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| Original Text | 日本語訳 |
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| We argue that semiclassical gravity is rendered consistent by considering that quantum systems emit a gravitational field only when they interact with members of Stable Determination Chains (SDCs). These are chains of non-gravitational interactions between quantum systems modeled via decoherence and test functions that obey conditions that aim to address the measurement problem and allow for a conservative theory of gravity. It is conservative because it does not need to modify the fundamental equations of quantum theory, unlike spontaneous and gravity-induced collapse approaches to semiclassical gravity, and without invoking relationalism. Furthermore, it does not appeal to nonlocal, retrocausal, or superdeterministic hidden variables. When systems do not interact with SDCs, they do not emit a gravitational field, and the expectation value of their stress-energy tensor does not enter the semiclassical equations describing the gravitational field in a region. In the absence of SDCs in a region, spacetime can be flat. This theory holds a version of the equivalence principle, which establishes that different bodies under the same gravitational field evolve similarly in the absence of non-gravitational interactions. It can be tested by experiments investigating the gravitational field emitted by quasi-isolated systems, and the lack of gravity-mediated entanglement and certain kinds of collapse in the Bose-Marletto-Vedral (BMV) experiment. It provides multiple benefits, such as a semiclassical estimation of the value of the cosmological constant and the prediction of a time-varying dark energy that weakens with time, in agreement with some evidence. More broadly, we propose a new testable framework in which there is a conditional emission of a gravitational field by quantum systems, which may undermine the main motivations for a theory of quantum gravity. | 我々は、量子系が安定決定連鎖（SDC）のメンバーと相互作用する場合にのみ重力場を放出すると考えることで、半古典的重力理論が整合的になると主張する。 SDCとは、デコヒーレンスとテスト関数を用いてモデル化された量子系間の非重力相互作用の連鎖であり、測定問題に対処し、保存的重力理論を可能にする条件に従う。 これが保存的であるのは、半古典的重力に対する自発的崩壊や重力誘起崩壊のアプローチとは異なり、量子論の基本方程式を修正する必要がなく、関係主義も持ち出さないためである。 さらに、非局所的、逆因果的、あるいは超決定論的な隠れた変数にも依存しない。 系がSDCと相互作用しない場合、重力場を放出せず、その応力エネルギーテンソルの期待値は、ある領域における重力場を記述する半古典的方程式には入らない。 ある領域に超対称性粒子（SDC）が存在しない場合には、時空は平坦となり得る。 この理論は、非重力相互作用がない場合、同じ重力場下にある異なる物体は同様に進化するという等価原理の一種を支持する。 この理論は、準孤立系から放出される重力場を調べる実験、およびボーズ＝マレット＝ヴェドラル（BMV）実験における重力媒介エンタングルメントとある種の崩壊の欠如によって検証できる。 この理論は、宇宙定数の値の半古典的推定や、いくつかの証拠と一致する時間とともに弱まる時間変動ダークエネルギーの予測など、複数の利点をもたらす。 より広く言えば、量子系による条件付き重力場放出が存在するという、検証可能な新たな枠組みを提案する。 これは、量子重力理論の主要な動機を覆す可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In \cite{Estrada:2024uuu}, a link between gravitational tension (GT) and energy density via the Kretschmann scalar (KS) was proposed to construct regular black holes (RBHs) in Pure Lovelock (PL) gravity. However, including a negative cosmological constant in PL gravity leads to a curvature singularity \cite{Cai:2006pq}. Here, we choose the coupling constants such that the Lovelock equations admit an $n$-fold degenerate AdS vacuum (LnFDGS), allowing us to construct an RBH with $\Lambda < 0$, where the energy density is analogous to the previously mentioned model. To achieve this, we propose alternative definitions for both the KS and GT. We find that, for mass parameter values greater than the extremal value $M_{\text{min}}$, our RBH solution becomes indistinguishable from the AdS vacuum black hole from inside the event horizon out to infinity. At small scales, quantum effects modify the geometry and thermodynamics, removing the singularity. Furthermore, due to the lack of analytical relationships between the event horizon, photon sphere, and shadow in LnFDGS, we propose a numerical method to represent these quantities. | \cite{Estrada:2024uuu}では、純粋ラブロック（PL）重力において正則ブラックホール（RBH）を構成するために、クレッチマンスカラー（KS）を介して重力張力（GT）とエネルギー密度を結びつけることが提案された。 しかし、PL重力に負の宇宙定数を含めると、曲率特異点が生じる。 \cite{Cai:2006pq}。 ここでは、ラブロック方程式が$n$重縮退AdS真空（LnFDGS）を許容するように結合定数を選択し、エネルギー密度が前述のモデルと類似する、$\Lambda < 0$のRBHを構成することを可能にする。 これを実現するために、KSとGTの両方に代替定義を提案する。 質量パラメータの値が極値$M_{\text{min}}$より大きい場合、RBH解は事象の地平線の内側から無限遠までAdS真空ブラックホールと区別がつかなくなることがわかった。 小さなスケールでは、量子効果によって幾何学と熱力学が変化し、特異点は消失する。 さらに、LnFDGSでは事象の地平線、光子球、および影の間に解析的な関係がないため、これらの量を数値的に表現する手法を提案する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the low-energy dynamics of systems with exact and approximate higher-form symmetries using gauge/gravity duality. These symmetries are realised holographically via Maxwell-type theories for massless and massive $p$-forms in AlAdS spacetimes. Double-trace deformations of the boundary theory are considered. While massless theories describe systems with conserved higher-form current, the massive case provides a controlled linearised framework for explicit symmetry breaking induced by defects and charged operators. We perform holographic renormalisation and establish a unified holographic dictionary across a broad theory space, parametrised by spacetime dimension, form rank, quantisation scheme and deformation scale. We compute thermal correlation functions in isotropic black brane backgrounds to characterise the hydrodynamic and quasihydrodynamic regimes of the dual boundary theories. Our analysis reveals a rich structure of relaxation dynamics, emergent photons and duality relations -- including the conventional electric-magnetic Hodge duality and its massive counterpart. These results extend bottom-up holography to include weakly broken higher-form symmetries and open avenues for exploring generalised self-duality constraints and new classes of deformed holographic duals. | 我々は、ゲージ／重力双対性を用いて、厳密および近似的な高次形式対称性を持つ系の低エネルギーダイナミクスを研究する。 これらの対称性は、AlAdS時空における質量ゼロおよび質量付き$p$形式に対するマクスウェル型理論によってホログラフィックに実現される。 境界理論の二重トレース変形を考察する。 質量ゼロ理論は保存された高次形式カレントを持つ系を記述するが、質量付きの場合は、欠陥および荷電演算子によって誘起される明示的な対称性の破れに対する制御された線形化された枠組みを提供する。 我々はホログラフィック繰り込みを行い、時空次元、形式ランク、量子化スキーム、および変形スケールによってパラメータ化された、広範な理論空間にわたる統一的なホログラフィック辞書を構築する。 等方性ブラックブレーン背景における熱相関関数を計算し、双対境界理論の流体力学的および準流体力学的領域を特徴付ける。 我々の解析は、緩和ダイナミクス、創発光子、そして従来の電磁ホッジ双対性とその質量を持つ対応関係を含む双対関係の豊かな構造を明らかにした。 これらの結果は、ボトムアップ・ホログラフィーを弱く破れた高次形式対称性を含むように拡張し、一般化された自己双対性制約と新しい種類の変形ホログラフィック双対性を探求する道を開く。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce a coordinate system that complements the Kruskal--Szekeres extension. Like the standard construction, it covers the maximally extended Schwarzschild manifold in its entirety, while offering an additional advantage of expressing the areal radius as an explicit function of the new coordinates. Its main limitation, however, is that radial null geodesics are no longer represented as 45-degree lines in the Kruskal plane, making the causal structure more difficult to interpret. Nevertheless, the new system offers a compelling aesthetic trade-off: among all known maximally extended systems - including those of Kruskal-Szekeres, Israel, Fronsdal, Novikov, and Synge - it exhibits the highest degree of symmetry with respect to Schwarzschild's original r- and t-coordinate lines. It trades the regular pattern of Kruskal's light cones for a symmetric nesting arrangement of the two-dimensional spheres. The proposed extension sheds new light on the closely related Fronsdal's six-dimensional embedding construction, and clarifies the deep connection that exists between the most important implicit (Kruskal-Szekeres) and explicit (Israel's) procedures for maximal extension of the Schwarzschild geometry that is well known to those working in the field but rarely presented in textbooks on general relativity. | 我々は、クラスカル-シェケレス拡張を補完する座標系を導入する。 標準的な構成と同様に、この座標系は最大限に拡張されたシュワルツシルト多様体全体をカバーし、さらに、面積半径を新しい座標の明示的な関数として表現できるという利点も提供する。 しかしながら、この座標系の主な制限は、ラジアルヌル測地線がクラスカル平面上の45度線として表現されなくなり、因果構造の解釈がより困難になることである。 しかしながら、この新しい座標系は、魅力的な美的トレードオフを提供する。 クラスカル-シェケレス、イスラエル、フロンスダール、ノビコフ、シンジの座標系を含む、既知の最大限に拡張されたすべての座標系の中で、この座標系はシュワルツシルトの元のr座標線とt座標線に関して最も高い対称性を示す。 これは、クラスカルの光円錐の規則的なパターンを、2次元球面の対称的な入れ子構造に置き換えるものです。 提案された拡張は、密接に関連するフロンスダールの6次元埋め込み構成に新たな光を当て、シュワルツシルト幾何学の最大拡張のための最も重要な暗黙的（クラスカル-シェケレス）手順と明示的（イスラエル）手順の間に存在する深い関連性を明らかにします。 この手順は、この分野の研究者にはよく知られていますが、一般相対論の教科書ではほとんど紹介されていません。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The recent proposal proposed by Paul Davies and colleagues [Phys. Rev. D \textbf{111} (2025) no.10, 103512] that regular primordial black holes (RPBHs) form stable, zero-temperature remnants and could thereby constitute dark matter is critically examined. While the introduction of a fundamental length scale indeed regulates the Hawking temperature, preventing its divergence, we show that the evaporation timescale for such RPBHs is infinite. This result holds generically for analytic regular black hole spacetimes under standard adiabatic and quasi-static evolution. Consequently, RPBHs never actually reach a true remnant state within any finite time, but instead persist as slowly evaporating objects with a non-zero luminosity. When the combined emission from a cosmological population of these near-remnants is considered, the resulting radiation is found to violate stringent observational constraints from the cosmic microwave background and extragalactic gamma-ray backgrounds. Therefore, low-mass RPBHs are not viable dark matter candidates. | Paul Daviesらによる最近の提案[Phys. Rev. D \textbf{111} (2025) no.10, 103512]は、正規の原始ブラックホール（RPBH）が 安定な零温度の残骸を形成し、それによって暗黒物質を構成する可能性があるというものである。 この提案は、批判的に検証されている。 基本的な長さスケールの導入は確かにホーキング温度を規定し、その発散を防ぐが、我々はそのようなRPBHの蒸発時間スケールは無限大であることを示す。 この結果は、標準的な断熱的および準静的発展の下での解析的正規ブラックホール時空に対して一般に成り立つ。 したがって、RPBHは実際には有限時間内に真の残骸状態に達することはなく、代わりに非零の光度を持つゆっくりと蒸発する物体として存続する。 これらの近傍残骸からなる宇宙論的種族からの複合放射を考慮すると、結果として生じる放射は、宇宙マイクロ波背景放射と銀河系外ガンマ線背景放射による厳格な観測的制約に違反することが判明した。 