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| Original Text | 日本語訳 |
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| Schrödinger symmetry emerged in a ``fluid limit" from a full superspace to several mini-superspace models. We consider two spherically-symmetric static mini-superspace models with matter fields and verify the robustness of this emergent symmetry at the classical level: (i) Maxwell field with cosmological constant and (ii) $n$ massless scalar fields. We develop a method based on canonical transformations and show that: for model (i), 3D Schrödinger symmetry emerges, and the solution is the (anti-) de Sitter Reissner-Nordström spacetime, and for model (ii), $(2+n)$D Schrödinger symmetry appears, and the solution is a generalized Janis-Newman-Winicour spacetime and its ``interior", a Kantowski-Sachs type closed universe. In the matter decoupling limit, both cases lead to 2D Schrödinger symmetry in different lapse functions and mini-superspace coordinates, which implies the covariance of Schrödinger symmetry. Finally, we propose a physical interpretation of the symmetry under Hamiltonian constraints $H$ and explain it with examples: Symmetry generators commuting with $H$ map a solution to another one, while those non-commuting with $H$ generate a new theory with the Schrödinger symmetry and the transformed configuration is a solution to the new theory. These support the robustness of the emergence of Schrödinger symmetry and open new possibilities for exploring quantum dynamics of matter and gravity based on the symmetry. | シュレーディンガー対称性は、完全な超空間から複数のミニ超空間モデルへの「流体極限」において出現した。 我々は、物質場を含む2つの球対称静的ミニ超空間モデルを考察し、この出現対称性の古典レベルでの堅牢性を検証する。 (i)宇宙定数を持つマクスウェル場と(ii)質量ゼロのn個のスカラー場である。 我々は正準変換に基づく手法を開発し、モデル(i)の場合、3次元シュレーディンガー対称性が現れ、その解は(反)ド・ジッター・ライスナー・ノルドストローム時空であり、モデル(ii)の場合、(2+n)次元シュレーディンガー対称性が現れ、その解は一般化されたジャニス・ニューマン・ウィニクール時空とその「内部」であるカントフスキー・ザックス型閉宇宙であることを示す。 物質分離極限において、どちらの場合も異なる減衰関数とミニ超空間座標において2次元シュレーディンガー対称性をもたらし、これはシュレーディンガー対称性の共変性を意味する。 最後に、ハミルトン拘束条件$H$の下での対称性の物理的解釈を提案し、例を挙げて説明する。 $H$と可換な対称生成子は解を別の解に写像するが、$H$と非可換な対称生成子はシュレーディンガー対称性を持つ新たな理論を生成し、変換された構成はその新たな理論の解となる。 これらはシュレーディンガー対称性の出現の堅牢性を支持するものであり、対称性に基づく物質と重力の量子ダイナミクスの探究における新たな可能性を切り開く。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| LISA can observe cosmological millihertz (mHz) gravitational wave (GW) backgrounds that may offer a decisive test for asteroid-mass primordial black hole (PBH) dark matter (DM). In standard scenarios, failing to detect a scalar-induced gravitational wave (SIGW) background would exclude the last viable window for PBH DM formed through critical collapse. We show that this conclusion becomes much weaker in the presence of astrophysical foregrounds and strongly non-Gaussian primordial density perturbations, by studying how these phenomena affect the link between SIGWs and PBHs, and reevaluate LISA's sensitivity to asteroid-mass PBHs. In addition, we analyse the interplay between PBHs and SIGWs to gain further insights into the nature of primordial non-Gaussianity. We find that uncertainties in $f_{\rm NL}$ can induce substantial uncertainties in the PBH abundance, which ultimately limits LISA's capacity to fully probe the asteroid-mass PBH DM window. | LISAは、小惑星質量の原始ブラックホール（PBH）暗黒物質（DM）の決定的な検証となる可能性のある、宇宙論的ミリヘルツ（mHz）重力波（GW）背景を観測することができます。 標準的なシナリオでは、スカラー誘起重力波（SIGW）背景を検出できない場合、臨界崩壊によって形成されたPBH DMの最後の可能性を逃してしまうことになります。 私たちは、天体物理学的な前景と強い非ガウス性の原始密度摂動が存在する場合、これらの現象がSIGWとPBHの関係にどのように影響するかを研究することで、この結論ははるかに弱まることを示しており、小惑星質量PBHに対するLISAの感度を再評価しています。 さらに、PBHとSIGWの相互作用を解析することで、原始的な非ガウス性の性質に関するさらなる知見を得ています。 $f_{\rm NL}$ の不確実性によって PBH の存在量に大きな不確実性がもたらされ、最終的には LISA が小惑星質量の PBH DM ウィンドウを完全に調査する能力が制限されることがわかりました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Motivated by the finiteness of de Sitter (dS) horizon entropy, we study how ``bra-ket wormholes'' modify correlation functions in gravitationally prepared states. Euclidean wormhole saddles in gravitational path integrals can generate non-factorizing contributions to correlation functions, as in replica-wormhole explanation of the Page curve and bra-ket-wormhole restoration of strong subadditivity. By defining `time' variables and computing observables in a flat region attached to the dS boundary, we evaluate bra-ket wormhole contributions to scalar two-point functions and find a late-time transition in the dominant saddle, accompanied by ramp-and-plateau behavior of correlations and characteristic timescale comparable to the fast scrambling. Our results are built upon (i) inflationary horizon exit and re-entry, (ii) enhancement of correlation at small comoving momentum $k$ by wormhole contribution, and (iii) a competition between mode counting and topological suppression that drives a transition to wormhole dominance. Although results are qualitatively consistent, one needs to address wormhole stabilization to clearly interpret in terms of the entropy context. | ド・ジッター（dS）地平線エントロピーの有限性に着目し、重力的に準備された状態において「ブラ・ケット・ワームホール」が相関関数をどのように変化させるかを研究する。 重力経路積分におけるユークリッド・ワームホール・サドルは、ページ曲線のレプリカ・ワームホールによる説明や、強劣加法性のブラ・ケット・ワームホールによる復元のように、相関関数に因数分解しない寄与を生み出す可能性がある。 「時間」変数を定義し、dS境界に付随する平坦領域における観測量を計算することで、スカラー2点関数へのブラ・ケット・ワームホール寄与を評価し、支配的なサドルにおける後期遷移、相関のランプ・アンド・プラトー挙動、および高速スクランブリングに匹敵する特徴的な時間スケールを発見する。 我々の研究結果は、(i)インフレーション地平線からの脱出と再突入、(ii)ワームホール寄与による小さな共動運動量$k$における相関の増大、(iii)ワームホール優位への遷移を促すモード計数と位相的抑制の競合、に基づいている。 結果は定性的に一貫しているものの、エントロピーの観点から明確に解釈するためには、ワームホールの安定化について検討する必要がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the present paper, we study a Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) quantum cosmology model with positively curved spatial sections. The matter content of the model is given by a radiation fluid, a Chaplygin gas, and an ad hoc potential. After writing the Hamiltonian of the model, we notice that the effective potential ($V_{eff}$) depends on three parameters: $A$ and $B$ associated with the Chaplygin gas, and $σ$ associated with the ad hoc potential. Depending on the values of these parameters $V_{eff}$ becomes a double barrier potential. We quantize the model and obtain the Wheeler-DeWitt equation. We solve that equation using the WKB approximation and compute the corresponding probability ($TP_{WKB}$) that the wavefunction of the universe tunnels through the double barrier potential $V_{eff}$. We study how $TP_{WKB}$ behaves as a function of the parameters $A$, $B$, $σ$ and the radiation energy $E$. We notice a significant occurrence of resonances in $TP_{WKB}$ when varying it as a function of $E$ or $σ$. It is a very interesting phenomenon because it may cause the universe to be born with selected values of $E$ or $σ$. | 本論文では、正に曲がった空間断面を持つフリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー（FLRW）量子宇宙論モデルを研究する。 