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| Original Text | 日本語訳 |
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| We study synchrotron polarization in spatially resolved horizon-scale images, such as those produced by the Event Horizon Telescope (EHT). In both general relativistic magnetohydrodynamic (GRMHD) simulations as well as simplified models of the black hole magnetosphere, the polarization angle, quantified by the complex observable arg(beta_2), depends strongly and systematically on the black hole spin. This relationship arises from the coupling between spin and the structure of the magnetic field in the emission region, and it can be computed analytically in the force-free limit. To explore this connection further, we develop a semi-analytic inflow framework that solves the time stationary axisymmetric equations of GRMHD in the black hole's equatorial plane; this model can interpolate between the force-free and inertial regimes by varying the magnetization of the inflow. Our model demonstrates how finite inertia modifies the structure of the electromagnetic field and can be used to quantitatively predict the observed polarization pattern. By comparing reduced models, GRMHD simulations, and analytic limits, we show that the observed synchrotron polarization can serve as a robust diagnostic of spin under assumptions about Faraday rotation and the emission geometry. Applied to EHT data, the model disfavors high-spin configurations for both M87* and Sgr A*, highlighting the potential of polarimetric imaging as a probe of both black hole spin and near-horizon plasma physics. | 我々は、イベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）によって生成されるような、空間的に分解された地平線スケールの画像におけるシンクロトロン偏光を研究する。 一般相対論的磁気流体力学（GRMHD）シミュレーションとブラックホール磁気圏の簡略化モデルの両方において、複素観測量arg(beta_2)によって定量化される偏光角は、ブラックホールのスピンに強く系統的に依存する。 この関係は、スピンと放出領域における磁場構造との結合から生じ、フォースフリー極限において解析的に計算することができる。 この関係をさらに探るため、我々はブラックホールの赤道面におけるGRMHDの時間定常軸対称方程式を解く半解析的流入枠組みを開発する。 このモデルは、流入磁化を変化させることにより、フォースフリー領域と慣性領域の間を補間することができる。 我々のモデルは、有限慣性が電磁場の構造をどのように変化させるかを示し、観測される偏光パターンを定量的に予測するために使用できる。 縮約モデル、GRMHDシミュレーション、および解析的極限を比較することにより、観測されるシンクロトロン偏光は、ファラデー回転と放射形状に関する仮定の下で、スピンのロバストな診断として機能しうることを示す。 EHTデータに適用すると、このモデルはM87*とSgr A*の両方において高スピン配置を不利にし、ブラックホールスピンと近地平線プラズマ物理の両方のプローブとしての偏光イメージングの可能性を浮き彫りにする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| If we look from a quantum perspective, the most natural way in which the universe can be created is in entangled pairs whose time flow is oppositely related. This suggests the idea of the creation of a universe-antiuniverse pair. Assuming the validity of this hypothesis, in this paper, we show that the universe expands in an accelerated manner. The same reasoning holds for the anti-universe as well. This idea does not require any form of dark energy as used in the standard cosmological model of ${\Lambda}$CDM or in the modified theories of gravity. | 量子論の観点から見ると、宇宙が創造される最も自然な方法は、時間の流れが逆相関するエンタングルメント対として創造されることです。 これは、宇宙-反宇宙対の創造という考えを示唆しています。 この仮説の妥当性を前提として、本論文では、宇宙が加速膨張することを示します。 同じ論理は反宇宙にも当てはまります。 この考えは、標準的な宇宙論モデルである${\Lambda}$CDMや修正重力理論で用いられるような、いかなる形態のダークエネルギーも必要としません。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a simple algorithm to compute the generalized Komar charge of any exactly gauge- and diffeomorphism-invariant theory. | 我々は、任意のゲージ不変かつ微分同相不変な理論の一般化コマーチャージを計算するための単純なアルゴリズムを提案する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The microhertz frequency band of gravitational waves probes the merger of supermassive black holes as well as many other gravitational wave phenomena. However, space-interferometry methods that use test masses would require further development of test-mass isolation systems to detect anticipated astrophysical events. We propose an approach that avoids onboard inertial test masses by situating spacecraft in the low-acceleration environment of the outer Solar System. We show that for Earth-spacecraft and inter-spacecraft distances of $\gtrsim 10$ AU, the accelerations on the spacecraft would be sufficiently small to potentially achieve gravitational wave sensitivities determined by stochastic gravitational wave backgrounds. We further argue, for arm lengths of $10-30$ AU and $\sim 10$ Watt transmissions, that stable phase locks could be achieved with 20 cm mirrors or 5 m radio dishes. We discuss designs that send both laser beams and radio waves between the spacecraft, finding that, despite the $\sim10^4\times$ longer wavelengths, even a design with radio transmissions could reach stochastic background-limited sensitivities at $\lesssim 0.3\times 10^{-4}$ Hz. Operating in the radio significantly reduces many spacecraft design tolerances. Our baseline concepts require two arms to do interferometry. However, if one spacecraft carries a clock with Allan deviations at $10^4$ seconds of $10^{-17}$, a comparable sensitivity could be achieved with a single arm. Finally, we discuss the feasibility of achieving similar gravitational wave sensitivities in a `Doppler tracking' configuration where the single arm is anchored to Earth. | 重力波のマイクロヘルツ周波数帯は、超大質量ブラックホールの合体をはじめ、多くの重力波現象の探査に用いられます。 しかしながら、テストマスを用いた宇宙干渉法では、予想される天体物理学的事象を検出するために、テストマス隔離システムの更なる開発が必要となります。 本研究では、宇宙船を太陽系外縁部の低加速度環境に配置することで、搭載慣性テストマスを回避する手法を提案します。 地球と宇宙船、および宇宙船間の距離が$\gtrsim 10$ AUの場合、宇宙船の加速度は十分に小さく、確率的重力波背景によって決定される重力波感度を達成できる可能性があることを示します。 さらに、アーム長が10～30AU、伝送電力が10ワット程度の場合には、20cmのミラーまたは5mの電波アンテナで安定した位相同期が達成できると主張する。 宇宙船間でレーザービームと電波の両方を送信する設計について議論し、波長が10の4乗倍長いにもかかわらず、電波伝送を行う設計であっても、確率的背景制限感度（0.3倍以下）に達する可能性があることを明らかにした。 電波で動作させることで、多くの宇宙船の設計許容範囲が大幅に縮小される。 我々の基本概念では、干渉測定を行うために2つのアームが必要である。 しかし、1つの宇宙船が10の4乗倍のアラン偏差を持つ時計を搭載している場合、1つのアームで同等の感度を達成できる可能性がある。 最後に、単一のアームを地球に固定した「ドップラートラッキング」構成で、同様の重力波感度を達成する可能性について議論します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Rapid and reliable detection and dissemination of source parameter estimation data products from gravitational-wave events, especially sky localization, is critical for maximizing the potential of multi-messenger astronomy. Machine learning based detection and parameter estimation algorithms are emerging as production ready alternatives to traditional approaches. Here, we report validation studies of AMPLFI, a likelihood-free inference solution to low-latency parameter estimation of binary black holes. We use simulated signals added into data from the LIGO-Virgo-KAGRA's (LVK's) third observing run (O3) to compare sky localization performance with BAYESTAR, the algorithm currently in production for rapid sky localization of candidates from matched-filter pipelines. We demonstrate sky localization performance, measured by searched area and volume, to be equivalent with BAYESTAR. We show accurate reconstruction of source parameters with uncertainties for use distributing low-latency coarse-grained chirp mass information. In addition, we analyze several candidate events reported by the LVK in the third gravitational-wave transient catalog (GWTC-3) and show consistency with the LVK's analysis. Altogether, we demonstrate AMPLFI's ability to produce data products for low-latency public alerts. | 重力波イベントからのソースパラメータ推定データ製品、特に天空位置特定を迅速かつ確実に検出し、配信することは、マルチメッセンジャー天文学の可能性を最大限に引き出すために不可欠です。 