したがって、低質量のRPBHは暗黒物質の候補としては考えられない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the implications provided by the modified Painlev\'{e}-Gullstrand coordinates in the context of quintessence for the Kiselev black hole. In this regard, we set up a fully static line element in terms of lapse and shift functions, apart from including the deformation parameter signaling deviation from the standard Painlev\'{e}-Gullstrand metric. We address two specific issues pertaining to the problems of radiation and dust furnished by the corresponding barotropic index parameter and study the related consequences by performing a range of analyses to explore the influence imposed by quintessence. We also discuss the thermodynamical consequences by evaluating the expressions of the Hawking temperature and the entropy function in closed forms. | 我々は、修正されたパンレフ-グルストランド座標がキセレフブラックホールのクインテセンスの文脈においてもたらす意味を調査する。 この点において、標準的なパンレフ-グルストランド計量からの偏差を示す変形パラメータを考慮に入れた上で、減衰関数とシフト関数の観点から完全に静的な線要素を設定する。 対応する順圧指数パラメータによってもたらされる放射とダストの問題に関する2つの具体的な問題を取り上げ、クインテセンスの影響を調査するための様々な解析を行うことで、関連する結果を調査する。 また、ホーキング温度とエントロピー関数の閉形式での表現を評価することで、熱力学的結果についても議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analytically study the gauge dependence of scalar-induced gravitational waves (SIGWs) sourced by primordial isocurvature perturbations during radiation domination (RD), working across nine gauges. Through analytical integrations of the kernels supported by graphical comparison we identify a clear dichotomy. We find that in some gauges viz. the uniform-density (UD), total-matter (TM), uniform-curvature (UC), comoving-orthogonal (CO) and transverse-traceless (TT) gauges the energy density grows polynomially in conformal time $\eta^n$, where $n$ varies from $2$ to $8$. While in rest of the gauges viz. the longitudinal (Long.), uniform-expansion (UE), Newtonian-motion (Nm), and N-body (Nb) gauges the late-time energy spectrum converges, and SIGWs behave as radiation. For subhorizon modes ($ k\eta \gg 1 $), the divergence becomes severe, showing that SIGWs are gauge-dependent observables in this regime. We resolve it through a kernel projection that isolates the luminal, freely propagating gravitational wave components (oscillating as $\sin(k\eta)$ and $\cos(k\eta)$), eliminating spurious contributions. The resulting kernel decays as $ (k\eta)^{-1} $ and yields a finite, gauge-independent late-time spectrum, confirming that only luminal modes represent physical SIGWs. | 我々は、放射支配（RD）期における原始等曲率摂動によって発生するスカラー誘起重力波（SIGW）のゲージ依存性を、9つのゲージにわたって解析的に研究した。 グラフィカルな比較に基づくカーネルの解析的積分を通して、明確な二分法を見出した。 均一密度ゲージ（UD）、全物質ゲージ（TM）、均一曲率ゲージ（UC）、共動直交ゲージ（CO）、横方向トレースレスゲージ（TT）といったゲージでは、エネルギー密度が共形時間$\eta^n$で多項式的に増加することが分かった。 ここで、$n$は2から8まで変化する。 一方、残りのゲージ、すなわち縦方向（Long.）、一様膨張（UE）、ニュートン運動（Nm）、およびN体（Nb）ゲージでは、後期エネルギースペクトルは収束し、SIGWは放射として振る舞う。 地平線下のモード（$ k\eta \gg 1 $）では発散が顕著になり、この領域ではSIGWがゲージ依存の観測量であることを示す。 我々はこれを、光路を自由に伝播する重力波成分（$\sin(k\eta)$および$\cos(k\eta)$として振動）を分離するカーネル射影によって解決し、不要な寄与を除去する。 結果として得られるカーネルは$ (k\eta)^{-1} $として減衰し、有限でゲージに依存しない後期スペクトルを生成し、光路モードのみが物理的SIGWを表すことを確認する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate whether fractional calculus, with its intrinsic long-tailed memory and nonlocal features, can provide a viable model for gravitational-wave memory effects. We consider two toy constructions: ($i$) a fractional modification of the linearized Einstein field equations using a sequential Caputo operator, and ($ii$) a fractionalized quadrupole formula where the source moment is acted upon by the same operator. Both constructions yield history-dependent responses with small memory-like offsets. However, in all cases, the signal decays to zero at late times, failing to reproduce the permanent displacement predicted by GR. Our results, therefore, constitute a no-go demonstration: naive fractionalization is insufficient to model nonlinear gravitational memory. We argue that any successful model must incorporate fractional kernels directly into the hereditary flux-balance integral of General Relativity, while preserving gauge invariance and dimensional consistency. We also discuss possible connections to modified gravity and the absence of memory in the spacetime with dimensions $D>4$. | 我々は、固有のロングテールメモリと非局所的特徴を持つ分数計算が、重力波メモリ効果の実行可能なモデルを提供できるかどうかを調査する。 2つの簡単な構成、すなわち($i$) 逐次型カプト演算子を用いた線形化アインシュタイン場の方程式の分数修正、および($ii$) 同じ演算子がソースモーメントに作用する分数化四重極公式を検討する。 どちらの構成も、小さなメモリのようなオフセットを伴う履歴依存応答を生成する。 しかし、いずれの場合も、信号は遅い時間にゼロに減衰し、一般相対論によって予測される永久変位を再現できない。 したがって、我々の結果は、単純な分数化では非線形重力メモリをモデル化するには不十分であるという、失敗例を示している。 我々は、成功するモデルは、ゲージ不変性と次元整合性を保ちながら、一般相対論の遺伝的フラックスバランス積分に分数カーネルを直接組み込む必要があると主張する。 また、修正重力と、次元$D>4$の時空における記憶の不在との関連性についても議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The recently reported binary black hole merger, GW231123, has unusual properties that make it hard to explain astrophysically. Parameter estimation studies are consistent with maximally spinning black holes and the dimensionless spin of the more massive component is constrained to be $\chi_1\gtrsim 0.8$. Analysis of data also revealed potential systematics that could not be fully replicated with simulated studies. We explore the possibility that these measurements are biased due to unmodeled non-Gaussian noise in the detectors, and that the actual black hole spins are more modest. We present evidence for a population of \textit{microglitches} in LIGO gravitational-wave strain data that can lead to biases in the parameter estimation of short-duration signals such as GW231123. Using simulated data of a massive event like GW231123, we demonstrate how microglitches can bias our measurements of black hole spins toward $\chi\approx1$ with negligible posterior support for the true value of $\chi\approx0.7$. We develop a noise model to account for microglitches and show that this model successfully reduces biases in the recovery of signal parameters. We characterize the microglitch population in real interferometer data surrounding GW231123 and find a single detector glitch duty cycle of $0.57_{-0.19}^{+0.21}$, which implies nearly a $100\%$ probability that at least one event through the fourth gravitational wave transient catalog coincides with microglitches in two detectors. We argue that further investigations are required before we can have a confident picture of the astrophysical properties of GW231123. | 最近報告された連星ブラックホール合体GW231123は、天体物理学的に説明が困難な特異な特性を有する。 パラメータ推定研究は最大回転ブラックホールと整合しており、質量の大きい方の成分の無次元スピンは$\chi_1\gtrsim 0.8$に制限される。 データ解析では、シミュレーション研究では完全に再現できない潜在的な系統的特性も明らかになった。 本研究では、これらの測定値が検出器内のモデル化されていない非ガウスノイズによってバイアスされている可能性、そして実際のブラックホールスピンはより小さい可能性を検証する。 LIGO重力波歪みデータには、GW231123のような短時間信号のパラメータ推定にバイアスをもたらす可能性のある\textit{マイクログリッチ}の集団が存在するという証拠を示す。 GW231123のような巨大イベントのシミュレーションデータを用いて、マイクログリッチがブラックホールスピンの測定値を$\chi\approx1$へとバイアスさせる様子を示します。 真の値$\chi\approx0.7$に対する事後支持は無視できます。 マイクログリッチを考慮するためのノイズモデルを開発し、このモデルが信号パラメータの復元におけるバイアスを効果的に低減することを示します。 GW231123周辺の実際の干渉計データにおけるマイクログリッチの分布を特徴付け、単一の検出器グリッチのデューティサイクルが$0.57_{-0.19}^{+0.21}$であることを発見しました。 これは、第4回重力波トランジェントカタログを通じて少なくとも1つのイベントが2つの検出器のマイクログリッチとほぼ100%の確率で一致することを意味します。 GW231123の天体物理学的特性について確実な知見を得るには、さらなる調査が必要であると主張します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The topological aspects of Einstein gravity suggest that topological invariance could be a more profound principle in understanding quantum gravity. In this work, we explore a topological supergravity action that initially describes a universe without Riemann curvature, which seems trivial. However, we made a surprising discovery by introducing a small deformation parameter $\lambda$, which can be regarded as an AdS generalization of supersymmetry (SUSY). We find that the deformed topological quantum field theory (TQFT) becomes unstable at low energy, resulting in the emergence of a classical metric, whose dynamics are controlled by the Einstein equation. Our findings suggest that a quantum theory of gravity could be governed by a UV fixed point of a SUSY TQFT, and classical spacetime ceases to exist beyond the Planck scale. | アインシュタイン重力の位相的側面は、位相不変性が量子重力を理解する上でより深遠な原理となり得ることを示唆している。 本研究では、一見自明なリーマン曲率のない宇宙を記述する位相的超重力作用を探求する。 しかし、小さな変形パラメータ$\lambda$を導入することで驚くべき発見をした。 これは超対称性のAdS一般化(SUSY)と見なすことができる。 変形された位相的量子場の理論(TQFT)は低エネルギーで不安定になり、その結果、アインシュタイン方程式によってダイナミクスが制御される古典的な計量が出現することを発見した。 私たちの研究結果は、重力の量子理論がSUSY TQFTの紫外固定点によって支配され、プランクスケールを超えると古典時空が存在しなくなることを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The intense magnetic fields inferred from magnetars suggest they may be strong gravitational-wave emitters. Although emissions due to hydromagnetic deformations are more promising from a detection standpoint, exterior fields also contribute a strain. However, numerical evidence suggests that the free energy of stable magnetospheric solutions cannot exceed a few tens of percent relative to the potential state, implying that the magnetospheric contribution to the gravitational-wave luminosity cannot differ significantly between models. This prompts 'universality', in the sense that the strain provides a direct probe of the near-surface field without being muddied by magnetospheric currents. Using a suite of three-dimensional, force-free, general-relativistic solutions for dipole and dipole-plus-quadrupole fields, we find that space-based interferometers may enable marginal detections out to $\lesssim$ kpc distances for slowly-rotating magnetars with fields of $\gtrsim 10^{15}$ G independently of internal deformations. | マグネターから推定される強力な磁場は、それらが強力な重力波放射源である可能性を示唆している。 検出の観点からは、磁気流体変形による放射の方が有望ではあるが、外部磁場も歪みに寄与する。 しかし、数値的証拠は、安定磁気圏解の自由エネルギーがポテンシャル状態に対して数十%を超えることはなく、重力波の光度に対する磁気圏の寄与がモデル間で大きく異なることはないことを示唆している。 これは、歪みが磁気圏電流に妨げられることなく、地表付近の磁場を直接測定できるという意味で「普遍性」を示唆する。 