モデルの物質内容は、放射流体、チャプリギン気体、およびアドホックポテンシャルによって与えられる。 モデルのハミルトニアンを記述した後、有効ポテンシャル（$V_{eff}$）は、チャプリギン気体に関連する$A$と$B$、およびアドホックポテンシャルに関連する$σ$の3つのパラメータに依存することに気付く。 これらのパラメータの値に応じて、$V_{eff}$は二重障壁ポテンシャルになる。 モデルを量子化し、Wheeler-DeWitt方程式を得る。 この方程式をWKB近似を用いて解き、宇宙の波動関数が二重障壁ポテンシャル$V_{eff}$をトンネルする確率（$TP_{WKB}$）を計算する。 我々は、$TP_{WKB}$がパラメータ$A$、$B$、$σ$、そして放射エネルギー$E$の関数としてどのように振る舞うかを研究した。 $TP_{WKB}$を$E$または$σ$の関数として変化させた際に、顕著な共鳴現象が発生することに気づいた。 これは、宇宙が選択された$E$または$σ$の値を持って誕生する原因となる可能性があるため、非常に興味深い現象である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This article explores the cosmological scenario in which our Universe contains a hidden thin-shell configuration. We investigate a degenerate modification of the Friedmann-Robertson-Walker metric obtained through a coordinate transformation applied to the radial coordinate, analogous to recent approaches that address the Big Bang singularity via spacetime defects. The resulting metric, while formally satisfying the standard homogeneous Friedmann equations, actually describes an evolving wormhole geometry with two asymptotically flat Friedmann-Robertson-Walker regions connected by a throat located at the coordinate singularity. Using Israel's junction formalism, we demonstrate that this coordinate singularity corresponds to a thin shell characterized by exotic matter with well-defined surface energy density and isotropic pressure. The shell obeys the barotropic equation of state $p = -ρ/2$, confirming the presence of exotic matter that violates the standard energy condition, which is a requirement for maintaining wormhole geometries. As the universe expands, this thin shell becomes increasingly diluted, scaling as $1/a(t)$ with the cosmic scale factor. | 本稿では、宇宙に隠された薄い殻構造が存在するという宇宙論的シナリオを考察する。 我々は、時空欠陥を通してビッグバン特異点を論じる近年のアプローチに類似し、ラジアル座標系に座標変換を適用することで得られるフリードマン・ロバートソン・ウォーカー計量の退化修正を検証する。 得られた計量は、標準的な同次フリードマン方程式を形式的には満たすものの、実際には、座標特異点に位置する喉部で接続された2つの漸近平坦なフリードマン・ロバートソン・ウォーカー領域を持つ、進化するワームホール形状を記述する。 イスラエルのジャンクション形式を用いて、この座標特異点が、明確に定義された表面エネルギー密度と等方性圧力を持つエキゾチック物質によって特徴付けられる薄い殻に対応することを示す。 この殻は順圧状態方程式$p = -ρ/2$に従い、ワームホール形状を維持するための要件である標準エネルギー条件に違反するエキゾチック物質の存在を裏付ける。 宇宙が膨張するにつれて、この薄い殻はますます薄まり、宇宙のスケール係数に応じて $1/a(t)$ としてスケーリングされます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Newtonian noise (NN) from seismic density fluctuations is expected to limit the low-frequency sensitivity of third-generation gravitational-wave detectors, in particular the Einstein Telescope (ET). Current NN mitigation relies on seismometer arrays and Wiener filtering, while distributed acoustic sensing (DAS) offers a complementary, low-cost means of obtaining dense strain measurements. We investigate fusion sensor arrays composed of both displacement-measuring seismometers and strain-measuring DAS-type sensors. We extend the Wiener filter formalism to mixed sensor types and introduce analytic S-wave strain correlation coefficients. Using a hybrid differential evolution and covariance matrix adaptation scheme, we validate our approach against established seismometer-only results and analyze the geometry, robustness, and performance of optimized fusion arrays. Fusion arrays enhance P/S-wave disentanglement and achieve NN cancellation levels comparable to, and sometimes exceeding, those of seismometer-only arrays, particularly for small sensor numbers. When sensors are constrained to the ET infrastructure, we find that six seismometers complemented by fourteen strainmeters inside the ET arms can match the performance of twenty seismometers in boreholes, achieving a residual at the 10% level, and thereby offering a cost-efficient pathway toward ET-scale NN mitigation. | 地震密度変動によるニュートンノイズ（NN）は、第三世代重力波検出器、特にアインシュタイン望遠鏡（ET）の低周波感度を制限すると予想される。 現在のNN軽減策は地震計アレイとウィーナーフィルタに依存しているが、分散音響センシング（DAS）は、高密度のひずみ測定を得るための補完的かつ低コストな手段を提供する。 本研究では、変位測定型地震計とひずみ測定型DAS型センサーの両方から構成される融合センサーアレイを調査する。 ウィーナーフィルタ形式を混合センサータイプに拡張し、解析的なS波ひずみ相関係数を導入する。 ハイブリッド微分進化法と共分散行列適応法を用いて、既存の地震計のみの測定結果と比較して本手法を検証し、最適化された融合アレイの形状、堅牢性、および性能を解析する。 融合アレイはP/S波分離を強化し、特にセンサー数が少ない場合、地震計のみのアレイと同等、あるいはそれを超えるNNキャンセルレベルを実現する。 センサーが ET インフラストラクチャに制限されている場合、ET アーム内の 6 個の地震計と 14 個のひずみ計を組み合わせると、掘削孔内の 20 個の地震計の性能に匹敵し、10% レベルの残差を達成できるため、ET 規模の NN 軽減に向けたコスト効率の高い方法を提供できることがわかります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Axio-dilaton cosmology provides a minimal benchmark model for both Dark Matter (DM) and Dark Energy (DE) that is well motivated by fundamental physics. The axion and dilaton arise as pseudo-Goldstone modes of symmetries that predict particle masses depend on the dilaton, and therefore to evolve cosmologically, leading to correlated modifications of recombination physics, the sound horizon, and late-time expansion and growth histories. We confront this model with Planck 2018 temperature, polarisation, and lensing data, SPT-3G high-$\ell$ measurements, DESI DR2 BAO, and Pantheon$+$ supernovae, assuming that the axion makes up all of the dark matter and that the dilaton plays the role of a dark energy field. We find that it fits the data somewhat better than $Λ$CDM cosmology, with the $χ^2$ lowered by $\simeq 7$ for three additional parameters, and significantly raises the inferred Hubble constant to $H_0 \simeq 69.2\,\mathrm{km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}$, reducing the Hubble tension to $\lesssim 3σ$ and thereby allowing a joint fit of CMB and SH0ES data. The model fits this enlarged data set as well as the $w_0w_a$ model with an electron mass modified by hand at recombination, though it does so with calculable dynamics. Axio-dilaton self-interactions robustly fake a phantom equation of state in DESI measurements. There is a sting: cosmology prefers dilaton-matter couplings $|\mathbf{g}|\sim 10^{-2}$-$10^{-1}$, which are large enough to have been detected in solar-system tests of General Relativity. These results show how axio-dilatons can provide a viable cosmology preferred by current data at surprisingly large couplings, within a framework that links dark energy, dark matter, and time-dependent particle masses in a coherent way. They suggest both new observable signals and new theoretical directions, aimed at resolving the apparent inconsistency with non-cosmological observations. | アクシオン-ディラトン宇宙論は、暗黒物質（DM）と暗黒エネルギー（DE）の両方に対する、基礎物理学に十分に基づいた最小限のベンチマークモデルを提供する。 アクシオンとディラトンは、擬ゴールドストーン対称性モードとして現れ、粒子の質量がディラトンに依存し、したがって宇宙論的に進化し、再結合物理、音の地平線、そして後期膨張・成長史の相関的な変化をもたらすと予測する。 我々はこのモデルを、プランク2018の温度、偏光、レンズ効果データ、SPT-3Gの高$\ell$測定、DESI DR2 BAO、そしてパンテオン超新星と比較検討し、アクシオンが暗黒物質の全てを構成し、ディラトンが暗黒エネルギー場の役割を果たすと仮定する。 このモデルは、3つの追加パラメータに対して$χ^2$が$\simeq 7$低下し、$Λ$CDM宇宙論よりも幾分データに適合することがわかった。 