機械学習に基づく検出およびパラメータ推定アルゴリズムは、従来のアプローチに代わる実用化可能な代替手段として浮上しています。 本稿では、連星ブラックホールの低遅延パラメータ推定のための尤度フリー推論ソリューションであるAMPLFIの検証研究を報告します。 LIGO-Virgo-KAGRA（LVK）の第3回観測ラン（O3）のデータにシミュレーション信号を追加し、マッチドフィルタパイプラインから候補天空位置特定を迅速に行うために現在実用化されているアルゴリズムBAYESTARと天空位置特定性能を比較します。 探索面積と体積で測定した天空位置特定性能は、BAYESTARと同等であることを示します。 また、低遅延粗視化チャープ質量情報を配信するために、不確実性を伴うソースパラメータの正確な再構成を示します。 さらに、LVKが第3次重力波トランジェントカタログ（GWTC-3）で報告したいくつかの候補イベントを分析し、LVKの分析との整合性を示します。 全体として、AMPLFIが低遅延の公共警報用のデータ製品を作成できることを実証します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper we argue that the information load carried by a black hole affects its classical perturbations. We refer to this phenomenon as the ``swift memory burden effect" and show that it is universal for objects of high efficiency of information storage. The effect is expected to have observable manifestations, for example, in mergers of astrophysical black holes in Einstein gravity. The black holes with different information loads, although degenerate in the ground state, respond very differently to perturbations. The strength of the imprint is controlled by the memory burden parameter which measures the fraction of the black hole's memory space occupied by the information load. This represents a new macroscopic quantum characteristics of a black hole. We develop a calculable theoretical framework and derive some master formulas which we then test on explicit models of black holes as well as on solitons of high capacity of information storage. We show that the effect must be significant for the spectroscopy of both astrophysical and primordial black holes and can be potentially probed in gravitational wave experiments. We also provide a proposal for the test of the memory burden phenomenon in a table-top laboratory setting with cold bosons. | 本論文では、ブラックホールが運ぶ情報量が ブラックホールの古典的摂動に影響を与えることを主張する。 我々はこの現象を「迅速なメモリ負荷効果」と呼び、情報記憶効率の高い天体には普遍的であることを示す。 この効果は、例えばアインシュタイン重力における天体ブラックホールの合体において観測可能な兆候を示すと予想される。 情報負荷の異なるブラックホールは、基底状態では縮退しているものの、摂動に対する応答は大きく異なる。 この刻印の強さは、ブラックホールのメモリ空間のうち情報負荷が占める割合を表すメモリ負荷パラメータによって制御される。 これは、ブラックホールの新たなマクロな量子特性を表している。 我々は計算可能な理論的枠組みを構築し、いくつかのマスター公式を導出し、それらをブラックホールの明示的モデルと高容量情報記憶ソリトンで検証する。 この効果は、天体ブラックホールと原始ブラックホールの両方の分光において重要であり、重力波実験で検証できる可能性があることを示す。 また、冷たいボソンを用いた卓上実験室環境での記憶負荷現象の検証についても提案する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the Dirac oscillator for spin-1/2 particles in a spacetime containing a spinning cosmic string endowed with both curvature (disclination) and torsion (screw dislocation). The background geometry includes off-diagonal and is analyzed through a local tetrad formalism. Working in cylindrical coordinates, we derive the covariant Dirac equation and solve it exactly via a second-order differential equation for the lower spinor component. Three distinct physical configurations are examined: (i) balanced torsion where temporal and spatial contributions are equal, (ii) purely temporal torsion (spinning string), and (iii) purely spatial torsion (screw dislocation). In all cases, we obtain exact energy spectra expressed in terms of effective angular quantum numbers that depend on the oscillator frequency, the angular deficit parameter \alpha , the torsional parameters J_{t} and J_{z}, and the longitudinal momentum k. The resulting energy levels generalize the flat-spacetime Moshinsky oscillator spectrum by incorporating energy- and momentum-dependent shifts due to the background geometry. We show that curvature and torsion lift degeneracies and induce nontrivial modifications to the angular structure of the solutions. The flat-space spectrum is recovered as a special limit when both curvature and torsion vanish. This work provides a fully solvable model that illustrates how spacetime defects affect relativistic quantum systems, offering insights relevant to both high-energy physics and condensed-matter analogs. | 我々は、曲率（回位）とねじれ（螺旋転位）の両方を持つ回転する宇宙弦を含む時空における、スピン1/2粒子のディラック振動子を研究する。 背景幾何学は非対角を含み、局所四元論的形式論によって解析される。 円筒座標系を用いて共変ディラック方程式を導出し、下側スピノル成分の2階微分方程式によって厳密に解く。 3つの異なる物理的構成、すなわち（i）時間的寄与と空間的寄与が等しいバランスのとれたねじれ、（ii）純粋に時間的なねじれ（回転する弦）、（iii）純粋に空間的なねじれ（螺旋転位）を検討する。 いずれの場合も、振動子周波数、角度欠損パラメータ\alpha、ねじれパラメータJ_{t}とJ_{z}、および縦運動量kに依存する有効角量子数で表される正確なエネルギースペクトルが得られる。 得られたエネルギー準位は、背景幾何学によるエネルギーおよび運動量依存のシフトを組み込むことで、平坦時空モシンスキー振動子スペクトルを一般化する。 曲率とねじれが縮退を解除し、解の角度構造に非自明な変化をもたらすことを示す。 平坦空間スペクトルは、曲率とねじれがともに零になる特別な極限として回復される。 本研究は、時空欠陥が相対論的量子系にどのように影響するかを示す完全に解けるモデルを提供し、高エネルギー物理学と凝縮物質の類似物の両方に関連する知見を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider wave packets of a massless scalar field that have well-localized Rindler energy, and examine how their energy appears to a Minkowski observer to study how the classical gravitational red-shift formula is modified quantum mechanically. We derive, by using the saddle point approximation, an analytic expression for the Minkowski momentum distribution of such Rindler wave packets. We find a universal lower bound on the uncertainty in the Minkowski momentum; the momentum distribution can never become arbitrarily sharp. | 我々は、リンドラーエネルギーが十分に局在する質量ゼロのスカラー場の波束を考察し、そのエネルギーがミンコフスキー観測者にどのように見えるかを調べることで、古典的な重力赤方偏移の公式が量子力学的にどのように修正されるかを調べる。 鞍点近似を用いて、このようなリンドラー波束のミンコフスキー運動量分布の解析的表現を導出する。 ミンコフスキー運動量の不確定性に関する普遍的な下限値を見出す。 すなわち、運動量分布は任意に急峻になることはない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This work investigates the use of linear Paul traps as quantum sensors for detecting megahertz gravitational waves. Single-ion configurations exploit graviton-photon conversion in the presence of external magnetic fields, while two-ion systems use relative-motion excitations, which do not require magnets, to distinguish gravitational waves from axion dark matter. Furthermore, we show that entanglement of $N$ vibrational qubits enhances the signal probability by a factor of $N^2$, improving sensitivity beyond the standard quantum limit. | 本研究では、線形ポールトラップを量子センサーとして利用し、メガヘルツ帯の重力波を検出する手法を検証する。 単一イオン構成では、外部磁場存在下での重力子-光子変換を利用する。 一方、2イオン系では、磁石を必要としない相対運動励起を用いて重力波とアクシオン暗黒物質を区別する。 さらに、N個の振動量子ビットのエンタングルメントによって信号確率がNの2乗倍に増大し、標準的な量子限界を超える感度が向上することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Harmonizing classical and quantum worlds is a major challenge for modern physics. A significant portion of the scientific community supports the notion that classical mechanics is an effective theory that arises from quantum mechanics. Recently, the present authors have argued that this should not be the case, as quantum mechanics is not trustworthy for describing the center of mass of systems with masses $m$ much larger than the Planck mass $M_\text{P}$. In this vein, a simple gravitational self-decoherence model was proposed, describing how the center of mass of quantum systems would classicalize for $m \sim M_\text{P}$. Here, we show that our model does not prevent macroscopic systems (with classical centers of mass) from harboring quantum internal vibrations (as has been observed in the laboratory). | 古典世界と量子世界の調和は、現代物理学にとって大きな課題です。 科学界のかなりの部分は、古典力学は量子力学から生じた有効な理論であるという考えを支持しています。 しかし最近、著者らは、量子力学はプランク質量$M_\text{P}$よりもはるかに大きな質量$m$を持つ系の質量中心を記述するのに信頼できないため、これは当てはまらないと主張しました。 