性領域で一貫していることを実証する。 また、レプリカ極限における1固有値インスタントンの鞍点近似が破綻するため、同様の1固有値インスタントン鞍点がクエンチエントロピーの計算に使用できない理由も明らかにする。 我々の結果は、重力経路積分を用いて、JT重力におけるブラックホールが孤立基底状態を持つことを証明し、その特性を研究する方法を示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In cosmology, the Gurzadyan's theorem identifies the most general force law consistent with the finding of Newton's first shell theorem -- that a spherical symmetric mass exerts the same gravitational force as a point mass at its center. This theorem has found important applications in cosmological modeling, particularly in the context of MoND (Modified Newtonian Dynamics), which has recently gained renewed attention as a potential alternative to dark matter. The derivation by Gurzadyan is written in an extremely concise and dense style, making it difficult to follow. Recent proofs of the theorem based on power-series methods offer valuable perspectives, though they differ from the original derivation, which is based on perturbation analysis. Our note aims to clarify the underlying logic in a pedagogical way -- accessible to advanced high school or undergraduate students -- while preserving conceptual clarity and mathematical elegance of his insight. | 宇宙論において、グルザディアンの定理は、ニュートンの第一殻定理（球対称の質量は、その中心にある質点と同じ重力を及ぼす）の発見と整合する、最も一般的な力の法則を特定します。 この定理は、宇宙論モデリング、特にMoND（修正ニュートン力学）の文脈において重要な応用が見出されており、MoNDは暗黒物質の潜在的な代替として近年新たな注目を集めています。 グルザディアンの導出は非常に簡潔かつ緻密な文体で書かれており、理解するのが困難です。 冪級数法に基づく最近の定理の証明は、摂動解析に基づく当初の導出とは異なるものの、貴重な視点を提供しています。 本稿は、グルザディアンの洞察の概念的明瞭さと数学的な優雅さを保ちながら、高校上級生や大学生にも理解しやすい教育的な方法で、根底にある論理を明確にすることを目的としています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We detail the population properties of merging compact objects using 158 mergers from the cumulative Gravitational-Wave Transient Catalog 4.0, which includes three types of binary mergers: binary neutron star, neutron star--black hole binary, and binary black hole mergers. We resolve multiple over- and under-densities in the black hole mass distribution: features persist at primary masses of $10\,M_\odot$ and $35\,M_\odot$ with a possible third feature at $\sim 20\,M_\odot$. These are departures from an otherwise power-law-like continuum that steepens above $35\,M_\odot$. Binary black holes with primary masses near $10\,M_\odot$ are more likely to have less massive secondaries, with a mass ratio distribution peaking at $q = 0.74^{+0.13}_{-0.13}$, potentially a signature of stable mass transfer during binary evolution. Black hole spins are inferred to be non-extremal, with 90\% of black holes having $\chi < 0.57$, and preferentially aligned with binary orbits, implying many merging binaries form in isolation. However, we find a significant fraction, 0.24-0.42, of binaries have negative effective inspiral spins, suggesting many could be formed dynamically in gas-free environments. We find evidence for correlation between effective inspiral spin and mass ratio, though it is unclear if this is driven by variation in the mode of the distribution or the width. (Abridged) | 我々は、累積的な重力波トランジェントカタログ4.0から158の合体を用いて、合体するコンパクト天体の種族特性を詳細に調べる。 このカタログには、中性子星連星、中性子星-ブラックホール連星、ブラックホール連星の3種類の連星合体が含まれる。 ブラックホールの質量分布における複数の過密度および過小密度を解明した。 これらの特徴は、主質量$10\,M_\odot$および$35\,M_\odot$で持続し、$\sim 20\,M_\odot$に3つ目の特徴が現れる可能性がある。 これらは、$35\,M_\odot$を超えると急峻になるべき乗則のような連続体からの逸脱である。 連星ブラックホール 主質量が$10\,M_\odot$付近にある場合、副質量の少ないブラックホールを持つ可能性が高く、質量比分布は$q = 0.74^{+0.13}_{-0.13}$でピークに達します。 これは連星進化における安定した質量移動の兆候である可能性があります。 ブラックホールのスピンは非極端であると推定され、ブラックホールの90%は$\chi < 0.57$であり、連星軌道と優先的に整列しています。 これは、多くの合体連星が孤立して形成されることを示唆しています。 しかし、連星のかなりの割合（0.24～0.42）が負の有効スパイラルスピンを持つことが分かり、多くの連星がガスのない環境で動的に形成される可能性があることを示唆しています。 