また、推定ハッブル定数が$H_0 \simeq 69.2\,\mathrm{km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}$まで大幅に上昇し、ハッブル張力が$\lesssim 3σ$まで低下することで、CMBデータとSH0ESデータの結合適合が可能になる。 このモデルは、この拡大データセットだけでなく、再結合時に手動で電子質量を修正した$w_0w_a$モデルにも適合するが、計算可能なダイナミクスを用いて適合する。 アキシオ-ディラトン自己相互作用は、DESI測定においてファントム状態方程式をロバストに偽装する。 そこには難点がある。 宇宙論はディラトン-物質結合を$|\mathbf{g}|\sim 10^{-2}$-$10^{-1}$と仮定しており、これは太陽系における一般相対性理論の検証で検出されるほどの大きさである。 これらの結果は、暗黒エネルギー、暗黒物質、そして時間依存粒子質量を整合的に結びつける枠組みにおいて、驚くほど大きな結合において、現在のデータが推奨する実現可能な宇宙論をアクシオ-ディラトンがいかに提供できるかを示している。 これらの結果は、非宇宙論的観測との明らかな矛盾を解決することを目的とした、新たな観測可能なシグナルと新たな理論的方向性の両方を示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| One of the main technical obstacles in constructing a consistent theory of quantum gravity is that the metric itself defines the causal structure required for quantization. This motivates implementing quantum aspects of gravity through an independent connection. Moreover, the experimentally confirmed violation of Bell inequalities, together with the natural structure of the energy--momentum tensor in semiclassical gravity, suggests that nonlocality should be incorporated into the gravitational formalism. Motivated by these considerations, we propose a model in which the connection is treated as an independent bitensorial field, leading to a bitensorial generalization of the Einstein equations. The model reduces to General Relativity when the matter source is classical. We apply it in two regimes: the late-time universe and the Newtonian limit. In the cosmological case, the model naturally gives rise to a positive effective cosmological constant. In the Newtonian regime, we analyze a situation in which the gravitational source is in a quantum superposition and find that the model predicts a novel, nonconservative effective force that depends on the velocity of the test particle. | 量子重力の一貫した理論構築における主要な技術的障害の一つは、計量自体が量子化に必要な因果構造を定義してしまうことである。 このため、重力の量子的側面を独立接続を通して実装する必要がある。 さらに、実験的に確認されたベル不等式の破れは、半古典重力におけるエネルギー-運動量テンソルの自然な構造と相まって、非局所性を重力形式論に組み込むべきであることを示唆している。 これらの考察に基づき、我々は接続を独立な二テンソル場として扱い、アインシュタイン方程式の二テンソル一般化をもたらすモデルを提案する。 このモデルは、物質源が古典的である場合、一般相対論に帰着する。 我々はこれを、後期宇宙とニュートン極限という二つの領域に適用する。 宇宙論の場合、このモデルは自然に正の有効宇宙定数を生み出す。 ニュートン領域では、重力源が量子重ね合わせ状態にある状況を分析し、モデルがテスト粒子の速度に依存する新しい非保存的な有効力を予測することを発見しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we investigate the thermodynamic behavior of a horizonless compact object within the framework of Rastall-Rainbow (RR) gravity. Working with local shell thermodynamics for gravastar and an exterior fiducial temperature, we show that the RR modification bends temperature to produce two extrema and a stable mass remnant at zero temperature. We show that the gravastar's shell entropy is smaller than that of a comparable black hole, and that RR modifications introduce a logarithmic correction which contributes to specific heat positivity and a smoother free energy landscape of small gravastars. A Central finding of this work is that, from heat capacity and Helmholtz free energy analyses, we uncover small, middle, and large branches and demonstrate that unlike Rainbow modified black holes, the small RR gravastar is both locally and globally favored over hot curved space. At the parameter level, both Rastall and Rainbow play distinct roles. Increasing the Rastall parameter, by strengthening matter-curvature coupling, adjusts the redshift between the shell and the exterior, shifts the temperature maximum to higher values at larger masses, and narrows the unstable window. In contrast, increasing the Rainbow parameter enhances energy dependent UV suppression and bends the temperature in lower values at larger masses. Altogether, these results highlight a controlled route to thermodynamic stabilization and the emergence of a stable remnant in horizonless compact objects within RR gravity. | 本論文では、ラストール・レインボー（RR）重力の枠組みの中で、地平線のないコンパクト天体の熱力学的挙動を調査する。 重力星の局所殻熱力学と外部基準温度を用いて、RR変形によって温度が曲げられ、2つの極値と零温度における安定な質量残余が生じることを示す。 また、重力星の殻エントロピーは同等のブラックホールよりも小さく、RR変形によって対数補正が導入され、比熱の正値化と小型重力星のより滑らかな自由エネルギー地形に寄与することを示す。 本研究の中心的な発見は、熱容量とヘルムホルツ自由エネルギー解析から、小型、中型、大型の分岐を発見し、レインボー変形ブラックホールとは異なり、小型RR重力星は高温の湾曲空間に対して局所的にも大局的にも有利であることを実証した点である。 パラメータレベルでは、ラストールとレインボーはそれぞれ異なる役割を果たしている。 ラストールパラメータの増加は、物質と曲率の相互作用を強め、殻と外部の間の赤方偏移を調整し、質量が大きいほど温度の最大値がより高い値にシフトし、不安定な窓を狭めます。 対照的に、レインボーパラメータの増加は、エネルギー依存の紫外線抑制を強化し、質量が大きいほど温度を低く曲げます。 これらの結果は、RR重力内の地平線のないコンパクト天体における熱力学的安定化と安定な残骸の出現への制御された経路を浮き彫りにしています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a systematic construction of the six-derivative effective scalar-tensor theories, extending the four-derivative framework previously developed by Steven Weinberg. The on-shell effective field theory comprises five parity-even and three parity-odd independent six-derivative scalar-tensor interactions, representing all inequivalent deformations consistent with general covariance. We further confirm this operator counting through an independent analysis using the scattering amplitude formalism in four-dimensional flat spacetime. The six-derivative Lagrangian constructed here provides the next-to-leading-order extension of scalar-tensor gravity, furnishing a robust framework for exploring quantum or stringy corrections, parity-violating interactions, and strong-curvature effects in cosmology, black hole physics and gravitational wave observations. | 我々は、スティーブン・ワインバーグが以前に開発した4導関数の枠組みを拡張し、6導関数有効スカラーテンソル理論の体系的な構築を提示する。 オンシェル有効場理論は、5つの偶パリティと3つの奇パリティの独立した6導関数スカラーテンソル相互作用から構成され、一般共変性と整合するすべての非等価変形を表現する。 さらに、4次元平坦時空における散乱振幅形式を用いた独立解析により、この演算子カウントを確認する。 ここで構築した6導関数ラグランジアンは、スカラーテンソル重力の2番目に主要な次数の拡張を提供し、宇宙論、ブラックホール物理学、重力波観測における量子補正または弦理論補正、パリティ非保存相互作用、および強曲率効果を探求するための堅牢な枠組みを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Active galactic nuclei (AGN) have been studied as alternate probes in cosmology due to their large and stable luminosities and broad redshift range. Previously it was shown that higher-redshift AGN that were reverberation-mapped (RM) using broad Mg\,\textsc{ii} and C\,\textsc{iv} lines are standardizable and yield weak cosmological constraints that are consistent with those from better-established probes. In contrast, lower-redshift AGN that were reverberation-mapped using the broad H$β$ line exhibited tensions with the standard cosmological model, in particular they preferred currently decelerating cosmological expansion. Here we study the standardizability of a homogeneous RM H$β$ sample of $\sim 100$ AGN (over redshifts $0.00308 \leq z \leq 0.8429$), whose H$β$ time delays and three luminosity tracers (at 5100\,Å\,, broad H$β$, and narrow [O\,\textsc{iii}]) are averaged over several epochs. We find that this averaged sample is standardizable using three $R-L$ relations. While for luminosities corresponding to 5100\,Å\, and the broad H$β$ line the cosmological constraints prefer currently decelerating cosmological expansion, the cosmological parameters for the narrow [O\,\textsc{iii}] luminosity are more consistent with those from better-established probes and they are in agreement with currently accelerating cosmological expansion. This demonstrates for the first time that narrow-line region [O\,\textsc{iii}] can be utilized for AGN standardization and cosmological constraints. Selecting proper photoionizing flux proxies for the broad-line region is thus crucial in studies of RM AGN standardizability. | 活動銀河核（AGN）は、その大きく安定した光度と広い赤方偏移範囲から、宇宙論における代替プローブとして研究されてきました。 