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| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the stability of homogeneous minimal submanifolds in two families of closed Einstein manifolds, the Page space $\mathbb{CP}^2 \# \overline{\mathbb{CP}^2}$ and the Sasaki-Einstein spaces $Y^{p,q}$, which are equipped with cohomogeneity-one Einstein metrics admitting the isometric action of $SU(2) \times U(1)$ and $U(1) \times U(1) \times SU(2)$ respectively. We determine all the homogeneous, minimal hypersurfaces and explicitly compute the spectrum of their associated stability operators and determine their index. | 我々は、2つの閉アインシュタイン多様体族、ページ空間 $\mathbb{CP}^2 \# \overline{\mathbb{CP}^2}$ とササキ・アインシュタイン空間 $Y^{p,q}$ における同次極小部分多様体の安定性を調べる。 これらの空間は、それぞれ $SU(2) \times U(1)$ と $U(1) \times U(1) \times SU(2)$ の等長作用を許容する、コホモジネス1のアインシュタイン計量を備えている。 我々は、すべての同次極小超曲面を決定し、それらに関連する安定性作用素のスペクトルを明示的に計算し、それらの指数を決定する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider a class of models in the framework of metric-affine gravity and establish their correspondence to the bosonic sector of a class of no-scale supergravity models. The excellent inflationary behavior of the gravitational models considered is carried over to the corresponding supergravity ones, thus, enriching the landscape of inflation-compatible models. | 我々は計量アフィン重力の枠組みにおける一連のモデルを考察し、 それらのモデルと、ノースケール超重力モデルのボソンセクターとの対応を確立する。 考察した重力モデルの優れたインフレーション挙動は、対応する超重力モデルにも引き継がれ、 インフレーション適合モデルのランドスケープを豊かにする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Standard Model of particle physics is usually cast in symmetry-first terms. On this approach, one begins with a symmetry group and postulates matter fields as objects transforming under its representations, without requiring that the group be grounded in, or derived from, independent geometric structures. Recently, a geometry-first formulation has been proposed, in which the relevant symmetries are not fundamental. In this paper I extend this approach to two central mechanisms of the Standard Model: spontaneous symmetry breaking and the Yukawa coupling, both essential for particles to acquire mass. These reformulations offer alternative explanations cast in purely geometric terms. In particular, the quantisation of charge arises here as a purely geometric consequence of the tensorial construction of matter fields from the fundamental bundles -- a mechanism that is both more general and more transparent than the usual topological account based on the compactness of symmetry groups. More generally, I argue that a symmetry-first account in terms of principal and associated bundles admits a genuine geometry-first counterpart only under certain strict conditions. | 素粒子物理学の標準模型は、通常、対称性優先の用語で表現される。 このアプローチでは、対称群から出発し、物質場をその表現の下で変換する物体として仮定するが、群が独立した幾何学的構造に基礎づけられたり、そこから導出されたりする必要はない。 最近、関連する対称性が基本的なものではない、幾何学優先の定式化が提案された。 本論文では、このアプローチを標準模型の2つの中心的なメカニズム、すなわち自発的対称性の破れと湯川結合に拡張する。 これらはどちらも粒子が質量を獲得するために不可欠である。 これらの再定式化は、純粋に幾何学的な用語で表現された代替的な説明を提供する。 特に、電荷の量子化は、ここでは基本束から物質場をテンソル的に構成することの純粋に幾何学的な帰結として生じる。 これは、対称群のコンパクト性に基づく通常の位相的説明よりも、より一般性と透明性を兼ね備えたメカニズムである。 より一般的には、主バンドルと随伴バンドルを用いた対称性優先の説明は、特定の厳密な条件の下でのみ、真の幾何学優先の説明を許容すると主張する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We search for gravitational-wave background signals produced by various early Universe processes in the Advanced LIGO O4a dataset, combined with the data from the earlier O1, O2, and O3 (LIGO-Virgo) runs. The absence of detectable signals enables powerful constraints on fundamental physics. We derive gravitational-wave background energy density upper limits from the O1-O4a data to constrain parameters associated with various possible processes in the early Universe: first-order phase transitions, cosmic strings, domain walls, stiff equation of state, axion inflation, second-order scalar perturbations, primordial black hole binaries, and parity violation. In our analyses, the presence of an astrophysical background produced by compact (black hole and neutron star) binary coalescences throughout the Universe is also considered. We address the implications for various cosmological and high energy physics models based on the obtained parameter constraints. We conclude that LIGO-Virgo data already yield significant constraints on numerous early Universe scenarios. | 我々は、Advanced LIGO O4aデータセットを用いて、初期宇宙の様々な過程によって生成される重力波背景信号を探索し、それ以前のO1、O2、O3（LIGO-Virgo）実験のデータと組み合わせる。 検出可能な信号が存在しないことから、基礎物理学に対する強力な制約が得られる。 我々は、O1-O4aデータから重力波背景エネルギー密度の上限を導出し、初期宇宙における様々な可能性のある過程（一次相転移、宇宙弦、ドメインウォール、スティフな状態方程式、アクシオンインフレーション、二次スカラー摂動、原始ブラックホール連星、パリティ破れ）に関連するパラメータを制約する。 解析では、宇宙全体にわたるコンパクト連星（ブラックホールと中性子星）の合体によって生成される天体物理学的背景の存在も考慮する。 得られたパラメータ制約に基づき、様々な宇宙論および高エネルギー物理学モデルへの示唆を検討する。 LIGO-Virgoのデータはすでに、初期宇宙の多くのシナリオに重要な制約を与えていると結論付けます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Cosmological phase transitions are a frequent phenomenon in particle physics models beyond the Standard Model, and the corresponding gravitational wave signal offers a key probe of new physics in the early Universe. Depending on the underlying microphysics, the transition can exhibit either direct or inverse hydrodynamics, leading to a different phenomenology. Most studies to date have focused on direct transitions, where the cosmic fluid is pushed or dragged by the expanding vacuum bubbles. In contrast, inverse phase transitions are characterized by fluid profiles where the plasma is sucked in by the expanding bubbles. Using the sound shell model, we derive and compare the gravitational wave spectra from sound waves for direct and inverse phase transitions, providing new insights into the potential observable features and the possibility of discriminating among the various fluid solutions in gravitational wave experiments. | 宇宙論的相転移は、標準模型を超える素粒子物理学モデルにおいて頻繁に見られる現象であり、それに対応する重力波信号は、初期宇宙における新たな物理を探る重要な手がかりとなる。 基礎となる微視的物理学に応じて、相転移は直接的または逆的な流体力学を示し、異なる現象論につながる。 これまでの研究のほとんどは、宇宙流体が膨張する真空泡によって押し引きされる直接的相転移に焦点を当ててきた。 対照的に、逆相転移は、膨張する真空泡によってプラズマが吸い込まれる流体プロファイルによって特徴付けられる。 我々は音響殻モデルを用いて、直接的および逆的相転移の音波から重力波スペクトルを導出し、比較する。 これにより、観測可能な潜在的特徴に関する新たな知見が得られ、重力波実験において様々な流体解を区別する可能性が示唆される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a resolution to the longstanding problem of perturbative normalizability in canonical quantum gravity of the Lorentzian Chern-Simons-Kodama (CSK) state with a positive cosmological constant in four dimensions. While the CSK state is an exact solution to the Hamiltonian constraint in the self-dual formulation and semiclassically describes de Sitter spacetime, its physical viability has been questioned due to apparent nonnormalizability and CPT asymmetry. Starting from a nonperturbative holomorphic inner product derived from the reality conditions of the self-dual Ashtekar variables, we show that the linearization, in terms of gravitons, of the CSK state is perturbatively normalizable for super-Planckian cosmological constant. Furthermore, we demonstrate that a rotation in phase space, a generalization of Thiemann's complexifier, can render the full perturbative state normalizable for all $\Lambda$ by analytically continuing the non-convergent modes in phase space. This provides the first concrete realization of a CPT-breaking, yet normalizable, gravitational vacuum state rooted in a nonperturbative quantum gravity framework. Our results establish the CSK state-long thought formal-as a viable candidate for the ground state of quantum gravity in de Sitter space. | 我々は、正の宇宙定数を持つ4次元ロレンツ・チャーン・サイモンズ・コダマ（CSK）状態の正準量子重力における長年の課題である摂動論的正規化可能性の解決策を提案する。 CSK状態は自己双対定式化におけるハミルトン拘束条件の厳密解であり、ド・ジッター時空を半古典的に記述するが、見かけ上の非正規化可能性とCPT非対称性のために、その物理的な実現可能性は疑問視されてきた。 自己双対アシュテカー変数の実在条件から導かれる非摂動論的正則内積から出発し、CSK状態の重力子による線形化が超プランク宇宙定数に対して摂動論的に正規化可能であることを示す。 さらに、位相空間における回転（Thiemannの複素化子の一般化）は、位相空間における非収束モードを解析的に接続することにより、すべての$\Lambda$に対して完全な摂動状態を正規化可能にすることができることを示す。 これは、非摂動論的量子重力理論の枠組みに根ざした、CPTを破りながらも正規化可能な重力真空状態の、初めての具体的な実現である。 我々の結果は、長い間形式的であると考えられてきたCSK状態を、ド・ジッター空間における量子重力の基底状態の有力な候補として確立するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Leveraging the computational framework presented in reference [JHEP 07, 062 (2024)], we evaluate the analytic scattering waveform in General Relativity to second order, $G^3 M^3 /r b^2$ and to all orders in velocity. This new representation of the next-to-leading order waveform is well-suited for numerical evaluation. Integrating the [modulus square of the] waveform over the angles on the celestial sphere, we also compute the power spectrum of the radiation to order $G^4$ numerically. | 文献[JHEP 07, 062 (2024)]で提示された計算フレームワークを活用し、一般相対論における解析的散乱波形を2次、$G^3 M^3 /r b^2$、および速度のすべての次数まで評価します。 この2次次波形の新しい表現は、数値評価に適しています。 