有効スパイラルスピンと質量比の間に相関関係があることを示す証拠が見つかりましたが、これが分布のモードの変化によるものか、幅の変化によるものかは不明です。 （要約） |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the cosmological dynamics of non-minimally coupled matter models using the Brown's variational approach to relativistic fluids in General Relativity. After decomposing the Ricci scalar into a bulk and a boundary term, we construct new models by coupling the bulk term to the fluid variables and an external scalar field. Using dynamical systems techniques, we study models of this type and find that they can give rise to both early-time inflationary behaviour and late-time accelerated expansion. Moreover, these models also contain very interesting features that are rarely seen in this context. For example, we find dark energy models which exhibit phantom crossing in the recent past. Other possibilities include models that give a viable past evolution but terminate in a matter-dominated universe. The dynamical systems themselves display an array of mathematically interesting phenomena, including spirals, centres, and non-trivial bifurcations depending on the chosen parameter values. | 一般相対論における相対論的流体に対するブラウン変分アプローチを用いて、非最小結合物質モデルの宇宙論的ダイナミクスを研究する。 リッチ・スカラーをバルク項と境界項に分解した後、バルク項を流体変数および外部スカラー場と結合させることで、新しいモデルを構築する。 力学系手法を用いてこの種のモデルを研究し、初期インフレーション挙動と後期加速膨張の両方を生じ得ることを明らかにした。 さらに、これらのモデルは、この文脈ではめったに見られない非常に興味深い特徴も含んでいる。 例えば、最近過去にファントム交差を示すダークエネルギーモデルが見出された。 他の可能性としては、過去の進化は実現可能だが、物質優位宇宙で終結するモデルが挙げられる。 力学系自体は、選択されたパラメータ値に応じて、螺旋、中心、非自明な分岐など、数学的に興味深い一連の現象を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Which of the multiple models of causal and stable relativistic viscous fluids that have been developed is best suited to describe neutron stars? The modeling of out-of-equilibrium effects in these relativistic, astrophysical objects must be one with care, as simple Newtonian intuition fails to remain causal. Radial stability of neutron stars is one of the primary conditions for the viability of such out-of-equilibrium models. In this paper, we study radial perturbations of neutron stars for the Eckart, the Bemfica-Disconzi-Noronha-Kovtun, and the M\"uller-Israel-Stewart fluid models of relativistic viscous fluids. We find that for small viscosity, the three models have the same stability properties: they are always stable to bulk and shear viscosity, but they can be unstable to heat conductivity if certain thermodynamic conditions are violated. For the latter case, we derive a necessary criterion for stability to heat conductivity that applies to all three fluids. Moreover, we show that the additional degrees of freedom introduced by the Bemfica-Disconzi-Noronha-Kovtun and the M\"uller-Israel-Stewart models force the perturbations to evolve on fast timescales. Specifically, the Bemfica-Disconzi-Noronha-Kovtun model has additional oscillatory perturbations that propagate with the speed of second sound, while the M\"uller-Israel-Stewart model MIS only exhibits decaying behavior on the fast timescale. This work therefore establishes the first formal results and criteria for radial stability of these three out-of-equiblirium fluid models on the non-trivial, relativistic background of neutron stars. | これまでに開発されてきた因果的かつ安定な相対論的粘性流体の複数のモデルのうち、どれが中性子星を記述するのに最も適しているのでしょうか？ これらの相対論的天体における非平衡効果のモデル化は、 単純なニュートン力学の直感では因果関係を維持できないため、慎重に行う必要があります。 中性子星の動径安定性は、このような非平衡モデルの実現可能性の主要な条件の一つです。 本論文では、相対論的粘性流体のエッカート流体モデル、ベンフィカ・ディスコンツィ・ノローニャ・コフトゥン流体モデル、およびミュラー・イスラエル・スチュワート流体モデルを用いて、中性子星の動径摂動を研究する。 粘性が小さい場合、3つのモデルは同じ安定性特性を持つ。 すなわち、体積粘性およびせん断粘性に対しては常に安定であるが、特定の熱力学的条件が満たされない場合、熱伝導率に対して不安定になる可能性がある。 後者の場合、3つの流体すべてに適用される熱伝導率に対する安定性の必要条件を導出する。 