これまでに、Mg\,\textsc{ii}およびC\,\textsc{iv}の幅広い線を用いて反射マッピング（RM）された高赤方偏移AGNは標準化可能であり、より確立されたプローブから得られるものと整合する弱い宇宙論的制約を与えることが示されました。 一方、H$β$の幅広い線を用いて反射マッピングされた低赤方偏移AGNは、標準的な宇宙論モデルとの緊張関係を示し、特に現在減速している宇宙膨張を支持することが示されました。 ここでは、$\sim 100$ AGN（赤方偏移 $0.00308 \leq z \leq 0.8429$ 以上）の均質なRM H$β$サンプルの標準化可能性について調べる。 このサンプルのH$β$時間遅延と3つの光度トレーサー（5100\,Å\,、広いH$β$線、狭い[O\,\textsc{iii}]）は複数の時代にわたって平均化される。 この平均化されたサンプルは3つの$R-L$関係式を用いて標準化できることがわかった。 5100\,Å\,に対応する光度と広いH$β$線の場合、宇宙論的制約は現在減速している宇宙膨張を支持するが、狭い[O\,\textsc{iii}]光度の宇宙論的パラメータは、より確立されたプローブから得られたものとより整合しており、現在加速している宇宙膨張と一致する。 これは、狭線領域[O\,\textsc{iii}]がAGNの標準化と宇宙論的制約に利用できることを初めて実証するものである。 したがって、広線領域における適切な光電離フラックス指標を選択することは、RM AGNの標準化可能性の研究において極めて重要である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the influence of the plasma environment on the shadows of stationary axisymmetric wormholes. We consider a sample of several wormhole solutions and plasma distributions for which the Hamilton-Jacobi equation for the light rays is separable. This allows us to derive analytical expressions for the shadow boundary and examine the behavior of the photon regions as the plasma frequency varies. We observe that plasma profiles which depend only on radial coordinate lead to common evolution of the photon region which does not depend on the wormhole metric and is consistent with the Kerr black hole. For plasma profiles with angular dependence the evolution of the photon region is specific for every spacetime thus wormholes are observationally distinguishable. We further investigate the formation of forbidden regions in the plasma medium where light cannot propagate. They lead to the formation of plasma frequency ranges where the shadow is no longer observable and we show that this phenomenon is characteristic for all the configurations in our sample. We obtain the critical frequencies for which the shadow vanishes and demonstrate that for all the wormholes they are lower than the critical frequencies for the Kerr black hole in the same environment. This implies that there exist plasma frequency ranges in which the Kerr black hole casts a shadow but wormholes do not, creating a strong observational signature for discriminating between compact objects. In the frequency ranges where both black hole and wormhole shadows exist the wormhole shadows are consistently smaller than those for the Kerr black hole. As the plasma frequency grows the discrepancy progresses showing that plasma medium facilitates the experimental detection of wormholes. Finally we consider aberrational effects on the wormhole shadows. They further increase the deviation from black holes making wormholes easier to detect. | 我々は、定常軸対称ワームホールの影に対するプラズマ環境の影響を研究する。 光線に対するハミルトン・ヤコビ方程式が分離可能な、いくつかのワームホール解とプラズマ分布のサンプルを考察する。 これにより、影の境界に関する解析的表現を導出し、プラズマ周波数の変化に伴う光子領域の挙動を調査することができる。 動径座標のみに依存するプラズマプロファイルは、ワームホール計量に依存せず、カーブラックホールと整合する光子領域の共通の発展をもたらすことが観察された。 角度依存性を持つプラズマプロファイルでは、光子領域の発展はあらゆる時空に固有であるため、ワームホールは観測的に区別可能である。 さらに、プラズマ媒質における光が伝播できない禁制領域の形成についても調査する。 禁制領域は、影が観測されなくなるプラズマ周波数領域の形成につながり、この現象が我々のサンプルにおけるすべての構成において特徴的であることを示す。 我々は影が消失する臨界周波数を求め、すべてのワームホールにおいて、それらが同一環境におけるカーブラックホールの臨界周波数よりも低いことを実証した。 これは、カーブラックホールは影を落とすがワームホールは影を落とさないプラズマ周波数域が存在することを意味し、コンパクト天体を識別するための強力な観測シグネチャを生み出す。 ブラックホールとワームホールの両方の影が存在する周波数域では、ワームホールの影はカーブラックホールの影よりも一貫して小さい。 プラズマ周波数が増加するにつれて、この乖離は拡大し、プラズマ媒質がワームホールの実験的検出を容易にすることを示す。 最後に、ワームホールの影に対する異常効果について考察する。 異常効果はブラックホールからの偏差をさらに増大させ、ワームホールの検出を容易にする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the thermodynamic microstructure of electrically charged AdS black holes in Einstein-Kalb-Ramond bumblebee gravity in the presence of a spherically symmetric cloud of strings. Employing Weinhold and Ruppeiner thermodynamic geometries in complementary thermodynamic representations, we show that curvature singularities consistently track the spinodal boundaries and the second-order critical point associated with a Van der Waals-like small/large black-hole phase transition. Moreover, the sign structure of the Ruppeiner curvature provides a transparent characterization of the competing microscopic interactions across the coexisting phases. We find that the Lorentz-violating parameter $\ell$ and the string-cloud parameter $α$ shift the critical scales and rescale correlation measures while preserving the universality class of the critical behavior. We further comment on dynamical and holographic implications and contrast the thermodynamic sensitivity to $(\ell,α)$ with thin-disk optical signatures. | 球対称な弦の雲が存在するアインシュタイン-カルプ-ラモンドバンブルビー重力下の電荷を帯びたAdSブラックホールの熱力学的微細構造を調べる。 相補的な熱力学的表現においてワインホールドとルッパイナーの熱力学的形状を用いることで、曲率特異点がスピノーダル境界と、ファンデルワールス型の小型/大型ブラックホール相転移に伴う二次臨界点を一貫して追跡することを示す。 さらに、ルッパイナー曲率の符号構造は、共存する相をまたぐ競合する微視的相互作用の透明な特性評価を提供する。 ローレンツ対称性を破るパラメータ$\ell$と弦の雲パラメータ$α$は、臨界スケールをシフトさせ、相関測度を再スケールするが、臨界挙動の普遍性クラスは保存されることを見出した。 さらに、力学およびホログラフィックな意味合いについてコメントし、$(\ell,α)$に対する熱力学的感度を薄ディスク光学特性と比較する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we propose a dangerous journey -- a journey through the strong singularity from one universe to another or from inside of a black hole to its 'inverse' as a white hole. Such singularities are hidden in the Friedman and Schwarzschild solutions; we call them malicious singularities. The journey is made possible owing to two generalizations. The first generalization consists in considering spaces with differential structures on them (the so-called ringed spaces) rather than the usual manifolds. This entails a generalization of the concept of smoothness, which allows us to think about a smooth passage through the singularity. The second generalization is related to the concept of curve. We show that if a kind of singularity is implanted in the set of curve's parameters, along with an appropriate topology, in such a way that the structure of the set of parameters corresponds to the structure of the singular space-time, the curve can smoothly -- in a generalized sense -- pass through the singularity. | 本研究では、我々は危険な旅を提案する。 