波形の[係数の2乗]を天球上の角度にわたって積分することで、$G^4$次までの放射のパワースペクトルも数値的に計算します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The quantum induced stress tensor of 3+1-dimensional Einstein gravity, with conformally coupled matter, is studied in an effective field theory approach. In this context, Riegert's non-local effective action is sufficient to reproduce the trace anomaly in curved spacetime but in general the effective action can include additional non-local but scale invariant terms that influence the semiclassical physics without affecting the trace anomaly. Here, a truncated model, with only one additional term involving the square of the Weyl tensor, is used to find the induced stress tensor in a black hole background. With suitable physical conditions, a solution of the resulting 4th order equations leads, in a static limit, to a unique quantum state matching expected properties of the Unruh state. | 共形結合物質を含む3+1次元アインシュタイン重力の量子誘起応力テンソルを、有効場の理論アプローチを用いて研究する。 この文脈において、リーゲルトの非局所的有効作用は、曲がった時空におけるトレース異常を再現するのに十分であるが、一般に有効作用は、トレース異常に影響を与えずに半古典物理に影響を与える、非局所的だがスケール不変な追加の項を含む可能性がある。 ここでは、ワイルテンソルの2乗を含む1つの追加項のみを含む切断モデルを用いて、ブラックホール背景における誘起応力テンソルを求める。 適切な物理的条件下では、結果として得られる4次方程式の解は、静的極限において、ウンルー状態の期待される特性に一致する唯一の量子状態をもたらす。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Extending the single-angular-momentum case analyzed in our previous work, we investigate the solution-generating technique based on the Breitenlohner-Maison (BM) linear system for asymptotically flat, stationary, bi-axisymmetric black hole solutions with two angular momenta in five-dimensional vacuum Einstein theory. In particular, we construct the monodromy matrix associated with the BM linear system for the doubly rotating Myers-Perry black holes and the Pomeransky-Sen'kov black rings. Conversely, by solving the corresponding Riemann-Hilbert problem using the procedure developed by Katsimpouri et al., we demonstrate that the factorization of the monodromy matrix precisely reproduces these vacuum solutions, thereby reconstructing both geometries. | 前回の研究で解析した単一角運動量の場合を拡張し、5次元真空アインシュタイン理論における2つの角運動量を持つ漸近平坦、定常、二軸対称ブラックホール解に対する、Breitenlohner-Maison(BM)線形系に基づく解生成手法を調査する。 特に、二重回転マイヤーズ-ペリーブラックホールとポメランスキー-センコフブラックリングに対するBM線形系に関連するモノドロミー行列を構築する。 逆に、Katsimpouriらによって開発された手順を用いて対応するリーマン-ヒルベルト問題を解くことにより、モノドロミー行列の因数分解がこれらの真空解を正確に再現し、それによって両方の形状を再構築することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Draining vortices provide a powerful platform for simulating black hole phenomena in tabletop experiments. In realistic fluid systems confined within a finite container, low-frequency waves amplified by the vortex are reflected at the walls, rendering the system unstable. This process, known in the gravitational context as the black hole bomb, manifests as a sloshing motion of the free surface. The analogy, however, becomes more nuanced when a realistic vortex core with a non-singular vorticity distribution is considered. We investigate this by analysing a non-draining Rankine vortex in the shallow-water and inviscid limits. At low circulation, the sloshing corresponds to an instability of the vorticity field, whereas at high circulation where fluid is expelled from the vortex core, the destabilising mechanism coincides with that of the black hole bomb. Our variational framework distinguishes the energetic contributions of vorticity and irrotational perturbations, offering new insight into the rotating-polygons instability reported by, e.g. Jansson et al. (2006). From the analogue-gravity perspective, we identify hollow core vortices as an optimal regime for exploring black-hole-like instabilities in fluids. | 排水渦は、卓上実験でブラックホール現象をシミュレートするための強力なプラットフォームを提供します。 有限容器内に閉じ込められた現実的な流体系では、渦によって増幅された低周波の波が壁で反射し、系を不安定化させます。 このプロセスは、重力の文脈ではブラックホール爆弾として知られており、自由表面のスロッシング運動として現れます。 しかし、特異でない渦度分布を持つ現実的な渦核を考慮すると、このアナロジーはより微妙になります。 私たちは、浅水域および非粘性極限における非排水ランキン渦を解析することで、この点を調査します。 循環が低い場合、スロッシングは渦度場の不安定性に対応しますが、渦核から流体が排出される循環が高い場合、不安定化メカニズムはブラックホール爆弾のメカニズムと一致します。 我々の変分枠組みは、渦度と非回転摂動のエネルギー寄与を区別し、例えばJansson et al. (2006) によって報告された回転多角形不安定性に対する新たな知見を提供する。 アナログ重力の観点から、我々は中空コア渦を、流体中のブラックホール型不安定性を探索するための最適な領域として特定する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We identify curvature decay $|\mathrm{Riem}| \sim r^{-3}$ as a sharp spectral threshold in linearized gravity on asymptotically flat manifolds. For faster decay, the spatial Lichnerowicz operator possesses a purely continuous spectrum $\sigma_{\mathrm{ess}}(L) = [0,\infty)$, corresponding to freely radiating tensor modes. At the inverse-cube rate, compactness fails and zero energy enters $\sigma_{\mathrm{ess}}(L)$, yielding marginally bound, finite-energy configurations that remain spatially extended. These static modes constitute the linear precursors of gravitational memory and soft-graviton phenomena, delineating the geometric boundary between dispersive and infrared behavior. A complementary numerical study of the radial model \[ L_p = -\frac{d^2}{dr^2} + \frac{\ell(\ell+1)}{r^2} + \frac{C}{r^p} \] confirms the analytic scaling law, locating the same transition at $p = 3$. The eigenvalue trends approach the flat-space limit continuously for $p > 3$ and strengthen progressively for $p < 3$, demonstrating a smooth yet sharp spectral transition rather than a discrete confinement regime. The result parallels the critical threshold of the non-Abelian covariant Laplacian~[18], indicating a common $r^{-3}$ scaling that governs the infrared structure of gauge and gravitational fields. | 漸近平坦多様体上の線形重力における鋭いスペクトル閾値として、曲率減衰 $|\mathrm{Riem}| \sim r^{-3}$ を特定する。 より速い減衰に対して、空間リヒネロヴィチ作用素は純粋に連続なスペクトル $\sigma_{\mathrm{ess}}(L) = [0,\infty)$ を持ち、これは自由放射テンソルモードに対応する。 逆立方レートでは、コンパクト性は崩れ、ゼロエネルギーが $\sigma_{\mathrm{ess}}(L)$ に入り、空間的に拡張されたままの、限界的に束縛された有限エネルギー構成が生じる。 これらの静的モードは、重力記憶およびソフト重力子現象の線形前駆現象を構成し、分散挙動と赤外線挙動の間の幾何学的境界を描き出す。 ラジアルモデル \[ L_p = -\frac{d^2}{dr^2} + \frac{\ell(\ell+1)}{r^2} + \frac{C}{r^p} \] の補完的な数値解析的研究は解析的スケーリング則を確認し、$p = 3$ で同じ遷移が見られる。 固有値の傾向は $p > 3$ では平坦空間極限に連続的に近づき、$p < 3$ では次第に強くなり、離散的な閉じ込め領域ではなく、滑らかでありながら鋭いスペクトル遷移を示している。 この結果は、非アーベル共変ラプラシアンの臨界閾値[18]と平行であり、ゲージ場と重力場の赤外構造を支配する共通の $r^{-3}$ スケーリングを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| At linear order we study perturbations to a G\"odel background spacetime which includes expansion in addition to rotation. We investigate the transformation behaviour of these perturbations under gauge transformations and construct gauge invariant quantities. Using the perturbed energy conservation equation we find that there are conserved quantities in Expanding G\"odel (EG) Cosmology, in particular a spatial metric trace perturbation, {\zeta} SMTP , which is conserved on large scales for pressureless dust. We intend to extend our discussion to a perfect fluid matter content with a view to also obtaining conserved quantities in this context. | 線形秩序において、回転に加えて膨張も含むゲーモデル背景時空への摂動を研究する。 ゲージ変換下におけるこれらの摂動の変換挙動を調べ、ゲージ不変量を構築する。 摂動エネルギー保存方程式を用いて、膨張ゲーモデル（EG）宇宙論には保存量、特に空間計量トレース摂動{\zeta} SMTPが存在することを示した。 これは、圧力のないダストに対して大規模スケールで保存される。 我々は、この文脈においても保存量を得ることを目指し、議論を完全流体物質の内容にまで拡張するつもりである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational-wave observations of massive, rapidly spinning binary black holes mergers provide increasing evidence for the dynamical origin of some mergers. Previous studies have interpreted the mergers with primary mass $\gtrsim45\,M_\odot$ as being dominated by hierarchical, second-generation mergers, with rapidly spinning primaries being the products of previous black hole mergers assembled in dense stellar clusters. In this work, we reveal confident evidence of another subpopulation with rapid and isotropic spins at low mass containing the two exceptional events GW241011 and GW241110, consistent with a hierarchical merger hypothesis. Our result suggests the mass distribution of the second-generation black holes is peaked at low primary masses of $\sim16\,M_\odot$ rather than $\gtrsim45\,M_\odot$ in the pair-instability gap. Such low-mass second-generation black holes must be formed from the merger of even lighter first-generation black holes, implying that dense, metal-rich stellar environments contribute to the binary black hole population. By separating the contamination of higher-generation black holes, our result reveals the primary mass distribution of first-generation black holes formed from stellar collapse, which shows a significant dip between $\sim12\,M_\odot$ to $\sim20\,M_\odot$. This may indicate a dearth of black holes due to variation in the core compactness of the progenitor. | 大質量で高速回転する連星ブラックホール合体の重力波観測は、いくつかの合体の力学的起源に関する証拠をますます多く提供している。 これまでの研究では、主質量が$\gtrsim45\,M_\odot$である合体は、階層的な第二世代合体によって支配されており、高速回転する主質量は、高密度の星団に集まった以前のブラックホール合体の産物であると解釈されてきた。 本研究では、階層的合体仮説と整合する、2つの例外的な事象GW241011とGW241110を含む、低質量で高速かつ等方的なスピンを持つ別の亜種族の確固たる証拠を明らかにした。 我々の結果は、対不安定性ギャップにおいて、第二世代ブラックホールの質量分布が$\gtrsim45\,M_\odot$ではなく、低質量$\sim16\,M_\odot$でピークに達することを示唆している。 このような低質量の第二世代ブラックホールは、さらに軽い第一世代ブラックホールの合体によって形成されるはずであり、これは、高密度で金属に富む恒星環境が連星ブラックホールの種族に寄与していることを示唆している。 高世代ブラックホールの混入を分離することにより、我々の結果は、恒星の崩壊によって形成された第一世代ブラックホールの主要な質量分布を明らかにし、$\sim12\,M_\odot$から$\sim20\,M_\odot$の間で顕著な傾斜を示している。 