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| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider the string-theory inspired Einstein-Maxwell-Maxwell-dilaton theory (EMMD) and show that we can derive the complete set of thermodynamic quantities of charged black holes, without having to solve for the black hole solutions. We argue that the technique can be applied more broadly to string theories, providing an accessible method for determining the thermodynamic properties of large classes of black holes for which exact solutions are typically unavailable. | 我々は、弦理論に着想を得たアインシュタイン・マクスウェル・マクスウェル・ディラトン理論（EMMD）を考察し、ブラックホールの解を求めることなく、荷電ブラックホールの熱力学量の完全な集合を導出できることを示す。 この手法は弦理論にも広く適用可能であり、通常は厳密な解が得られない多様なブラックホールの熱力学的特性を決定するための、利用しやすい手法となることを主張する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper presents an enhanced methodology for searching long transient gravitational waves associated with a newborn magnetar using a strongly improved version of the generalized Frequency Hough Transform algorithm, called GFH-v2. We describe the main developments introduced relative to the original implementation and outline the optimized parameter-space selection used in the search. We then compute the theoretical sensitivity of the method and compare it with an empirical sensitivity estimate obtained by injecting simulated signals into LIGO-Virgo-KAGRA O4a data. The updated framework achieves improved sensitivity and computational performance. These results provide a robust basis for future directed searches for long-transient gravitational-wave signals from core-collapse supernovae and other transient events in current and upcoming observing runs. | 本論文では、一般化周波数ハフ変換アルゴリズム（GFH-v2）を大幅に改良したバージョンを用いて、新生マグネターに関連する長時間過渡重力波を探索するための強化された手法を提示する。 オリジナルの実装と比較して導入された主な開発内容を説明し、探索に用いられる最適化されたパラメータ空間選択の概要を示す。 次に、この手法の理論的な感度を計算し、LIGO-Virgo-KAGRA O4aデータにシミュレーション信号を注入して得られた経験的な感度推定値と比較する。 更新されたフレームワークは、感度と計算性能の向上を実現している。 これらの結果は、現在および今後の観測ランにおいて、コア崩壊型超新星やその他の過渡現象からの長時間過渡重力波信号の有向探索を行うための強固な基盤を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Event Horizon Telescope (EHT) imaging of the central objects in the M87 and Milky Way galaxies provide compelling evidence that these objects are consistent with (Kerr) black holes. In view of these observations and the future expectations of Very Long Baseline Interferometry (VLBI) on which the EHT observations are based, an intensive research work has been carried out in the literature to simulating light trajectories and reconstructing the corresponding optical appearance for a wide array of modified black holes and ultra-compact objects. The corresponding images are directly affected not only by the background space-time geometry but also by the physics of the accretion disk, whose combination yields a characteristic fingerprint. In this paper, we consider such a fingerprint for objects which are not asymptotically flat but instead approach a Anti-de Sitter space-time. This assumption significantly influences light trajectories and, consequently, the corresponding images of the objects as seen by an observer at some distance, which can be used in future VLBI observations for testing alternatives of this kind to the Kerr paradigm. We illustrate our considerations with the examples of a Schwarzschild-Anti-de Sitter black hole and a black string, discussing their most notable departures from canonical, asymptotically-flat black hole space-times. | M87銀河と天の川銀河の中心天体に対するイベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）の画像は、これらの天体が（カー）ブラックホールと一致するという説得力のある証拠を提供している。 これらの観測と、EHT観測の基盤となっている超長基線干渉計（VLBI）の将来的な期待を考慮して、文献では、さまざまな変形ブラックホールと超小型天体について、光の軌跡をシミュレートし、対応する光学的外観を再構築するための集中的な研究作業が行われてきた。 対応する画像は、背景の時空幾何学だけでなく、降着円盤の物理的性質からも直接影響を受けており、その組み合わせが特徴的な指紋を生み出す。 本論文では、漸近的に平坦ではなく、反ド・ジッター時空に近づく天体について、そのような指紋を考察する。 この仮定は光の軌道に重大な影響を与え、ひいては、ある距離にいる観測者から見た天体の対応する像にも影響を与えます。 この像は、将来のVLBI観測において、カー・パラダイムに代わるこの種の仮説を検証するために活用できる可能性があります。 本稿では、シュワルツシルト-反ド・ジッター・ブラックホールとブラックストリングを例に挙げ、これらが標準的な漸近平坦ブラックホール時空から最も顕著に逸脱する点について考察します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Dark energy (DE) models with many free parameters are often considered excessive, as constraining all parameters poses a significant challenge. On the other hand, such models offer greater flexibility to probe the DE sector in more detail. With the rapid advancement of astronomical surveys and the availability of diverse datasets, it is timely to examine whether current combined observations can effectively constrain an extended parameter space in DE models. This article investigates a four-parameter dynamical dark energy (DDE) model that spans a broad region of the universe's expansion history through four key parameters: the present-day value of the DE equation of state ($w_0$), its initial value ($w_m$), the scale factor depicting transition from $w_m$ to $w_0$ occurs ($a_t$), and the steepness of this transition ($Δ_{\rm de}$). We constrain the model using CMB data from Planck, BAO from DESI DR2, and three distinct compilations of Type Ia Supernovae: PantheonPlus, DESY5, and Union3. Our results show that constraining all four parameters remains difficult: $a_t$ is not constrained by any dataset, while the remaining three parameters can be constrained only when all observational probes are combined (with the exception of DESY5). The results further show that DE has a quintessential nature at present ($w_0 > -1$), while $w_m$ is negative, indicating a phantom-like behaviour at early times. Interestingly, despite its larger parameter space, the proposed DDE model is preferred over the $Λ$CDM scenario, based on both $Δχ^2$ and Bayesian evidence, for certain combined datasets, particularly CMB+BAO+DESY5 and CMB+BAO+Union3. | 多くの自由パラメータを持つダークエネルギー (DE) モデルは、すべてのパラメータを制約することが大きな課題となるため、過剰であると考えられることが多い。 