この観点から、単純な重力自己デコヒーレンスモデルが提案され、量子系の質量中心が$m\sim M_\text{P}$に対してどのように古典化するかを記述しています。 本稿では、このモデルが、（古典的な質量中心を持つ）巨視的系が量子内部振動（実験室で観測されているように）を持つことを妨げないことを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The double copy relates scattering amplitudes and classical solutions in non-abelian gauge theories and gravity. As such, it is usually expressed in the conventional second-order formalisms in both theories corresponding to standard Yang-Mills theory, and the Einstein--Hilbert action in General Relativity. In this paper, we instead consider alternative formulations of gravity, which are known to terminate at finite order in the coupling at Lagrangian level. We focus in particular on the Chern--Simons--Witten (CSW) formulation in 2+1 dimensions, and argue that the double copy then becomes a doppelg\"{a}nger relationship between gauge theory and gravity, allowing straightforward replacement of generators and structure constants in both theories. We show how explicit (multiple) static point-source solutions can be mapped in the two approaches, and use the CSW formalism to examine when double copies are expected to be possible, and when not. In addition, we present an explicit double copy between the Wong equations for colour charges, and the Mathisson-Papapetrou-Dixon equations for spinning particles, that extends also to higher dimensions. | 二重コピーは、非アーベルゲージ理論と重力における散乱振幅と古典解を関連付ける。 そのため、通常は標準的なヤン＝ミルズ理論に対応する理論と、一般相対論におけるアインシュタイン＝ヒルベルト作用の両方において、従来の2次の形式で表される。 本論文では、代わりに、ラグランジアンレベルでの結合において有限次で終了することが知られている重力の代替的な定式化を検討する。 我々は特に2+1次元におけるチャーン-サイモンズ-ウィッテン（CSW）定式化に焦点を当て、二重コピーがゲージ理論と重力の間のドッペルゲンガー関係となり、両理論における生成元と構造定数の直接的な置き換えが可能になることを論じる。 明示的な（複数の）静的点源解を2つのアプローチにどのようにマッピングできるかを示し、CSW形式を用いて二重コピーがどのような場合に可能と予想されるか、またどのような場合に不可能と予想されるかを調べる。 さらに、色荷に関するウォン方程式と回転粒子に関するマティソン-パパペトロウ-ディクソン方程式の間の明示的な二重コピーを提示し、これは高次元にも拡張される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explicitly show that certain 4-dimensional infinitesimal group actions with 3-dimensional orbits are related by double Wick rotations. In particular, starting with the symmetries of the spherical/hyperbolic/planar Taub-NUT spacetimes, one can obtain symmetries of the near-horizon extreme Kerr (NHEK) geometry or swirling universe by complex analytic continuations of coordinates. Similarly, the static spherical/hyperbolic/planar symmetries (i.e., symmetries of the Schwarzschild spacetime and other A-metrics) are mapped to symmetries of the B-metrics (or Melvin spacetime). All these mappings are theory-independent -- they constitute relations among symmetries themselves, and, hence among the classes of symmetry-invariant metrics and electromagnetic field strengths, rather than among specific solutions. Consequently, finding, e.g., vacuum Taub-NUT-type solutions in a given gravitational theory automatically yields vacuum NHEK- or swirling-type solutions of that theory, with a possible extension to the electromagnetic case. | 我々は、3次元軌道を持つ特定の4次元無限小群作用が、二重ウィック回転によって関連付けられていることを明示的に示す。 特に、球面対称性／双曲型対称性／平面型タウブ-NUT時空の対称性から出発して、座標の複素解析接続によって、近地平線極限カー（NHEK）幾何または渦巻宇宙の対称性を得ることができる。 同様に、静的な球面対称性／双曲型対称性／平面型対称性（すなわち、シュワルツシルト時空およびその他のA計量の対称性）は、B計量（またはメルビン時空）の対称性に写像される。 これらの写像はすべて理論に依存しない。 つまり、特定の解間の関係ではなく、対称性自体、ひいては対称性不変計量のクラスと電磁場強度間の関係を構成する。 その結果、例えば、ある重力理論において真空Taub-NUT型解を見つけると、その理論の真空NHEK型解や旋回型解も自動的に得られ、電磁気学の場合にも拡張できる可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This study presents an analysis of cosmological parameters, focusing on resolving the Hubble tension and constraining neutrino masses within a coupled quintom model. By utilizing datasets from the Cosmic Microwave Background (CMB), Pantheon + Analysis, Cosmic Chronometers (CC), Baryon Acoustic Oscillations (BAO), and CMB Lensing, we explore the interplay between cosmological parameters and observational constraints. The model effectively reduces the Hubble tension, achieving a consistency in $H_0$ measurements of $1.37\sigma$ and $1.24\sigma$ for the CMB + ALL dataset For Planck 2018 and R22 respectively. Additionally, the study refines constraints on the total mass of neutrinos ($\Sigma_{m_{\nu}}$), with a finding of $0.115\,\text{eV}$ for the CMB + ALL dataset. The analysis examines the effective equation of state parameter ($w_{\text{eff}}$), indicating a transition towards a universe dominated by exotic energy forms. The combined datasets refine $w_{\text{eff}}$ to $-1.02\pm0.018$, underscoring the importance of multi-dataset integration in understanding dark energy dynamics. Furthermore, the interaction constant $\beta$ between the quintom scalar field and neutrinos is constrained to $0.65 \pm 0.12$ for the CMB + ALL dataset. The potential parameters $\lambda_{\sigma} = -2.09 \pm 0.082$ and $\lambda_{\phi} = 2.43 \pm 0.12$ are also determined, providing insights into the quintom model's implications for cosmological dynamics. This study offers compelling evidence for the coupled quintom model's capability to resolve the Hubble tension and refine constraints on neutrino properties, enhancing our understanding of the universe's evolution. | 本研究では、ハッブル張力を解明し、結合クイントムモデルにおけるニュートリノ質量の制限に焦点を当てた宇宙論パラメータの解析を提示する。 宇宙マイクロ波背景放射（CMB）、パンテオン+解析、宇宙クロノメータ（CC）、重粒子音響振動（BAO）、CMBレンズのデータセットを用いて、宇宙論パラメータと観測的制約の相互作用を探求する。 本モデルはハッブル張力を効果的に低減し、CMB + ALLデータセットのPlanck 2018とR22において、それぞれ$1.37\sigma$と$1.24\sigma$というH_0測定値の整合性を実現する。 さらに、本研究ではニュートリノの全質量（$\Sigma_{m_{\nu}}$）に対する制限を精緻化し、CMB + ALLデータセットでは$0.115\,\text{eV}$という結果が得られました。 解析では有効状態方程式パラメータ（$w_{\text{eff}}$）を検証し、エキゾチックなエネルギー形態が支配的な宇宙への移行を示唆しています。 統合されたデータセットでは$w_{\text{eff}}$が$-1.02\pm0.018$に精緻化され、ダークエネルギーのダイナミクスを理解する上で複数データセットの統合の重要性が強調されています。 さらに、クイントムスカラー場とニュートリノ間の相互作用定数$\beta$は、CMB + ALLデータセットでは$0.65\pm0.12$に制限されます。 ポテンシャルパラメータ$\lambda_{\sigma} = -2.09 \pm 0.082$および$\lambda_{\phi} = 2.43 \pm 0.12$も決定され、 クイントム模型が宇宙論的ダイナミクスに及ぼす影響についての知見が得られた。 本研究は、結合クイントム模型がハッブル張力を解決し、ニュートリノ特性に対する制限を精緻化する能力を示す説得力のある証拠を提供し、 宇宙の進化に関する理解を深めるものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work we consider a generalization of Starobinsky inflation obtained by combining power law ($R^\beta$), and $\alpha$-Starobinsky inflation ($E$-model). The Einstein frame potential for this model is that of power law Starobinsky inflation modified by a parameter $\alpha$ in the exponential. After computing power spectra for scalar and tensor perturbations numerically, we perform MCMC analysis to put constraints on the potential parameter $\alpha$, $\beta$ and $M$, and the number of e-foldings $N_{pivot}$ during inflation, using Planck-2018, BICEP/Keck (BK18) and other LSS observations. We find $\log_{10}\alpha= 0.37^{+0.82}_{-0.85}$, $\beta = 1.969^{+0.020}_{-0.023}$, $M=\left(3.54^{+2.62}_{-1.73}\right)\times 10^{-5}$ and $N_{pivot} = 47\pm{10}$. With these mean values of the potential parameters $\alpha$ and $\beta$, and varying $N_{pivot}$ between $40$ to $55$, we also find that the $r-n_s$ predictions of our model lie well within the $1\sigma$ bounds of joint constraints from combined analysis of ACT, Planck-2018, BICEP and BAO observations. We compute the Bayesian evidences for our proposed model, power law Starobinsky inflation, $\alpha$-Starobinsky inflation and Starobinsky inflation. Considering the Starobinsky model as the base model, we calculate the Bayes factor and find that our proposed model is preferred by the CMB and LSS observations. | 本研究では、スタロビンスキー・インフレーションの一般化を考察する。 