これは、起源となるブラックホールのコアのコンパクトネスの変動により、ブラックホールが不足していることを示している可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a non-perturbative framework for the dynamics of slow-roll inflation that consistently incorporates quantum corrections, based on an alternative functional renormalisation group (RG) approach. We derive the coupled Friedmann-RG flow equations governing the joint evolution of spacetime, the inflaton field, and its effective potential. Applying this formalism to $\alpha$-attractor E-models, we find that the RG flow induces a dynamical destabilisation of the inflationary trajectory, leading to a premature termination of slow roll. Remarkably, the resulting predictions bring $\alpha$-attractors into full agreement with the latest ACT data without introducing new physics beyond a consistent quantum-corrected treatment of the inflaton dynamics. | 我々は、代替汎関数繰り込み群（RG）アプローチに基づき、量子補正を一貫して組み込んだスローロールインフレーションのダイナミクスに対する非摂動的な枠組みを提示する。 時空、インフレーション場、およびその有効ポテンシャルの共同発展を支配する結合フリードマン-RGフロー方程式を導出する。 この形式論を$\alpha$アトラクターEモデルに適用すると、RGフローがインフレーション軌道の動的不安定化を引き起こし、スローロールの早期終了につながることが分かった。 驚くべきことに、得られた予測は、インフレーションダイナミクスの一貫した量子補正された扱いを超える新しい物理を導入することなく、$\alpha$アトラクターを最新のACTデータと完全に一致させる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The papers included in this Focus Point collection are devoted to the studies on the cosmological tensions and challenges stimulated by the latest observational data. The first results of the LARES-2 laser ranging satellite on the high precision testing of the frame-dragging effect predicted by General Relativity are presented. The data on the S-stars monitoring in the Galactic center obtained by GRAVITY collaboration were analysed within the Physics-informed neural network (PINN) approach. The results enabled to probe the role of the cosmological constant, of the dark matter, the star cluster in the core of the Galaxy obtaining an upper limit for the star density. The topics include the conversion of high-frequency relic gravitational waves into photons in cosmological magnetic field, cosmological gravitational waves stochastic background generation through the spontaneous breaking of a global baryon number symmetry, observational predictions of the Starobinsky inflation model and other studies. | このフォーカスポイントコレクションに収録されている論文は、最新の観測データによって刺激された宇宙論的緊張と課題に関する研究に捧げられています。 LARES-2レーザー測距衛星による、一般相対性理論によって予測されたフレーム・ドラッギング効果の高精度検証に関する最初の成果が発表されています。 GRAVITY共同研究によって得られた銀河中心のS型星のモニタリングデータは、物理学に基づくニューラルネットワーク（PINN）アプローチを用いて解析されました。 その結果、宇宙定数、暗黒物質、銀河中心核の星団の役割を探求し、星密度の上限を得ることができました。 研究テーマには、宇宙磁場中での高周波残留重力波の光子への変換、大域的重粒子数対称性の自発的破れによる宇宙重力波の確率的背景生成、スタロビンスキーインフレーションモデルの観測予測、その他の研究が含まれます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The $f(Q,C)$ framework of gravity enables the depiction of an effective dark energy fluid that emerges from geometry itself, thus leading to modifications in the cosmological phenomenology of General Relativity. We pursue this approach to discover new and observationally supported (effective) evolving dark energy models. We propose a general $f(Q,C)$ formulation that cannot be simply split into separate functions of $Q$ and $C$, yet it still results in second-order field equations. By employing a particular type of connection, we derive guidelines for new cosmological models, including a variant of the DGP model that appears to be statistically favored over $\Lambda$CDM. Notably, we also demonstrate how to translate solutions within this $f(Q,C)$ framework to $f(Q)$ counterparts at the background level. | 重力の$f(Q,C)$枠組みは、幾何学自体から生じる有効ダークエネルギー流体の描写を可能にし、一般相対論の宇宙論的現象の修正につながる。 我々はこのアプローチを追求することで、観測的に裏付けられた新しい（有効）進化ダークエネルギーモデルを発見する。 我々は、単純に$Q$と$C$の別々の関数に分割することはできないが、それでも2次の場の方程式をもたらす一般的な$f(Q,C)$定式化を提案する。 特定の種類の接続を用いることで、$\Lambda$CDMよりも統計的に有利と思われるDGPモデルの変種を含む、新しい宇宙論モデルのガイドラインを導出する。 特に、この$f(Q,C)$枠組み内の解を、背景レベルの$f(Q)$対応モデルに変換する方法も示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Born-Infeld electrogravity is defined through a Lagrangian that couples gravity and electromagnetism within a single determinantal structure. The field equations are derived in Palatini's formalism, where the metric, connection, and vector potential are varied independently in the action. As a result, the gravitational sector reduces to Einstein's equations with a torsion-free, metric-compatible connection. The electrodynamic sector, in turn, admits two equivalent interpretations or $pictures$: it can be seen either as a standard Born-Infeld electrodynamics in an effective background geometry, or as an $anomalous$ Born-Infeld electrodynamics in the physical metric. We illustrate the dynamics by analyzing the horizon structure and extremality conditions of spherically symmetric dyonic solutions. A comparison with the Reissner-Nordstr\"{o}m geometry shows that Born-Infeld electrogravity softens but does not eliminate curvature divergences, and geodesic incompleteness persists. | ボルン＝インフェルド電気重力は、重力と電磁気を単一の行列式構造で結合するラグランジアンによって定義される。 場の方程式はパラティーニの形式論で導出され、作用において計量、接続、ベクトルポテンシャルが独立に変化する。 その結果、重力セクターは、ねじれがなく計量に適合する接続を持つアインシュタイン方程式に帰着する。 一方、電気力学セクターには、2つの同等な解釈、すなわち「描像」が存在できる。 すなわち、有効背景幾何学における標準的なボルン＝インフェルド電気力学と見ることも、物理的計量における異常なボルン＝インフェルド電気力学と見ることもできる。 我々は、球対称なダイオン解の地平構造と極値条件を解析することにより、この力学を説明する。 ライスナー・ノルドストル幾何学との比較から、ボルン・インフェルトの電気重力は 曲率発散を緩和するものの、解消することはなく、測地線の不完全性は 残ることがわかります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present general relativistic magnetohydrodynamic simulations of binary neutron star (BNS) mergers, where the collapse of the metastable massive neutron star (MNS) remnant leads to the production of an incipient jet having terminal Lorentz factor and Poynting-flux luminosity compatible with a short gamma-ray burst (GRB). We consider different MNS lifetimes of about 25 and 50 ms, long enough for massive polar outflows to emerge before black hole (BH) formation. The interaction of the following BH-driven jet with such polar outflows, responsible for shock heating and possible electromagnetic signatures, is self-consistently captured for the first time. Exploiting an unprecedentedly low numerical density floor scaling as r^-6, we explore the jet propagation up to distances of ~10^4 km. Comparing the outcome of different MNS lifetimes, we find that the latter, by strongly affecting the propagation environment, plays a major role in determining the final properties of the escaping jet. Finally, we consider a non-collapsing case, where the MNS-driven outflow is found too dense and slow to be compatible with a GRB jet, thus favoring a BH central engine scenario. | 我々は連星中性子星（BNS）合体の一般相対論的磁気流体シミュレーションを提示する。 このシミュレーションでは、準安定大質量中性子星（MNS）残骸の崩壊により、末端ローレンツ因子とポインティングフラックス光度が短時間ガンマ線バースト（GRB）と一致する初期ジェットが生成される。 ブラックホール（BH）形成前に大質量極域アウトフローが発生するのに十分な長さである約25msと50msの異なるMNS寿命を想定する。 衝撃波加熱や電磁波シグネチャーの原因となる、後続のBH駆動ジェットとこのような極域アウトフローとの相互作用が、初めて自己無撞着に捉えられる。 r^-6という前例のない低い数値密度フロアスケーリングを利用し、約10^4 kmの距離までのジェット伝播を調査する。 異なるMNS寿命の結果を比較した結果、後者は伝播環境に強い影響を与えることで、脱出ジェットの最終的な特性を決定する上で重要な役割を果たすことがわかった。 最後に、MNS駆動のアウトフローが密度と速度が高すぎるためGRBジェットと両立せず、BH中心エンジンシナリオを支持する非崩壊ケースを考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This work investigates the temporal distribution of glitches detected by LIGO, focusing on the morphological classification provided by the Gravity Spy project. Starting from the hypothesis that these events follow a Poisson process, we developed a statistical methodology to evaluate the agreement between the empirical distribution of glitches and an ideal Poisson model, using the coefficient of determination ($R^2$) as the main metric. The analysis was applied to real data from the LIGO detectors in Livingston and Hanford throughout the O3 run, as well as to synthetic datasets generated from pure Poisson distributions. The results show that while several morphologies exhibit good agreement with the proposed model, classes such as 1400Ripples, Fast Scattering, and Power Line display significant deviations ($R^2 \leq 0.6$), suggesting that their origins do not strictly follow Poissonian statistics. In some cases, a dependence on the detector or the observing run was also observed. This analysis provides a quantitative basis for distinguishing glitch classes based on their degree of "Poissonness", potentially supporting the development of more effective glitch mitigation strategies in gravitational wave detector data. | 本研究では、LIGOによって検出されたグリッチの時間分布を調査し、Gravity Spyプロジェクトによって提供された形態学的分類に焦点を当てています。 これらのイベントはポアソン過程に従うという仮説に基づき、決定係数（R^2）を主要な指標として、グリッチの経験的分布と理想的なポアソンモデルとの一致を評価する統計的手法を開発しました。 この分析は、O3ラン全体を通じてリビングストンとハンフォードのLIGO検出器から得られた実際のデータと、純粋なポアソン分布から生成された合成データセットに適用されました。 結果は、いくつかの形態が提案モデルと良好な一致を示す一方で、1400Ripples、Fast Scattering、Power Lineなどのクラスは大きな偏差（R^2 \leq 0.6）を示し、その起源が厳密にポアソン統計に従わないことを示唆しています。 いくつかのケースでは、検出器や観測実行への依存性も観測されました。 この解析は、グリッチのクラスを「ポアソン性」の度合いに基づいて区別するための定量的な根拠を提供し、重力波検出器データにおけるより効果的なグリッチ軽減戦略の開発を支援する可能性があります。 |