その一方で、このようなモデルは DE セクターをより詳細に調査するための柔軟性を提供する。 天文学的調査の急速な進歩と多様なデータセットの利用可能性により、現在の複合観測が DE モデルの拡張パラメータ空間を効果的に制約できるかどうかを検証するのは適切なタイミングである。 本稿では、DE 状態方程式の現在の値 ($w_0$)、その初期値 ($w_m$)、$w_m$ から $w_0$ への遷移を示すスケール係数 ($a_t$)、およびこの遷移の急峻さ ($Δ_{\rm de}$) という 4 つの主要パラメータを通じて、宇宙の膨張史の広い領域をカバーする 4 パラメータの動的ダークエネルギー (DDE) モデルを調査する。 我々は、PlanckのCMBデータ、DESI DR2のBAO、そして3つの異なるIa型超新星の集合であるPantheonPlus、DESY5、Union3を用いてモデルを制約した。 結果は、4つのパラメータすべてを制約することは依然として困難であることを示した。 $a_t$はどのデータセットからも制約されないが、残りの3つのパラメータはすべての観測プローブを組み合わせた場合にのみ制約できる（DESY5を除く）。 さらに、この結果は、DEが現時点では本質的な性質（$w_0 > -1$）を持っているのに対し、$w_m$は負であり、初期にはファントムのような挙動を示していることを示している。 興味深いことに、パラメータ空間が大きいにもかかわらず、提案されたDDEモデルは、特定の組み合わせデータセット、特にCMB+BAO+DESY5とCMB+BAO+Union3に対して、$Δχ^2$とベイズ的証拠の両方に基づいて、$Λ$CDMシナリオよりも優れている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider static charged fluid spheres with a cosmological constant. We assume a polytropic equation of state, $p \propto ρ^Γ$, and a power law charge distribution, $q\propto r^n$. Using this, we convert the generalised Tolman-Oppenheimer-Volkoff equation into a differential equation for the mass profile. By solving this equation numerically, we analyse both physical and geometric properties of these charged fluid spheres for different values of $n$ and $Γ$. By imposing subluminal sound speeds and energy conditions, we restrict ourselves to configurations that are physically acceptable. Then, within these physical models, we study internal trapping of circular geodesics and find the trapping regions in the $n$-$Γ$ parameter space. Going beyond the traditionally studied case of null geodesics, we consider orbits of charged and/or massive particles. We show that for neutral null particles (and only for them), their trapping depends purely on the properties of the space-time. In the other three cases, properties such as the particle's own charge and/or energy also play a role. In general, we find that trapping of all types of particles is allowed for a broad range of $n$ and $Γ$. | 我々は宇宙定数を持つ静荷電流体球を考える。 ポリトロープ状態方程式 $p \propto ρ^Γ$ とべき乗法則電荷分布 $q\propto r^n$ を仮定する。 これを用いて、一般化トールマン・オッペンハイマー・ヴォルコフ方程式を質量プロファイルの微分方程式に変換する。 この方程式を数値的に解くことで、様々な $n$ および $Γ$ の値に対して、これらの荷電流体球の物理的特性と幾何学的特性の両方を解析する。 光速以下の音速とエネルギー条件を課すことで、物理的に許容される構成に制限する。 次に、これらの物理モデル内で、円形測地線の内部トラッピングを研究し、$n$-$Γ$ パラメータ空間におけるトラッピング領域を求める。 従来研究されてきたヌル測地線の場合を超えて、荷電粒子および/または質量粒子の軌道を考える。 中性ヌル粒子の場合（そしてそれらにのみ）、そのトラッピングは純粋に時空の特性に依存することを示す。 他の3つのケースでは、粒子自身の電荷やエネルギーといった特性も役割を果たします。 一般的に、$n$ と $Γ$ の広い範囲において、あらゆるタイプの粒子の捕捉が可能であることがわかります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this study, we uncover the accretion dynamics and oscillatory behavior around rotating black holes within the EEH nonlinear electrodynamic framework by analyzing both the motion of test particles and numerically solving the general relativistic hydrodynamic equations. Using EEH geometry, we compute the structure of circular motion, the effective potential and force, and we evaluate the orbital, radial, and vertical epicyclic frequencies together with the Lense-Thirring and periastron precession rates. Our calculations show that, compared to the Kerr model, the charge parameter $Q$ and the spin parameter $a$ significantly modify the strong gravitational field and shift the characteristic frequencies. We then model the dynamical structure formed by matter accreting toward the EEH black hole through the BHL mechanism, finding that the parameter $Q$ increases the amount of infalling matter and strengthens shock-cone instabilities near the horizon, while farther from the black hole it suppresses accretion and reduces turbulence. Time-series analysis of the accretion rate reveals robust QPOs, whose low-frequency components arise from the precession of the shock cone, while high-frequency components appear as a consequence of strong-field instabilities modified by $Q$ and $a$. A systematic parameter-space exploration identifies the regions where EEH corrections maximize QPO activity, indicating that nonlinear electrodynamics can leave observable imprints on accretion flows and may be testable with QPO and horizon-scale observations. | 本研究では、EEH非線形電気力学的枠組みにおいて、テスト粒子の運動解析と一般相対論的流体力学方程式の数値解析の両方を行うことで、回転ブラックホール周囲の降着ダイナミクスと振動挙動を明らかにする。 EEH幾何学を用いて、円運動の構造、有効ポテンシャルと力を計算し、レンズ・サーリング歳差運動と近点歳差運動速度とともに、軌道、動径、垂直周回円周振動数を評価する。 計算結果によると、カー模型と比較して、荷電パラメータ$Q$とスピンパラメータ$a$が強い重力場を大きく変化させ、特性振動数をシフトさせることが明らかになった。 次に、BHL機構を通してEEHブラックホールに向かって降着する物質によって形成される力学構造をモデル化し、パラメータ$Q$は落下物質量を増加させ、地平線付近ではショックコーン不安定性を強める一方で、ブラックホールから遠い場所では降着を抑制し、乱流を減少させることを見出した。 