べき乗則（$R^\beta$）と$\alpha$-スタロビンスキー・インフレーション （$E$-モデル）を統合することにより得られる。 このモデルのアインシュタイン・フレーム・ポテンシャルは、指数関数のパラメータ$\alpha$によって修正されたべき乗則スタロビンスキー・インフレーションのポテンシャルである。 スカラーおよびテンソル摂動に対するパワースペクトルを数値的に計算した後、 Planck-2018、BICEP/Keck (BK18)、およびその他のLSS観測を用いて、MCMC解析を行い、インフレーション中のポテンシャルパラメータ$\alpha$、$\beta$、$M$、およびe-foldingの数$N_{pivot}$に制約条件を課す。 結果は、$\log_{10}\alpha= 0.37^{+0.82}_{-0.85}$、$\beta = 1.969^{+0.020}_{-0.023}$、$M=\left(3.54^{+2.62}_{-1.73}\right)\times 10^{-5}$、$N_{pivot} = 47\pm{10}$です。 これらのポテンシャルパラメータ$\alpha$と$\beta$の平均値を用い、$N_{pivot}$を$40$から$55$の間で変化させた場合、モデルの$r-n_s$予測値は、ACT、Planck-2018、BICEP、およびBAO観測を組み合わせた解析による共同制約の$1\sigma$境界内に十分収まることもわかりました。 提案モデル、すなわち、べき乗則スタロビンスキーインフレーション、$\alpha$-スタロビンスキーインフレーション、そしてスタロビンスキーインフレーションのベイズ的証拠を計算した。 スタロビンスキーモデルを基本モデルとしてベイズ係数を計算し、提案モデルがCMBとLSS観測によって支持されることを明らかにした。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct a holographic model of defect conformal field theories (DCFTs) with defects of codimension greater than one. Our construction generalizes the AdS/BCFT model by anchoring the end-of-the-world brane on defects at the asymptotic AdS boundary and imposing Dirichlet boundary conditions for the metric on the brane. We compute the defect entropy and defect free energy and show that the defect $\mathcal{C}$-function is always non-negative. We further study holographic defect-localized RG flows triggered by a localized scalar field on the brane and show that the defect $\mathcal{C}$-theorem holds. We also verify that our model reproduces the expected forms of correlation functions in DCFTs. | 我々は、1より大きい余次元の欠陥を持つ欠陥共形場理論（DCFT）のホログラフィックモデルを構築する。 この構築は、漸近的AdS境界における欠陥に世界終焉ブレーンを固定し、ブレーン上の計量にディリクレ境界条件を課すことで、AdS/BCFTモデルを一般化する。 欠陥エントロピーと欠陥自由エネルギーを計算し、欠陥$\mathcal{C}$関数が常に非負であることを示す。 さらに、ブレーン上の局所スカラー場によって引き起こされるホログラフィック欠陥局所RGフローを研究し、欠陥$\mathcal{C}$定理が成り立つことを示す。 また、このモデルがDCFTにおける相関関数の期待される形を再現することを検証する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We compute logarithmic correction to five dimensional BPS black hole entropy using finite temperature black hole geometry and find perfect agreement with the microscopic results and macroscopic computations based on zero temperature near horizon geometry. We also reproduce the Bekenstein-Hawking term for zero temperature black hole entropy from the corresponding term for finite temperature black hole. | 有限温度ブラックホール幾何学を用いて5次元BPSブラックホールエントロピーの対数補正を計算し、微視的結果および零温度近傍地平線幾何学に基づく巨視的計算と完全に一致することを明らかにした。 また、零温度ブラックホールエントロピーのベッケンシュタイン-ホーキング項を、有限温度ブラックホールの対応する項から再現した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the emission of gravitational waves produced by the magnetosphere of magnetars. We argue that several features in the spectrum could facilitate the identification of that source. In addition, in cases of extremely large magnetic fields we demonstrate that this emission can make the braking index of such stars to be well over 3, which is the standard prediction of the magnetic dipole radiation and aligned rotator mechanisms. A similar picture arises if one focuses on the second braking index. Moreover the braking index depends on both the rotational frequency and the strength of the magnetic field in striking difference from the other mechanisms. We also show that gravitational waves can be produced by polar gap regions due to their rapid charge-discharge process that takes place in timescales from nanosec to microsec. This can provide an alternative way to probe magnetars and test the polar gap model. | 我々は、マグネターの磁気圏で生成される重力波の放射を研究する。 スペクトルのいくつかの特徴が、その発生源の特定を容易にする可能性があると主張する。 さらに、極めて大きな磁場の場合、この放射によって、そのような星の制動指数が3をはるかに超える値になる可能性があることを示す。 これは、磁気双極子放射と整列回転機構の標準的な予測である。 2つ目の制動指数に注目した場合も同様の結果が得られ、さらに、制動指数は他の機構とは著しく異なり、回転周波数と磁場強度の両方に依存する。 また、極ギャップ領域では、ナノ秒からマイクロ秒の時間スケールで起こる急速な充放電過程によって重力波が生成されることを示している。 これは、マグネターを調査し、極ギャップモデルを検証するための代替手段となり得る。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We prove an infinite sequence of inequalities among Ricci curvature invariants for spacetimes of Segre classes $A1$, $A3$, $B$, and apply one of them to a known relation between the second Ricci invariant and the Kretschmann scalar. | セグレ類A1, A3, Bの時空に対するリッチ曲率不変量の間の不等式の無限列を証明し、そのうちの1つを第二リッチ不変量とクレッチマンスカラー間の既知の関係に適用する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the thermodynamics of $(2+1)$ dimensional BTZ black holes in the Einstein bumblebee gravity theory with spontaneous breaking of Lorentz symmetry caused by a nonzero vacuum expectation value of the vector field. We analyse corrections to black hole thermodynamics, including the non extensive Barrow entropy, parametrising quantum gravitational corrections to the Bekenstein Hawking area law. We introduce the York cavity formalism by placing the black hole in a finite isothermal cavity to obtain a properly defined canonical ensemble. Here we arrive at the corrected temperature, free energy, and stability conditions of the BTZ black hole, demonstrating the interplay among the Lorentz violating effects, the Barrow corrections to Entropy, and the boundary conditions within the cavity. Our results indicate that the collective impact of bumblebee dynamics and Barrow entropy significantly alters the phase structure, equilibrium configurations, and thermal stability of BTZ black holes. These findings provide insight into the implications of Lorentz violation and generalised entropy frameworks in lower dimensional quantum gravity. | 我々は、ベクトル場の非零真空期待値によって引き起こされるローレンツ対称性の自発的破れを伴うアインシュタインのバンブルビー重力理論における(2+1)次元BTZブラックホールの熱力学を調査する。 非示量バローエントロピーを含むブラックホール熱力学への補正を解析し、ベッケンシュタイン・ホーキング面積則に対する量子重力補正をパラメータ化する。 ブラックホールを有限等温空洞内に置くことでヨーク空洞形式を導入し、適切に定義された正準集団を得る。 ここで、BTZブラックホールの補正された温度、自由エネルギー、および安定性条件に到達し、ローレンツ対称性の破れ効果、エントロピーに対するバロー補正、および空洞内の境界条件の相互作用を示す。 我々の研究結果は、マルハナバチのダイナミクスとバローエントロピーの集合的影響が、BTZブラックホールの相構造、平衡配置、そして熱安定性を著しく変化させることを示唆している。 これらの発見は、低次元量子重力におけるローレンツ対称性の破れと一般化エントロピー枠組みの意義についての洞察を与える。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the axial and polar perturbations of slowly rotating Ellis-Bronnikov wormholes in General Relativity, applying a perturbative double expansion. In particular, we derive the equations for $l=2$, $M_z=2$ perturbations of these objects which are parametrized by an asymmetry parameter. The equations constitute an astrophysically interesting sector of the perturbations that contribute dominantly to the gravitational wave radiation. Moreover, calculation of these modes may exhibit potential instabilities in the quadrupole sector. | 一般相対論において、ゆっくりと回転するエリス・ブロニコフ・ワームホールの軸方向および極方向の摂動を、摂動論的二重展開を適用して調べる。 特に、これらの天体の非対称性パラメータによってパラメータ化された$l=2$、$M_z=2$の摂動に対する方程式を導出する。 これらの方程式は、重力波放射に支配的に寄与する摂動のうち、天体物理学的に興味深いセクターを構成する。 