双極子場および双極子＋四重極子場に対する3次元のフォースフリー一般相対論的解を用いることで、宇宙設置型干渉計は、内部変形とは無関係に、磁場が$\gtrsim 10^{15}$ Gの低速回転マグネターに対して、$\lesssim$ kpc距離までの限界検出を可能にする可能性があることがわかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We prove the essential self-adjointness of the d'Alembertian $\square_g$, allowing a larger class of spacetimes than previously considered, including those that arise from perturbing Minkowski spacetime by gravitational radiation. We emphasize the fact, proven by Taira in closely related settings, that all tempered distributions $u$ satisfying $\square_g u = \lambda u +f$ for $\lambda\in \mathbb{C}\backslash \mathbb{R}$ and $f$ Schwartz are Schwartz. The proof is fully microlocal and relatively quick given the ``de,sc-'' machinery recently developed by the third author. | 我々は、ダランベルシアン$\square_g$の本質的自己随伴性を証明し、 これまで考えられていたよりも広い時空クラス、例えば重力輻射によるミンコフスキー時空への摂動から生じる時空クラスを許容する。 特に、Tairaが密接に関連した設定において証明した、 $\lambda\in \mathbb{C}\backslash \mathbb{R}$および$f$ Schwartzに対して$\square_g u = \lambda u +f$を満たすすべての緩和超関数$u$は、 Schwartzであるという事実を強調する。 この証明は、第三著者が最近開発した「de,sc-」機構を用いることで、完全に微小局所的かつ比較的迅速に行える。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The existence or absence of gravitational radiation escaping from the spacetime at $\mathscr{J}$ is characterized in the presence of a cosmological constant $\Lambda$ of any sign. To that end, the properties of the asymptotic super-momentum are used. When $\Lambda=0$, the characterization is equivalent to that based on the News tensor. For $\Lambda\neq 0$, it provides the first reliable definition of existence of radiation at $\mathscr{J}$, and it gives fully satisfactory results in known exact solutions. | $\mathscr{J}$ における時空から逃れる重力輻射の存在の有無は、任意の符号の宇宙定数 $\Lambda$ の存在によって特徴付けられる。 そのために、漸近的超運動量の性質が用いられる。 $\Lambda=0$ の場合、この特徴付けはニューズテンソルに基づくものと等価である。 $\Lambda\neq 0$ の場合、これは $\mathscr{J}$ における輻射の存在に関する最初の信頼できる定義を与え、既知の厳密解において完全に満足のいく結果を与える。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The main result of this paper is that infinitesimal rigidity of the moduli space for Hermitian gravitational instantons holds. An important step in the proof is to show that, provided certain boundary conditions hold, a curve of Riemannian metrics passing through a Hermitian non-K\"ahler Einstein metric is conformally K\"ahler to second perturbative order. This uses ideas of Wu and LeBrun. Hermitian non-K\"ahler Einstein 4-manifolds have a quasi-locally conserved charge, which is shown to correspond to a parameter of the moduli space. This charge is evaluated for all explicitly known examples. It follows from the proof of our main theorem that infinitesimal Einstein deformations admit a closed 2-form that measures the perturbation in the moduli parameter. | 本論文の主な結果は、エルミート重力インスタントンに対するモジュライ空間の無限小剛性が成り立つことである。 証明における重要なステップは、特定の境界条件が成り立つ場合、エルミート非ケーラー・アインシュタイン計量を通るリーマン計量の曲線が、摂動法の2次秩序に共形的にケーラーであることを示すことである。 これはWuとLeBrunの考えを用いている。 エルミート非ケーラー・アインシュタイン4次元多様体は準局所的に保存される電荷を持ち、それがモジュライ空間のパラメータに対応することが示される。 この電荷は、明示的に知られているすべての例について評価される。 主定理の証明から、無限小アインシュタイン変形は、モジュライパラメータの摂動を測定する閉じた2次元形式を許容することがわかる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider a model of non-canonical scalar-tensor theory in which the kinetic term in the Brans-Dicke action is replaced by a non-canonical scalar field Lagrangian $\mathcal{L}(X, \phi)= \lambda X^\alpha \phi^\beta - V(\phi)$ where $X = (1/2) \partial_{\mu} \phi \partial^{\mu} \phi$ and $\alpha$, $\beta$ and $\lambda$ are parameters of the model. This can be considered as a simple non-canonical generalization of the Brans-Dicke theory with a potential term which corresponds to a special case of this model with the values of the parameter $\alpha = 1$, $\beta = -1$ and $\lambda = 2w_{_{BD}}$ where $w_{_{BD}}$ is the Brans-Dicke parameter. Considering a spatially flat Friedmann-Robertson-Walker Universe with scale factor $a(t)$, it is shown that, in the matter free Universe, the kinetic term $\lambda X^\alpha \phi^\beta$ can lead to a power law solution $a(t)\propto t^{n}$ but the maximum possible value of $n$ turns out to be $(1+\sqrt{3})/4 \approx 0.683$. When $\alpha \geq 18$, this model can lead to a solution $a(t)\propto t^{2/3}$, thereby mimicking the evolution of scale factor in a cold dark matter dominated epoch with Einstein's General Relativity (GR). With the addition of a linear potential term $V(\phi) = V_{0}\phi$, it is shown that this model mimics the standard $\Lambda$CDM model type evolution of the Universe. The larger the value of $\alpha$, the closer the evolution of $a(t)$ in this model to that in the $\Lambda$CDM model based on Einstein's GR. The purpose of this paper is to demonstrate that this model with a linear potential can mimic the GR based $\Lambda$CDM model. However, with an appropriate choice of the potential $V(\phi)$, this model can provide a unified description of both dark matter and dynamical dark energy, as if it were based on Einstein's GR. | 我々は、ブランス・ディッケ作用における運動項を非正準スカラー場ラグランジアン $\mathcal{L}(X, \phi)= \lambda X^\alpha \phi^\beta - V(\phi)$ に置き換えた非正準スカラーテンソル理論のモデルを考察する。 ここで、$X = (1/2) \partial_{\mu} \phi \partial^{\mu} \phi$ であり、$\alpha$、$\beta$、$\lambda$ はモデルのパラメータである。 これは、ブランス・ディッケ理論のポテンシャル項を伴う単純な非正準一般化と見なすことができます。 このポテンシャル項は、このモデルの特殊なケースに対応し、パラメータ $\alpha = 1$、$\beta = -1$、$\lambda = 2w_{_{BD}}$ の値を持ちます。 ここで、$w_{_{BD}}$ はブランス・ディッケパラメータです。 スケール因子 $a(t)$ を持つ空間的に平坦なフリードマン・ロバートソン・ウォーカー宇宙を考えると、物質自由宇宙では、運動項 $\lambda X^\alpha \phi^\beta$ は、 べき乗解 $a(t)\propto t^{n}$ をもたらしますが、$n$ の最大値は $(1+\sqrt{3})/4 \approx 0.683$ となることが示されます。 $\alpha \geq 18$ のとき、このモデルは解 $a(t)\propto t^{2/3}$ を導き、それによってアインシュタインの一般相対性理論（GR）に基づく冷たい暗黒物質優位時代のスケールファクターの進化を模倣します。 線形ポテンシャル項 $V(\phi) = V_{0}\phi$ を加えると、このモデルは標準的な $\Lambda$CDM モデル型の宇宙の進化を模倣することが示されます。 $\alpha$ の値が大きいほど、このモデルにおける $a(t)$ の進化は、アインシュタインの一般相対性理論に基づく $\Lambda$CDM モデルにおける進化に近づきます。 本論文の目的は、線形ポテンシャルを持つこのモデルが一般相対性理論に基づく $\Lambda$CDM モデルを模倣できることを示すことです。 しかし、ポテンシャル$V(\phi)$を適切に選択することで、このモデルは、あたかもアインシュタインの一般相対論に基づいているかのように、暗黒物質と動的暗黒エネルギーの両方の統一的な記述を提供することができます。 |
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| The gravitational wave signal of binary compact objects has two main contributions at frequencies below the characteristic merger frequency: the gravitational wave signal associated with the early inspiral stage of the binary and the non-linear gravitational wave memory. We compare the sensitivity of upcoming gravitational wave detectors to these two contributions, with a particular interest in events with a merger phase at frequencies higher than the detector's peak sensitivity. We demonstrate that for light primordial black holes, current and upcoming detectors are more sensitive to the inspiral signal. Our analysis incorporates the evolution history of primordial black hole binaries, key to accurately estimating the relevant event rates. We also discuss the waveform templates of the memory signal at ground- and space-based interferometers, and the implications for a matched filtering search. This allows us to compare the sensitivity of high-frequency gravitational wave detectors, sensitive to the merger phase, with the sensitivity of existing interferometers. | コンパクト連星の重力波信号は、特徴的な合体周波数より低い周波数において、主に2つの寄与を持つ。 すなわち、連星の初期インスパイラル段階に関連する重力波信号と、非線形重力波メモリである。 我々は、今後導入される重力波検出器の感度を、これらの2つの寄与と比較する。 特に、検出器のピーク感度よりも高い周波数で合体段階にある事象に注目する。 軽い原始ブラックホールの場合、現行および今後導入される検出器はインスパイラル信号に対してより感度が高いことを示す。 我々の解析には、関連する事象発生率を正確に推定する鍵となる、原始ブラックホール連星の進化史が組み込まれている。 また、地上および宇宙設置の干渉計におけるメモリ信号の波形テンプレートと、整合フィルタリング探索への影響についても議論する。 これにより、合体位相に敏感な高周波重力波検出器の感度を、既存の干渉計の感度と比較することが可能になります。 |
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| We provide a method to describe the geometry of an analytic, exponentially localized $5D$ rotating braneworld black hole, using the $5D$ Janis Newman algorithm in Hopf coordinates. The induced metric on the brane matches the standard $4D$ Kerr spacetime. Two curvature singularities arise: one confined to the $3$-brane at $z = r = 0$, and another that, on the brane, reproduces the Kerr singularity at $r = 0$, $\bar{\theta} = \pi/2$. The inner and event horizons, together with the stationary limit hypersurfaces, extend into the extra dimension in a pancake-like shape. We describe their behavior in the bulk. The energy momentum tensor represents a source transitioning from an anisotropic, non diagonal structure to a vacuum with negative cosmological constant. Thus, the localized black hole connects to an AdS$_5$ boundary. The geometry is supported by a non-diagonal anisotropic fluid in the bulk, requiring no matter on the brane. To evaluate the energy conditions, we use a one form from the dual basis that yields a diagonal energy momentum tensor. | 我々は、ホップ座標系における$5D$ジャニス・ニューマンアルゴリズムを用いて、解析的かつ指数関数的に局在する$5D$回転ブレーンワールドブラックホールの幾何学を記述する手法を提供する。 ブレーン上に誘導された計量は標準的な$4D$カー時空と一致する。 2つの曲率特異点が生じる。 1つは$z = r = 0$の$3$次元ブレーンに限定され、もう1つはブレーン上で$r = 0$、$\bar{\theta} = \pi/2$におけるカー特異点を再現する。 内地平線と事象地平線は、定常極限超曲面とともに、パンケーキのような形状で余剰次元に広がる。 我々はバルクにおけるそれらの挙動を記述する。 エネルギー運動量テンソルは、異方性で非対角的な構造から負の宇宙定数を持つ真空への遷移する源を表す。 したがって、局在ブラックホールはAdS$_5$境界に接続する。 この幾何学はバルク内の非対角異方性流体によって支えられており、 ブレーン上に物質は存在しない。 エネルギー条件を評価するために、 対角エネルギー運動量テンソルを与える双対基底からの1つの形式を用いる。 |