それは、強い特異点を通り、ある宇宙から別の宇宙へ、あるいはブラックホール内部からその「逆」であるホワイトホールへと至る旅である。 このような特異点はフリードマン解とシュワルツシルト解に隠されており、我々はこれを悪意ある特異点と呼ぶ。 この旅は二つの一般化によって可能となる。 一つ目の一般化は、通常の多様体ではなく、微分構造を持つ空間（いわゆる環状空間）を考えることである。 これは滑らかさの概念の一般化を伴い、特異点を滑らかに通過することを考えることを可能にする。 二つ目の一般化は曲線の概念に関連する。 曲線のパラメータ集合に、適切な位相とともに、パラメータ集合の構造が特異時空構造に対応するような特異点を組み込むと、曲線は（一般化された意味で）滑らかに特異点を通過できることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper investigates photon motion in black hole of Einstein-Maxwell-dilaton theory, exploring black hole shadows and observational characteristics under various accretion models. We first give the relation of the event horizon, photon sphere, and critical impact parameter in terms of the magnetic charge $q$. We then use the Event Horizon Telescope data to constrain $q$. For the two spherical accretion models, the infalling scenario yields a darker shadow due to the Doppler effect. However, the shadow radius remains unchanged for different models. In the case of an optically thin, geometrically thin disk accretion model, the observed brightness is predominantly determined by direct emission. The lensing ring provides a secondary contribution to the intensity, whereas the photon ring's emission is negligible. The widths of the lensing and photon rings exhibit a positive correlation with the magnetic charge $q$. Additionally, within the disk model framework, the black hole shadow radius is found to depend on the specific emission model. | 本論文は、アインシュタイン・マクスウェル・ディラトン理論におけるブラックホール内の光子運動を考察し、様々な降着モデルにおけるブラックホールシャドウと観測特性を考察する。 まず、事象の地平線、光子球、および臨界衝突パラメータの関係を磁荷$q$の観点から示す。 次に、イベント・ホライズン・テレスコープのデータを用いて$q$を制限する。 2つの球状降着モデルにおいて、落下シナリオではドップラー効果によりより暗いシャドウが生じる。 しかし、シャドウの半径はモデルが異なっても変化しない。 光学的に薄く、幾何学的に薄いディスク降着モデルの場合、観測される輝度は主に直接放射によって決定される。 レンズリングは強度に二次的な寄与をするが、光子リングの放射は無視できるほど小さい。 レンズリングと光子リングの幅は磁荷$q$と正の相関を示す。 さらに、ディスクモデルの枠組みにおいて、ブラックホールシャドウの半径は特定の放射モデルに依存することがわかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In a seminal paper, Abbott et al. analyzed the relationship between a particle's trajectory and the resolution of position measurements performed by an observer at fixed time intervals. They predicted that quantum paths exhibit a universal Hausdorff dimension that transitions from $d=2$ to $d=1$ as the momentum of the particle increases. However, although measurements were assumed to occur at intervals of time, the calculations only involved evaluating the expectation value of operators for the free evolution of wave function within a single interval, with no actual physical measurements performed. In this work we investigate how quantum measurements alter the fractal geometry of quantum particle paths. By modelling sequential measurements using Gaussian wave packets for both the particle and the apparatus, we reveal that the dynamics of the measurement change the roughness of the path and shift the emergent Hausdorff dimension towards a lower value in nonselective evolution. For selective evolution, feedback control forces must be introduced to counteract stochastic wave function collapse, stabilising trajectories and enabling dimensionality to be tuned. When the contribution of the measurement approaches zero, our result reduces to that of Abbott et al. Our work can thus be regarded as a more realistic formulation of their approach, and it connects theoretical quantum fractality with measurement physics, quantifying how detectors reshape spacetime statistics at quantum scales. | アボットらは独創的な論文で、粒子の軌道と、観測者が一定時間間隔で行った位置測定の分解能との関係を分析した。 彼らは、量子経路は粒子の運動量が増加するにつれて $d=2$ から $d=1$ に遷移する普遍的なハウスドルフ次元を示すと予測した。 しかし、測定は時間間隔で行われると仮定されていたものの、計算では単一間隔内での波動関数の自由発展に対する演算子の期待値を評価しただけで、実際の物理的測定は行われていなかった。 本研究では、量子測定が量子粒子経路のフラクタル形状をどのように変化させるかを調べる。 粒子と装置の両方に対してガウス波束を用いて連続測定をモデル化することにより、測定のダイナミクスが経路の粗さを変化させ、出現するハウスドルフ次元を非選択的発展におけるより低い値へとシフトさせることを明らかにした。 選択的進化のためには、確率的な波動関数の崩壊に対抗し、軌道を安定化させ、次元の調整を可能にするフィードバック制御力を導入する必要がある。 測定の寄与がゼロに近づくと、我々の結果はアボットらの結果に帰着する。 したがって、我々の研究は彼らのアプローチをより現実的に定式化したものと考えることができ、理論的な量子フラクタル性と測定物理学を結び付け、検出器が量子スケールで時空統計をどのように再構成するかを定量化する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present here an interesting non-relativistic limit, referred to as the Newton-Hooke (NH) limit, of the purely magnetic BTZ solution by starting from the Einstein-Maxwell system in the 2+1 dimensions. The Newton-Hooke limit is different from the Galilean limit in the sense that the former contains an additional parameter Λ, the cosmological constant, over and above the speed of light, c. We show that under this limit, the geodesics of the magnetic BTZ solution reduce to the two-dimensional motion of a charged particle in a normal magnetic field together with the presence of an extra harmonic potential, sometimes called the Fock-Darwin problem, which serves as a precursor to model certain condensed matter theories. Our present study has significance in analyzing the symmetries of different dynamical systems, from relativistic and/to nonrelativistic theories. Also, we discuss here one of the applications of the generalized (magnetic) NH_3 symmetry in the context of the Virial theorem, where this symmetry is the symmetry group of the Fock-Darwin problem mentioned above. | ここでは、2+1次元のアインシュタイン-マクスウェル系から出発して、純粋に磁気的なBTZ解の興味深い非相対論的極限、ニュートン-フック（NH）極限を提示する。 ニュートン-フック極限は、光速cのほかに宇宙定数Λという追加のパラメータが含まれる点でガリレイ極限とは異なる。 この極限の下では、磁気BTZ解の測地線が、余分な調和ポテンシャルの存在を伴った、通常の磁場中の荷電粒子の2次元運動に簡約されることを示す。 これは、フォック-ダーウィン問題と呼ばれることもあり、特定の凝縮物質理論をモデル化する前身となる。 本研究は、相対論的理論から非相対論的理論に至るまで、さまざまな力学系の対称性を解析する上で意義を持つ。 また、ここでは、ビリアル定理の文脈における一般化された（磁気）NH_3対称性の応用の1つについて説明します。 この対称性は、前述のフォック・ダーウィン問題の対称群です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| As a contribution towards the understanding for the field equations of diffeomorphism invariant theories of pure gravity, we demonstrate in great detail that the expression for the field equations of such theories can be derived within the perspective of the surface term coming from the variation of the Lagrangian. Specifically, starting with the surface term, we extract a symmetric rank-two tensor together with an anti-symmetric one out of this term with the variation operator replaced with the Lie derivative along an arbitrary vector field. By utilizing an equality stemming from the Lie derivative of the Lagrangian density along an arbitrary vector field, it is proved that the resulting symmetric rank-two tensor is identified with the functional derivative of the Lagrangian density with respect to the metric. Such a result further brings forth the expression for the field equations constructed from the symmetric rank-two tensor, which naturally rules out the derivative of the Lagrangian density with respect to the metric and coincides with the one for the Euler-Lagrange equations of motion. Furthermore, it is illustrated that the construction of the expression for the field equations from the symmetric rank-two tensor must be feasible as long as the variation operator in the variation equation of the Lagrangian is allowed to be substituted by the Lie derivative along an arbitrary vector field. On the other hand, as a byproduct, the anti-symmetric rank-two tensor turns out to be the Noether charge two-form. Our results offer a straightforward support on the proposal in our previous work that the surface term gives a unified description for field equations and Noether charges in the context of theories of gravity admitting diffeomorphism invariance symmetry. | 純粋重力の微分同相不変理論の場の方程式の理解への貢献として、我々は、そのような理論の場の方程式の表現が、ラグランジアンの変分から生じる面項の観点から導出できることを詳細に示す。 