さらに、これらのモードの計算は、四重極セクターにおける潜在的な不安定性を示唆する可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The temperature and polarization of the cosmic microwave background (CMB), as measured today, may offer key insights into the topology of the early universe prior to inflation, for example, by discriminating between flat and warped geometries. In this paper, we focus on a Kaluza-Klein model with an extra spatial dimension that compactifies at the Grand Unified Theory (GUT) epoch, subject to mixed Neumann/Dirichlet boundary conditions at fixed points. As a consequence, a set of infrared cutoffs naturally emerges in both the scalar and tensor spectra, leading to observable consequences in the CMB. We examine in detail the possible signatures of such a topology, particularly in relation to the even-odd parity imbalance already reported by the COBE, WMAP and Planck missions in the temperature angular correlations at large scales. Furthermore, we extend our analysis to the existing Planck E-mode polarization data, and to the high-precision B-mode polarization measurements expected from the forthcoming LiteBIRD mission. | 今日測定されている宇宙マイクロ波背景放射（CMB）の温度と偏光は、例えば平坦な形状と歪んだ形状を区別することにより、インフレーション以前の初期宇宙のトポロジーに関する重要な知見をもたらす可能性がある。 本論文では、大統一理論（GUT）時代にコンパクト化する、空間次元を追加したカルツァ＝クライン模型に焦点を当て、固定点における混合ノイマン／ディリクレ境界条件を前提とする。 その結果、スカラースペクトルとテンソルスペクトルの両方に赤外線カットオフが自然に現れ、CMBにおいて観測可能な結果をもたらす。 本論文では、このようなトポロジーの可能性のある兆候を、特にCOBE、WMAP、およびプランクミッションによって大規模スケールの温度角度相関において既に報告されている偶奇パリティ不均衡との関連で詳細に検討する。 さらに、我々は既存のプランクEモード偏光データと、 今後のLiteBIRDミッションで期待される高精度Bモード偏光測定にまで解析を拡張します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A regular black hole, unconstrained by the weak cosmic censorship conjecture, can exceed its critical spin limit and transition into a superspinar. In this paper, we investigate the observational appearance of a rotating regular black hole, specifically the Ghosh black hole and its superspinar counterpart, when surrounded by a thin accretion disk. The resulting images reveal distinct features: the black hole closely resembles its Kerr counterpart with slight deviations, while the superspinar configuration exhibits an inner photon ring structure. Furthermore, we investigate the image transition of the Ghosh black hole that has recently been destroyed by a collapsing null shell carrying a specific angular momentum. The results indicate that, apart from a possible sudden burst of light, the inner photon ring undergoes gradual transitions over time, with the transition times depending on the additional angular momentum gained by the black hole. Our findings also suggest that the transition timescale becomes significant for supermassive black holes, with masses at least less than about twice that of M87*. | 通常のブラックホールは、弱い宇宙検閲予想に制約されない場合、臨界スピン限界を超えてスーパースピナーへと遷移する可能性がある。 本論文では、薄い降着円盤に囲まれた、回転する通常のブラックホール、具体的にはゴーシュブラックホールとそのスーパースピナー型ブラックホールの観測的外観を調査する。 得られた画像は明確な特徴を示す。 ブラックホールはカーブラックホールとわずかなずれを伴い非常に類似しているが、スーパースピナー型ブラックホールは内部光子リング構造を示す。 さらに、特定の角運動量を持つヌルシェルの崩壊によって最近破壊されたゴーシュブラックホールの画像遷移を調査する。 結果は、突発的な光のバーストの可能性は別として、内部光子リングは時間の経過とともに緩やかな遷移を起こし、その遷移時間はブラックホールが獲得する追加の角運動量に依存することを示している。 私たちの研究結果はまた、遷移の時間スケールが、質量が少なくともM87*の約2倍未満の超大質量ブラックホールでは重要になることを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this Letter we have revealed the presence of Gravitational Wave Memory Effect (GWME) in a new and physically appealing scenario - the Time Crystal (TC) condensate of Starobinsky Quadratic Gravity. We have used a Gravitational Wave form, induced in a TC condensate in FLRW spacetime, that is much more general than the idealized and somewhat unphysical Plane Wave spacetimes, that are conventionally used. We have presented new results for non-zero GWME, both in coordinate and in velocity variables. The results are expressed in Cartesian and Brinkmann coordinates. Approximate analytic forms of transverse geodesics in Brinkmann coordinates are provided. Very rough quantitative estimates for GWME are also suggested. | 本論文では、新しく物理的に魅力的なシナリオ、すなわちスタロビンスキー二次重力の時間結晶（TC）凝縮体において、重力波記憶効果（GWME）が存在することを明らかにした。 我々は、FLRW時空におけるTC凝縮体に誘起される重力波形を用いた。 これは、従来用いられてきた理想化された、いくぶん非物理的な平面波時空よりもはるかに一般的なものである。 我々は、座標変数と速度変数の両方において、非ゼロGWMEに関する新たな結果を提示した。 結果は直交座標とブリンクマン座標で表した。 ブリンクマン座標における横測地線の近似解析的形も提示した。 また、GWMEの非常に大まかな定量的評価も提案した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We demonstrate that induced gravitational waves (IGWs) can naturally emerge within the framework of thermal leptogenesis models, thereby providing a robust probe for exploring this theory at remarkably high energy scales. To illustrate this principle, we put forth a basic leptogenesis model in which an early matter-dominated phase, tracing the leptogenesis scale, enhances the generation of gravitational waves induced by an early structure formation. Leveraging recent N-body and lattice simulation results for IGW computations in the non-linear regime, we show that it is possible to establish a direct link between the frequency and amplitude of these IGWs and the thermal leptogenesis scale. | 我々は、誘起重力波（IGW）が熱レプトジェネシスモデルの枠組みの中で自然に出現する可能性があることを実証し、それによってこの理論を非常に高いエネルギースケールで探求するための堅牢なプローブを提供する。 この原理を説明するために、レプトジェネシススケールをトレースする初期の物質優位相が、初期の構造形成によって誘起される重力波の発生を増強する基本的なレプトジェネシスモデルを提示する。 非線形領域におけるIGW計算のための最近のN体および格子シミュレーションの結果を活用することで、これらのIGWの周波数と振幅と熱レプトジェネシススケールとの間に直接的な関連性を確立することが可能であることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational wave detection requires sophisticated signal processing to identify weak astrophysical signals buried in instrumental noise. Traditional matched filtering approaches face computational challenges with diverse signal morphologies and non-stationary noise. This work presents a deep learning approach combining Continuous Wavelet Transform (CWT) preprocessing with Long Short-Term Memory (LSTM) autoencoder architecture for gravitational wave detection in synthetic data. The CWT provides optimal time-frequency decomposition capturing chirp evolution and transient characteristics essential for compact binary coalescence identification. The LSTM autoencoder learns compressed representations while maintaining sensitivity to subtle signal features distinguishing true astrophysical events from noise artifacts. We generate realistic synthetic datasets incorporating binary black hole merger signals with masses ranging from 10 to 80 solar masses, embedded in colored Gaussian noise representative of Advanced LIGO sensitivity. The trained model demonstrates strong performance metrics: 92.3 percent precision, 67.6 percent recall, and 80.6 percent AUC-ROC, with an average precision score of 0.780. These results exceed LIGO's stringent detection thresholds for confident gravitational wave identification. Compared to traditional approaches, the CWT-LSTM autoencoder shows superior ability to maintain low false alarm rates while preserving sensitivity to weak signals. The method's end-to-end learning eliminates hand-crafted features and template banks, offering a promising pathway toward more robust gravitational wave detection systems. The unsupervised nature enables discovery of signals with unknown morphologies, providing complementary "blind search" capability for detecting exotic astrophysical sources and novel physics beyond current theoretical models. | 重力波検出には、機器ノイズに埋もれた微弱な天体信号を識別するための高度な信号処理が必要です。 従来の整合フィルタリング手法は、多様な信号形態と非定常ノイズに対する計算上の課題に直面しています。 本研究では、合成データにおける重力波検出のために、連続ウェーブレット変換（CWT）前処理と長短期記憶（LSTM）オートエンコーダアーキテクチャを組み合わせたディープラーニングアプローチを提示します。 