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| In this paper, we investigate periodic orbits exhibiting zoom-whirl behavior around a magnetically charged black hole (MCBH) within the framework of the regular black hole. We examine how the magnetic charge influences orbital dynamics by modifying the background spacetime geometry, thereby affecting the energy and angular momentum of particles. In particular, we calculate the radii of the marginally bound orbits (MBOs) and innermost stable circular orbits (ISCOs), demonstrating that the magnetic charge parameter reduces both radii. This provides valuable insight into the role of the charge parameter in shaping orbital behavior and altering spacetime geometry. We model the complex motion of a stellar-mass object as a timelike particle, inspiraling into a supermassive black hole (SMBH) in the MCBH background, with its trajectory described using periodic geodesic orbits. Based on this analysis of such periodic orbits, we further analyze the gravitational waveforms generated by extreme mass ratio inspirals (EMRIs), in which the SMBH's spacetime dominates the dynamics of the stellar-mass object. By combining particle trajectory analysis with waveform modeling in a semi-analytical approach, we show that the charge parameter significantly alters the zoom-whirl orbital dynamics and induces notable changes in the waveform structure. These results illustrate that future gravitational wave (GW) observations may constrain the properties of MCBHs, thereby deepening our understanding of the gravitational imprint of regular black holes. | 本論文では、通常のブラックホールの枠組みの中で、磁気荷電ブラックホール（MCBH）の周囲を周回するズーム・ワール挙動を示す周期軌道を考察する。 磁荷が背景時空構造を変化させ、それによって粒子のエネルギーと角運動量にどのような影響を与えるかを検証する。 特に、限界束縛軌道（MBO）と最内安定円軌道（ISCO）の半径を計算し、磁荷パラメータが両方の半径を減少させることを実証する。 これは、軌道挙動の形成と時空構造の変化における荷電パラメータの役割について貴重な知見をもたらす。 MCBH背景における超大質量ブラックホール（SMBH）へと螺旋状に移動する恒星質量天体の複雑な運動を、周期測地線軌道を用いて記述する時間的粒子としてモデル化する。 このような周期軌道の解析に基づき、超質量比インスパイラル（EMRI）によって生成される重力波形をさらに解析します。 超質量ブラックホールの時空が恒星質量天体のダイナミクスを支配する現象です。 粒子軌道解析と波形モデリングを半解析的手法で組み合わせることで、荷電パラメータがズーム・ワール軌道ダイナミクスを大きく変化させ、波形構造に顕著な変化をもたらすことを示します。 これらの結果は、将来の重力波（GW）観測によって超質量ブラックホールの特性が制限され、通常のブラックホールの重力的痕跡に関する理解が深まる可能性を示しています。 |
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| The nature of magnetic fields in the voids of the large-scale structure of the Universe has been a multifaceted open puzzle for decades. On one hand, their origin is not clear with most of the magnetogenesis models using physics beyond the standard model in the early Universe, and on the other hand, their existence and potential role in explaining the spectra of TeV blazars have been intensely debated in the past decade. Here, we propose a mechanism, within classical electrodynamics, that could fill the voids with late-Universe fields and, under certain conditions, dispel the need for primordial fields altogether to explain the void fields. Specifically, we use the dipole component of the galactic fields to generate space-filling magnetic fields in voids with white-noise spectrum and sufficient amplitude to explain the lack of GeV halos around TeV blazars observed by Fermi-LAT. A definitive test for such fields in the voids will be the white-noise spectral shape, which will constrain possible plasma processes in the voids to the ones that allow for the propagation of these dipole fields into the voids. | 宇宙の大規模構造におけるボイド内の磁場の性質は、数十年にわたり多面的な未解決の謎であった。 一方では、初期宇宙において標準模型を超える物理学を用いたほとんどの磁気生成モデルでは、磁場の起源は明らかではない。 他方では、磁場の存在とTeVブレーザーのスペクトルを説明する上での潜在的な役割は、過去10年間にわたって激しい議論の的となってきた。 本稿では、古典電磁力学の枠組みにおいて、ボイドを後期宇宙の磁場で満たし、ある条件下では、ボイドの磁場を説明するために原始磁場の必要性を完全に排除できるメカニズムを提案する。 具体的には、銀河磁場の双極子成分を用いて、白色ノイズスペクトルと十分な振幅を持つ空間充填磁場をボイド内に生成し、Fermi-LATによって観測されたTeVブレーザーの周囲にGeVハローが存在しない理由を説明する。 ボイド内のそのような場の決定的なテストは、ホワイトノイズのスペクトル形状であり、これにより、ボイド内で起こり得るプラズマ過程が、これらの双極子場がボイド内に伝播することを可能にするものに限定されます。 |
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| Gravitational-wave signals are typically interpreted under the vacuum hypothesis, i.e. assuming negligible influence from the astrophysical environment. This assumption is expected to break down for low-frequency sources such as extreme mass ratio inspirals (EMRIs), which are prime targets for the Laser Interferometer Space Antenna (LISA) and are expected to form, at least in part, in dense environments such as Active Galactic Nuclei or dark-matter spikes/cores. Modeling environmental effects parametrically is challenging due to the large uncertainties in their underlying physics. We propose a non-parametric test for environmental effects in EMRIs, based on assessing the self-consistency of vacuum parameter posteriors inferred from different portions of the signal. Our results demonstrate that this approach can reveal the presence of astrophysical environments, or even deviations from General Relativity, without introducing additional parameters or assumptions about the underlying physics. | 重力波信号は、典型的には真空仮説、すなわち天体物理学的環境からの影響が無視できるという仮定の下で解釈される。 この仮定は、レーザー干渉計宇宙アンテナ（LISA）の主要なターゲットであり、少なくとも部分的には活動銀河核や暗黒物質スパイク／コアなどの高密度環境で形成されると予想される極限質量比インスパイラル（EMRI）などの低周波源では破綻すると予想される。 環境効果をパラメトリックにモデル化することは、その基礎となる物理学における大きな不確実性のために困難である。 我々は、信号の異なる部分から推定される真空パラメータ事後分布の自己無矛盾性を評価することに基づき、EMRIにおける環境効果のノンパラメトリック検定を提案する。 我々の結果は、このアプローチが、基礎となる物理学に関する追加のパラメータや仮定を導入することなく、天体物理学的環境の存在、あるいは一般相対性理論からの逸脱さえも明らかにできることを示している。 |
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| We study the holographic dual of the extended thermodynamics of spherically symmetric, charged Gauss-Bonnet AdS black holes in the context of the AdS/CFT correspondence. The gravitational thermodynamics of Gauss-Bonnet AdS black holes can be extended by allowing for variations of the cosmological constant and Newton's constant. In the dual CFT this corresponds to including the central charge C and its chemical potential $\mu$ as a new pair of conjugate thermodynamic variables. In addition, compared to Einstein's theory of gravity, Gauss-Bonnet gravity introduces higher-order curvature terms. The coupling constants of these higher-order curvature terms $\alpha$ can serve as new thermodynamic quantities, which will also be dual to thermodynamic quantities on the boundary CFT, a feature not present in the CFT dual to Einstein's gravity previously. Based on the holographic dictionary, we consider the critical behavior and phase transition phenomena of the CFT description of the charged Gauss-Bonnet black holes in $d=4$ and $d=5$ in the ensemble at fixed $(C, \mathcal{V}, \tilde{Q}, \tilde{\mathcal{A}})$. We find that the conventional description of free energy cannot adequately describe the phase transitions and critical behavior of the CFT in this ensemble. Perhaps a new understanding and description should be introduced. | 我々は、球対称の荷電ガウス・ボネAdSブラックホールの拡張熱力学のホログラフィック双対をAdS/CFT対応の文脈で研究する。 ガウス・ボネAdSブラックホールの重力熱力学は、宇宙定数とニュートン定数の変動を許容することで拡張できる。 双対CFTにおいて、これは中心電荷Cとその化学ポテンシャル$\mu$を新たな共役熱力学変数のペアとして含めることに対応する。 さらに、アインシュタインの重力理論と比較して、ガウス・ボネ重力は高次の曲率項を導入する。 これらの高次曲率項の結合定数$\alpha$は新たな熱力学量として働くことができ、境界CFT上で熱力学量と双対になる。 これは、これまでのアインシュタイン重力のCFT双対には見られなかった特徴である。 ホログラフィック辞書に基づいて、$d=4$ および $d=5$ の荷電ガウス・ボネブラックホールのCFT記述における臨界挙動と相転移現象を、固定された$(C, \mathcal{V}, \tilde{Q}, \tilde{\mathcal{A}})$の集団で考察する。 その結果、自由エネルギーの従来の記述では、この集団におけるCFTの相転移と臨界挙動を適切に記述できないことがわかった。 おそらく、新たな理解と記述を導入する必要があるだろう。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Dark matter overdensities around black holes can alter the dynamical evolution of a companion object orbiting around it, and cause a dephasing of the gravitational waveform. Here, we present a refined calculation of the co-evolution of the binary and the dark matter distribution, taking into account the accretion of dark matter particles on the companion black hole, and generalizing previous quasi-circular calculations to the general case of eccentric orbits. These calculations are validated by dedicated N-body simulations. We show that accretion can lead to a large dephasing, and therefore cannot be neglected in general. We also demonstrate that dark matter spikes tend to circularize eccentric orbits faster than previously thought. | ブラックホール周囲の暗黒物質の過剰密度は、その周囲を周回する伴天体の力学的進化を変化させ、重力波形の位相ずれを引き起こす可能性がある。 本稿では、伴天体ブラックホールへの暗黒物質粒子の集積を考慮し、これまでの準円形計算を一般的な偏心軌道の場合に一般化することで、連星系と暗黒物質分布の共進化に関する精密な計算を提示する。 これらの計算は、専用のN体シミュレーションによって検証されている。 集積は大きな位相ずれを引き起こす可能性があり、したがって一般に無視できないことを示す。 また、暗黒物質スパイクは、これまで考えられていたよりも速く偏心軌道を円形化する傾向があることも示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that black-hole remnant scenario naturally arises in the original computations of Hawking without extra assumptions. | 我々は、ブラックホール残骸シナリオが、追加の仮定なしにホーキングの元々の計算において自然に生じることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We provide a field-theoretic method to calculate entanglement entropy of CFT in all dimensions. This method works for entangling surfaces of arbitrary shape. The formalism manifests a field-theoretic proof of the Ryu-Takayanagi formula. | CFTのエンタングルメントエントロピーを全次元で計算するための場の理論的手法を提供する。 この手法は、任意の形状のエンタングルメント面に適用できる。 この形式論は、Ryu-Takayanagiの公式の場の理論的証明を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We derive the phase acquired by a neutral scalar particle propagating along Reissner-Nordstrom geodesics. Considering two flavours propagating on different trajectories which intersect, we plot the interference pattern induced by gravitational lensing from the charged compact object. Although the effect of the charge is subdominant in the metric, it proves to be significant in the phase, and shifts the interference pattern, compared to the Schwarzschild case. This pattern is characterised by two oscillation lengths which, if known, would allow the determination of both eigen masses independently. | ライスナー・ノルドストローム測地線に沿って伝播する中性スカラー粒子が得る位相を導出します。 交差する異なる軌道を伝播する2つのフレーバーを考慮し、荷電コンパクト天体からの重力レンズ効果によって誘起される干渉縞をプロットします。 電荷の影響は計量的には支配的ではありませんが、位相には大きく影響し、シュワルツシルトの場合と比較して干渉縞をシフトさせます。 この干渉縞は2つの振動長によって特徴付けられ、もしそれが分かれば、両方の固有質量を独立に決定することができます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Microscopic charged black holes can provide possibilities to test the consistency of the effective field theory (EFT) corrections to Einstein-Maxwell theory. A particularly interesting result is fixing the sign of a certain combination of EFT couplings from the requirement that all charged black holes should be able to evaporate (Weak Gravity Conjecture). In our work, we analysed the EFT corrections to a set of zero-damping quasinormal modes (QNMs) of the scalar wave probe in a nearly extremal Reissner-Nordstr\"om black hole. We review the duality of this setup to the problem of the quantum Seiberg-Witten curve of $N=2$ Super-Yang-Mills theory with three flavors. We provide an analytic result for the EFT corrections to the QNMs obtained from the quantization condition imposed on the Seiberg-Witten cycle. Our main result is that the causality requirement of the gravitational theory formulated for the QNMs translates to the same condition on EFT couplings as the one appearing in the Weak Gravity Conjecture. | 微視的な荷電ブラックホールは、アインシュタイン-マクスウェル理論に対する有効場理論（EFT）の補正の整合性を検証する可能性を提供します。 