具体的には、面項から始めて、変分演算子を任意のベクトル場に沿ったリー微分に置き換え、この項から対称階数2テンソルと反対称階数2テンソルを抽出する。 任意のベクトル場に沿ったラグランジアン密度のリー微分から生じる等式を用いることで、得られた対称階数2テンソルが、ラグランジアン密度の計量に関する汎関数微分と同一であることが証明される。 この結果はさらに、対称階数2テンソルから構成される場の方程式の表現を導き出す。 この表現は、ラグランジアン密度の計量に関する微分を自然に排除し、オイラー-ラグランジュの運動方程式の表現と一致する。 さらに、ラグランジアンの変分方程式における変分演算子を任意のベクトル場に沿ったリー微分に置き換えることが許される限り、対称階数2のテンソルから場の方程式の表現を構成することは必ず可能であることが示される。 一方、副産物として、反対称階数2のテンソルはノイザー荷電2形式となる。 我々の結果は、微分同相不変性対称性を許容する重力理論の文脈において、面項が場の方程式とノイザー荷電の統一的な記述を与えるという、我々の以前の研究における提案を端的に裏付けるものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce an enriched entanglement structure for spin networks, inspired by tensor-network constructions, in which internal links can carry a controlled and discrete amount of entanglement. In the spin-network picture, vertices are dual to simplices and links are dual to their faces. Standard spin-network gluing corresponds to fully identifying two simplices along a face, implemented by a maximally entangled, gauge-invariant singlet state on the corresponding link, while unglued faces correspond to links carrying no entanglement. Working on a complete graph, we promote this binary choice to a controlled and tunable structure by allowing each link to carry a variable amount of entanglement, interpolating between product states and the fully entangled singlet. The additional link variables therefore control not only the amount of entanglement but also the extent to which gauge invariance at internal links is preserved or broken, admitting an interpretation in terms of emergent edge-mode-like degrees of freedom. Within this framework, spin-network contraction defines a bulk-to-boundary map from link-entanglement data to boundary states. Adapting techniques developed in random tensor networks, we show that in a suitable large-spin regime the map is a co-isometry in expectation value. Restricting to a code subspace defined by configurations in which links are either effectively glued or open, with small fluctuations around this pattern, the map becomes an exact isometry. This yields a discrete and geometrically meaningful realization of holographic and error-correcting features within the spin-network Hilbert space. | 我々は、テンソルネットワーク構造に着想を得た、スピンネットワークのエンリッチドエンタングルメント構造を導入する。 この構造では、内部リンクが制御された離散的な量のエンタングルメントを運ぶことができる。 スピンネットワークの図では、頂点は単体と双対であり、リンクは面と双対である。 標準的なスピンネットワークの接着は、面に沿って2つの単体を完全に識別することに対応し、対応するリンク上に最大限にエンタングルされたゲージ不変なシングレット状態を実装する。 一方、接着されていない面はエンタングルメントを持たないリンクに対応する。 完全グラフ上で、我々はこの二者択一を、各リンクが可変量のエンタングルメントを運ぶことを可能にし、積状態と完全にエンタングルされたシングレットの間を補間することで、制御され調整可能な構造へと発展させる。 したがって、追加されたリンク変数は、エンタングルメントの量だけでなく、内部リンクにおけるゲージ不変性がどの程度維持または破壊されるかを制御し、エッジモードのような自由度という観点から解釈することができる。 この枠組みにおいて、スピンネットワーク縮約は、リンクエンタングルメントデータから境界状態へのバルクから境界への写像を定義する。 ランダムテンソルネットワークで開発された手法を適用することで、適切な大スピン領域において、この写像は期待値において共等長写像となることを示す。 このパターンの周囲に小さな変動を伴う、リンクが実質的に接着または開放された構成によって定義されるコード部分空間に限定すると、写像は正確な等長写像となる。 これにより、スピンネットワークヒルベルト空間内において、ホログラフィックおよびエラー訂正機能を離散的かつ幾何学的に意味のある形で実現することができる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Gauss-Bonnet density `a la Palatini' is not a total derivative in four dimensions. We study spherically symmetric fields for the torsion-free theory. The resulting equations are highly complicated but we show the existence of unexpected hidden gauge symmetries, beyond diffeomorphisms and Weyl transformations. | パラティーニ流のガウス・ボネ密度は4次元では全微分ではない。 我々は、ねじれのない理論のために球対称場を研究する。 結果として得られる方程式は非常に複雑であるが、微分同相写像やワイル変換を超えた、予期せぬ隠れたゲージ対称性の存在を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analytically investigate the Widom line and universal supercritical crossover for charged AdS black holes threaded by a global monopole. We compute thermodynamic variables in both the extended and canonical ensembles. We derive the scaled variance $Ω$ using the Gibbs free energy and locate the Widom line as the extrema of this. Using mean-field expansion of the equation of state near criticality, we obtain closed-form expressions for the Widom line and the two branching crossover lines $L_\pm$. We show that the monopole parameter shifts the critical parameters but does not change the mean-field universal scaling: the leading linear term and the nonanalytic correction remain universal in both ensembles. We also verify this with numerical computation and show the Widom line and the two branching crossover lines $L_\pm$. | 我々は、グローバルモノポールが通る荷電AdSブラックホールのウィダム線と普遍的超臨界クロスオーバーを解析的に調べる。 拡張アンサンブルとカノニカルアンサンブルの両方で熱力学変数を計算する。 ギブスの自由エネルギーを用いてスケーリングされた分散$Ω$を導出し、ウィダム線をその極値として見つける。 臨界近傍の状態方程式の平均場展開を用いて、ウィダム線と2つの分岐クロスオーバー線$L_\pm$の閉じた形式の表現を得る。 モノポールパラメータは臨界パラメータをシフトさせるが、平均場の普遍的スケーリングは変化しないことを示す。 つまり、主線形項と非解析的補正は両方のアンサンブルで普遍的のままである。 我々は数値計算でもこれを検証し、ウィダム線と2つの分岐クロスオーバー線$L_\pm$を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose a parameterized equation of state for dark energy and perform observational tests with the Hubble parameter measurements, the Pantheon supernova sample, baryon acoustic oscillations, and DESI DR2 data. We obtain the best-fit values for the parameters as: $H_0=73.96\pm 0.16$, $Ω_{\rm m}=0.2434\pm 0.0079$, and $α=-0.00049\pm 0.00092$, demonstrating that the model exhibits a high degree of consistency with astronomical observations and provides a promising parameterized method for addressing the Hubble tension. | 我々はダークエネルギーのパラメータ化された状態方程式を提案し、ハッブルパラメータ測定、パンテオン超新星サンプル、重粒子音響振動、およびDESI DR2データを用いた観測的検証を行った。 パラメータの最適値は、$H_0=73.96\pm 0.16$、$Ω_{\rm m}=0.2434\pm 0.0079$、$α=-0.00049\pm 0.00092$となり、このモデルが天文学的観測と高い整合性を示し、ハッブル張力に対処するための有望なパラメータ化された手法となることが示された。