降着率の時系列解析により、ロバストなQPOsが明らかになった。 その低周波成分はショックコーンの歳差運動に起因し、高周波成分は$Q$と$a$によって変化する強磁場不安定性の結果として現れる。 系統的なパラメータ空間探索により、EEH補正がQPOの活動を最大化する領域が特定された。 これは、非線形電気力学が降着流に観測可能な痕跡を残す可能性があり、QPOと地平線規模の観測によって検証可能である可能性を示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| It was recently shown that the time variation of the polarization of electromagnetic waves from pulsars can be used, in cross-correlation with pulsar timing, to probe the chirality of an isotropic gravitational wave background. Here, we show that the expression for the cross-correlation is derived efficiently with the total-angular-momentum formalism and use this framework to extend the formulation to cross-correlation with astrometry. We do so for spin-1 gravitational waves (that may arise in alternative-gravity theories) as well as the general-relativistic spin-2 gravitational waves. | 最近、パルサーからの電磁波の偏光の時間変化を、パルサーのタイミングとの相互相関を用いて、等方性重力波背景のカイラリティを調べるために利用できることが示されました。 本研究では、この相互相関の式が全角運動量形式を用いて効率的に導出されることを示すとともに、この枠組みを用いて、この定式化を天体測定法との相互相関に拡張します。 この拡張は、スピン1重力波（代替重力理論で発生する可能性がある）と一般相対論的スピン2重力波の両方に対して行います。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Euclid mission has been designed to provide, as one of its main deliverables, information on the nature of the gravitational interaction, which determines the expansion of the Universe and the formation of structures. Thus, Euclid has the potential to test deviations from general relativity that will allow us to shed light on long-lasting problems in the standard cosmological model, $Λ$CDM. Euclid will mainly do this by using two complementary probes: weak gravitational lensing and galaxy clustering. In this paper we review pre-launch Euclid analyses for dark energy and modified gravity. These include forecast constraints with future Euclid data on cosmological parameters for different cosmological models, such as a time-varying dark energy component, phenomenological modifications of the perturbation sector and specific modified gravity models, with further extensions that include neutrino physics and the coupling to the electromagnetic sector through the fine-structure constant. We review the study of the impact of nonlinear clustering methods on beyond-$Λ$CDM constraints with Euclid. This is of fundamental importance to efficiently predict the large-scale clustering of matter and dark matter halos, given that we will have access to a wealth of information on scales beyond the linear regime. We inspect the extension of theoretical predictions for observable quantities in alternative cosmologies to $Λ$CDM at fully nonlinear scales by means of $N$-body simulations. We discuss the impact of relativistic corrections in extended cosmological models. Overall, this review highlights the significant potential of the Euclid mission to tightly constrain parameters of dark energy and modified gravity models, or perhaps to detect possible signatures of a $Λ$CDM failure. | ユークリッド計画は、その主要な成果の一つとして、宇宙の膨張と構造の形成を決定づける重力相互作用の性質に関する情報の提供を目指して設計されている。 したがって、ユークリッドは一般相対性理論からの逸脱を検証する可能性を秘めており、それによって標準宇宙論モデルである $Λ$CDM の長年の問題を解明することができる。 ユークリッドは主に、弱い重力レンズ効果と銀河クラスタリングという二つの相補的なプローブを用いてこれを実行する。 本稿では、ダークエネルギーと修正重力に関するユークリッド打ち上げ前解析をレビューする。 これらには、時間変動ダークエネルギー成分、摂動セクターの現象論的修正、特定の修正重力モデルなど、様々な宇宙論モデルの宇宙論パラメータに関する将来のユークリッドデータを用いた予測制約が含まれ、さらにニュートリノ物理学や微細構造定数を介した電磁気セクターとの結合も含まれる。 非線形クラスタリング法が$Λ$CDMを超える制約条件に及ぼす影響について、ユークリッド宇宙論を用いて研究した内容を概説する。 これは、線形領域を超えるスケールに関する豊富な情報にアクセスできることを鑑みると、物質および暗黒物質ハローの大規模クラスタリングを効率的に予測する上で根本的に重要である。 代替宇宙論における観測量に関する理論的予測を、N体シミュレーションを用いて完全非線形スケールにおける$Λ$CDMに拡張した方法を検証する。 拡張宇宙論モデルにおける相対論的補正の影響についても考察する。 全体として、本概説は、ユークリッド計画がダークエネルギーおよび修正重力モデルのパラメータを厳密に制約する、あるいはおそらくは$Λ$CDMの失敗の兆候を検出する上で大きな可能性を秘めていることを強調する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A black hole's gravitational pull can deflect light rays to an arbitrary degree. As a result, any source fluctuation near the black hole creates multiple lagged images on an observer's screen. For optically thin stochastic emission, these light echoes give rise to correlations of brightness fluctuations across time-dependent images (movies). The correlation pattern disentangles source-specific characteristics from universal features dictated by general relativity. This picture has motivated a proposal to use the two-point image correlation function as a probe of extreme gravitational lensing in upcoming black-hole imaging campaigns. In this work, we test the feasibility of this method by computing the two-point correlation function of brightness fluctuations in a black-hole movie of state-of-the-art realism. The movie is generated by ray tracing a general relativistic magnetohydrodynamic simulation, which can then be blurred to any angular resolution. At an effective resolution expected to be achieved by next-generation terrestrial very-long-baseline interferometric arrays, the lensing signatures appear in neither time-averaged images nor light-curve autocorrelations. However, we demonstrate that they are clearly visible in the more fine-grained two-point image correlation function. Our positive findings motivate a more comprehensive investigation into the instrument specifications and inference techniques needed to resolve extreme lensing effects through correlations. | ブラックホールの重力は、光線を任意の角度に曲げることができます。 