特に興味深い結果は、すべての荷電ブラックホールが蒸発できるという要件（弱重力予想）から、特定のEFT結合の組み合わせの符号を固定することです。 本研究では、ほぼ極限的なライスナー・ノルドストロームブラックホールにおけるスカラー波プローブのゼロ減衰準正規モード（QNM）の集合に対するEFT補正を解析した。 この設定と、3つのフレーバーを持つ$N=2$スーパーヤンミルズ理論の量子ザイバーグ・ウィッテン曲線の問題との双対性をレビューする。 ザイバーグ・ウィッテンサイクルに課された量子化条件から得られるQNMに対するEFT補正について、解析的結果を与える。 主な結果は、QNMに対して定式化された重力理論の因果律要求が、弱重力予想に現れるものと同じEFT結合条件に変換されるということである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| By interpreting the difference between the original Regge-Wheeler potential and its piecewise step approximation as perturbative effects induced by the external environment of the black hole, we investigate the stability of Schwarzschild black hole time-domain waveforms. In this work, we employ the Green's function method under the assumption of an observer at spatial infinity to obtain the waveform. For two cases in which the initial Gauss bump near the event horizon or at spatial infinity, we derive analytic expressions for the corresponding waveforms. Our results demonstrate that the waveform is indeed insensitive to tiny modifications of the effective potential, thereby confirming its stability. More importantly, we find that broader initial bumps imprint the influence of small environmental modifications more clearly on the waveform, which may provide theoretical guidance for probing the exterior environment of black holes. | 元のレッジェ＝ホイーラーポテンシャルとその区分ステップ近似との差を、ブラックホールの外部環境によって引き起こされる摂動効果として解釈することにより、シュワルツシルトブラックホールの時間領域波形の安定性を調査する。 本研究では、空間無限遠に観測者がいるという仮定の下でグリーン関数法を用いて波形を求める。 初期のガウスバンプが事象の地平線付近にある場合と空間無限遠にある場合の2つのケースについて、対応する波形の解析的表現を導出する。 結果は、波形が有効ポテンシャルの小さな変化に対して確かに鈍感であることを示し、それによってその安定性を裏付けている。 さらに重要なことは、初期のバンプが広いほど、小さな環境変化の影響が波形により明確に現れることを発見した。 これは、ブラックホールの外部環境を探るための理論的指針となる可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The correspondence of single-field cosmological models based on Einstein gravity to modern observational data is considered. A method is proposed to determine possible types of dynamics based on extreme values of the scalar field. It is shown that within the framework of this approach, it is possible to obtain a limited class of known inflationary models at early times. It is also shown that on large times the proposed approach leads to the $\Lambda$CDM--model in order to describe the dynamics of the second accelerated expansion of the universe. An interpretation of the considered models is presented as a starting point for constructing verifiable cosmological models based on modified gravity theories. | アインシュタインの重力理論に基づく単一場宇宙論モデルと現代の観測データとの対応について考察する。 スカラー場の極値に基づいて、起こり得るダイナミクスの種類を決定する手法を提案する。 このアプローチの枠組みの中で、初期時間における既知のインフレーションモデルの限られたクラスが得られることを示す。 また、提案されたアプローチは、宇宙の第二加速膨張のダイナミクスを記述するための$\Lambda$CDMモデルにつながることも示す。 検討されたモデルの解釈は、修正された重力理論に基づく検証可能な宇宙論モデルを構築するための出発点として提示される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Schwarzschild-Melvin spacetime is an exact solution of the Einstein electrovacuum equations describing a black hole immersed in a magnetic field which is asymptotically aligned with the z-axis. It plays an important role in our understanding of the interplay between geometry and matter, and is often used as a proxy for astrophysical environments. Here, we construct the scalar counterpart to the Schwarzschild-Melvin spacetime: a non-asymptotically flat black hole geometry with an everywhere regular scalar field whose gradient is asymptotically aligned with the z-axis. | シュワルツシルト・メルビン時空は、Z軸に漸近的に沿う磁場中に置かれたブラックホールを記述するアインシュタインの電気真空方程式の厳密解である。 これは、幾何学と物質の相互作用を理解する上で重要な役割を果たし、しばしば天体物理学的環境の代理として用いられる。 本稿では、シュワルツシルト・メルビン時空のスカラー版を構築する。 これは、勾配がZ軸に漸近的に沿う、至る所で規則的なスカラー場を持つ、漸近的に平坦ではないブラックホール幾何学である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study quasinormal modes of a massive scalar field in the background of the regular, quantum-corrected Bonanno-Reuter black hole, which arises from the renormalization group improvement of the Schwarzschild solution within the framework of asymptotically safe gravity. The analysis is performed in both the time and frequency domains. We find that increasing the mass of the field leads to a strong suppression of the damping rate, and extrapolation to larger masses indicates the emergence of arbitrarily long-lived oscillations, or quasi-resonances. In the time domain, the late-time decay follows an asymptotic behavior that differs from the power-law tails of the classical Schwarzschild case. Furthermore, we compute the grey-body factors and absorption cross-sections for the massive scalar field and show that the grey-body factors decrease as the field mass increases, effectively shifting the emitted radiation spectrum toward higher frequencies. | 我々は、漸近安全重力の枠組みにおけるシュワルツシルト解の繰り込み群の改良から生じる、通常の量子補正されたボナンノ・ロイターブラックホールの背景における質量を持つスカラー場の準正規モードを研究する。 解析は時間領域と周波数領域の両方で行った。 その結果、場の質量が増加すると減衰率が著しく抑制され、より大きな質量への外挿は任意に長寿命の振動、すなわち準共鳴の出現を示唆することが分かった。 時間領域では、後期減衰は、古典的なシュワルツシルトの場合のべき乗則の裾とは異なる漸近的な挙動を示す。 さらに、質量を持つスカラー場の灰色体因子と吸収断面積を計算し、灰色体因子は場の質量が増加するにつれて減少し、放射スペクトルが実質的に高周波数側へシフトすることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study real-time finite-temperature correlators for free scalars of any mass in a $dS_{d+1}$ static patch in any dimension. We show that whenever the inverse temperature is a rational multiple of the inverse de Sitter temperature, certain Matsubara poles of the symmetric Wightman function disappear. At the de Sitter temperature, we explicitly show how the Lorentzian thermal correlators can all be obtained by analytic continuations from the round $S^{d+1}$. We establish the precise relation between the Harish-Chandra character for $SO(1,d+1)$ and the integrated spectral function, providing a novel dynamical perspective on the former and enabling generalizations. Furthermore, we study scalars with exceptional non-positive masses. We provide a physical picture for the distinctive structures of their characters. For the massless case, we perform a consistent static patch quantization, and find the unique $S^{d+1}$ correlator that analytically continues to the correlators in the quantum theory. | 我々は、任意の次元の$dS_{d+1}$静的パッチにおける、任意の質量を持つ自由スカラーに対する実時間有限温度相関子を研究する。 逆温度が逆ド・ジッター温度の有理倍であるときはいつでも、対称ワイトマン関数の特定の松原極が消失することを示す。 ド・ジッター温度において、ロレンツ型熱相関子がすべて、円形$S^{d+1}$からの解析接続によって得られることを明示的に示す。 $SO(1,d+1)$のハリッシュ・チャンドラ指標と積分スペクトル関数との間に正確な関係を確立し、前者に対する新たな力学的な視点を提供し、一般化を可能にする。 さらに、例外的な非正質量を持つスカラーを研究する。 それらの指標の特徴的な構造に対する物理的な描像を提供する。 質量ゼロの場合、無矛盾な静的パッチ量子化を実行し、量子論の相関子に解析的に連続する唯一の$S^{d+1}$相関子を見つけます。 |
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| We study the dynamics of the Bianchi~I cosmological model in the presence of both polymer quantization effects and an exponential deformation of the Poisson algebra. Starting from the Hamiltonian formulation, we derive the polymer-deformed equations of motion and analyze their solutions for the contracting branch of the model. In contrast with the undeformed classical dynamics, the exponential deformation with suitable values of deformation parameters, produces a noticeably slower evolution of the volume variable and leads to a stabilization of the anisotropy parameters, which remain bounded throughout the evolution. No removal of the initial singularity is observed; however, the deformation significantly modifies the asymptotic behavior, offering a mechanism to suppress anisotropic shear near the singularity. Our results are illustrated through analytic solutions, highlighting the qualitative differences between the standard and the polymer--deformed Bianchi~I cosmology. | 我々は、ポリマー量子化効果とポアソン代数の指数関数的変形の両方が存在する場合のビアンキI宇宙論モデルのダイナミクスを研究する。 ハミルトニアン定式化から出発して、ポリマー変形された運動方程式を導出し、モデルの収縮枝に対するその解を解析する。 変形されていない古典力学とは対照的に、適切な変形パラメータ値を持つ指数関数的変形は、体積変数の発展を著しく遅くし、異方性パラメータを安定化させ、発展過程を通じて有界に保つ。 初期の特異点は除去されないが、変形は漸近的挙動を著しく変化させ、特異点近傍での異方性せん断を抑制するメカニズムを提供する。 我々の結果は解析解によって示され、標準的なビアンキI宇宙論とポリマー変形されたビアンキI宇宙論の間の質的な違いを強調する。 |