CWTは、コンパクトな連星合体の識別に不可欠なチャープの発展と過渡特性を捉える最適な時間周波数分解を提供します。 LSTMオートエンコーダは、真の天体イベントとノイズアーティファクトを区別する微妙な信号特性に対する感度を維持しながら、圧縮表現を学習します。 本研究では、Advanced LIGOの感度を表す色付きガウスノイズに埋め込まれた、太陽質量の10倍から80倍の質量を持つ連星ブラックホール合体信号を含む、現実的な合成データセットを生成します。 学習済みモデルは、92.3%の適合率、67.6%の再現率、80.6%のAUC-ROC、平均適合率0.780という優れた性能指標を示しました。 これらの結果は、LIGOが重力波を確実に識別するための厳格な検出閾値を上回っています。 従来の手法と比較して、CWT-LSTMオートエンコーダは、弱い信号に対する感度を維持しながら、低い誤報率を維持する優れた能力を示しています。 この手法のエンドツーエンド学習は、手作業で作成された特徴量やテンプレートバンクを排除し、より堅牢な重力波検出システムへの有望な道筋を提供します。 教師なし学習の性質により、形態が未知の信号の発見が可能になり、現在の理論モデルを超えるエキゾチックな天体物理学的源や新しい物理学を検出するための補完的な「ブラインドサーチ」機能を提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recent pulsar timing array (PTA) observations have reported evidence of a gravitational wave background (GWB). If supermassive black holes (SMBHs) are indeed the primary source of this signal, future PTA observations, such as those from the Square Kilometer Array (SKA), are expected to simultaneously capture multiple continuous gravitational waves (CGWs) emitted by bright individual SMBH binaries alongside a gravitational wave background (GWB). To address this anticipated scenario in the SKA era, we revisit the F-statistic, a detection method for single source signals in PTA datasets, and introduce a new modeling that accounts for unresolved GWs as a stochastic GWB. Here, we applied this improved F-statistic to the mock datasets that include both CGW and GWB and evaluated how accurately F-statistic can identify the parameters of CGW. As a result, we demonstrate that our approach can successfully improve the estimation of the sky position and the amplitude of CGW, particularly when the GWB is dominant over white noise. This work serves as an initial step toward developing an efficient and robust algorithm based on the F-statistic for future PTA observations. | 最近のパルサータイミングアレイ（PTA）観測により、重力波背景（GWB）の証拠が報告されている。 超大質量ブラックホール（SMBH）が実際にこの信号の主発生源である場合、スクエアキロメートルアレイ（SKA）などの将来のPTA観測では、明るい個々のSMBH連星から放射される複数の連続重力波（CGW）と重力波背景（GWB）を同時に捕捉することが期待される。 SKA時代のこの予想されるシナリオに対処するため、PTAデータセットにおける単一発生源信号の検出方法であるF統計量を再検討し、未分解の重力波を確率的重力波として考慮する新しいモデルを導入する。 本稿では、この改良されたF統計量をCGWとGWBの両方を含む模擬データセットに適用し、F統計量がCGWのパラメータをどの程度正確に識別できるかを評価した。 その結果、我々のアプローチは、特にGWBが白色ノイズよりも優勢な場合に、天空位置とCGWの振幅の推定を効果的に改善できることを実証しました。 本研究は、将来のPTA観測のためのF統計量に基づく効率的かつ堅牢なアルゴリズムの開発に向けた最初のステップとなります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Suspension thermal modes in interferometric gravitational-wave detectors produce narrow, high-Q spectral lines that can contaminate gravitational searches and bias parameter estimation. In KAGRA, cryogenic mirrors are held by thick suspension fibers, designed to sustain such low-temperature environment, which may further affects inharmonicity modes, fiber dimensions, and mechanical behavior compared to typical interferometers. Remaining a prominent source of narrowband contamination, we implement a Kalman filter to model and track violin lines, building on the methodology introduced in [1], and apply subtraction to KAGRA O3GK data. Using gravitational-wave template injections, we validate that the subtraction preserves matched-filter SNR while effectively suppressing line power. Comparisons of power spectral densities and residual analyses confirm that the method removes deterministic line contributions without introducing waveform distortions. This approach provides a cleaner strain channel for searches and parameter estimation and will become increasingly important for future low-temperature detectors with higher-Q suspensions, such as the Einstein Telescope. | 干渉計型重力波検出器におけるサスペンション熱モードは、狭帯域で高Q値のスペクトル線を生成し、重力探査やバイアスパラメータ推定に悪影響を与える可能性があります。 KAGRAでは、極低温ミラーは太いサスペンションファイバーで保持されており、このような低温環境に耐えられるように設計されています。 この低温環境は、一般的な干渉計と比較して、非調和モード、ファイバー寸法、および機械的挙動にさらなる影響を与える可能性があります。 狭帯域汚染の大きな原因として依然として挙げられるこの問題に対処するため、我々は[1]で紹介された手法に基づき、バイオリンラインをモデル化および追跡するカルマンフィルターを実装し、KAGRA O3GKデータに減算を適用しました。 重力波テンプレート注入を用いて、減算によって整合フィルターのSNRが維持されながら、ラインパワーが効果的に抑制されることを検証しました。 パワースペクトル密度と残差解析の比較により、この手法は波形歪みを生じさせることなく、確定的なライン寄与を除去できることが確認されました。 このアプローチは、探索とパラメータ推定のためのよりクリーンな歪みチャネルを提供し、アインシュタイン望遠鏡のような、より高いQ値を持つサスペンションを備えた将来の低温検出器にとってますます重要になるでしょう。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Detecting continuous gravitational waves is challenging due to the high computational cost of template-based searches across large parameter spaces, particularly for all-sky searches. Machine learning offers a promising solution to perform these searches with reasonable computational resources. In this study, we trained an attention U-Net, a convolutional neural network, on $\approx$ 10.67 days of simulated data with Gaussian noise for all-sky searches at different frequencies within the 20-1000 Hz band. Our model trained at 20 Hz achieves the best sensitivity, with a 90% detection efficiency sensitivity depth $D^{90\%} = 29.97 \pm 0.24\,\mathrm{Hz}^{-1/2}$ with a 1% false alarm rate per 50 mHz, while the model trained on the entire 20-1000 Hz band yields $D^{90\%} = 18.63 \pm 0.24\,\mathrm{Hz}^{-1/2}$. The sensitivities achieved are comparable to state-of-the-art results using deep learning approaches, with less than 50% of the training time and data. We find that sensitivity scales as $T^{0.28 \pm 0.01}$ with total observation time for the attention U-Net trained at 20 Hz, similar to semi-coherent search methods. The neural network demonstrates robustness on datasets with time gaps, with sensitivity dependence on duty factor analyzed. We also investigated the sensitivity dependence of the trained attention U-Net models on sky location. Our findings show that attention U-Net is a scalable and effective approach for all-sky continuous gravitational wave searches. | 連続重力波の検出は、広大なパラメータ空間にわたるテンプレートベースの探索、特に全天探索の計算コストが高いため困難です。 機械学習は、これらの探索を合理的な計算リソースで実行するための有望な解決策を提供します。 本研究では、畳み込みニューラルネットワークであるAttention U-Netを、ガウスノイズを含む約10.67日間のシミュレーションデータを用いて学習し、20～1000Hz帯域内の異なる周波数で全天探索を行いました。 20 Hzで学習させたモデルは、50 mHzあたりの誤警報率1%で、90%の検出効率、感度深度$D^{90\%} = 29.97 \pm 0.24\,\mathrm{Hz}^{-1/2}$という最高の感度を達成しました。 一方、20～1000 Hz帯域全体で学習させたモデルは、$D^{90\%} = 18.63 \pm 0.24\,\mathrm{Hz}^{-1/2}$という結果になりました。 達成された感度は、学習時間とデータ量が50%未満であるディープラーニング手法を用いた最先端の結果に匹敵します。 20 Hzで学習させたAttention U-Netでは、感度は総観測時間に応じて$T^{0.28 \pm 0.01}$に比例することが分かりました。 これは、セミコヒーレント探索法に似ています。 ニューラルネットワークは、デューティファクタに対する感度依存性を解析した結果、時間ギャップのあるデータセットに対して堅牢性を示した。 また、学習済みのAttention U-Netモデルの天空位置に対する感度依存性も調査した。 この結果は、Attention U-Netが全天連続重力波探索のためのスケーラブルかつ効果的なアプローチであることを示すものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Numerical relativity has produced wide-ranging influences on modern astrophysics and gravitational-wave astronomy. In this work, we develop a Python interface for the numerical relativity program AMSS-NCKU, which enables the automation of initializing and starting the AMSS-NCKU simulations and the automatically generating visualizations of the output results. Numerical relativity simulations using this Python interface have been presented through two representative examples (binary back hole and triple black hole merger processes), and well-behaved stable numerical results and the expected physical behaviors for black hole systems have been acquired. The Python operational interface significantly lowers the operational complexity of the simulation workflow of AMSS-NCKU simulations, reducing the technical barriers for freshman users. | 数値相対論は、現代の天体物理学と重力波天文学に広範な影響を及ぼしてきました。 