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| Effective models inspired by loop quantum gravity typically resolve the central singularity by replacing it with a bounce of the matter density in the Planckian regime. In the specific model analyzed here, this bounce is generally followed by the formation of shell-crossing singularities. The purpose of this work is to provide a physically meaningful extension of spacetime beyond the shell-crossing singularity. To this end, we derive the dynamics of a dust thin shell within the effective Hamiltonian framework. The motion of the shell remains timelike throughout: after undergoing a quantum-gravitational bounce, it expands and eventually emerges from the white-hole vacuum region. | ループ量子重力に着想を得た有効モデルは、通常、中心特異点をプランク領域における物質密度の跳ね返りに置き換えることで解決します。 ここで解析した特定のモデルでは、この跳ね返りの後に、一般的に殻交差特異点が形成されます。 本研究の目的は、殻交差特異点を超えた物理的に意味のある時空の拡張を提供することです。 この目的のために、有効ハミルトニアンの枠組みの中で、ダストの薄い殻のダイナミクスを導出します。 殻の運動は、全体を通して時間的であり、量子重力の跳ね返りを経験した後、膨張し、最終的にはホワイトホール真空領域から脱出します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present simulations of the Einstein-Maxwell-Klein-Gordon system on compactified hyperboloidal slices. To the best of our knowledge, this is the first time that this setup is evolved with a common formulation like BSSN/Z4. Hyperboloidal slices smoothly reach future null infinity, the only location in spacetime where radiation (such as gravitational waves) is unambiguously defined. We are thus able to reach null infinity and extract signals there. We showcase the capabilities of our implementation in spherical symmetry with the evolution of a charged scalar field perturbing a regular spacetime and near an electrically charged black hole. We also present the collapse of a charged scalar field into a Reissner-N\"ordstrom black hole. | 我々は、コンパクト化された双曲面スライス上のアインシュタイン-マクスウェル-クライン-ゴルドン系のシミュレーションを提示する。 我々の知る限り、この設定がBSSN/Z4のような共通の定式化を用いて展開されるのはこれが初めてである。 双曲面スライスは、未来のヌル無限大に滑らかに到達する。 これは、時空において放射（重力波など）が明確に定義される唯一の位置である。 したがって、我々はヌル無限大に到達し、そこから信号を抽出することができる。 我々は、球対称性における実装の能力を、通常の時空を摂動させる荷電スカラー場の展開と、電荷を持つブラックホール近傍で示す。 また、荷電スカラー場がライスナー-ノルトストロームブラックホールに崩壊する様子も示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Quasinormal modes and power-law late-time decay tails of a charged scalar field in a charged black hole background have been studied, but never in the fully non-linear regime, as far as we know. In this paper, we study the dependence of these properties on the charges of scalar field and black hole. For the quasinormal modes, a fit of the spherical fundamental mode is shown for the purely uncharged case and compared to the charged one. We also see for the first time the transition from gravitational decay to pure electromagnetic decay, and show disagreement with the oscillation frequency between real and imaginary parts of the scalar field prescribed in the literature. Full non-linear evolutions of hyperboloidal slices in spherical symmetry were used to obtain our results, allowing for the extraction of signals at future null infinity. | 荷電ブラックホール背景における荷電スカラー場の準正規モードとべき乗則後期減衰テールはこれまで研究されてきたが、我々の知る限り、完全な非線形領域での研究はこれまで行われてこなかった。 本論文では、これらの特性がスカラー場とブラックホールの荷電に依存するかどうかを研究する。 準正規モードについては、純粋に荷電されていないケースに対する球面基本モードの近似を示し、荷電されている場合と比較する。 また、重力崩壊から純粋な電磁崩壊への遷移を初めて観測し、文献で規定されているスカラー場の実部と虚部の間の振動周波数との不一致を示す。 本結果を得るために、球対称の双曲面スライスの完全な非線形発展を用い、将来のヌル無限大における信号の抽出を可能にした。 |
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| By resolving the Riemann curvature into electric and magnetic parts, Einstein's equation can accordingly be written in terms of electric (active and passive) and magnetic parts. The electrogravity duality is defined by the interchange of active and passive parts. It turns out that in static and stationary spacetimes, there is a subset of the equations (that identifies the effective vacuum equation) that is sufficient to yield the vacuum solution. In spherically symmetric spacetime, the electrograv dual of the effective equation solves to give the Schwarzschild black hole with a global monopole. Interestingly, this is not so for axial symmetry, where the Kerr vacuum solution turns out to be electrograv self-dual. However, in the asymptotic limit where the effect of rotation dies out, the situation reverts to the static case, admitting a global monopole. This is also what follows when we apply the Newman-Janis transformation to the static black hole with a global monopole. | リーマン曲率を電気部分と磁気部分に分解することにより、 アインシュタイン方程式は電気部分（能動部分と受動部分）と磁気部分で記述できます。 電気重力双対性は、能動部分と受動部分の交換によって定義されます。 静的および定常時空においては、真空解を得るのに十分な方程式のサブセット（有効真空方程式を特定するもの）が存在することがわかります。 球対称時空においては、有効方程式の電気重力双対は、グローバルモノポールを持つシュワルツシルトブラックホールを与えます。 興味深いことに、軸対称の場合はそうではなく、カー真空解は電気重力自己双対になります。 しかし、回転の効果がなくなる漸近極限では、状況は静的な場合に戻り、グローバルモノポールを許容します。 これは、ニューマン・ジャニス変換を グローバルモノポールを持つ静的ブラックホールに適用した場合にも 得られる結果です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Pulsar Timing Array (PTA) projects have reported various lines of evidence suggesting the presence of a stochastic gravitational wave (GW) background in their data. One key line of evidence involves a detection statistic sensitive to inter-pulsar correlations, such as those induced by GWs. A $p$-value is then calculated to assess how unlikely it is for the observed signal to arise under the null hypothesis $H_0$, purely by chance. However, PTAs cannot empirically draw samples from $H_0$. As a workaround, various techniques are used in the literature to approximate $p$-values under $H_0$. One such technique, which has been heralded as a model-independent method, is the use of "scrambling" transformations that modify the data to cancel out pulsar correlations, thereby simulating realizations from $H_0$. In this work, scrambling methods and the detection statistic are investigated from first principles. The $p$-value methodology that is discussed is general, but the discussions regarding a specific detection statistic apply to the detection of a stochastic background of gravitational waves with PTAs. All methods in the literature to calculate $p$-values for such a detection statistic are rigorously analyzed, and many analytical expressions are derived. All this leads to the conclusion that scrambling methods are not model-independent and thus not completely empirical. Rigorous Bayesian and Frequentist $p$-value calculation methods are advocated, the evaluation of which depend on the generalized $\chi^2$ distribution. This view is consistent with the posterior predictive $p$-value approach that is already in the literature. Efficient expressions are derived to evaluate the generalized $\chi^2$ distribution of the detection statistic on real data. It is highlighted that no Frequentist $p$-values have been calculated correctly in the PTA literature to date. | パルサータイミングアレイ（PTA）プロジェクトは、データ中に確率的な重力波（GW）背景が存在することを示唆する様々な証拠を報告しています。 重要な証拠の一つは、重力波によって引き起こされるようなパルサー間相関に敏感な検出統計量です。 そして、観測された信号が帰無仮説H_0のもとで、純粋に偶然に発生する可能性がどれほど低いかを評価するために、p値が計算されます。 しかし、PTAは経験的にH_0からサンプルを抽出することはできません。 回避策として、文献ではH_0のもとでのp値を近似するための様々な手法が用いられています。 モデルに依存しない手法として注目されているそのような手法の一つは、「スクランブリング」変換を用いることで、パルサー相関を打ち消すようにデータを変更し、H_0からの実現値をシミュレートするものです。 本研究では、スクランブリング法と検出統計量を第一原理から検討する。 ここで議論するp値手法は一般的なものであるが、特定の検出統計量に関する議論は、PTAを用いた重力波の確率的背景検出に適用される。 このような検出統計量のp値を計算する文献のすべての手法は厳密に分析され、多くの解析式が導出される。 これらすべてから、スクランブリング法はモデル独立ではなく、したがって完全に経験的ではないという結論に至る。 厳密なベイズ的および頻度論的p値計算法が提唱されており、その評価は一般化$\chi^2$分布に依存する。 この見解は、文献に既に存在する事後予測p値アプローチと整合している。 実データにおける検出統計量の一般化$\chi^2$分布を評価するための効率的な式が導出される。 これまでのPTA文献では、頻度主義的なp値が正しく計算されていないことが強調されています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The dual formulations of an infinite tower of tree-level soft theorems in asymptotically flat spacetimes for scattering amplitudes in the standard energy-momentum basis and for correlators of a 2D celestial conformal field theory imply a correspondence between the celestial operator product expansion (OPE) and the higher spin charge bracket. We apply such correspondence to provide first a prescription to solve the double-soft limit ambiguity in the mixed-helicity sector of celestial OPEs. Furthermore, demanding the charge OPE/bracket correspondence to remain valid when operators are shadow transformed, we construct an algorithm to compute shadow celestial OPEs. We first test the algorithm by recovering results in the previous literature involving the celestial energy-momentum tensor; we then apply it to both gravity and Yang-Mills theory and generalize the OPE derivation to arbitrary spins. | 標準的なエネルギー運動量基底における散乱振幅と2次元天体共形場理論の相関関数に対する漸近平坦時空における無限のツリーレベルソフト定理の塔の双対的な定式化は、天体演算子積展開(OPE)と高次スピン電荷ブラケットとの間の対応関係を意味する。 我々はこの対応関係を適用し、まず天体OPEの混合ヘリシティセクターにおける二重ソフト極限の曖昧性を解くための処方箋を提供する。 さらに、演算子がシャドウ変換された場合でも電荷OPE/ブラケット対応が妥当であることを要求し、シャドウ天体OPEを計算するアルゴリズムを構築する。 