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| $f(Q)$ and $f(T)$ gravity are based on fundamentally different geometric frameworks, yet they exhibit many similar properties. This article provides a comprehensive summary and comparative analysis of the various theoretical branches of torsional gravity and non-metric gravity, which arise from different choices of affine connection. We identify two types of background-dependent and classical correspondences between these two theories of gravity. The first correspondence is established through their equivalence within the Minkowski spacetime background. To achieve this, we develop the tetrad-spin formulation of $f(Q)$ gravity and derive the corresponding expression for the spin connection. The second correspondence is based on the equivalence of their equations of motion. Utilizing a metric-affine approach, we derive the general affine connection for static and spherically symmetric spacetime in $f(Q)$ gravity and compare its equations of motion with those of $f(T)$ gravity. Among others, our results reveal that, $f(T)$ solutions are not simply a subset of $f(Q)$ solutions; rather, they encompass a complex solution beyond $f(Q)$ gravity in black hole background. | $f(Q)$ 重力と $f(T)$ 重力は根本的に異なる幾何学的枠組みに基づいていますが、多くの類似した性質を示します。 本稿では、異なるアフィン接続の選択から生じる、ねじれ重力と非計量重力の様々な理論的分岐について、包括的な概要と比較分析を提供します。 これらの2つの重力理論の間には、背景依存的対応と古典的対応の2種類が存在します。 最初の対応は、ミンコフスキー時空背景における同値性によって確立されます。 これを実現するために、$f(Q)$ 重力のテトラッドスピン定式化を展開し、スピン接続の対応する式を導出します。 2つ目の対応は、それらの運動方程式の同値性に基づいています。 計量-アフィンアプローチを用いて、$f(Q)$ 重力における静的かつ球対称な時空に対する一般的なアフィン接続を導出し、その運動方程式を $f(T)$ 重力の運動方程式と比較します。 とりわけ、我々の結果は、$f(T)$解が単に$f(Q)$解のサブセットではなく、むしろブラックホール背景における$f(Q)$重力を超えた複雑な解を包含していることを明らかにしている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the existence and limitations for hyperinvariant tensor networks incorporating a local SU(2) symmetry. As discrete implementations of the anti de-Sitter/conformal field theory (AdS/CFT) correspondence, such networks have created bridges between the fields of quantum information theory and quantum gravity. Adding SU(2) symmetry to the tensor network allows a direct connection to spin network states, a basis of the kinematic Hilbert space of loop quantum gravity (LQG). We consider a particular situation where the states can be interpreted as kinematic quantum states for three-dimensional quantum gravity. We show that important aspects of the AdS/CFT correspondence are realized in certain quantum states of the gravitational field in LQG, thus justifying, from first principles, a class of models introduced by [F. Pastawski et al., JHEP 06, 149 (2015)]. We provide examples of hyperinvariant tensor networks, but also prove constraints on their existence in the form of no-go theorems that exclude absolutely maximally entangled states as well as general holographic codes from local SU(2)-invariance. We calculate surface areas as expectation values of the LQG area operator and discuss further possible constraints as a consequence of a decay of correlations on the boundary. | 我々は、局所SU(2)対称性を組み込んだ超不変テンソルネットワークの存在と限界を研究する。 反ド・シッター/共形場理論（AdS/CFT）対応の離散的実装として、このようなネットワークは量子情報理論と量子重力の分野を繋ぐ橋渡しとなっている。 テンソルネットワークにSU(2)対称性を付加することで、ループ量子重力（LQG）の運動学的ヒルベルト空間の基礎となるスピンネットワーク状態への直接的な接続が可能になる。 我々は、これらの状態が3次元量子重力の運動学的量子状態として解釈できる特定の状況を考察する。 我々は、AdS/CFT対応の重要な側面がLQGにおける重力場の特定の量子状態で実現されることを示す。 これにより、[F. Pastawski et al., JHEP 06, 149 (2015)]によって導入されたモデルのクラスが第一原理から正当化される。 我々は超不変テンソルネットワークの例を示すだけでなく、絶対最大エンタングルメント状態や一般ホログラフィックコードを局所SU(2)不変性から排除する禁制定理の形で、それらの存在に対する制約も証明する。 LQG面積演算子の期待値として表面積を計算し、境界上での相関の減衰の結果として生じる可能性のあるさらなる制約について議論する。 |
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| To satisfy the Cardy formula for Warped AdS$_3$ (WAdS$_{3}$) solutions in a quadratic ensemble, a specific set of boundary conditions has been proposed in \cite{Aggarwal:2020igb}. In this paper, these boundary conditions have been investigated in the three-dimensional new massive gravity (NMG) framework. The associated solution space, asymptotic symmetries, and charge algebra have been extracted. It has been shown that the surface charges are finite, but not integrable, and the integrability of the charges is obtained after restricting to a sub-sector of the original solution space. Finally, we have proved that the Cardy formula reproduces the thermodynamic entropy of a warped BTZ black hole. | 二次アンサンブルにおけるワープAdS$_3$ (WAdS$_{3}$)解に対するCardy公式を満たすために、特定の境界条件が \cite{Aggarwal:2020igb} で提案されている。 本論文では、これらの境界条件を3次元新巨大重力(NMG)フレームワークで調査した。 関連する解空間、漸近対称性、および電荷代数が抽出された。 表面電荷は有限であるが積分可能ではないことが示され、電荷の積分可能性は元の解空間のサブセクターに制限した後に得られる。 最後に、Cardy公式がワープBTZブラックホールの熱力学的エントロピーを再現することを証明した。 |
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| The Benenti-Francaviglia (BF) family of metrics provides the most general form of a spacetime metric that admits two mutually commuting Killing vectors and an irreducible Killing tensor. The geodesic equations for the BF family are thus completely integrable by separation of variables. Within this broad class, we explore the Kerr-Schild transformation of a degenerate subclass distinguished by the existence of a shear-free null geodesic congruence. By requiring the deformed metric to preserve the Killing symmetry and circularity, we demonstrate that the deformed metric again falls into the degenerate BF family, modulo the replacement of a single structure function. We apply the present algorithm to ${\cal N}=2$ gauged supergravity and obtain a dyonic generalization of the Chong-Cveti\v{c}-L\"u-Pope rotating black hole solution, by taking the background metric to be a solution of the Einstein-scalar gravity. The present prescription extends to five dimensions, provided that the constant of geodesic motion associated with the extra Killing direction vanishes. The same reasoning applies to the case where the background degenerate BF metric is distorted in a (non)conformal manner. Our formalism offers a unified perspective on the relation between seed and deformed metrics in the Kerr-Schild construction. | ベネンティ・フランカヴィリア（BF）計量族は、互いに可換な2つのキリングベクトルと1つの既約キリングテンソルを許容する、最も一般的な時空計量形式を提供する。 BF族の測地線方程式は、変数分離によって完全に積分可能である。 この広範なクラスにおいて、我々は、シアフリーのヌル測地線合同の存在によって区別される退化したサブクラスのカー・シルト変換を考察する。 変形計量がキリング対称性と円形性を保つことを条件として、我々は、単一の構造関数の置き換えを法として、変形計量が再び退化したBF族に属することを示す。 本アルゴリズムを${\cal N}=2$ゲージ超重力に適用し、背景計量をアインシュタイン・スカラー重力の解とみなすことで、Chong-Cveti\v{c}-L\"u-Pope回転ブラックホール解のダイオニック一般化を得る。 本規定は、キリング方向の追加に伴う測地線運動定数がゼロとなることを条件として、5次元まで拡張される。 同じ推論は、背景の縮退したBF計量が（非）共形的に歪んでいる場合にも当てはまる。 本形式論は、Kerr-Schild構成におけるシード計量と変形計量の関係について統一的な視点を提供する。 |
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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 a low-temperature environment, which may further affect inharmonicity modes, fiber dimensions, and mechanical behavior compared to typical interferometers. As these modes remain 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。 これらのモードは依然として狭帯域汚染の大きな原因であるため、[1]で紹介された方法論に基づいて、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す。 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す。 パワースペクトル密度と残差解析の比較により、この方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値の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。 |
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| Topological symmetry operators of holographic large $N$ CFT$_D$'s are dual to dynamical branes in the gravity dual AdS$_{D+1}$. We use this correspondence to establish a dictionary between thermal expectation values of symmetry operators in the Euclidean CFT$_D$ and the evaluation of gravitational saddles in the presence of a dynamical brane. Expectation values of $0$-form symmetry operators in the CFT$_D$ are then related to branes wrapped on volume minimizing cycles in the bulk, i.e., the Euclidean continuation of a black hole horizon. We illustrate with some representative examples, including gravity in AdS$_3$, duality / triality defects in 4D $\mathcal{N} = 4$ Super Yang-Mills theory, and the dual of R-symmetry operators probing 5D BPS black holes. | ホログラフィックな大規模$N$ CFT$_D$の位相対称性作用素は、重力双対AdS$_{D+1}$の動的ブレーンと双対である。 この対応関係を用いて、ユークリッドCFT$_D$における対称性作用素の熱的期待値と、動的ブレーンが存在する場合の重力鞍点の評価との間の辞書を構築する。 CFT$_D$における$0$形式対称性作用素の期待値は、バルク内の体積最小化サイクル、すなわちブラックホール地平線のユークリッド接続に巻き付けられたブレーンと関連付けられる。 代表的な例として、AdS$_3$ における重力、4D $\mathcal{N} = 4$ 超ヤン＝ミルズ理論における双対性/三元性の欠陥、5D BPS ブラックホールを調べる R 対称性演算子の双対性などを示します。 |
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| Unlike the perturbations of massless fields, the asymptotic tails of massive fields exhibit oscillations and decay slowly, following a power-law envelope. In this work, considering various scenarios admitting (either fundamental or effective) massive scalar and gravitational fields, we demonstrate that bump deformations in the effective potential, either in the near-horizon or far-field regions, modify these asymptotic oscillatory tails. Specifically, the power-law envelope transitions to a more complex oscillatory pattern, which cannot be easily fitted to a simple formula. This behavior is qualitatively different from the echoes of massless fields, which appear mainly during the quasinormal ringing stage and are considerably suppressed at the asymptotic tails. We show that in some models echoes may considerably amplify the signal at the stage of asymptotic tails. | 質量ゼロの場の摂動とは異なり、質量を持つ場の漸近的な裾は振動を示し、べき乗則エンベロープに従ってゆっくりと減衰する。 本研究では、（基本的または有効）質量を持つスカラー場および重力場を許容する様々なシナリオを考慮し、近地平線領域または遠方場領域における有効ポテンシャルの隆起変形が、これらの漸近的な振動裾を変化させることを示す。 具体的には、べき乗則エンベロープは、単純な式に容易に当てはめることができない、より複雑な振動パターンへと遷移する。 この挙動は、主に準正規共鳴段階で現れ、漸近的な裾では著しく抑制される質量ゼロの場のエコーとは質的に異なる。 いくつかのモデルでは、エコーが漸近的な裾の段階で信号を大幅に増幅する可能性があることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the behavior of the non-radial gravity-pulsation discontinuity mode ($g$-mode) in hybrid compact stars with a strong first-order phase transition, which can give rise to twin-star configurations in some cases. These modes are of utmost relevance since they can be potentially excited in isolated as well as binary neutron star systems in the inspiral phase, thus allowing us to indirectly detect the presence of a deconfinement transition. In order to do this, we consider four categories of twin stars that present distinctive features in their equations of state. We employ the constant speed of sound parametrization, which accounts for a sharp phase transition between confined hadronic matter and deconfined quark matter. Then, working within the relativistic Cowling approximation to obtain the frequencies of non-radial oscillations, we find that, depending on the twin star category, the relations between $g$-mode frequencies and masses as well as tidal deformabilities display a highly distinct behavior across the diverse twin star categories that appear in the slow hadron-quark conversion regime. This distinct phenomenology provides smoking-gun evidence to clearly distinguish and further classify hybrid stars with a strong transition from purely hadronic stars using upcoming gravitational-wave data. In addition, we present for each of the categories studied the relation between the $g$-mode frequency and the normalized energy density jump. Finally, we present a novel universal relationship for the discontinuity $g$-mode able to encompass the four categories including long branches of slow stable twin stars and address its asteroseismological capability. | 我々は、強い一次相転移を伴う混成コンパクト星における、非動径方向重力脈動不連続モード（$g$モード）の挙動を調査する。 