その結果、ブラックホール近くの光源の変動は、観測者のスクリーン上に複数の遅延画像を作り出します。 光学的に薄い確率的放射の場合、これらの光エコーは、時間依存画像（動画）全体にわたって輝度変動の相関を引き起こします。 相関パターンは、光源固有の特性と、一般相対性理論によって規定される普遍的な特徴を切り離します。 この図が、今後のブラックホール画像化キャンペーンにおいて、極限重力レンズ効果のプローブとして2点画像相関関数を使用する提案のきっかけとなりました。 本研究では、最先端のリアリズムを備えたブラックホール動画における輝度変動の2点相関関数を計算することにより、この手法の実現可能性を検証します。 動画は、一般相対論的磁気流体力学シミュレーションを光線追跡することで生成され、任意の角度解像度にぼかすことができます。 次世代の地上超長基線干渉計アレイによって達成されると予想される有効解像度では、レンズ効果の兆候は時間平均画像にも光度曲線の自己相関にも現れません。 しかし、より細分化された2点画像相関関数では、レンズ効果の兆候が明確に見えることを実証しました。 この肯定的な発見は、相関を通じて極度のレンズ効果を解明するために必要な機器の仕様と推論手法について、より包括的な調査を行う動機となります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The space-borne gravitational wave detectors such as TianQin offers a new window to test General Relativity by observing the early inspiral phase of stellar-mass binary black holes. A key concern arises if these stellar-mass binary black holes reside in gaseous environments such as active galactic nucleus accretion disks, where environmental effects imprint detectable modulations on the gravita- tional waveform. Using Bayesian inference on simulated signals containing both environmental and dipole deviation, we have assessed the extent to which the presence of environmental effects affects the detectability of dipole radiation. Our results demonstrate that even in the presence of strong environmental coupling, the dipole parameter can be recovered with high precision, and the evidence for dipole radiation remains distinguishable. Crucially, we find that the existence of environmental effects does not fundamentally impede the identification of dipole radiation, provided both effects are simultaneously modelled in the inference process. This study establishes that future tests of modified gravity with space-borne observatories can remain robust even for sources in astrophysical environments. | 天琴のような宇宙搭載型重力波検出器は、恒星質量連星ブラックホールの初期インスパイラル段階を観測することで、一般相対性理論を検証する新たな手段を提供する。 重要な懸念事項は、これらの恒星質量連星ブラックホールが活動銀河核降着円盤などのガス環境に存在する場合、環境の影響により重力波形に検出可能な変調が刻み込まれることである。 環境偏差と双極子偏差の両方を含むシミュレートされた信号にベイズ推論を用いることで、環境影響の存在が双極子放射の検出可能性にどの程度影響するかを評価した。 その結果、強い環境相互作用が存在する場合でも、双極子パラメータを高精度で復元でき、双極子放射の証拠を識別可能であることが示された。 重要な点として、推論プロセスにおいて両方の影響が同時にモデル化されている限り、環境影響の存在は双極子放射の同定を根本的に妨げないことがわかった。 この研究は、宇宙搭載型観測所による修正重力の将来のテストが、天体物理学的環境における発生源に対しても堅牢であり得ることを証明しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In relativistic Astrophysics the $I$-Love-$Q$ relations refer to approximately EoS-independent relations involving the moment of inertia, Love number, and quadrupole moment through some quantities that are normalised by the mass $M_0$ of the background configuration of the perturbative scheme. Since $M_0$ is not an observable quantity, this normalisation hinders the direct applicability of the relations. A common remedy assumes that $M_0$ coincides with the actual mass of the star $M_S$; however, this approximation is only adequate for very slow rotation (when the dimensionless spin parameter is $χ_S<0.1$). The more accurate alternative approach, based on the $I$-Love-$Q$-$δM$ set of relations, circumvents this limitation by enabling the inference of $M_0$. Here we review both approaches and provide numerical comparisons. | 相対論的天体物理学において、$I$-Love-$Q$関係式は、摂動法の背景配置の質量$M_0$で正規化されたいくつかの量を介して、慣性モーメント、Love数、および四重極モーメントを含む、EoSに依存しない近似的な関係式を指します。 $M_0$は観測可能な量ではないため、この正規化は関係式の直接的な適用を妨げます。 一般的な解決策として、$M_0$が星の実際の質量$M_S$と一致すると仮定しますが、この近似は非常に遅い自転（無次元スピンパラメータが$χ_S<0.1$の場合）にのみ適しています。 より正確な代替アプローチは、$I$-Love-$Q$-$δM$関係式セットに基づいており、$M_0$の推定を可能にすることでこの制限を回避します。 ここでは、両方のアプローチをレビューし、数値比較を行います。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop a unified algebraic and effective field theory (EFT) formulation for non--Riemannian extensions of General Relativity with an independent connection. For metric--affine $f(R,Q)$ gravity we show that the connection equations admit an exact matrix solution, whose square--root structure generates a convergent binomial/Neumann expansion in powers of the stress tensor $T_{μν}$. For the Eddington--inspired Born--Infeld (EiBI) theory we show that the connection can be solved algebraically as well, and that its determinantal field equations produce a parallel Neumann expansion with coefficients fixed by the underlying determinant operator. This allows us to rewrite the Einstein--like equations in the auxiliary metric as an effective Einstein equation for $g_{μν}$ with a local algebraic correction $(ΔT)_{μν}$ that follows from a dual EFT built from the invariants $\{T,\,T^2,\,T_{μν}T^{μν},\ldots\}$, organised by a characteristic density scale. We prove a convergence criterion based on the spectral radius of $\hat T^μ_ν$ and interpret EiBI gravity as a determinantal resummation of the same $T$--tower. Extending the framework to symmetric teleparallel $f(Q)$ gravity, we identify the EFT coefficients in terms of $f_Q$ and $f_{QQ}$ and present a background matching for $f(Q)=Q+αQ^2$. The resulting dual EFT provides a common algebraic language for metric--affine, Born--Infeld and non--metricity gravities. | 一般相対論の非リーマン拡大に対し、独立接続を持つ統一的な代数的かつ有効場理論（EFT）による定式化を展開する。 