本研究では、数値相対論プログラムAMSS-NCKU用のPythonインターフェースを開発しました。 このインターフェースは、AMSS-NCKUシミュレーションの初期化と開始の自動化、および出力結果の可視化の自動生成を可能にします。 このPythonインターフェースを用いた数値相対論シミュレーションを、2つの代表的な例（連星バックホールと三重ブラックホール合体プロセス）を通して提示し、ブラックホール系に期待される安定した数値結果と物理的挙動が得られました。 このPython操作インターフェースは、AMSS-NCKUシミュレーションのシミュレーションワークフローの操作上の複雑さを大幅に低減し、初心者にとっての技術的障壁を軽減します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct a correspondence between the quantized constrained 3BF theory and the quantized Einstein-Cartan theory with contact spin-spin interaction, both of which describe the Standard Model coupled to Einstein-Cartan gravitational field. First we introduce the expectation values of observables using the path integral formalism for both theories, and then by integrating out some configuration space variables in the quantum 3BF theory we obtain the definition of the corresponding observable in the quantum Einstein-Cartan theory with contact interaction. The correspondence is a rather general result, since it can be established without actually performing the detailed quantization of either theory. Finally, we discuss the differences in the predictions of the two theories on the example of the 4-volume density of spacetime, and on the example of gravitational waves. | 我々は、量子化された拘束付き3BF理論と接触スピン-スピン相互作用を持つ量子化されたアインシュタイン-カルタン理論との間の対応関係を構築する。 これらはいずれもアインシュタイン-カルタン重力場と結合した標準模型を記述する。 まず、両理論の経路積分形式を用いて観測量の期待値を導入し、次に量子3BF理論の配置空間変数を積分することにより、接触相互作用を持つ量子アインシュタイン-カルタン理論における対応する観測量の定義を得る。 この対応関係は、どちらの理論についても詳細な量子化を実際に行うことなく確立できるため、かなり一般的な結果である。 最後に、4体積時空密度と重力波の例について、両理論の予測の違いについて議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the thin wall approximation, we study a class of asymptotically AdS black holes which contain a spherically symmetric vacuum bubble with a different (positive or negative) cosmological constant. Collapsing, expanding, and static bubble solutions are considered. Among these, expanding bubbles with positive cosmological constant can provide a way to apply the AdS/CFT correspondence to describe the physics of an expanding universe. We systematically study the causal structure of the solutions as a function of the cosmological constant, the mass of the black hole, and the tension of the bubble. We then compute the holographic entanglement entropy for a class of boundary subregions using extremal codimension-two surfaces as a probe. For collapsing bubbles, we find examples in which the entanglement entropy also explores the geometry inside the black hole bifurcation surface. As a complementary way to probe the interior of the bubble, we investigate almost-null radial geodesics related to the bulk-cone singularities of boundary two-point correlators. While the bulk-cone singularities for collapsing and expanding bubbles are consistent with thermalization at late time, static bubbles violate thermalization and exhibit properties similar to those of scar states. | 薄壁近似において、異なる（正または負の）宇宙定数を持つ球対称真空バブルを含む漸近的AdSブラックホールのクラスを研究する。 崩壊、膨張、および静的バブル解を考慮する。 これらのうち、正の宇宙定数を持つ膨張バブルは、膨張宇宙の物理を記述するためにAdS/CFT対応を適用する方法を提供する。 我々は、宇宙定数、ブラックホールの質量、およびバブルの張力の関数として、解の因果構造を体系的に研究する。 次に、極限余次元2面をプローブとして用いて、境界サブ領域のクラスのホログラフィックエンタングルメントエントロピーを計算する。 崩壊バブルの場合、エンタングルメントエントロピーがブラックホール分岐面内の幾何学も探索する例を見出す。 バブル内部を調べるための補完的な方法として、境界2点相関関数のバルク円錐特異点に関連するほぼヌルのラジアル測地線を調べる。 崩壊および膨張するバブルのバルク円錐特異点は、 後期の熱化と整合するが、静的バブルは熱化に反し、 スカー状態と同様の性質を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Twisted Abelian gauge theory coupled to a noncommutative (NC) Dirac field is studied in order to infer the quasinormal mode (QNM) spectrum of the fermion matter perturbations in the vicinity of the Reissner-Nordstr\"om (RN) black hole. The action functional of the theory is invariant under the truncated NC local $U(1)_{\star}$ gauge transformations that keep the gravitational background intact. The latter, being a classical gravitational background unaffected by the NC local gauge transformations, makes the theory semiclassical. The most prominent feature of the QNM spectrum is the splitting in the total angular momentum projection due to the noncommutativity induced $SO(3) \rightarrow U(1)$ symmetry breaking pattern. | 非可換（NC）ディラック場と結合したツイストアーベルゲージ理論を研究し、ライスナー・ノルドストローム（RN）ブラックホール近傍におけるフェルミオン物質摂動の準基準モード（QNM）スペクトルを推定する。 理論の作用汎関数は、重力背景をそのまま維持する切断NC局所$U(1)_{\star}$ゲージ変換の下で不変である。 後者はNC局所ゲージ変換の影響を受けない古典的な重力背景であり、理論を半古典的にする。 QNMスペクトルの最も顕著な特徴は、非可換性によって引き起こされる$SO(3) \rightarrow U(1)$対称性の破れパターンによる全角運動量射影の分裂である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We obtain exact black hole solutions for static and spherically symmetric sources in a Weyl conformal gauge theory of gravity. We consider a quadratic gravitational action built from the Weyl tensor within a dilation geometry. In a post-Riemannian formulation, we derive a Weyl conformal action for a scalar-vector-tensor theory, where the scalar degree of freedom originates from the high-curvature terms and the vectorial one stems from the Weyl non-metricity condition. Adopting a static, spherically symmetric geometry, the vacuum field equations for the gravitational, scalar, and Weyl fields are obtained. Under these conditions, we find a Mannheim-Kazanas-type black hole solution, whose Rindler acceleration term depends on the Weyl gauge coupling constant. Furthermore, we show that the original theory can recover the Einstein-Hilbert action with a positive cosmological constant plus a higher-derivative term with Horndeski-like terms through a spontaneous symmetry breaking triggered by the vacuum expectation value of the scalar field. The new solution in the theory without conformal symmetry presents new terms introduced by the residual Weyl symmetry corrections. We demonstrate that in a regime where the Planck mass suppresses the higher-derivative term, the Rindler term persists in the low-energy limit. | ワイル共形ゲージ重力理論における静的および球対称源に対する厳密なブラックホール解を得る。 膨張幾何学内のワイルテンソルから構築された2次重力作用を考える。 ポストリーマン定式化において、スカラー-ベクトル-テンソル理論に対するワイル共形作用を導出する。 ここで、スカラー自由度は高曲率項に由来し、ベクトル自由度はワイル非計量性条件に由来する。 静的かつ球対称な幾何学を採用することで、重力場、スカラー場、およびワイル場に対する真空場方程式が得られる。 これらの条件下で、マンハイム-カザナス型ブラックホール解を見出す。 この解のリンドラー加速項はワイルゲージ結合定数に依存する。 さらに、元の理論は、スカラー場の真空期待値によって引き起こされる自発的な対称性の破れを通じて、正の宇宙定数とホルンデスキー型項を含む高微分項を持つアインシュタイン-ヒルベルト作用を回復できることを示す。 共形対称性のない理論における新しい解は、残差ワイル対称性補正によって導入される新しい項を提示する。 プランク質量が高微分項を抑制する領域では、リンドラー項が低エネルギー極限まで残存することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The origin of the Universe's late-time accelerated expansion remains unknown. The General Relativistic Entropic Acceleration (GREA) theory offers a compelling alternative to $\Lambda$CDM, attributing cosmic acceleration to entropy growth associated with cosmic and black hole horizons, without invoking a cosmological constant. We test GREA against the latest DESI DR2 Baryon Acoustic Oscillations (BAO), multiple Type Ia supernova compilations (Union3, Pantheon$\texttt{+}$, DES-SN5YR), and cosmic microwave background (CMB) distance measurements. While GREA is not nested within $\Lambda$CDM, it achieves a comparable goodness-of-fit, highlighting its potential as a theoretically motivated framework that circumvents some of the fine-tuning issues of the standard $\Lambda$CDM cosmology. We find that the best-fit model features a transient phantom crossing at $z \lesssim 2$, with $w_a\equiv \mathrm{d} w(a=1)/\mathrm{d}a \simeq-0.3$, in good agreement with observations. However, its present-day value $w_0\equiv w(z=0)$ is tightly constrained to be $w_0\simeq-1$. Upcoming low-redshift (i.e. $z < 1$) cosmological probes, from both background and perturbations, will offer promising avenues for further exploring the viability of the GREA theory. | 宇宙の晩期加速膨張の起源は未だ不明である。 