さらに、ベンフィカ・ディスコンツィ・ノローニャ・コフトゥンモデルとミュラー・イスラエル・スチュワートモデルによって導入された追加の自由度が、摂動を高速時間スケールで発展させることを示す。 具体的には、Bemfica-Disconzi-Noronha-Kovtunモデルは、第二音速で伝播する追加の振動摂動を持つのに対し、Muller-Israel-Stewartモデル（MIS）は、速い時間スケールでのみ減衰挙動を示す。 したがって、本研究は、中性子星の非自明な相対論的背景におけるこれら3つの非平衡流体モデルの動径安定性に関する最初の正式な結果と基準を確立するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A novel procedure is presented which allows the construction of all axial vector fields on Riemannian two-spheres. Using these axial vector fields and the centre-of-mass unit sphere reference systems, a constructive definition of quasi-local spin-angular momentum is introduced. Balance relations are also derived, with respect to arbitrary Lie-propagated unit sphere reference systems, to characterize the angular momentum transports in spacetimes without symmetries. | リーマン二球面上のあらゆる軸性ベクトル場の構築を可能にする新たな手法を提示する。 これらの軸性ベクトル場と質量中心単位球面参照系を用いて、準局所スピン角運動量の構成的定義を導入する。 また、任意のリー伝播単位球面参照系に対する釣合い関係を導出し、対称性のない時空における角運動量輸送を特徴付ける。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Ten years ago humankind achieved the first direct observation of gravitational waves. I give some personal recollections of that first detection. I also present an incomplete summary of what we have learned since then, and some speculations on what we may learn in the future. | 10年前、人類は初めて重力波の直接観測に成功しました。 この最初の検出についての個人的な思い出を少し述べます。 また、それ以降に得られた知見の不完全な要約と、 将来得られるであろう知見についての考察も提示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study baby closed universes in AdS, focusing on the Antonini-Sasieta-Swingle (AS$^2$) cosmology, which arises in the gravitational description of partially entangled thermal states (PETS), as well as the classical example of Maldacena-Maoz (MM). We show that the algebraic formulation of AdS/CFT--and in particular the subregion-subalgebra duality--provides a natural framework for describing such universes within the standard AdS/CFT setting, phrased in terms of an operator algebra ${\cal M}$ and a state $\omega$ on that algebra, with no need to introduce observers. The algebra encodes all physical operations in the closed universe, and, in principle, all physical observables are obtainable from the pair $({\cal M},\omega)$. Along the way, we propose a resolution to a puzzle raised by Antonini and Rath (AR) and reinforced by recent arguments of Engelhardt and Gesteau and a no-go theorem of Gesteau: that a semiclassical baby universe in the AS$^2$ cosmology cannot be understood from the boundary in the usual manner. Our analysis motivates an averaged large-$N$ limit as part of the AdS/CFT dictionary and points toward a unified treatment of spacetimes of all asymptotics in terms of operator algebras. Finally, our boundary descriptions of closed universes indicate that for small but finite $G_N$ there should exist a semiclassical description of a macroscopic closed universe, rather than a one-dimensional Hilbert space, and we discuss weaknesses in arguments favoring the latter. | 我々はAdSにおける小さな閉宇宙を研究する。 特に、部分的にエンタングルされた熱的状態（PETS）の重力記述から生じるアントニーニ・サシエタ・スウィングル（AS$^2$）宇宙論、および古典的な例であるマルダセナ・マオズ（MM）宇宙論に焦点を当てる。 AdS/CFTの代数的定式化、特に部分領域部分代数双対性は、標準的なAdS/CFTの設定において、そのような宇宙を記述するための自然な枠組みを提供する。 この枠組みは、作用素代数${\cal M}$とその代数上の状態$\omega$で表現され、観測者を導入する必要はない。 この代数は閉宇宙におけるすべての物理的操作を符号化し、原理的にはすべての物理的観測量はペア$({\cal M},\omega)$から得られる。 その過程で、我々はアントニーニとラート（AR）によって提起され、エンゲルハルトとジェストーの最近の議論、そしてジェストーの禁断定理によって強化された謎の解決策を提案する。 それは、AS$^2$宇宙論における半古典的なベビー宇宙は、通常の方法では境界から理解できないということである。 我々の解析は、AdS/CFT辞書の一部として平均化された大$N$極限を導き出し、作用素環を用いたすべての漸近的時空の統一的な扱いを示唆する。 