まず、天体エネルギー運動量テンソルを含む先行文献の結果を復元することによりこのアルゴリズムをテストし、次にそれを重力とヤン＝ミルズ理論の両方に適用し、OPE導出を任意のスピンに一般化する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a fully covariant and gauge-invariant analysis of linear cosmological perturbations in Energy-Momentum Squared Gravity. Working within the 1+3 formalism, we derive the exact propagation equations for scalar, vector, and tensor modes on FLRW backgrounds, in the case of radiation and dust. Two representative subclasses are examined in detail, in which non-linearity enters through $\mathcal{O}(\eta\rho^2)$ corrections or modifications in the equation-of-state parameter and the sound speed. For scalar perturbations, the density contrast can be enhanced or reduced relative to General Relativity, depending on the coupling parameter and the wavelength regime. A similar behaviour occurs for vector modes, allowing for a non-trivial vorticity at early-times. Tensor modes, described by the magnetic part of the Weyl tensor and the shear tensor propagate as damped waves with slowly varying effective masses. All sectors reduce continuously to their GR limits as $\eta\!\to\!0$. The framework isolates robust signatures - early-time scalar tilts, tensor damping shifts, and altered vorticity decay - that can be confronted with CMB and large-scale-structure observations to constrain these theories of gravity. | エネルギー運動量二乗重力における線形宇宙論的摂動の完全共変かつゲージ不変な解析を提示する。 1+3形式を用いて、FLRW背景におけるスカラー、ベクトル、テンソルモードの正確な伝播方程式を、放射線およびダストの場合について導出する。 2つの代表的なサブクラスを詳細に検討し、状態方程式パラメータと音速の$\mathcal{O}(\eta\rho^2)$補正または修正によって非線形性が導入される。 スカラー摂動の場合、結合パラメータと波長領域に依存して、一般相対論と比較して密度コントラストが増大または減少する。 同様の挙動がベクトルモードでも起こり、初期段階では非自明な渦度が許容される。 テンソルモードは、ワイルテンソルの磁気部分とシアーテンソルによって記述され、有効質量がゆっくりと変化する減衰波として伝播します。 すべてのセクターは、$\eta\!\to\!0$ のとき、一般相対論的極限まで連続的に縮小します。 この枠組みは、初期のスカラー傾斜、テンソル減衰シフト、そして渦度減衰の変化といった、CMBや大規模構造観測によってこれらの重力理論に制約を加えることができるロバストなシグネチャーを分離します。 |
| 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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| We introduce and study a new solution describing a static, spherically symmetric and electrically charged black hole embedded in a charged quintessence fluid, which corresponds to an electric generalization of the Kiselev geometry. We derive the effective potential and analyze the various types of orbits followed by charged particles. A special attention is given to circular orbits and their stability. We found that for uncharged particles the periapsis shifts for bounded orbits is always prograde. However, for charged test particles the periapsis shifts can become retrograde in some cases. | 我々は、荷電したクインテッセンス流体に埋め込まれた静的、球対称、かつ荷電したブラックホールを記述する新しい解を導入し、研究する。 これはキセレフ幾何学の電気的一般化に対応する。 有効ポテンシャルを導出し、荷電粒子がたどる様々な軌道を解析する。 特に円軌道とその安定性に注目する。 荷電粒子の場合、境界軌道の近点シフトは常に順行性である。 しかし、荷電テスト粒子の場合、近点シフトは場合によっては逆行性になることがある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider detailed cosmological tests of dark energy models obtained from the general conformal transformation of the Kropina metric, representing an $(\alpha,\beta)$-type Finslerian geometry. In particular, we restrict our analysis to the osculating Barthel Kropina geometry. The Kropina metric function is defined as the ratio of the square of a Riemannian metric $\alpha$ and of the one-form $\beta$. In this framework, we also consider the role of the conformal transformations of the metric, which allows us to introduce a family of conformal Barthel-Kropina theories in an osculating geometry. The models obtained in this way are described by second-order field equations, in the presence of an effective scalar field induced by the conformal factor. The generalized Friedmann equations of the model are obtained by adopting for the Riemannian metric $\alpha$ the Friedmann Lemaitre Robertson Walker representation. In order to close the cosmological field equations, we assume a specific relationship between the component of the one-form $\beta$ and the conformal factor. With this assumption, the cosmological evolution is determined by the initial conditions of the scalar field and a single free parameter $\gamma$ of the model. The conformal Barthel Kropina cosmological models are compared against several observational datasets, including Cosmic Chronometers, Type Ia Supernovae, and Baryon Acoustic Oscillations, using a Markov Chain Monte Carlo (MCMC) analysis, which allows the determination of $\gamma$. A comparison with the predictions of standard $\Lambda$CDM model is also performed. {Our results indicate that the conformal osculating Barthel Kropina model can be considered as a successful, and simple, alternative to standard cosmological models. | 我々は、クロピナ計量の一般的な共形変換から得られるダークエネルギー模型の詳細な宇宙論的検証を考察する。 この計量は、$(\alpha,\beta)$型フィンスラー幾何学を表す。 特に、解析を接触型バーテル・クロピナ幾何学に限定する。 クロピナ計量関数は、リーマン計量$\alpha$の2乗と1形式$\beta$の2乗の比として定義される。 この枠組みにおいて、我々は計量の共形変換の役割も考察する。 これにより、接触型幾何学において共形バーテル・クロピナ理論の族を導入することが可能になる。 このようにして得られた模型は、共形因子によって誘起される有効スカラー場の存在下で、2階の場の方程式によって記述される。 このモデルの一般化フリードマン方程式は、リーマン計量$\alpha$にフリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー表現を採用することによって得られる。 宇宙論的場の方程式を閉じるために、一形式$\beta$の成分と共形因子との間に特定の関係を仮定する。 この仮定の下で、宇宙論的進化は、スカラー場の初期条件とモデルの単一の自由パラメータ$\gamma$によって決定される。 共形Barthel Kropina宇宙論モデルは、マルコフ連鎖モンテカルロ(MCMC)解析を用いて、宇宙クロノメーター、Ia型超新星、重粒子音響振動などの複数の観測データセットと比較され、$\gamma$の決定が可能となる。 また、標準的な$\Lambda$CDMモデルの予測との比較も行われる。 {我々の研究結果は、共形接触型バーテル・クロピナモデルが、標準的な宇宙論モデルに代わる、成功し、かつシンプルなモデルであると考えられることを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop a fully relativistic approach for determining the frequency-dependent tidal response of a compact star. The strategy involves matching the solution for the linearised fluid dynamics in the star's interior to the spacetime perturbations in the near-zone surrounding the body, along with an identification of the tidal driving and the star's response. Notably, this identification is exact in Newtonian gravity and we provide strong evidence that it remains robust also in the relativistic case. The argument does not involve a sum over the star's quasinormal modes and hence circumvents one of the obstacles that have held up the development of models for relativistic tides. Numerical results are provided, at the proof-of-principle level, for a realistic matter equation of state from the BSk family, including composition stratification leading to the presence of low-frequency gravity modes. We also sketch the connection with the field-theory inspired approach to the problem, in which the tidal response is expressed in terms of asymptotic scattering amplitudes. | 我々は、コンパクト星の周波数依存の潮汐応答を決定するための完全な相対論的アプローチを開発した。 この戦略は、星内部の線形化流体力学の解を、星を取り囲む近傍領域における時空摂動と整合させ、潮汐駆動と星の応答を同定することを含む。 注目すべきは、この同定はニュートン重力において正確であり、相対論的な場合でもロバスト性を維持するという強力な証拠を示したことである。 この議論は星の準基準モードの和を伴わないため、相対論的潮汐のモデル開発を阻んできた障害の一つを回避する。 BSkファミリーの現実的な物質状態方程式について、低周波数重力モードの存在につながる組成成層を含め、原理証明レベルの数値結果が提供される。 また、潮汐応答を漸近散乱振幅で表現する、場の理論に着想を得たこの問題へのアプローチとの関連についても概説する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we study two potentials, the single-field and the two-field, from the modified ($R+\gamma R^n$) gravity in D=8 dimensions. From those potentials, we calculate four observable quantities in inflation, including scalar-to-tensor ratio, spectral index, running index and scalar amplitude. Then, we compare them to the experimental data to verify the righteousness of the models. Last but not least, de Sitter conjectures are brought up with these two potentials to investigate that it is possible or not the theory lay in the Landscape of quantum gravity. | 本研究では、D=8次元の修正($R+\gamma R^n$)重力から、単一場ポテンシャルと二場ポテンシャルという2つのポテンシャルを研究する。 これらのポテンシャルから、インフレーションにおける4つの観測量、すなわちスカラー・テンソル比、スペクトル指数、ランニング指数、スカラー振幅を計算する。 次に、それらを実験データと比較し、モデルの妥当性を検証する。 最後に、これらの2つのポテンシャルを用いてド・ジッター予想を提示し、この理論が量子重力のランドスケープに収束する可能性の有無を検討する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In curved space-time, a scalar field $\phi$ is generically expected to couple to curvature, via a coupling of the form $\xi\phi^2R$. Yet in the study of Hawking emission from regular black holes (RBHs), where scalar fields are often introduced as simple probes of the geometry, and the Ricci scalar is generically non-zero, this non-minimal coupling is almost always ignored. We revisit this assumption by studying scalar Hawking emission from four representative RBHs (the Bardeen, Hayward, Simpson-Visser, and D'Ambrosio-Rovelli space-times), within two benchmark cases: the conformal case $\xi=1/6$, and a large negative value $\xi=-10^4$ motivated by Higgs inflation. We compute the graybody factors and emission spectra, showing that the latter can be either enhanced or suppressed, even by several orders of magnitude. A crucial role is played by the sign of the term $\xi fR$, with $f(r)=-g_{tt}$ in Schwarzschild-like coordinates, as it determines whether the non-minimal coupling suppresses or enhances the geometric potential barrier. For the D'Ambrosio-Rovelli case with large negative $\xi$, the low-energy emission spectrum is enhanced by up to five orders of magnitude, since $\xi fR<0$ throughout the space-time, leading to a deep potential well which broadens the transmissive window. The deviations we find can be particularly relevant in the case where primordial RBHs are dark matter candidates, given the impact of the non-minimal coupling on their evaporation history. | 曲がった時空では、スカラー場 $\phi$ は一般に $\xi\phi^2R$ の形の結合を介して曲率と結合すると予想される。 