計量アフィン$f(R,Q)$重力の場合、接続方程式が正確な行列解を持つことを示し、その平方根構造から応力テンソル$T_{μν}$のべき乗で収束する二項展開/ノイマン展開が生成される。 エディントンに着想を得たボルン・インフェルト（EiBI）理論の場合、接続は代数的にも解けること、またその行列式場方程式が、基礎となる行列式演算子によって固定された係数を持つ平行ノイマン展開を生成することを示す。 これにより、補助計量におけるアインシュタイン型方程式を、特性密度スケールで整理された不変量$\{T,\,T^2,\,T_{μν}T^{μν},\ldots\}$から構築された双対EFTから導かれる局所代数補正$(ΔT)_{μν}$を伴う$g_{μν}$の有効アインシュタイン方程式として書き直すことができる。 我々は、$\hat T^μ_ν$のスペクトル半径に基づく収束基準を証明し、EiBI重力を同じ$T$タワーの行列式再総和として解釈する。 この枠組みを対称テレパラレル$f(Q)$重力に拡張し、EFT係数を$f_Q$と$f_{QQ}$で識別し、$f(Q)=Q+αQ^2$の背景マッチングを提示する。 結果として得られるデュアル EFT は、計量-アフィン、ボルン-インフェルト、非計量重力のための共通の代数言語を提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this study, we investigate the $w$CDM dynamical dark energy model with spatial curvature utilizing the recently released DESI Collaboration data (DR1 and DR2) in conjunction with other observational probes such as BBN, Observational Hubble Data (OHD), and Pantheon Plus (PP). Our investigation attempts to discover which DESI dataset gives a better match to the $w$CDM framework and assess the impact of spatial curvature on cosmological constraints. We find that the cosmic curvature parameter, $Ω_k$, disfavors the cosmological constant for the DR2+BBN and DR2+BBN+OHD data combinations. However, the deviation from the cosmological constant remains below the $1σ$ level, indicating a mild preference for a open universe. In contrast, when using the DR1 based combinations namely DR1+BBN and DR1+BBN+OHD-the deviation from the cosmological constant increases to approximately $1.2σ$, suggesting a slightly stronger indication of a open geometry. Also, the best-fit values of the Hubble constant ($H_0$) obtained from the DR1+BBN+OHD+PP and DR2+BBN+OHD+PP combinations within the dynamical dark energy model are consistent with the results reported by the Planck Collaboration. Our findings provide constraints on the dark energy EoS parameter $ w_{\mathrm{}0}$, reveal a mild but notable deviation from the vacuum energy ($w = -1$) scenario at a significance level $1.8σ$ from DR2+BBN+OHD+PP and $0.5σ$ from DR1+BBN+OHD+PP, both favoring the quintessence region of dark energy. Furthermore, the key physical distance measures $D_H$, $D_V$, and $D_M$ show better consistency with our model when analyzed with the DR2 data. | 本研究では、最近公開されたDESIコラボレーションデータ（DR1およびDR2）を、BBN、ハッブル宇宙望遠鏡観測データ（OHD）、パンテオンプラス（PP）などの他の観測プローブと組み合わせて、空間曲率を考慮した$w$CDM動的ダークエネルギーモデルを検証する。 本研究では、どのDESIデータセットが$w$CDMフレームワークにより適合するかを明らかにし、空間曲率が宇宙論的制約に与える影響を評価する。 DR2+BBNおよびDR2+BBN+OHDデータの組み合わせにおいて、宇宙曲率パラメータ$Ω_k$は宇宙定数に不利に働くことがわかった。 しかし、宇宙定数からの偏差は$1σ$レベル未満にとどまり、開いた宇宙がわずかに好ましいことを示唆している。 対照的に、DR1ベースの組み合わせ、すなわちDR1+BBNおよびDR1+BBN+OHDを使用すると、宇宙定数からの偏差は約$1.2σ$に増加し、開形状の兆候がやや強くなることを示唆しています。 また、動的ダークエネルギーモデル内でDR1+BBN+OHD+PPおよびDR2+BBN+OHD+PPの組み合わせから得られたハッブル定数（$H_0$）の最適値は、プランク共同研究によって報告された結果と一致しています。 私たちの研究結果は、ダークエネルギーEoSパラメータ$ w_{\mathrm{}0}$に制約を与え、真空エネルギー（$w = -1$）シナリオからのわずかながら顕著な偏差を、有意水準$1.8σ$でDR2+BBN+OHD+PPから、$0.5σ$でDR1+BBN+OHD+PPから示し、どちらもダークエネルギーの真髄領域を支持しています。 さらに、主要な物理的距離の尺度である $D_H$、$D_V$、および $D_M$ は、DR2 データで分析したときにモデルとの一貫性がより高くなっています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study an analogue information paradox in acoustic black holes which are emerged from the superfluid surrounding a Schwarzschild black hole. The resulting acoustic black hole contains both acoustic horizons and optical horizon, with analogue Hawking radiation, i.e. phonons, emitted from the outer acoustic horizon. By using the island formula, we calculate the entanglement entropy of analogue Hawking radiation of the acoustic black hole in both non-extremal and extremal cases. In the non-extremal case, the entanglement entropy of phonons follow the Page curve due to the emergence of islands, and it is approximately proportional to the area of the acoustic horizon at late time. While in the extremal case, the entanglement entropy of phonons diverges, leading to an ill-defined Page time. Our study verifies the unitarity of the analogue gravity system, and provides further insight into the connection between the entanglement entropy and the causal structure of spacetime. | 我々は、シュワルツシルトブラックホールを取り囲む超流動体から出現する音響ブラックホールにおける類似情報パラドックスを研究する。 結果として生じる音響ブラックホールは音響地平線と光学地平線の両方を含み、外側の音響地平線からは類似のホーキング放射、すなわちフォノンが放射される。 島の公式を用いて、非極限的および極限的ケースの両方における音響ブラックホールの類似ホーキング放射のエンタングルメントエントロピーを計算する。 非極限的ケースでは、島の出現によりフォノンのエンタングルメントエントロピーはページ曲線に従い、後期における音響地平線の面積にほぼ比例する。 一方、極限的ケースでは、フォノンのエンタングルメントエントロピーは発散し、ページ時間が不明確になる。 本研究は、類似重力系のユニタリー性を検証し、エンタングルメントエントロピーと時空の因果構造との関連性について更なる知見を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the literature, many warm inflationary models are formulated. In this piece of work, a warm inflationary model in the braneworld scenario is studied, considering constant and variable dissipation coefficients. Performance of the model has been considered in both strong and weak dissipative regimes. We study the dynamics of this scenario under slow-roll approximation and estimate cosmological observables, viz., the spectral index and tensor-to-scalar ratio. In order to constrain the parameters in our model, we consider data from Planck 2018 and BICEP. | 文献では、多くの温暖インフレーションモデルが定式化されている。 本研究では、ブレーンワールドシナリオにおける温暖インフレーションモデルを、定数および可変の散逸係数を考慮しながら研究する。 このモデルの性能は、強い散逸領域と弱い散逸領域の両方で検討されている。 