このモードは、場合によっては双子星構成を生じさせる可能性がある。 これらのモードは、渦巻き期にある孤立中性子星系だけでなく連星中性子星系でも励起される可能性があるため、極めて重要であり、その結果、脱閉じ込め転移の存在を間接的に検出することができる。 このために、我々は状態方程式に特徴的な特徴を示す4つのカテゴリーの双子星を考察する。 我々は、閉じ込められたハドロン物質と脱閉じ込められたクォーク物質間の急激な相転移を説明する、一定速度音速パラメータ化を用いる。 次に、相対論的カウリング近似を用いて非動径振動の周波数を求めると、双子星のカテゴリーに依存して、$g$モード周波数と質量、および潮汐変形能との関係が、低速ハドロン-クォーク変換領域に現れる多様な双子星カテゴリー間で非常に異なる挙動を示すことがわかった。 この明確な現象論は、今後の重力波データを用いて、強い遷移を示す混成星と純粋なハドロン星を明確に区別し、さらに分類するための決定的な証拠となる。 さらに、各カテゴリーについて、$g$モード周波数と正規化エネルギー密度ジャンプの関係を調べた。 最後に、低速安定双子星の長い枝を含む4つのカテゴリーを包含できる不連続$g$モードの新しい普遍的な関係を提示し、その星震学的可能性について考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explicitly construct a three--parameter family of asymptotically flat Einstein--Maxwell instantons. These solutions are toric, regular, and free of conical and orbifold singularities on the manifold $M=\CP^2\setminus S^1$. They are counterexamples to the Euclidean Einstein--Maxwell Black Hole Uniqueness Conjecture. In the case of vanishing charge these instantons reduce to the Chen--Teo Ricci flat instantons. | 漸近平坦な3パラメータの アインシュタイン-マクスウェル・インスタントン族を明示的に構成する。 これらの解はトーリックで正則であり、多様体$M=\CP^2\setminus S^1$上の円錐特異点やオービフォールド特異点を持たない。 これらは ユークリッド的アインシュタイン-マクスウェル・ブラックホール一意性予想の反例となる。 電荷が零の場合、これらのインスタントンは チェン-テオ・リッチ平坦インスタントンに帰着する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a comprehensive theoretical framework for gravitational wave (GW) propagation and their \textbf{nonlinear backreaction} in $f(R, G)$ modified gravity. By developing a scalar-tensor formulation with two auxiliary fields, we systematically investigate both the propagation and backreaction of high-frequency gravitational waves in cosmological backgrounds. Within this framework, we derive, for the first time, the complete effective energy-momentum tensor for GWs in $f(R, G)$ theory. The linearized field equations reveal how the Gauss-Bonnet term introduces new curvature-dependent couplings between tensor and scalar degrees of freedom, leading to modified dispersion relations and distinctive wave propagation effects. On de Sitter backgrounds, we obtain exact decoupled equations for the tensor and scalar modes, demonstrating how the additional $G$ dependence alters both the effective masses and energy transport mechanisms compared to the well-established framework of pure $f(R)$ theories. Our derivation of the effective energy-momentum tensor extends Isaacson's approach to incorporate the novel scalar field contributions, revealing a complex hierarchy of characteristic length scales ($\lambda$, $\ell$, and $\mathcal{L}$) that govern the backreaction dynamics. The resulting formalism suggests potentially observable signatures in both the propagation (phase shifts, amplitude modulation) and stochastic background of gravitational waves. These effects could be probed by next-generation detectors, offering new constraints on the $f(R, G)$ coupling parameters. The theoretical framework developed here provides a foundation for future studies of gravitational wave generation in modified gravity scenarios and their role in the formation of cosmological structures. | 我々は、重力波（GW）の伝播と、$f(R, G)$修正重力におけるその非線形反作用に関する包括的な理論的枠組みを提示する。 2つの補助場を用いたスカラー-テンソル定式化を開発することにより、宇宙論的背景における高周波重力波の伝播と反作用の両方を体系的に調査する。 この枠組みにおいて、我々は初めて$f(R, G)$理論における重力波の完全な有効エネルギー-運動量テンソルを導出する。 線形化された場の方程式は、ガウス-ボネ項がテンソル自由度とスカラー自由度の間に曲率に依存する新たな結合をどのように導入し、修正された分散関係と特徴的な波動伝播効果をもたらすかを明らかにする。 ド・ジッター背景において、テンソルモードとスカラーモードの厳密な分離方程式を得、確立された純粋な$f(R)$理論の枠組みと比較して、追加の$G$依存性が有効質量とエネルギー輸送機構の両方をどのように変化させるかを示した。 有効エネルギー運動量テンソルの導出は、Isaacsonのアプローチを拡張し、新しいスカラー場の寄与を組み込むことで、反作用ダイナミクスを支配する特徴的な長さスケール（$\lambda$、$\ell$、および$\mathcal{L}$）の複雑な階層構造を明らかにした。 得られた形式論は、重力波の伝播（位相シフト、振幅変調）と確率的背景の両方において、潜在的に観測可能なシグネチャーを示唆している。 これらの効果は次世代検出器によって探査され、$f(R, G)$結合パラメータに対する新たな制約を与える可能性がある。 ここで構築された理論的枠組みは、修正重力シナリオにおける重力波生成と、それが宇宙構造の形成に果たす役割に関する将来の研究の基礎を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose that black holes are \emph{soliton-esque} objects, where gravitational collapse is balanced by quantum vacuum dispersion, modeled via \(R+\alpha R^{2}\) gravity. Classical singularities are replaced by oscillating, finite-radius cores, thereby evading static no-go theorems. The event horizon is replaced by the \textit{Lamarina}, a surface of maximum redshift whose surface geometry yields Hawking-like radiation with corrections. The Raychaudhuri equations impose a Dyson-type ceiling on the maximum radiated power \((P_{\infty} \lesssim c^{5}/G)\), while effective field theory matching dictates a universal minimum Lamarina radius set by the dispersion scale. | 我々は、ブラックホールが\emph{ソリトン風}の物体であり、そこでは重力崩壊が量子真空分散によって均衡しており、\(R+\alpha R^{2}\)重力によってモデル化されると考える。 古典的な特異点は振動する有限半径のコアに置き換えられ、静的な禁制定理を回避する。 事象の地平線は、最大赤方偏移面である\textit{ラマリーナ}に置き換えられ、その表面形状は補正されたホーキング型放射をもたらす。 Raychaudhuri方程式は最大放射電力にダイソン型の天井を課し、\((P_{\infty} \lesssim c^{5}/G)\)、有効場の理論との整合性は、分散スケールによって設定される普遍的な最小ラマリーナ半径を規定する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Eccentric binaries are key targets for current and future gravitational wave (GW) detectors, offering unique insights into the formation and environments of compact binaries. However, accurately and efficiently modeling eccentric waveforms remains challenging, in part due to their complex harmonic structure. In this work, we develop a post-Newtonian (PN) framework to compute the Fourier amplitudes of GWs from the inspiral of eccentric binaries, deriving simple expressions at 1PN order for all relevant $(l, m)$ multipoles, valid for arbitrary eccentricities. We then characterize the GW emission by analyzing the contribution of each $(l, m)$ mode to the strain, its mean frequency, frequency spread, and asymptotic behavior at high frequencies. Additionally, we introduce a method to determine the minimal set of Fourier modes needed to reconstruct the waveform to a given accuracy. Finally, we discuss how our framework can be extended to higher PN orders, obtaining closed-form expressions for the leading-order tail and spin contributions and outlining the steps required to include higher-order corrections. Our results provide both a deeper theoretical understanding of eccentric GW emission and practical tools for developing more accurate and efficient waveform models. | 離心率の高い連星は、現在および将来の重力波（GW）検出器の重要なターゲットであり、コンパクト連星の形成と環境に関する独自の知見を提供します。 しかし、離心率の高い波形を正確かつ効率的にモデル化することは、その複雑な調和構造のため、依然として困難です。 本研究では、離心率の高い連星のインスパイラルから重力波のフーリエ振幅を計算するためのポストニュートン（PN）フレームワークを開発し、任意の離心率に対して有効な、関連するすべての$(l, m)$多重極に対して1PNオーダーの簡単な式を導出します。 次に、各$(l, m)$モードの歪みへの寄与、平均周波数、周波数広がり、および高周波における漸近的挙動を解析することにより、重力波放射を特徴付けます。 さらに、波形を所定の精度で再構成するために必要なフーリエモードの最小セットを決定する方法も紹介します。 最後に、我々の枠組みを高次のPN次数に拡張する方法を議論し、主要次数のテールとスピンの寄与に対する閉形式の表現式を得て、高次の補正を組み込むために必要な手順を概説する。 我々の結果は、離心率の高い重力波放射に関するより深い理論的理解と、より正確で効率的な波形モデルを開発するための実用的なツールの両方を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the impact of missing input data on the construction of second-generation Time Delay Interferometry (TDI) variables, which enable data analysis for the Laser Interferometer Space Antenna (LISA). TDI relies on the introduction of precise time delays into the raw interferometric data streams before they are combined to suppress otherwise dominant laser phase noise. We show that a single missing sample, corresponding to 0.25 s of data, will result in an effective data gap of approximately 90 s in the second-generation TDI output if further measures are not taken. This additional gap is largely independent of the initial gap duration, but increases linearly with the order of the fractional-delay filter used for the computations. For a realistic gap scenario, incorporating both planned and unplanned data interruptions consistent with a target duty cycle of ~84%, we find that frequent, short-duration gaps (e.g., a total of 1000 per year, each of which have short durations ~ 100 s) could result in an additional loss in the TDI variables of about one day per year corresponding to a ~0.3% reduction in duty cycle. This amounts to a loss of approximately one day of LISA data suitable for the global-fit per year. | 我々は、レーザー干渉計宇宙アンテナ（LISA）のデータ解析を可能にする第二世代の時間遅延干渉計（TDI）変数の構築における入力データの欠損の影響を調査する。 TDIは、生の干渉計データストリームに正確な時間遅延を導入してから結合することで、支配的なレーザー位相雑音を抑制する。 我々は、0.25秒のデータに相当する単一の欠損サンプルが、更なる対策を講じない場合、第二世代TDI出力に約90秒の実効データギャップをもたらすことを示す。 この追加ギャップは、初期のギャップ持続時間とはほぼ無関係であるが、計算に使用される非整数遅延フィルタの次数に比例して増加する。 計画的および計画外のデータ中断の両方を考慮した現実的なギャップシナリオ（目標デューティサイクル約84%と整合）では、頻繁で短時間のギャップ（例えば、年間合計1000回、それぞれ約100秒の短時間ギャップ）により、TDI変数が年間約1日分追加で失われる可能性があり、これはデューティサイクルの約0.3%の低下に相当します。 これは、グローバルフィットに適したLISAデータが年間約1日分失われることに相当します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Numerical relativity simulations provide a full description of the dynamics of binary systems, including gravitational radiation. The waveforms produced by these simulations have a number of applications in gravitational-wave detection and inference. In this work, we revisit the accuracy of the waveforms produced by the Spectral Einstein Code. Motivated by the wide range of waveform applications, we propose and explore three accuracy metrics between simulation resolutions: (i) the generalized frequency-weighted mismatch, (ii) the relative amplitude difference, and (iii) the phase difference at different times. We find that numerical errors accumulate over the binary evolution, but the error is not intrinsically larger during the latest, more dynamical stages. Studying errors across the parameter space, we identify a positive correlation between both the mismatch and the phase difference with precessing spin, but little correlation with aligned spin or eccentricity. Lastly, amplitude and phases differences are symmetric upon exchanging resolutions across the catalog, suggesting that there is no systematic error. | 数値相対論シミュレーションは、重力波を含む連星系のダイナミクスを完全に記述します。 