しかし、通常のブラックホール（RBH）からのホーキング放射の研究では、スカラー場はしばしば幾何学の単純なプローブとして導入され、リッチスカラーは一般にゼロではないため、この非最小結合はほとんど常に無視される。 我々は、4つの代表的なRBH（バーディーン時空、ヘイワード時空、シンプソン・ヴィッサー時空、ダンブロジオ・ロヴェッリ時空）からのスカラーホーキング放射を、2つのベンチマークケース、すなわち共形ケース $\xi=1/6$ と、ヒッグスインフレーションに起因する大きな負の値 $\xi=-10^4$ について研究することで、この仮定を再検証する。 我々はグレイボディ因子と発光スペクトルを計算し、後者は数桁も増大または抑制される可能性があることを示した。 シュワルツシルト型座標系における$\xi fR$項（$f(r)=-g_{tt}$）の符号は、非極小結合が幾何学的ポテンシャル障壁を抑制するか増大させるかを決定するため、重要な役割を果たしている。 大きな負の$\xi$を持つダンブロジオ-ロヴェッリの場合、低エネルギー発光スペクトルは最大5桁増大する。 これは、時空全体にわたって$\xi fR<0$であるためであり、透過窓を広げる深いポテンシャル井戸につながる。 我々が発見した偏差は、非極小結合が蒸発履歴に与える影響を考えると、原始RBHが暗黒物質の候補である場合に特に重要となる可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Lorentz invariance violation (LIV) predicted by some quantum gravity theories would manifest as an energy-dependent speed of light, which may potentially distort the observed temporal profile of photons from astrophysical sources at cosmological distances. The dispersion cancellation (DisCan) algorithm offers a powerful methodology for investigating such effects by employing quantities such as Shannon entropy, which reflects the initial temporal characteristics. In this study, we apply the DisCan algorithm to search for LIV effects in the LHAASO observations of GRB 221009A, combining data from both the WCDA and KM2A detectors that collectively span an energy range of $\sim 0.2-13$ TeV. Our analysis accounts for the uncertainties from both energy resolution and temporal binning. We derive $95\%$ confidence level lower limits on the LIV energy scale of $E_{\rm{QG}}/10^{19}~\text{GeV}>21.1$ (13.8) for the first-order subluminal (superluminal) scenario, and $E_{\rm{QG}}/10^{11}~\text{GeV}> 14.9$ (13.7) for the second-order subluminal (superluminal) scenario. | いくつかの量子重力理論によって予測されるローレンツ不変性の破れ（LIV）は、エネルギーに依存する光速度として現れ、宇宙論的距離にある天体物理学的源からの光子の観測される時間プロファイルを歪める可能性があります。 分散キャンセル（DisCan）アルゴリズムは、初期の時間特性を反映するシャノンエントロピーなどの量を用いることで、このような効果を調査するための強力な手法を提供します。 本研究では、DisCanアルゴリズムを適用し、GRB 221009AのLHAASO観測におけるLIV効果を探索します。 WCDA検出器とKM2A検出器の両方のデータを組み合わせ、合計で0.2-13 TeVのエネルギー範囲をカバーします。 本解析では、エネルギー分解能と時間ビニングの両方に起因する不確実性を考慮しています。 我々は、LIVエネルギースケールの下限として、第1次サブルミナール（超光速）シナリオでは$E_{\rm{QG}}/10^{19}~\text{GeV}>21.1$ (13.8)、第2次サブルミナール（超光速）シナリオでは$E_{\rm{QG}}/10^{11}~\text{GeV}>14.9$ (13.7)を$95\%$信頼水準で導出した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We provide a concrete link between celestial amplitudes and cosmological correlators. We first construct a map from quantum field theories (QFTs) in $(D+2)$-dimensional Euclidean space to theories on the $(D+1)$-dimensional sphere, through a Weyl rescaling and a Fourier transformation. An analytic continuation extends this map to a relation between QFTs in Minkowski spacetime $\text{M}_{D+2}$ and in de Sitter spacetime $\text{dS}_{D+1}$ with the Bunch-Davies vacuum. Combining this relation with celestial holography, we show that the extrapolated operators in de Sitter space can be represented by operators on the celestial sphere $S^{D}$. Our framework offers a systematic route to transfer computational techniques and physical insights between celestial holography and the dS/CFT correspondence. | 我々は天体振幅と宇宙論的相関子との間の具体的な関係を提示する。 まず、$(D+2)$次元ユークリッド空間における量子場理論（QFT）から$(D+1)$次元球面上の理論への写像を、ワイル再スケーリングとフーリエ変換を用いて構築する。 解析接続により、この写像はミンコフスキー時空$\text{M}_{D+2}$とド・ジッター時空$\text{dS}_{D+1}$におけるQFTとバンチ・デイヴィス真空との関係へと拡張される。 この関係を天体ホログラフィーと組み合わせることで、ド・ジッター空間における外挿演算子が天球$S^{D}$上の演算子で表現できることを示す。 我々の枠組みは、天体ホログラフィーとdS/CFT対応の間で計算手法と物理的知見を移転するための体系的な方法を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We obtain generally covariant operator-valued geodesic equations on a pseudo-Riemannian manifold $M$ as part of the construction of quantum geodesics on the algebra $D(M)$ of differential operators. Geodesic motion arises here as an associativity condition for a certain form of first order differential calculus on this algebra in the presence of curvature. The corresponding Schr\"odinger picture has wave functions on spacetime and proper time evolution by the Klein-Gordon operator, with stationary modes being solutions of the Klein-Gordon equation. As an application, we describe gravatom solutions of the Klein-Gordon equations around a Schwarzschild black hole, i.e. gravitationally bound states which far from the event horizon resemble atomic states with the black hole in the role of the nucleus. The spatial eigenfunctions exhibit probability density banding as for higher orbital modes of an ordinary atom, but of a fractal nature approaching the horizon. | 擬リーマン多様体$M$上の一般共変な作用素値測地線方程式を、微分作用素の代数$D(M)$上の量子測地線の構成の一部として得る。 ここで測地線運動は、曲率が存在する場合のこの代数上のある種の一階微分計算に対する結合性条件として生じる。 対応するシュレーディンガー描像は、時空上の波動関数とクライン・ゴルドン作用素による固有時間発展を持ち、定常モードはクライン・ゴルドン方程式の解となる。 応用として、シュワルツシルトブラックホールの周りのクライン・ゴルドン方程式の重力原子解、すなわち事象の地平線から遠く離れた重力束縛状態、すなわちブラックホールを原子核とする原子状態に類似する状態を記述する。 空間固有関数は、通常の原子の高次軌道モードと同様に確率密度帯を示すが、事象の地平線に近づくにつれてフラクタル性を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| String geometry theory is one of the candidates of the non-perturbative formulation of string theory. In this paper, in the bosonic closed sector of string geometry theory, we completely identify the perturbative vacua, which include general string backgrounds in bosonic closed string theory. From fluctuations around these configurations, we derive the path-integrals of perturbative strings on the string backgrounds up to any order. | 弦幾何学理論は、弦理論の非摂動論的定式化の候補の一つである。 本論文では、弦幾何学理論のボゾン閉セクターにおいて、ボゾン閉弦理論における一般的な弦背景を含む摂動真空を完全に同定する。 これらの配置の周りの揺らぎから、弦背景上の摂動弦の経路積分を任意の次数まで導出する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Using general relativistic radiative transfer (GRRT) simulations, we investigate the bright ring features and polarization structures in images of the Kerr-Sen black hole associated with Sgr A*, as illuminated by 230 GHz thermal synchrotron emission from radiatively inefficient accretion flows (RIAF). Our findings reveal that an increase in the dilaton parameter leads to a shrinking of the bright ring, accompanied by enhancements in both its width and brightness. As the disk thickness grows, the bright ring's diameter and width both decrease. The brightness enhancement induced by the disk thickness is less prominent than that driven by the dilaton parameter. Comparing with the Event Horizon Telescope (EHT) observational data of SgrA*, we present the allowed ranges of black hole parameters, and find that effects of the disk thickness on the allowed parameter space are more strong than those of the observer's inclination. Furthermore, we analyze the coefficient $\beta_2$ to probe the polarization structure of the black hole images, and reveal that effects of the disk thickness on $\beta_2$ are much weaker than those from the dilaton parameter. | 一般相対論的放射伝達（GRRT）シミュレーションを用いて、Sgr A*に関連するKerr-Senブラックホールの画像における明るいリングの特徴と偏光構造を、放射非効率降着流（RIAF）からの230GHz熱シンクロトロン放射によって照らされた状態で調査しました。 調査結果から、ディラトンパラメータの増加は明るいリングの縮小を招き、幅と明るさの両方が増加することが明らかになりました。 ディスクの厚さが増加すると、明るいリングの直径と幅はともに減少します。 ディスクの厚さによって引き起こされる明るさの増加は、ディラトンパラメータによって引き起こされる明るさの増加ほど顕著ではありません。 SgrA*のイベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）観測データと比較することで、ブラックホールパラメータの許容範囲を示し、許容パラメータ空間におけるディスクの厚さの影響は、観測者の傾斜角の影響よりも強いことがわかりました。 さらに、係数$\beta_2$を解析してブラックホール像の偏光構造を調べ、 円盤の厚さが$\beta_2$に与える影響は、ディラトンパラメータの影響よりもはるかに弱いことを明らかにした。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The spontaneous breaking of a discrete symmetry can lead to the formation of domain walls in the early Universe. In this work, we explore the impact of bias directions on the dynamics of $Z_N$ domain walls, mainly focusing on the $N = 3$ model with a biased potential. Utilizing the Press-Ryden-Spergel method, we numerically investigate the dynamics of domain walls with lattice simulations. We find notable differences in the dynamics of domain walls due to bias directions. Our results indicate that the annihilation time depends not only on the vacuum energy difference $\delta V$ but also on bias directions described by the relative potential difference $ \zeta $. | 離散対称性の自発的破れは、初期宇宙において磁壁の形成につながる可能性がある。 本研究では、バイアス方向が$Z_N$磁壁のダイナミクスに与える影響を、主にバイアスポテンシャルを持つ$N = 3$モデルに焦点を当てて調査する。 Press-Ryden-Spergel法を用いて、格子シミュレーションにより磁壁のダイナミクスを数値的に調査する。 バイアス方向によって磁壁のダイナミクスに顕著な違いが生じることを明らかにした。 