本研究では、スローロール近似の下でこのシナリオのダイナミクスを研究し、宇宙論的観測量、すなわちスペクトル指数とテンソル・スカラー比を推定する。 本モデルのパラメータを制約するために、Planck 2018とBICEPのデータを考慮する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Bimetric MOND (BIMOND) is used as a platform for variable-$G$ theories that have MOND-specific idiosyncrasies. E.g., MOND premises dictate return to standard dynamics in the high-acceleration limit, predicting the standard value of $G$ for high-acceleration systems. This automatically ensures compliance of such theories with all the constraints on inconstancy of $G$ that emerge from the study of high-acceleration systems: geophysics, solar system, pulsars, supernovae, stellar evolution, emission of gravitational waves, etc. In MOND, constraints deduced from such phenomena have no bearing on possible $G$ variability in cosmology. My guiding motivation is to see if such theories may account for some roles of dark matter in cosmology; e.g., in accounting for the expansion history of the Universe in the matter-dominated era, by having a $G_e\approx 2πG$ govern the later stages of the expansion, instead of invoking matter density $\approx 2π\times$ baryon density. Without adding degrees of freedom, or new dimensionful constants, BIMOND can be extended to a class of theories that entail what is best described as phenomenon-dependence of Newton's constant, $G$. I cannot yet present a consistent model that complies with all the observations in cosmology, including the expansion history, with all its details. Instead, I describe some examples of theories in the class that predict different values of $G_e$ in different circumstances, including one where $G$ takes its standard value for all subcosmological systems -- even if they are deep in the MOND regime. I also discuss scenarios in which $G_e\approx G$ in the early Universe, as required by constraints from big-bang nucleosynthesis, but with $G_e> G$ setting in at later times, where it can affect the expansion history during the matter-dominated era. | 双計量MOND（BIMOND）は、MOND特有の特異性を持つ可変重力理論のプラットフォームとして用いられる。 例えば、MONDの前提は、高加速極限において標準力学への回帰を規定し、高加速システムの標準重力値を予測する。 これにより、このような理論は、地球物理学、太陽系、パルサー、超新星、恒星進化、重力波の放出など、高加速システムの研究から生じる重力不変性に関するあらゆる制約条件に自動的に準拠することが保証される。 MONDでは、このような現象から導かれる制約条件は、宇宙論における重力不変性の変動性には無関係である。 私の研究の動機は、このような理論が宇宙論における暗黒物質の役割を説明できるかどうかを調べることである。 例えば、物質優位時代の宇宙の膨張史を説明する際に、物質密度 $\approx 2π\times$ の重粒子密度を用いる代わりに、膨張の後期段階を $G_e\approx 2πG$ で支配する。 自由度や新しい次元定数を追加することなく、BIMOND はニュートン定数 $G$ の現象依存性として最もよく説明されるものを伴う理論のクラスに拡張することができる。 膨張史を含む宇宙論のすべての観察とその詳細すべてに準拠する一貫したモデルをまだ提示することはできない。 その代わりに、異なる状況で $G_e$ の異なる値を予測するこのクラスの理論の例をいくつか説明する。 これには、MOND 領域の深いところにある場合でも、すべての部分宇宙論システムで $G$ が標準値を取る理論が含まれる。 また、ビッグバン元素合成の制約により初期宇宙では $G_e\approx G$ であったが、後の時代には $G_e> G$ となり、物質優位時代の膨張の歴史に影響を与える可能性があるというシナリオについても説明します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Analytical studies of light bending in a dispersive medium near compact objects, e.g., black holes or neutron stars, are most challenged by a suitable definition of the medium. The most realistic model would be a hot magnetized plasma. In such a medium, however, an analytical description of light rays is very difficult. Therefore, usually an isotropic dispersive medium is assumed in analytical calculations. While it is possible to formulate equations for a general refractive index, which some studies do, most attention in the literature is given to the particular case of a cold, non-magnetized electron-ion plasma. Whereas this model covers many astrophysically relevant situations, there are indications that in some cases the plasma temperature is so high that the approximation of a cold plasma is no longer valid. For this reason, we consider in this paper a warm, non-magnetized electron-ion plasma, where the temperature is not set equal to zero but assumed to be small enough, such that relevant equations can be linearized with respect to it. After discussing the general equations for light rays in such a medium on a general-relativistic spacetime, we specify to the axially symmetric and stationary case which includes the spherically symmetric and static case. In particular, we calculate the influence of a warm plasma on the bending angle. In the spherically symmetric and static case, we also calculate the shadow in a warm plasma. We illustrate the general results with a static (respectively corotating) and an infalling warm plasma on Schwarzschild and Kerr spacetimes. | ブラックホールや中性子星といったコンパクト天体の近傍にある分散媒質における光の屈折に関する解析的研究は、媒質の適切な定義が最も困難です。 最も現実的なモデルは高温の磁化プラズマです。 しかしながら、このような媒質では光線の解析的記述は非常に困難です。 そのため、解析計算では通常、等方性の分散媒質が仮定されます。 一般的な屈折率に関する式を定式化することは可能であり、いくつかの研究でも行われていますが、文献では主に、低温で磁化されていない電子イオンプラズマという特殊なケースに注目が集まっています。 このモデルは天体物理学的に重要な多くの状況をカバーしていますが、プラズマ温度が高すぎて低温プラズマの近似がもはや有効ではない場合があることが示唆されています。 そのため、本論文では、高温で磁化されていない電子イオンプラズマを考察します。 この場合、温度はゼロではなく、関連する方程式を温度に関して線形化できる程度に低いと仮定します。 一般相対論的時空上のそのような媒質中の光線に関する一般的な方程式を議論した後、軸対称かつ定常の場合（球対称かつ静的な場合を含む）を具体的に検討する。 特に、高温プラズマが曲げ角に与える影響を計算する。 球対称かつ静的な場合においては、高温プラズマ中の影も計算する。 