一般相対論的エントロピー加速理論（GREA）は、$\Lambda$CDMに代わる説得力のある理論であり、宇宙定数を用いることなく、宇宙の加速膨張を宇宙およびブラックホールの地平線に関連するエントロピー増加に帰する。 我々は、最新のDESI DR2バリオン音響振動（BAO）、複数のIa型超新星コンピレーション（Union3、Pantheon$\texttt{+}$、DES-SN5YR）、および宇宙マイクロ波背景放射（CMB）距離測定データを用いてGREAを検証した。 GREAは$\Lambda$CDMにネストされていないものの、同等の適合度を達成しており、標準的な$\Lambda$CDM宇宙論の微調整問題の一部を回避する理論的根拠に基づいた枠組みとしての可能性を示唆している。 最も適合度の高いモデルは、$z \lesssim 2$ で一時的なファントム交差を特徴とし、$w_a\equiv \mathrm{d} w(a=1)/\mathrm{d}a \simeq-0.3$ となり、観測結果とよく一致することがわかった。 しかしながら、その現在の値 $w_0\equiv w(z=0)$ は、$w_0\simeq-1$ に厳密に制限されている。 今後、背景および摂動の両方から得られる低赤方偏移（すなわち $z < 1$）宇宙論的探査は、GREA理論の実現可能性をさらに探究するための有望な道筋を提供するであろう。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this manuscript we examine the high energy channeling radiation data sets from the CERN-NA63 experiment using ultra relativistic synchrotron emission. To incorporate recoil, we examine the standard quasi-classical formalism as well as develop a formalism which includes the Unruh effect by utilizing a hyperbolic recoil acceleration, based on conservation of momentum, in the classical synchrotron trajectory. We also perform an asymptotic radiation time scale analysis which predicts a photon energy threshold, beyond which the Unruh effect dominates. We then compare the classical, quasi-classical, and Unruh synchrotron theories to the data. We find that above threshold, the Unruh effect saturates the spectrum of all data sets. | 本稿では、超相対論的シンクロトロン放射を用いたCERN-NA63実験から得られた高エネルギーチャネリング放射データセットを検証する。 反跳効果を組み込むために、標準的な準古典的形式論を検証するとともに、運動量保存則に基づく双曲型反跳加速を古典的シンクロトロン軌道に用いることで、ウンルー効果を考慮した形式論を構築する。 また、漸近的放射時間スケール解析を行い、光子エネルギー閾値を予測する。 この閾値を超えると、ウンルー効果が支配的となる。 次に、古典的理論、準古典的理論、およびウンルーシンクロトロン理論をデータと比較する。 閾値を超えると、ウンルー効果がすべてのデータセットのスペクトルを飽和させることがわかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The purpose of this work is to bring gravitational theories into play within the quickly developing framework of factorization algebras. We fit the causal structure of Lorentzian manifolds into categorical language, and in the globally hyperbolic case discover a convenient equivalence of coverages. Then, we show how both perturbative general relativity and perturbative conformal gravity define Batalin-Vilkovisky classical field theories. Finally, we describe how the observables of linearized general relativity define a particularly nice factorization algebra on the category of all globally hyperbolic manifolds and present a few conjectures which arise in specific cases, primarily motivated by the study of black hole entropy as a conserved Noether charge. | 本研究の目的は、急速に発展しつつある因数分解代数の枠組みの中で重力理論を活用することである。 ロレンツ多様体の因果構造を圏論的言語に当てはめ、大域双曲型の場合において被覆の便利な同値性を見出す。 次に、摂動一般相対論と摂動共形重力の両方が、バタリン＝ヴィルコヴィスキー古典場の理論をどのように定義するかを示す。 最後に、線形化一般相対論の観測量が、すべての大域双曲型多様体の圏において特に優れた因数分解代数をどのように定義するかを記述し、主にブラックホールエントロピーを保存ノイマン荷として研究することに着目した、特定のケースで生じるいくつかの予想を提示する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In contrast to Newtonian physics, there is no absolute time in relativistic (Lorentzian) spacetimes. This immediately implies that two twins may, in general, age at different rates. For this to happen, there must be, of course, some asymmetry between their worldlines, along which the elapsed proper times are evaluated; such asymmetry might not be, however, so intuitively apparent. Our primary objective is to present, in a concise and didactic manner, some lesser-known results and derive novel ones from a modern, geometrical, and covariant standpoint, which aims to clarify the issue and dispel related misconceptions. First, we recall that: (i) the original ``twin paradox'' may be perfectly dealt with in special relativity (physics in a flat spacetime) and does not necessarily involve an accelerated twin. We then explore the issue of differential aging in general relativity (physics in a curved background) in the prototypical case of the vacuum Schwarzschild spacetime, considering several pairs of twins. In this context, we show that: (ii) it is not true that a twin which gets closer to the Schwarzschild horizon, by being subject to a stronger gravitational field, where time sort of slows down, should always get younger than a twin that stays further away, in a region of weaker gravitational field, and (iii) it is also false that an accelerated twin always returns younger than a geodesic one. Finally, we argue that (iv) in a generic spacetime, there is no universal correlation between the phenomena of differential aging and the Doppler effect. Two particularly pedagogical resources provided are a glossary of relevant terms and supplementary Python notebooks in a GitHub repository. | ニュートン力学とは対照的に、相対論的（ローレンツ的）時空には絶対時間は存在しない。 これは、双子の双子が一般に異なる速度で老化する可能性があることを直ちに示唆する。 もちろん、これが起こるためには、経過した固有時が評価される世界線の間に何らかの非対称性が存在する必要がある。 しかしながら、そのような非対称性は直感的に明らかではないかもしれない。 私たちの主な目的は、簡潔かつ教訓的な方法で、あまり知られていないいくつかの結果を提示し、現代的、幾何学的、そして共変的な観点から新たな結果を導き出すことで、問題を明確にし、関連する誤解を払拭することを目指す。 まず、次の点を想起する。 (i) 元々の「双子のパラドックス」は特殊相対論（平坦時空における物理学）において完全に扱われる可能性があり、必ずしも加速する双子を伴うわけではない。 次に、一般相対論（曲がった背景における物理学）における微分老化の問題を、真空シュワルツシルト時空の典型的なケースにおいて、複数の双子のペアを考察する。 この文脈において、(ii) より強い重力場の影響を受けてシュワルツシルト地平線に近づく双子は、時間が遅くなるため、より遠く離れた弱い重力場の領域にいる双子よりも常に若くなるはずではないこと、(iii) 加速された双子が測地線上の双子よりも常に若くなるはずではないことを示す。 最後に、(iv) 一般的な時空においては、微分老化現象とドップラー効果の間に普遍的な相関関係は存在しないことを主張する。 特に教育的なリソースとして、関連用語の用語集と、GitHubリポジトリにある補足のPythonノートブックの2つが提供される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce \textit{SeismoGPT}, a transformer-based model for forecasting three-component seismic waveforms in the context of future gravitational wave detectors like the Einstein Telescope. The model is trained in an autoregressive setting and can operate on both single-station and array-based inputs. By learning temporal and spatial dependencies directly from waveform data, SeismoGPT captures realistic ground motion patterns and provides accurate short-term forecasts. Our results show that the model performs well within the immediate prediction window and gradually degrades further ahead, as expected in autoregressive systems. This approach lays the groundwork for data-driven seismic forecasting that could support Newtonian noise mitigation and real-time observatory control. | 我々は、アインシュタイン望遠鏡のような将来の重力波検出器を想定した3成分地震波形を予測するためのトランスフォーマーベースのモデルであるSeismoGPTを紹介します。 このモデルは自己回帰設定で学習され、単一観測点とアレイベースの両方の入力で動作します。 波形データから時間的および空間的な依存性を直接学習することにより、SeismoGPTは現実的な地動パターンを捉え、正確な短期予測を提供します。 私たちの結果は、このモデルが自己回帰システムで予想されるように、直近の予測ウィンドウ内では良好なパフォーマンスを示し、それより先では徐々に性能が低下することを示しています。 このアプローチは、ニュートンノイズの緩和とリアルタイムの観測所制御をサポートできるデータ駆動型地震予測の基盤となります。 |