結果は、消滅時間が真空エネルギー差$\delta V$だけでなく、相対ポテンシャル差$\zeta $によって記述されるバイアス方向にも依存することを示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we utilize the ray-tracing method to conduct an in-depth study of the observational images of asymmetric thin-shell wormholes in the Kalb-Ramond field. Initially, we calculate the null geodesics and effective potential energy of ATSW, and investigate the variations in the photon sphere radius and critical impact parameter under different values of charge $Q$ and Lorentz-violating parameter $l$. Based on these calculations, we determine the photon deflection angles and trajectories within this space-time structure. Specifically, depending on the photon impact parameters, the photon trajectories can be categorized into three types. By using a thin accretion disk as the sole background light source and incorporating two classical observational radiation models, we find that under conditions of equal mass $M$, charge quantity $Q$, and Lorentz-violation parameter $l$, the asymmetric thin-shell wormhole exhibits unique observational features such as additional lensing rings and photon ring clusters. Furthermore, distinct from black holes, as the charge quantity $Q$ and the Lorentz-violation parameter $l$ increase, the coverage area of the specific additional halo also expands correspondingly. | 本論文では、光線追跡法を用いて、カルブ・ラモンド場における非対称薄殻ワームホールの観測画像を詳細に研究する。 まず、ATSWのヌル測地線と有効ポテンシャルエネルギーを計算し、電荷$Q$とローレンツ破れパラメータ$l$の値を変えた場合の光子球半径と臨界衝突パラメータの変化を調べる。 これらの計算に基づいて、この時空構造内における光子の偏向角と軌道を決定する。 具体的には、光子の衝突パラメータに応じて、光子の軌道は3つのタイプに分類できる。 薄い降着円盤を唯一の背景光源として用い、2つの古典的な観測放射モデルを組み込むことで、質量$M$、電荷量$Q$、ローレンツ破れパラメータ$l$が等しい条件下では、非対称な薄い殻のワームホールは、追加のレンズリングや光子リングクラスターなどの独特な観測的特徴を示すことがわかった。 さらに、ブラックホールとは異なり、電荷量$Q$とローレンツ破れパラメータ$l$が増加すると、特定の追加ハローの被覆領域もそれに応じて拡大する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The two-parameter inhomogeneous and time-dependent Pimentel solution of Brans-Dicke theory is analyzed to probe the new thermal view in which General Relativity is the zero-temperature (equilibrium) state of scalar-tensor gravity. As the parameters vary, we uncover phenomenology not found before with other exact solutions, nor contemplated thus far in the general theory. In the process, we also discuss the anomalous limit to General Relativity of the Pimentel geometry and show how the Mars solution of the Einstein equations is its Einstein frame version. | ブランス・ディッケ理論の2パラメータ非同次かつ時間依存のピメンテル解を解析し、一般相対論がスカラー・テンソル重力の零温度（平衡）状態であるという新しい熱的視点を探る。 パラメータが変化するにつれて、これまで他の厳密解では見つからなかった現象、そして一般理論でもこれまで考察されていなかった現象が明らかになる。 その過程で、ピメンテル幾何学の一般相対論に対する異常極限についても議論し、アインシュタイン方程式の火星解がどのようにしてそのアインシュタイン座標系版となるかを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We revisit the one-parameter generalization of the C-metric derived by Ernst, which solves the vacuum Einstein equations. Resolving conflicting claims in the literature, we determine the correct value of the parameter that ensures the regularity of the metric on the axis. This "regularized C-metric" describes a pair of accelerating black holes without the line source present in the original C-metric. Additionally, this generalization changes the Petrov type from D to I. We use the Gauss-Bonnet theorem to analyze the nodal singularities, the line source, and their relation to the horizon topology. Both the black hole and acceleration horizons are found to be embeddable in $\mathrm{E}^3$. We examine various geometric and asymptotic properties in detail using several coordinate systems and construct the corresponding 2D and 3D conformal diagrams. This process is more involved than for the original C-metric due to the presence of the exponential factors. These exponential factors also introduce curvature singularities at infinity, which obstructs asymptotic flatness. Contrary to Bonnor's expectation, we demonstrate why Bondi's algorithm for obtaining the standard Bondi form fails for the C-metric, despite its asymptotic flatness. We also show that Ernst's solution-generating prescription in boost-rotation symmetric coordinates is a symmetry of the wave equation. | エルンストによって導かれたC計量の1パラメータ一般化を再検討する。 これは真空アインシュタイン方程式を解く。 文献における矛盾する主張を解決し、軸上の計量の正則性を保証するパラメータの正しい値を決定する。 この「正則化C計量」は、元のC計量には存在しない線源を持たない加速ブラックホールのペアを記述する。 さらに、この一般化はペトロフ型をD型からI型に変更する。 ガウス・ボネ定理を用いて、ノード特異点、線源、およびそれらの地平線トポロジーとの関係を解析する。 ブラックホール地平線と加速地平線はどちらも$\mathrm{E}^3$に埋め込み可能であることがわかった。 いくつかの座標系を用いて様々な幾何学的および漸近的性質を詳細に調べ、対応する2次元および3次元の等角図を構築する。 このプロセスは、指数因子の存在により、元のC計量よりも複雑になります。 これらの指数因子は、無限遠における曲率特異点も導入し、漸近平坦性を阻害します。 Bonnorの予想に反して、我々は、漸近平坦性にもかかわらず、標準的なBondi形式を得るためのBondiアルゴリズムがC計量ではなぜ機能しないのかを示します。 また、ブースト回転対称座標におけるErnstの解生成規定が、波動方程式の対称性であることを示します。 |
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| The stochastic gravitational wave background (SGWB) is one of the main detection targets for future millihertz space-borne gravitational-wave observatories such as the \ac{LISA}, TianQin, and Taiji. For a single LISA-like detector, a null-channel method was developed to identify the SGWB by integrating data from the A and E channels with a noise-only T channel. However, the noise monitoring channel will not be available if one of the laser interferometer arms fails. By combining these detectors, it will be possible to build detector networks to search for SGWB via cross-correlation analysis.In this work, we developed a Bayesian data analysis method based on \ac{TDI} Michelson-type channel. We then investigate the detectability of the TianQin-LISA detector network for various isotropic SGWB. Assuming a three-month observation, the TianQin-LISA detector network could be able to confidently detect SGWB with energy density as low as $\Omega_{\rm PL} = 6.0 \times 10^{-13}$, $\Omega_{\rm Flat} = 2.0 \times 10^{-12}$ and $\Omega_{\rm SP} = 1.2 \times 10^{-12}$ for power-law, flat and single-peak models, respectively. | 確率的重力波背景放射（SGWB）は、将来のミリヘルツ帯宇宙搭載重力波観測衛星（\ac{LISA}、天琴、太極など）の主要な検出ターゲットの一つです。 LISAのような単一の検出器を用いて、AチャネルとEチャネルのデータをノイズのみのTチャネルと統合することでSGWBを同定するヌルチャネル法が開発されました。 しかし、レーザー干渉計アームの1つが故障した場合、ノイズ監視チャネルは利用できなくなります。 これらの検出器を組み合わせることで、相互相関解析によってSGWBを探索するための検出器ネットワークを構築することが可能になります。 本研究では、\ac{TDI}マイケルソン型チャネルに基づくベイズデータ解析手法を開発しました。 そして、様々な等方性SGWBに対する天琴-LISA検出器ネットワークの検出可能性を調査します。 3か月間の観測を想定すると、TianQin-LISA検出器ネットワークは、べき乗則モデル、平坦モデル、単峰モデルでそれぞれ、エネルギー密度が$\Omega_{\rm PL} = 6.0 \times 10^{-13}$、$\Omega_{\rm Flat} = 2.0 \times 10^{-12}$、$\Omega_{\rm SP} = 1.2 \times 10^{-12}$という低いSGWBを確実に検出できる可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Primordial Black Holes (PBHs) represent one of the more interesting ways to address dark matter, at the interface of both cosmology and quantum gravity. It is no surprise then that testing PBHs is a venue of active interest, with several cosmological and astrophysical probes constraining different mass ranges. In this work, we propose novel Solar System scale searches for PBHs, motivated by the unique precision and coverage of local observables. We show that asteroid to dwarf planet mass PBHs can induce measurable dipolar timing signatures in pulsar timing arrays, while planetary mass PBHs can generate detectable ADAF accretion flares through interactions with Kuiper Belt bodies. Together, these complementary approaches open a new observational frontier for probing PBHs across mass ranges that remain unconstrained by conventional cosmological methods. | 原始ブラックホール（PBH）は、宇宙論と量子重力の境界面において、暗黒物質を扱うためのより興味深い方法の一つです。 そのため、PBHの検証が活発な関心を集め、様々な質量範囲を制限する宇宙論的および天体物理学的探査が行われていることには驚きはありません。 本研究では、太陽系規模のPBHの探査における独自の精度と局所観測量の網羅性に着目し、新たな手法を提案します。 小惑星から準惑星質量のPBHは、パルサータイミングアレイにおいて測定可能な双極子タイミングシグネチャーを誘起する可能性があり、一方、惑星質量のPBHは、カイパーベルト天体との相互作用を通じて検出可能なADAF降着フレアを生成する可能性があることを示します。 これらの相補的なアプローチを組み合わせることで、従来の宇宙論的手法では制約されない質量範囲にわたるPBHの探査のための新たな観測フロンティアが開かれます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that the requirement that the trace of the stress-energy tensor of matter must vanish if invariance under Weyl rescalings is a symmetry of a given gravitational theory is not universal. This requirement holds wherever the masses of timelike fields are constant parameters that are not transformed by Weyl rescalings, or if the energy density of perfect fluids transforms as $\rho\rightarrow\Omega^{-3}\rho$. In contrast, if the masses of timelike fields are point-dependent quantities transforming under the Weyl rescalings as $m\rightarrow\Omega^{-1}m$, and the energy density of perfect fluids transforms as $\rho\rightarrow\Omega^{-4}\rho$, the Weyl symmetry does not require the vanishing of the trace of the matter SET. This result is demonstrated in two different ways. In consequence, any matter fields, regardless of whether the trace of their stress-energy tensor vanishes or not, can be coupled to gravity. The phenomenological consequences of the novel result are drawn. | ワイルリスケーリングによる不変性が与えられた重力理論の対称性であるならば、物質の応力エネルギーテンソルのトレースが必ず消滅するという要件は普遍的ではないことを示す。 この要件は、時間的場の質量がワイルリスケーリングによって変換されない定数パラメータである場合、または完全流体のエネルギー密度が$\rho\rightarrow\Omega^{-3}\rho$として変換される場合でも成立する。 対照的に、時間的場の質量がワイルリスケーリングによって$m\rightarrow\Omega^{-1}m$として変換される点依存量であり、完全流体のエネルギー密度が$\rho\rightarrow\Omega^{-4}\rho$として変換される場合、ワイル対称性は物質SETのトレースの消滅を必要としない。 この結果は2つの異なる方法で示される。 その結果、応力エネルギーテンソルの痕跡が消失するかどうかに関わらず、あらゆる物質場は重力と結合することができる。 この新しい結果の現象論的帰結を導く。 |