シュワルツシルト時空とカー時空上の静的（それぞれ共回転）および落下する高温プラズマを用いて、一般的な結果を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We theoretically propose an experimentally viable scheme to explore the transfer of nonclassical correlations from a dipolar Bose-Einstein condensate (BEC) to a pair of impurities immersed in it. Operating at ultra-low temperature, density fluctuations of the dipolar BEC emulate a vacuum field with Lorentz-violating dispersion, while the two impurities function as Unruh-DeWitt detectors for the BEC quasiparticles. We study the harvesting of entanglement from the quantum vacuum of this analogue Lorentz-violating quantum field by spatially separated Unruh-DeWitt detectors. Our analysis reveals key parameter dependencies that optimize the harvesting of entanglement. In particular, unlike the Lorentz-invariant case, smoother detector switchings does not enhance the entanglement harvesting efficiency from the Lorentz-violating quantum field vacuum. Moreover, the strength of the Lorentz-invariant violation can shift the optimal energy structure of the detectors for harvesting entanglement from the Lorentz-violating quantum field vacuum-a clear deviation from the Lorentz-invariant scenario. As a fundamental quantum mechanical setup, our quantum fluid platform provides an experimentally realizable testbed for examining the entanglement harvesting protocol from an effective Lorentz-violating quantum field vacuum using a pair of impurity probers, which may also has potential implications for exploring the Lorentz-invariant violation in quantum field theory. | 双極子ボーズ・アインシュタイン凝縮体（BEC）からその中に埋め込まれた一対の不純物への非古典的相関の転移を理論的に探究するための、実験的に実現可能な手法を提案する。 極低温で動作する双極子BECの密度揺らぎは、ローレンツ対称性を破る分散を持つ真空場を模倣し、2つの不純物はBEC準粒子のウンルー・デウィット検出器として機能する。 我々は、空間的に分離されたウンルー・デウィット検出器を用いて、この類似のローレンツ対称性を破る量子場の量子真空からのエンタングルメントの採取を研究する。 解析により、エンタングルメントの採取を最適化する重要なパラメータ依存性が明らかになった。 特に、ローレンツ対称性不変の場合とは異なり、検出器の切り替えをスムーズにしても、ローレンツ対称性を破る量子場の真空からのエンタングルメント採取効率は向上しない。 さらに、ローレンツ不変の破れの強さは、ローレンツ不変の破れを破る量子場真空からエンタングルメントをハーベスティングするための検出器の最適なエネルギー構造を変化させる可能性があり、これはローレンツ不変のシナリオからの明確な逸脱です。 量子力学の基礎的なセットアップとして、私たちの量子流体プラットフォームは、一対の不純物プローブを用いて実効ローレンツ不変の破れを破る量子場真空からエンタングルメントをハーベスティングするプロトコルを検証するための、実験的に実現可能なテストベッドを提供します。 これは、量子場理論におけるローレンツ不変の破れの探求にも潜在的な影響を与える可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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In this paper, we show that massive Majorana spinors \eqref{1.2} do not exist if they are $t$-dependent or $φ$-dependent in Kerr, or Kerr-(A)dS spacetimes. For massless Majorana spinors in the non-extreme Kerr spacetime, the Dirac equation can be separated into radial and angular equations, parameterized by two complex constants $ε_1$, $ε_2$. If at least one of $ε_1$, $ε_2$ is zero, massless Majorana spinors can be solved explicitly. If $ε_1$, $ε_2$ are nonzero, we prove the nonexistence of massless time-periodic Majorana spinors in the non-extreme Kerr spacetime which are $L^p$ outside the event horizon for $ 0| 本論文では、質量を持つマヨラナスピノル \eqref{1.2} は、Kerr 時空、または Kerr-(A)dS 時空において、$t$ 依存または $φ$ 依存である場合は存在しないことを示します。 非極端 Kerr 時空における質量のないマヨラナスピノルの場合、ディラック方程式は、2 つの複素定数 $ε_1$、$ε_2$ でパラメータ化された動径方程式と角方程式に分離できます。 $ε_1$、$ε_2$ の少なくとも 1 つがゼロの場合、質量のないマヨラナスピノルを明示的に解くことができます。 $ε_1$、$ε_2$ がゼロでない場合、$ 0 | |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We examine a mechanism of spontaneous decoherence in which the generator of quantum dynamics is replaced by the imaginary-order spectral deformation $H^{1+iβ}$ of a positive Hamiltonian $H$. The deformation modifies dynamical phases through the factor $E^{iβ} = e^{iβ\log E}$, whose rapid oscillation suppresses interference between distinct energies. A non-stationary-phase analysis yields quantitative estimates showing that oscillatory contributions to amplitudes or decoherence functionals decay at least as $O(1/|β|)$. The Born rule and the Hilbert-space inner product remain unchanged; the modification is entirely dynamical. The physical motivation for the deformation arises from clock imperfections, renormalization-group and effective-action corrections that introduce logarithmic spectral terms, and semiclassical quantum-gravity analyses in which complex actions produce spectral factors of the form $E^{iβ}$. Examples including FRW minisuperspace, quartic potentials, curved-background Hamiltonians, and a Schwarzschild interior-type model illustrate how the mechanism yields explicit decoherence rates. The parameter $β$ may be experimentally constrained through precision coherence measurements in low-noise quantum platforms. The mechanism contrasts with Milburn-type intrinsic decoherence, Diosi-Penrose gravitational collapse, and real-order fractional dynamics in that it acts purely through deterministic spectral phases of a single Hamiltonian. The analysis positions the framework as a compact and testable phenomenological representation of logarithmic spectral corrections appearing in quantum-gravity-motivated effective theories. | 量子ダイナミクスの生成子を正ハミルトニアン$H$の虚数次スペクトル変形$H^{1+iβ}$に置き換えることで生じる自発的デコヒーレンスの機構を考察する。 この変形は因子$E^{iβ} = e^{iβ\log E}$を介して動的位相を変化させ、この因子の急速な振動が異なるエネルギー間の干渉を抑制する。 非定常位相解析により、振幅またはデコヒーレンス汎関数への振動寄与が少なくとも$O(1/|β|)$で減衰することを示す定量的な評価が得られる。 ボルン則とヒルベルト空間内積は変化せず、変形は完全に動的である。 この変形の物理的動機は、時計の不完全性、対数スペクトル項を導入する繰り込み群と有効作用補正、および複素作用が$E^{iβ}$の形のスペクトル因子を生成する半古典的量子重力解析に由来する。 