これらのシミュレーションによって生成される波形は、重力波の検出と推論において多くの応用があります。 本研究では、スペクトル・アインシュタイン・コードによって生成される波形の精度を再検討します。 波形の幅広い応用範囲に着目し、シミュレーション解像度間の3つの精度指標を提案し、検討します。 (i) 一般化周波数重み付けミスマッチ、(ii) 相対振幅差、(iii) 異なる時刻における位相差です。 数値誤差は連星系の進化に伴い蓄積されますが、誤差は最終段階、より動的な段階では本質的に大きくならないことがわかりました。 パラメータ空間全体にわたる誤差を調べた結果、ミスマッチと位相差の両方が歳差運動スピンと正の相関関係にあることがわかりましたが、整列スピンや離心率とはほとんど相関がありませんでした。 最後に、振幅と位相の差は、カタログ全体で解像度を交換しても対称的であり、系統的誤差がないことを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In previous works, entropic gravity and ungravity have been considered as possible solutions to the dark energy and dark matter problems. To test the viability of these models, modifications to planetary orbits are calculated for ungravity and different models of entropic gravity. Using the gravitational sector of unparticles, an equation for the contribution to the effect of orbital precession is obtained. We conclude that the estimated values for the ungravity parameters from planetary orbits are inconsistent with the values needed for the cosmological constant. The same ideas are explored for entropic gravity arising from a modified entropy--area relationship. | これまでの研究において、エントロピー重力と無重力は、暗黒エネルギー問題と暗黒物質問題に対する可能な解決策として考えられてきました。 これらのモデルの実現可能性を検証するために、無重力と様々なエントロピー重力モデルについて、惑星軌道の修正を計算しました。 非粒子の重力セクターを用いて、軌道歳差運動の影響への寄与を表す式が得られました。 惑星軌道から推定された無重力パラメータの値は、宇宙定数に必要な値と矛盾するという結論に達しました。 同じ考え方が、修正されたエントロピー-面積関係から生じるエントロピー重力についても検討されました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We exploit the techniques of dynamical systems to study the cosmological evolution of cosmic fundamental strings and effective strings arising from branes wrapped on internal cycles. We also include the whole potential of the volume modulus characterised by an early time run-away towards a late time minimum. We analyse the overshoot problem with and without radiation, and find that the presence of an initial population of strings arising from NS5-branes wrapped around 4-cycles is enough to ensure that the modulus stabilises in its late time minimum, even in the absence of radiation. The reason is the transfer of energy between the modulus and the effective strings caused by the fact that their tension depends on the volume modulus. Interestingly, we find that the energy density of cosmic superstrings is generically very large when the modulus is oscillating around its minimum, opening up the possibility of a detectable gravitational wave signal. We also find no evidence of an efficient resonant enhancement of cosmic superstrings due to an oscillating tension in the late time minimum. | 我々は力学系の手法を用いて、内部周期に巻き付いたブレーンから生じる宇宙基本弦と有効弦の宇宙論的進化を研究する。 また、初期時間暴走から後期時間極小値に向かう体積弾性率のポテンシャル全体も考慮する。 輻射の有無にかかわらずオーバーシュート問題を解析し、4周期に巻き付いたNS5ブレーンから生じる弦の初期集団の存在は、輻射がない場合でも弾性率が後期時間極小値で安定することを保証するのに十分であることを発見した。 その理由は、弾性率と有効弦の張力が体積弾性率に依存するという事実によって引き起こされる、有効弦と弾性率間のエネルギー移動である。 興味深いことに、弾性率が極小値付近で振動しているとき、宇宙超弦のエネルギー密度は一般的に非常に大きくなり、重力波信号検出の可能性が開かれることを発見した。 また、後期時間極小期における振動張力による宇宙超弦の効率的な共鳴増強の証拠も見つかっていない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Following the recent evidence for a gravitational wave (GW) background found by pulsar timing array (PTA) experiments, the next major science milestone is resolving individual supermassive black hole binaries (SMBHBs). The detection of these systems could arise via searches using a power-based GW anisotropy model or a deterministic template model. In Schult et al. 2025, we compared the efficacy of these models in constraining the GW signal from a single SMBHB using realistic, near-future PTA datasets, and found that the full-signal deterministic continuous wave (CW) search may achieve detection and characterization first. Here, we continue our analyses using only the CW model given its better performance, focusing now on characterization milestones. We examine the order in which CW parameters are constrained as PTA data are accumulated and the signal-to-noise ratio (S/N) grows. We also study how these parameter constraints vary across sources of different sky locations and GW frequencies. We find that the GW frequency and strain are generally constrained at the same time (or S/N), closely followed by the sky location, and later the chirp mass (if the source is highly evolving) and inclination angle. At fixed S/N, sources at higher frequencies generally achieve better precision on the GW frequency, chirp mass, and sky location. The time (and S/N) at which the signal becomes constrained is dependent on the sky location and frequency of the source, with the effects of pulsar terms and PTA geometry playing crucial roles in source detection and localization. | パルサータイミングアレイ（PTA）実験によって発見された重力波（GW）背景放射の最近の証拠に続き、次の主要な科学的マイルストーンは、個々の超大質量ブラックホール連星（SMBHB）を分離することです。 これらのシステムの検出は、電力ベースの重力波異方性モデルまたは決定論的テンプレートモデルを用いた探索によって実現する可能性があります。 Schult et al. 2025では、現実的な近未来のPTAデータセットを用いて、単一のSMBHBからの重力波信号を制限するこれらのモデルの有効性を比較し、フルシグナル決定論的連続波（CW）探索が最初に検出と特性評価を達成できる可能性があることを発見しました。 ここでは、より優れた性能を持つCWモデルのみを用いて解析を継続し、特性評価のマイルストーンに焦点を当てます。 PTAデータが蓄積され、信号対雑音比（S/N）が向上するにつれて、CWパラメータがどのような順序で制限されるかを調べます。 また、これらのパラメータ制約が、天空の位置や重力波周波数が異なる源間でどのように変化するかについても研究しました。 重力波周波数と歪みは一般的に同時に（またはS/N比で）制約され、それに続いて天空の位置、そしてチャープ質量（源が急速に進化している場合）と傾斜角が制約されることが分かりました。 S/N比が一定の場合、高周波数の源は一般的に、重力波周波数、チャープ質量、天空の位置に関してより高い精度を達成します。 信号が制約される時間（およびS/N比）は、天空の位置と源の周波数に依存し、パルサー項とPTA形状の影響が源の検出と位置特定において重要な役割を果たします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce a Bayesian null-stream method to constrain calibration errors in closed-geometry gravitational-wave (GW) detector networks. Unlike prior methods requiring electromagnetic counterparts or waveform models, this method uses sky-independent null streams to calibrate the detectors with any GW signals, independent of general relativity or waveform assumptions. We show a proof-of-concept study to demonstrate the feasibility of the method. We discuss prospects for next-generation detectors like Einstein Telescope, Cosmic Explorer, and LISA, where enhanced calibration accuracy will advance low-frequency GW science. | 閉構造重力波検出器ネットワークにおける較正誤差を制限するベイズヌルストリーム法を導入する。 電磁波対応物や波形モデルを必要とする従来の方法とは異なり、この方法は、一般相対論や波形の仮定に依存せず、天空に依存しないヌルストリームを用いてあらゆる重力波信号で検出器を較正する。 本手法の実現可能性を示す概念実証研究を示す。 アインシュタイン望遠鏡、コズミック・エクスプローラー、LISAといった次世代検出器の展望について議論する。 これらの検出器では、較正精度の向上が低周波重力波科学を発展させるであろう。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Laser Interferometer Space Antenna (LISA) observations of massive black hole binaries (MBHBs) will provide long duration inspiral signals with high signal-to-noise ratio (SNR) data, ideal for testing general relativity (GR) in the strong-field and high-velocity regime. We present an extension of the Flexible Theory-Independent (FTI) framework, adapted to gravitational waves (GWs) from MBHBs observed with LISA, to perform parametrized inspiral tests of GR. This approach introduces generic deviations to the post-Newtonian (PN) coefficients of the frequency-domain GW phase while accounting for the time- and frequency-dependent instrument response, thus effectively identifying potential deviations from GR by constraining modifications to the PN phasing formula. Complementary analyses using Fisher matrix and full Bayesian approaches confirm that LISA observations could improve constraints on deviations from GR by at least two orders of magnitude compared to the most recent LIGO-Virgo-KAGRA measurements. Since LISA`s sensitivity to different GW phases -- inspiral, merger, and ringdown -- varies across the MBHB parameter space with masses between $10^4$ and $10^7M_{\odot}$, the optimal regime for testing deviations is not known a priori. Our results illustrate how the strength of these constraints depends significantly on both the total mass and the SNR, reflecting the trade-off between inspiral and merger-ringdown contributions to the observed signal. We also investigate the interplay between inspiral-only versus inspiral-merger-ringdown analyses in constraining these inspiral deviation parameters. This work contributes to the development of robust tests of GR with LISA, enhancing our ability to probe the nature of gravity and BHs with GW observations. | レーザー干渉計宇宙アンテナ（LISA）による巨大ブラックホール連星（MBHB）の観測は、高信号対雑音比（SNR）データを伴う長時間のインスパイラル信号を提供し、強磁場・高速度領域における一般相対論（GR）の検証に最適です。 本研究では、LISAで観測されたMBHBからの重力波（GW）に適応した、理論非依存の柔軟な（FTI）枠組みの拡張を提案し、一般相対論のパラメータ化されたインスパイラル検証を実施します。 このアプローチは、時間および周波数に依存する機器応答を考慮しながら、周波数領域重力波位相のポストニュートン（PN）係数に一般的な偏差を導入し、PN位相公式の修正を制限することで、一般相対論からの潜在的な偏差を効果的に特定します。 フィッシャー行列と完全ベイズ法を用いた相補的解析により、LISA観測は、最新のLIGO-Virgo-KAGRA観測と比較して、一般相対論からの偏差に対する制約を少なくとも2桁改善できることが確認された。 LISAの重力波の異なる位相（インスパイラル、合体、リングダウン）に対する感度は、質量が$10^4$から$10^7M_{\odot}$の範囲のMBHBパラメータ空間全体で変化するため、偏差をテストするための最適な領域は事前には分かっていない。 我々の結果は、これらの制約の強さが全質量とSNRの両方に大きく依存することを示しており、観測信号に対するインスパイラルと合体リングダウンの寄与のトレードオフを反映している。 また、これらのインスパイラル偏差パラメータの制約において、インスパイラルのみの解析とインスパイラル・合体・リングダウンの解析の相互作用についても調査する。 この研究は、LISAを用いた一般相対性理論の堅牢な検証の開発に貢献し、重力波観測による重力とBHの性質を探る能力を高めます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We demonstrate that the Euclidean two-point function of an appropriately chosen probe operator can detect the microstate of an asymptotically AdS black hole. This detection, which requires a tuned, state-dependent choice of probe, is the result of a new gravitational saddle, which dominates over the usual saddles. The gravitational result can be explicitly reproduced in the dual boundary CFT if we assume the eigenstate thermalization hypothesis. We also discuss a binary search protocol to detect the black hole microstate from a candidate list. | 適切に選ばれたプローブ演算子のユークリッド2点関数が、漸近的AdSブラックホールのミクロ状態を検出できることを示す。 この検出は、状態依存的に調整されたプローブ演算子の選択を必要とするが、通常のサドルよりも支配的な新しい重力サドルの結果である。 この重力の結果は、固有状態熱化仮説を仮定すれば、双対境界CFTで明示的に再現できる。 また、候補リストからブラックホールのミクロ状態を検出するためのバイナリサーチプロトコルについても議論する。 |