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Here, we explore the effect of the cloud of strings (CoS) on the gravitational waveforms of extreme mass ratio inspirals (EMRIs). The EMRI system consists of a supermassive black hole (BH) and a compact stellar mass object moving around it. We begin with studying the test particle motion around the Schwarzschild BH surrounded by a CoS by using the Lagrangian formalism. Moreover, we investigated the effect of the CoS parameter on the evolution of the semi-latus rectum and eccentricity. We then turn to the exploration of the impact of the CoS parameter on the gravitational waveforms of the EMRI system. The analysis performed shows that Laser Interferometer Space Antenna (LISA) could detect the CoS imprint in gravitational waveforms when the values of the string cloud parameter $α\gtrsim 2 \times 10^{-6}$. | ここでは、弦雲 (CoS) が極度質量比インスパイラル (EMRI) の重力波形に及ぼす影響について検討します。 EMRI システムは、超大質量ブラックホール (BH) とその周りを回るコンパクトな恒星質量オブジェクトで構成されます。 まず、ラグランジュ形式を用いて、CoS に囲まれたシュワルツシルト BH の周りのテスト粒子の運動を調べます。 さらに、CoS パラメータが半ラタス直腸と離心率の発展に及ぼす影響を調査しました。 次に、CoS パラメータが EMRI システムの重力波形に及ぼす影響の調査に移ります。 実施された分析により、弦雲パラメータの値が $α\gtrsim 2 \times 10^{-6}$ の場合、レーザー干渉計宇宙アンテナ (LISA) が重力波形の CoS 痕跡を検出できることが示されました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper primarily explores the dynamics of charged particle in the magnetized SV spacetime, and constrains the parameters of the SV spacetime along with its surrounding magnetic fields. The constraints are given by using $χ^2$ analysis combined with high-frequency quasi-periodic oscillation (HFQPO) data observed from three microquasars: GRS 1915+105, XTE 1550-564, and GRO J1655-40. The results indicate that the magnetic field significantly influences the position of the innermost stable circular orbit of charged particle and frequency distribution of epicyclic motion, which excites more resonance model variants, enhancing observational effects. Additionally, we employ the Akaike Information Criterion (AIC) to evaluate resonance model and its various variants. The support for different models from observational data shows significant variation: $E R_8$ as the best model is supported strongly, $ER_3$ model has moderate evidence of support, $ER_6$ and $ER_7$ models are considerably less support, while other resonance models have essentially no support. For models more supported by the observational data, the allowed ranges of the regularization parameter: $0\leq a<0.736$ ($68\%$ confidence level) suggests that HFQPOs data support the magnetized black bounce spacetime as a regular black hole, and the smaller value of the regularization parameter indicates a possibility of the presence of quantum effects. According to the constraint results, we get the best-fit values of magnetic field strength around $10^{-5}\sim 10^{-4}$ GS for electrons and around $10^{-2}\sim 10^{-1}$ GS for protons. Finally, as a comparison, we test the SV spacetime without a magnetic field using microquasar observational data, and the calculated results of AIC show that this case is incompatible with the HFQPOs data, further supporting the existence of a magnetic field in SV spacetime. | 本論文は、主に磁化されたSV時空における荷電粒子のダイナミクスを探求し、SV時空とその周囲の磁場のパラメータに制約を与える。 制約は、3つのマイクロクエーサー（GRS 1915+105、XTE 1550-564、GRO J1655-40）で観測された高周波準周期振動（HFQPO）データと組み合わせた$χ^2$解析を用いて与えられる。 結果は、磁場が荷電粒子の最内周安定円軌道の位置と周転円運動の周波数分布に大きな影響を与え、それがより多くの共鳴モデルの変種を励起し、観測効果を高めることを示している。 さらに、共鳴モデルとその様々な変種を評価するために、赤池情報量基準（AIC）を用いる。 観測データから得られる異なるモデルのサポートには大きなばらつきがあります。 最良のモデルである $E R_8$ は強くサポートされていますが、$ER_3$ モデルには中程度のサポートの証拠があり、$ER_6$ および $ER_7$ モデルにはサポートがかなり少なく、他の共鳴モデルには基本的にサポートがありません。 観測データによってよりサポートされているモデルの場合、正則化パラメーターの許容範囲: $0\leq a<0.736$ (信頼水準 $68\%$) は、HFQPO データが磁化ブラックバウンス時空を通常のブラックホールとしてサポートすることを示唆しており、正則化パラメーターの値が小さいほど量子効果が存在する可能性を示しています。 制約結果によると、電子の場合は約 $10^{-5}\sim 10^{-4}$ GS、陽子の場合は約 $10^{-2}\sim 10^{-1}$ GS の磁場強度の最適値が得られます。 最後に、比較として、マイクロクエーサー観測データを使用して磁場のない SV 時空をテストし、AIC の計算結果から、このケースは HFQPOs データと互換性がないことが示され、SV 時空に磁場が存在することがさらに裏付けられました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Traversable wormholes are one of the most exciting predictions of General Relativity that offer short-cuts through space-time. However, their feasibility requires the violation of the null energy condition and makes their detection a bit difficult. This paper aims to show the new avenues delving deep into the observational prospects of TWHs via quasinormal modes (QNMs) and gray body factors GBFs. These are the two elementary aspects of wave dynamics. Given their distinct spectral imprints, these features provide a potential means to distinguish wormholes from black holes in gravitational wave observations. The role of QNMs in characterizing the ringdown phase of perturbations and the GBFs in determining transmission probabilities through wormhole barriers have been explored by a general description and then fed to Einstein Gauss Bonnet WH solutions in isotropic as well as anisotropic cases. Finally, a correspondence of the QNM frequencies with radius of the WH shadows has been made and the effect of Gauss Bonnet parameter on the QNM spectra has been discussed. | 通過可能なワームホールは、時空の近道を提供する一般相対性理論の最もエキサイティングな予測の1つです。 しかし、その実現可能性にはヌルエネルギー条件の違反が必要であり、検出がやや困難です。 この論文は、準正規モード（QNM）と灰色体因子GBFを介してTWHの観測可能性を深く探究する新しい道を示すことを目的としています。 これらは波動力学の2つの基本的な側面です。 明確なスペクトル痕跡があるため、これらの特徴は、重力波観測でワームホールとブラックホールを区別する潜在的な手段を提供します。 摂動のリングダウン位相を特徴付けるQNMの役割と、ワームホールバリアを通過する透過確率を決定するGBFの役割は、一般的な説明によって調査され、その後、等方性および異方性の場合のアインシュタインのガウスボネWHソリューションにフィードされました。 最後に、QNM 周波数と WH シャドウの半径との対応関係が示され、ガウス ボネ パラメータが QNM スペクトルに与える影響が議論されました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This work analyzes the Darmois junction conditions matching an interior Alcubierre warp drive spacetime to an exterior Minkowski geometry. The joining hypersurface requires that the shift vector of the warp drive spacetime must satisfy the solution of a particular inviscid Burgers equation, namely, the gauge where the shift vector is not a function of the $y$ and $z$ spacetime coordinates. Such a gauge connects the warp drive metric to shock waves via a Burgers-type equation, which was previously found to be an Einstein equations vacuum solution for the warp drive geometry. It is also shown that not all Ricci and Riemann tensors components are zero at the joining hypersurface, but for that to happen they depend on the shift vector solution of the inviscid Burgers equation at the joining wall. This means that the warp drive geometry is not globally flat. | 本研究では、内部アルクビエレワープ駆動時空を外部ミンコフスキー幾何学に適合させるダルモワ接合条件を解析する。 接合超曲面では、ワープ駆動時空のシフトベクトルが特定の非粘性バーガース方程式、つまりシフトベクトルが時空座標 $y$ および $z$ の関数ではないゲージの解を満たす必要がある。 このようなゲージは、ワープ駆動計量と衝撃波をバーガース型方程式で結び付ける。 バーガース型方程式は、以前にワープ駆動幾何学に対するアインシュタイン方程式の真空解であることがわかっている。 また、接合超曲面においてすべてのリッチテンソルとリーマンテンソルの成分がゼロになるわけではないが、そうなるためには、接合壁における非粘性バーガース方程式のシフトベクトル解に依存することも示されている。 