FRWミニスーパースペース、4次ポテンシャル、曲面背景ハミルトニアン、シュワルツシルト内部型モデルなどの例は、このメカニズムがどのようにして明示的なデコヒーレンス率をもたらすかを示している。 パラメータ$β$は、低ノイズ量子プラットフォームにおける精密コヒーレンス測定によって実験的に制約される可能性がある。 このメカニズムは、ミルバーン型固有デコヒーレンス、ディオシ・ペンローズ重力崩壊、実数次分数動力学とは対照的に、単一のハミルトニアンの決定論的スペクトル位相のみを介して作用する。 この解析は、この枠組みを、量子重力に基づく有効理論に現れる対数スペクトル補正の簡潔かつ検証可能な現象論的表現として位置づけている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Direct-collapse black holes (DCBHs) are an important component of the massive black hole population of the early universe, and their formation and early mergers will be prominent in the data stream of the Laser Interferometer Space Antenna (LISA). However, the population and binary properties of these early black holes are poorly understood, with masses, mass ratios, spins, and orbital eccentricities strongly dependent on the details of their formation, and the properties of the remaining exterior material (baryonic and non-baryonic), which may be substantial to the point of merger. We report on initial work to simulate the formation, collapse, and/or merger of such DCBH regions in order to extract the resulting gravitational-wave signals. | 直接崩壊型ブラックホール（DCBH）は、初期宇宙の巨大ブラックホール集団の重要な構成要素であり、その形成と初期合体はレーザー干渉計宇宙アンテナ（LISA）のデータストリームにおいて顕著に記録される。 しかし、これらの初期ブラックホールの集団と連星系の特性については十分に理解されておらず、質量、質量比、スピン、軌道離心率は、その形成過程の詳細や、合体に至るまでに相当量となる可能性のある残存する外部物質（バリオンおよび非バリオン）の特性に大きく依存する。 本研究では、このようなDCBH領域の形成、崩壊、および／または合体をシミュレーションし、その結果生じる重力波信号を抽出するための初期研究について報告する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Possible measures for Quantum Gravity are considered. Choices that are invariant under diffeomorphisms are analyzed, but the possibility of employing non invariant measures is also taken into account. The last possibility may be accepted if the anomaly in the measure is compensated by counter term redefinitions of the model under analysis. Particular attention is paid to some concrete examples of non covariant looking measures, which may be useful for generalizing the Veltmann identities when quantizing around curved space times. The results are specified for the Stelle gravity model [1]-[2], which is known to be renormalizable in flat space, although not known to be so in curved ones. | 量子重力に対する可能な測度について考察する。 微分同相写像の下で不変な選択肢を解析するが、不変でない測度を用いる可能性も考慮に入れる。 後者の可能性は、測度の異常性が解析対象モデルのカウンター項の再定義によって補償されるならば受け入れられる可能性がある。 特に、非共変に見える測度の具体的な例に注目する。 これらの例は、曲がった時空を量子化する際に、Veltmann恒等式の一般化に役立つ可能性がある。 結果は、平坦な空間では繰り込み可能であることが知られているが、曲がった空間では繰り込み可能であることは知られていないStelle重力モデル[1]-[2]について規定する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we create a Mellin space method for boundary correlation functions in de Sitter (dS) and anti-de Sitter (AdS) spaces. We demonstrate that the analytic continuation between AdS${}_{d+1}$ and dS${}_{d+1}$ is encoded in a set of simple relative phases using the Mellin-Barnes representation of correlators. It helps us to determine the scalar three-point and four-point functions and their corresponding Mellin-Barnes amplitudes in dS${}_{d+1}$ space using the known results from AdS${}_{d+1}$ space. The Mellin-Barnes representation reveals the analytic structure of boundary correlation functions over all $d$ and scaling dimensions. In the present discussion, the {\it split representation} have been used as an instrumental technique in particularly the evaluation of bulk Witten diagrams and is suitable to obtain the {\it Conformal Partial Wave decomposition} of tree-level exchange in the bulk Witten diagrams. The equivalent adjustment to the cosmological three-point and four-point function of generic external scalars may be further extracted from these results, assuming the weak breakdown of the de Sitter isometries. These findings offer a step towards a more methodical comprehension of de Sitter observables utilising Mellin space techniques at the tree level and beyond. | 本論文では、ド・ジッター空間（dS）および反ド・ジッター空間（AdS）における境界相関関数に対するメリン空間法を構築する。 相関関数のメリン・バーンズ表現を用いて、AdS${}_{d+1}$とdS${}_{d+1}$間の解析接続が、単純な相対位相の集合にエンコードされることを示す。 この表現は、AdS${}_{d+1}$空間における既知の結果を用いて、dS${}_{d+1}$空間におけるスカラー3点および4点関数と、それらに対応するメリン・バーンズ振幅を決定するのに役立つ。 メリン・バーンズ表現は、すべての$d$次元およびスケーリング次元にわたる境界相関関数の解析構造を明らかにする。 本稿では、{\it 分割表現}は、特にバルク・ウィッテン図の評価において有用な手法として用いられており、バルク・ウィッテン図におけるツリーレベル交換の{\it 共形部分波分解}を得るのに適している。 これらの結果から、ド・ジッター等長変換の弱い破れを仮定すれば、一般的な外部スカラーの宇宙論的3点および4点関数への等価な調整をさらに引き出すことができる。 これらの知見は、メリン空間技術を用いてツリーレベルおよびそれ以降のレベルでド・ジッター観測量をより体系的に理解するための一歩となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We demonstrate that the phase space of the soft sector of asymptotically flat gravity in four spacetime dimensions can be identified with that of a spherically symmetric finite casual diamond in Minkowski spacetime. The leading soft graviton mode is identified with the radial fluctuation of the causal diamond size, while the Goldstone mode involves both the radial fluctuation and its symplectic partner. This allows us to relate the radial fluctuations of the causal diamond with the asymptotic transverse fluctuations parametrized by the soft modes. | 4次元時空における漸近平坦重力のソフトセクターの位相空間が、ミンコフスキー時空における球対称有限カジュアルダイヤモンドの位相空間と同一視できることを実証する。 主要なソフト重力子モードは、因果ダイヤモンドサイズの動径変動と同一視されるが、ゴールドストーンモードは動径変動とそのシンプレクティックパートナーの両方を含む。 これにより、因果ダイヤモンドの動径変動と、ソフトモードによってパラメータ化された漸近横方向変動を関連付けることができる。 |