最後に、我々の閉宇宙の境界記述は、小さいが有限な$G_N$に対して、1次元ヒルベルト空間ではなく、巨視的な閉宇宙の半古典的な記述が存在するはずであることを示しており、後者を支持する議論の弱点について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The experimental possibility of detecting gravitational waves via their induced time perturbations is explored here, expanding from previous work. The oscillations of the time-time component in the metric are made explicit when working in asynchronous gauges: the desynchronization between a perturbed clock and a reference unperturbed clock constitutes the corresponding observable core target of a detector. To this end we explore the experimental techniques currently available for a preliminary assessment towards a feasibility study. We survey the state of the art in the fields of high precision timing and information preservation, necessary for achieving geodesic non-locality. A synthesis for a feasible prototype detector with the desired characteristics is presented. The optimum point between existing technologies is found around the 1 Hz frequency band, opening the window for the observation of classes of speculated sources of gravitational radiation such as intermediate mass black hole binaries. | 本稿では、先行研究を拡張し、重力波による時間擾乱を介して重力波を検出する実験的可能性について検討する。 計量における時間-時間成分の振動は、非同期ゲージで動作する場合、明示的に示される。 擾乱を受けた時計と擾乱を受けていない基準時計との間の非同期化は、検出器の対応する観測可能なコアターゲットを構成する。 この目的のために、我々は実現可能性調査に向けた予備評価のために現在利用可能な実験手法を調査する。 測地線非局所性を達成するために必要な高精度タイミングと情報保存の分野における最先端技術を概観する。 所望の特性を備えた実現可能なプロトタイプ検出器の合成を示す。 既存技術間の最適点は1Hz周波数帯付近にあり、中間質量ブラックホール連星などの推定重力波源の観測への道を開く。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We exploit the holographic realization of a conformal theory coupled to an external bath realized via a double trace deformation and its gravity dual in terms of transparent boundary conditions in order to map out some basic dissipative properties of this simple open holographic system. In particular, we determine the energy transmission coefficient across the boundary, discover a novel duality relating weak and strong coupling to the external bath, and quantify the dissipation in the system by working out the quasi normal modes. | 我々は、二重トレース変形とその重力双対を介して実現される外部浴と結合した共形理論のホログラフィック実現を透明境界条件の観点から利用し、この単純な開放型ホログラフィック系のいくつかの基本的な散逸特性を明らかにする。 特に、境界を越えたエネルギー透過係数を決定し、外部浴との弱結合と強結合を関連付ける新たな双対性を発見し、準基準モードを解析することで系における散逸を定量化する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Computing the gravitational effective action provides a direct route to charting the landscape of admissible black hole spacetimes and their alternatives, which we will collectively call "gravitationally localized objects" (GLOBs). In this work, we provide a proof of principle of this idea within the framework of asymptotically safe gravity. Focusing on the Einstein-Weyl truncation, we identify the unique ultraviolet-complete trajectory emanating from the asymptotically safe fixed point and use it to extract the Wilson coefficient of the Weyl-squared term. This allows us to chart the corresponding GLOBs in a "phase diagram", showing that wormholes dominate a large portion of it, whereas the classical Bachian naked singularities become disfavored. Our results illustrate how quantum gravity can constrain effective field theory and the associated set of allowed spacetimes, yielding a rich landscape of beyond-general-relativity solutions rather than a single alternative to classical black holes. | 重力有効作用を計算することは、許容可能なブラックホール時空とその代替物の地形を描く直接的な方法を提供します。 これらを総称して「重力局在物体」（GLOB）と呼びます。 本研究では、漸近安全な重力の枠組みの中で、このアイデアの原理実証を行います。 アインシュタイン-ワイル切断に焦点を当て、漸近安全な固定点から発せられる唯一の紫外線完全軌道を特定し、それを用いてワイル二乗項のウィルソン係数を抽出します。 これにより、対応するGLOBを「相図」で図示することができ、ワームホールがその大部分を占め、古典的なバッハの裸の特異点は不利になることがわかります。 我々の研究結果は、量子重力がどのようにして 有効場の理論とそれに伴う許容時空の集合を制約し、 古典的なブラックホールに代わる単一の解ではなく、 一般相対論を超えた多様な解を生み出すかを示している。 |