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| In bouncing cosmological models, either classical or quantum, the big bang singularity is replaced by a regular bounce. A challenging question in such models is how to keep the shear under control in the contracting phase, as it is well-known that the shear grows as fast as $1/a^{6}$ toward the bounce, where $a$ is the average expansion factor of the universe. A common approach is to introduce a scalar field with an ekpyrotic-like potential which becomes negative near the bounce, so the effective equation of state of the scalar field will be greater than one, whereby it dominates the shear in the bounce region. As a result, a homogeneous and isotropic universe can be produced after the bounce. In this paper, we study how the ekpyrotic mechanism affects the inflationary phase in both loop quantum cosmology (LQC) and a modified loop quantum cosmological model (mLQC-I), because in these frameworks inflation is generic without such a mechanism. After numerically studying various cases in which the potential of the inflaton consists of two parts, an inflationary potential and an ekpyrotic-like one, we find that, despite the fact that the influence is significant, by properly choosing the free parameters involved in the models, the ekpyrotic-like potential dominates in the bounce region, during which the effective equation of state is larger than one, so the shear problem is resolved. As the time continuously increases after the bounce, the inflationary potential grows and ultimately becomes dominant, resulting in an inflationary phase. This phase can last long enough to solve the cosmological problems existing in the big bang model. | 古典的宇宙論であれ量子宇宙論であれ、跳ね返り宇宙論モデルでは、ビッグバン特異点は通常の跳ね返りに置き換えられます。 このようなモデルにおける難題は、収縮期におけるシアをどのように制御するかということです。 なぜなら、シアは跳ね返りに向かって最大$1/a^{6}$の速さで増加することがよく知られているからです。 ここで、$a$は宇宙の平均膨張係数です。 一般的なアプローチは、跳ね返り近傍で負になるエキピロティックなポテンシャルを持つスカラー場を導入することです。 こうすることで、スカラー場の有効状態方程式は1より大きくなり、跳ね返り領域におけるシアを支配するようになります。 その結果、跳ね返り後に均質かつ等方的な宇宙が生成されることがあります。 本論文では、ループ量子宇宙論（LQC）と修正ループ量子宇宙論モデル（mLQC-I）の両方において、エクピロティック機構がインフレーション相にどのように影響するかを考察する。 なぜなら、これらの枠組みでは、インフレーションはそのような機構なしに一般化されるからである。 インフレーションのポテンシャルがインフレーションポテンシャルとエクピロティック類似ポテンシャルの2つの部分からなる様々なケースを数値的に研究した結果、影響は大きいものの、モデルに含まれる自由パラメータを適切に選択することで、有効状態方程式が1より大きくなるバウンス領域ではエクピロティック類似ポテンシャルが優勢となり、シア問題が解決されることを見出した。 バウンス後の時間が継続的に増加するにつれて、インフレーションポテンシャルは増大し、最終的に優勢となり、インフレーション相に至る。 この相は、ビッグバンモデルに存在する宇宙論的問題を解くのに十分な長さ持続する可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a new class of expanding and twisting solutions to the Einstein-Maxwell equations of algebraic type D, where the null eigendirections of the Faraday tensor are not aligned with PNDs of the Weyl tensor. After deriving this novel solution, we explore its various metric forms and parameterizations. In suitable coordinates, the solution depends on six physical parameters, namely mass $m$, Kerr and NUT twist parameters $a$ and $l$, complex charge $c$, acceleration $\alpha$, and parameter $\beta$ that governs the interplay between electric and magnetic charges in the aligned part of the Faraday tensor. This parameterization, as the Griffiths-Podolsk\'{y} form of the Pleba\'{n}ski-Demia\'{n}ski solution, facilitates explicit special subcases, such as Kerr-Newman black holes, and a deeper physical interpretation. Additionally, in the static limit, our solution reduces to previously known cases. | 我々は、代数型Dのアインシュタイン-マクスウェル方程式に対する新しいクラスの展開解とねじれ解を提示する。 この解では、ファラデーテンソルの零固有方向がワイルテンソルのPNDと揃っていない。 この新しい解を導出した後、その様々な計量形式とパラメータ化を探求する。 適切な座標において、この解は6つの物理パラメータ、すなわち質量$m$、カーおよびNUTねじれパラメータ$a$と$l$、複素電荷$c$、加速度$\alpha$、そしてファラデーテンソルの揃っている部分における電荷と磁荷の相互作用を支配するパラメータ$\beta$に依存する。 このパラメータ化は、Pleba\'{n}ski-Demia\'{n}ski解のGriffiths-Podolsk\'{y}形式として、カー-ニューマンブラックホールのような明示的な特殊ケースや、より深い物理的解釈を容易にする。 さらに、静的限界においては、我々の解は 既知のケースに帰着します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we study the gravitational lensing by a Lorentz-violating (LV) black hole inspired by the recent contribution [1]. Explicitly, we concentrate on a specific application: we perform the computation of gravitational lensing effects under the strong field limit. In particular, we analytically derive the deflection angle so that the lens equation can also be addressed. This methodological approach yields physically measurable outcomes, including the determination of relativistic image positions and their corresponding magnifications. As an application of this methodology, we consider the gravitational lensing by Sagittarius A${}^*$ and obtain the corresponding observables expressed as functions of the LV parameter. | 本研究では、最近の研究[1]に着想を得て、ローレンツ非保存（LV）ブラックホールによる重力レンズ効果を研究する。 具体的には、強い場の極限下における重力レンズ効果の計算という特定の応用に焦点を当てる。 特に、レンズ方程式も扱えるように、偏向角を解析的に導く。 この方法論的アプローチは、相対論的像位置とそれに対応する倍率の決定など、物理的に測定可能な結果をもたらす。 この方法論の応用として、いて座A${}^*$による重力レンズ効果を考察し、LVパラメータの関数として表される対応する観測量を得る。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational waves (GWs) serve as standard sirens by directly encoding the luminosity distance to their source. When the host galaxy redshift is known, for example, through observation of an electromagnetic (EM) counterpart, GW detections can provide an independent measurement of the Hubble constant, $H_0$. However, even in the absence of an EM counterpart, inferring $H_0$ is possible through the dark siren method. In this approach, every galaxy in the GW localization volume is considered a potential host that contributes to a measurement of $H_0$, with redshift information supplied by galaxy catalogs. Using mock galaxy catalogs, we explore the effect of catalog incompleteness on dark siren measurements of $H_0$. We find that in the case of well-localized GW events, if GW hosts are found in all galaxies with host halo masses $M_h > 2 \times10^{11} M_{\odot}h^{-1}$, catalogs only need to be complete down to the 1% brightest magnitude $M_i < -22.43$ to draw an unbiased, informative posterior on H0. We demonstrate that this is a direct result of the clustering of fainter galaxies around brighter and more massive galaxies. For a mock galaxy catalog without clustering, or for GW localization volumes that are too large, using only the brightest galaxies results in a biased $H_0$ posterior. These results are important for informing future dark siren analyses with LIGO-Virgo-KAGRA as well as next-generation detectors. | 重力波（GW）は、その発生源までの光度距離を直接符号化することで、標準サイレンとして機能します。 ホスト銀河の赤方偏移が、例えば電磁波（EM）対応銀河の観測によって既知である場合、重力波の検出はハッブル定数$H_0$の独立した測定値を提供します。 しかし、EM対応銀河がない場合でも、ダークサイレン法によって$H_0$を推定することは可能です。 このアプローチでは、重力波の局在体積内のすべての銀河が、$H_0$の測定に寄与する潜在的なホストとみなされ、赤方偏移情報は銀河カタログによって提供されます。 模擬銀河カタログを用いて、カタログの不完全性がダークサイレンによる$H_0$の測定に及ぼす影響を調査します。 よく局在した重力波イベントの場合、ホストハロー質量が$M_h > 2 \times10^{11} M_{\odot}h^{-1}$であるすべての銀河に重力波ホストが見つかった場合、H0に関する偏りのない有益な事後分布を描くには、最も明るい等級の1% $M_i < -22.43$までカタログが完全であれば十分であることが分かりました。 これは、より明るく質量の大きい銀河の周囲に暗い銀河がクラスタリングしていることの直接的な結果であることを示しています。 クラスタリングのない模擬銀河カタログ、または重力波の局在体積が大きすぎる場合、最も明るい銀河のみを使用すると、偏りのある$H_0$事後分布が得られます。 これらの結果は、LIGO-Virgo-KAGRA、そして次世代検出器を用いた将来のダークサイレン解析に情報を提供する上で重要です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Applications of effective field theory (EFT) and scattering amplitudes to gravitational problems have recently produced many unique results that advanced our understanding of the dynamics of compact binaries. Many of these results were made possible by comparing gravitational scattering amplitudes in EFT with exact expressions from general relativity. However, the latter expressions are not easily available as they require intricate solution techniques for the Teukolsky master equation, such as the Mano-Suzuki-Takasugi (MST) method. In this paper, we develop and present the first public package that enables computations of gravitational scattering amplitudes in black hole perturbation theory within the MST framework. Our package supports both analytic computations to a given post-Minkowskian (PM) order in the low-frequency limit and exact numerical computations for an arbitrary frequency of the perturbing field. As an application, we compute scattering phase shifts and inelasticity parameters for massless spin - 0, 1, and 2 fields resulting from scattering off a rotating Kerr black hole through the third PM order and compare these results with the exact numerical solutions. | 有効場理論（EFT）と散乱振幅の重力問題への応用は、近年、コンパクト連星のダイナミクスに関する理解を深める多くの独自の結果をもたらしました。 これらの結果の多くは、EFTにおける重力散乱振幅を一般相対論の厳密な表現と比較することによって可能になりました。 しかし、後者の表現は、マノ・スズキ・タカスギ（MST）法のような、テューコルスキーマスター方程式の複雑な解法を必要とするため、容易に入手できません。 本論文では、ブラックホール摂動論における重力散乱振幅の計算をMSTの枠組みの中で可能にする、初めての公開パッケージを開発し、発表します。 このパッケージは、低周波極限における与えられたポストミンコフスキー（PM）秩序への解析的計算と、摂動場の任意の周波数に対する正確な数値計算の両方をサポートします。 応用として、回転するカーブラックホールによる第3次PMオーダーの散乱から生じる質量ゼロのスピン0、1、2場の散乱位相シフトと非弾性パラメータを計算し、その結果を厳密な数値解と比較します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this short note we analyze the inflationary dynamics in Weyl-invariant Einstein-Cartan gravity coupled to the Standard Model of particle physics. We take the axion-like particle of gravitational origin to be approximately massless in the early Universe and show how inflation with the Higgs field materializes. | この短い論文では、ワイル不変なアインシュタイン・カルタン重力理論と素粒子物理学の標準模型を結合させたインフレーションダイナミクスを解析する。 重力起源のアクシオン様粒子は初期宇宙では質量がほぼゼロであると仮定し、ヒッグス場を伴うインフレーションがどのように実現するかを示す。 |