これは、ワープ駆動幾何学が大域的に平坦ではないことを意味する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct the Kerr/CFT correspondence for extremal Kerr--Bertotti--Robinson (Kerr--BR) black holes, which are exact stationary solutions of the Einstein--Maxwell equations describing a rotating black hole immersed in a uniform Bertotti--Robinson electromagnetic universe. After reviewing the geometry, horizon structure, and thermodynamics of the Kerr--BR family, we demonstrate that the external field non-trivially modifies both the horizon positions and the extremality condition. For extremal configurations, the near-horizon limit yields a warped $\mathrm{AdS}_3$ geometry with an associated Maxwell field aligned to the $U(1)$ fibration. Imposing standard Kerr/CFT boundary conditions, the asymptotic symmetry algebra gives rise to a Virasoro algebra with central charge $c_L$ and left-moving temperature $T_L$ that depend explicitly on the external field strength. The Cardy formula then reproduces exactly the Bekenstein--Hawking entropy of the extremal Kerr--BR black hole for any admissible value of the Bertotti--Robinson field, thereby establishing a consistent Kerr/CFT dual description. Comparisons with the magnetized Melvin--Kerr and Kaluza--Klein black holes are briefly discussed, highlighting qualitative differences in their curvature profiles and horizon geometries. | 我々は、一様なベルトッティ・ロビンソン電磁宇宙に浸漬された回転ブラックホールを記述するアインシュタイン・マクスウェル方程式の正確な定常解である、極限Kerr-Bertotti-Robinson（Kerr-BR）ブラックホールに対するKerr/CFT対応を構築する。 Kerr-BRファミリーの幾何学、地平線構造、熱力学を検討した後、外部場が地平線の位置と極限性条件の両方を非自明に修正することを示す。 極限構成では、地平線近傍極限は、関連するマクスウェル場が$U(1)$ファイバリングに整列した、歪んだ$\mathrm{AdS}_3$幾何学をもたらす。 標準的なKerr/CFT境界条件を課すと、漸近対称代数は、外部場の強度に明示的に依存する中心電荷$c_L$と左移動温度$T_L$を持つVirasoro代数を生成する。 カーディ公式は、ベルトッティ-ロビンソン場の許容値を問わず、極限カー-BRブラックホールのベッケンシュタイン-ホーキングエントロピーを正確に再現し、整合的なカー/CFT双対記述を確立する。 磁化されたメルビン-カーおよびカルツァ-クラインブラックホールとの比較についても簡単に議論し、曲率プロファイルと地平線形状における質的な違いを強調する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present AttenGW, an attention-based multi-detector gravitational-wave detection model and accompanying software stack designed for analysis of real LIGO data. AttenGW combines a per-detector hierarchical dilated convolutional network with an attention-based aggregation module that enforces cross-detector coherence, providing an alternative to graph-based aggregation schemes used in previous work. The pipeline adopts a LIGO-style preprocessing and data-loading workflow based on GWOSC time series, with standard whitening and filtering, and is released as a documented Python/PyTorch package. We benchmark AttenGW using simulated injections to estimate sensitive volume and on real O3 data, focusing on the February 2020 segment previously used to evaluate a spatiotemporal graph ensemble. On this month of data, a single AttenGW model reduces the false-positive rate relative to a single graph-based detector by a factor of a few, and an ensemble of three AttenGW models matches the performance of the corresponding six-model ensemble. Injection studies on real LIGO noise further indicate that attention-based aggregation yields stable performance on non-Gaussian backgrounds. | LIGO実データの解析用に設計された、注目度ベースのマルチ検出器重力波検出モデルと付随するソフトウェアスタックであるAttenGWを紹介します。 AttenGWは、検出器ごとの階層的拡張畳み込みネットワークと、検出器間のコヒーレンスを強化する注目度ベースの集約モジュールを組み合わせ、これまでの研究で使用されてきたグラフベースの集約スキームに代わるものです。 パイプラインは、GWOSC時系列に基づくLIGOスタイルの前処理およびデータ読み込みワークフローを採用し、標準的なホワイトニングとフィルタリングを備えており、ドキュメント化されたPython / PyTorchパッケージとしてリリースされています。 我々は、シミュレートされた注入を用いて感度体積を推定し、実際のO3データを用いてAttenGWのベンチマークを行い、以前時空間グラフアンサンブルの評価に使用された2020年2月のセグメントに焦点を当てました。 今月のデータでは、単一のAttenGWモデルは単一のグラフベース検出器と比較して偽陽性率を数分の1に低減し、3つのAttenGWモデルのアンサンブルは対応する6つのモデルアンサンブルと同等の性能を示しました。 さらに、実際のLIGOノイズに対する注入研究では、アテンションベースの集約が非ガウス背景において安定した性能を示すことが示されています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The analysis of linearized perturbations in relativistic field theories involving derivative corrections frequently leads to pathologies that, although generic, may not always be manifest, like in a local rest frame scenario. Hence, analyzing such theories conclusively in a more general state of equilibrium, like in a Lorentz boosted inertial frame, is imperative, albeit extracting the boosted modes could be quite nontrivial. Motivated by this problem, in this study, we develop a general framework for deriving the dispersion spectra in Lorentz-boosted inertial frames solely from the information of the local rest frame dispersion coefficients. Apart from the well-behaved modes, which are observed to follow an exact mapping across the boost, we show that in some cases, unphysical ``spurious" modes might turn up, which diverge at zero boost limit and thus lack any rest-frame analogue. Finally, we investigate the conflict between the existence of these spurious modes and the causality for a given relativistic theory. The key developments provided here are (i) a convenient way for obtaining the dispersion spectra across inertial frames, bypassing the traditional method of solving the boosted polynomial, and (ii) exploring the direct connection between the mode conservation and the causality of a theory with detailed proof. Due to the general approach, these results can find direct applications for a range of other effective theory formulations, like gauge theory plasmas, strongly coupled systems, and heavy quark effective theory. | 微分補正を含む相対論的場の理論における線形摂動の解析は、局所静止系シナリオのように、一般的ではあるものの必ずしも顕在化しない病理をしばしば引き起こす。 したがって、ローレンツブースト慣性系のようなより一般的な平衡状態において、このような理論を決定的に解析することは不可欠であるが、ブーストされたモードの抽出は極めて困難となる可能性がある。 この問題に着目し、本研究では、局所静止系分散係数の情報のみから、ローレンツブースト慣性系における分散スペクトルを導くための一般的な枠組みを構築する。 ブーストに対して正確な写像に従うことが観測される良好な動作モードとは別に、場合によっては非物理的な「スプリアス」モードが出現する可能性があることを示す。 これらのモードはブーストゼロ極限で発散し、したがって静止系における類似性を持たない。 最後に、これらのスプリアスモードの存在と、与えられた相対論的理論における因果関係との間の矛盾を調査する。 ここで提供される主要な進展は、(i)ブースト多項式を解く従来の方法を回避し、慣性系を横断する分散スペクトルを得るための簡便な方法、および(ii)詳細な証明を用いて、モード保存と理論の因果関係との直接的な関連性を探求することである。 この汎用的なアプローチにより、これらの結果は、ゲージ理論プラズマ、強結合系、重いクォーク有効理論など、他の様々な有効理論定式化に直接応用できる。 |
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| Efficient searches for gravitational waves from compact binary coalescence are crucial for gravitational wave observations. We present a proof-of-concept for a method that utilizes a neural network taking an SNR map, a stack of SNR time series calculated by the matched filter, as input and predicting the presence or absence of gravitational waves in observational data. We demonstrate our algorithm by applying it to a dataset of gravitational-wave signals from stellar-mass black hole mergers injected into stationary Gaussian noise. Our algorithm exhibits comparable performance to the standard matched-filter pipeline and to the machine-learning algorithms that participated in the mock data challenge, MLGWSC-1. The demonstration also shows that our algorithm achieves reasonable sensitivity with practical computational resources. | 重力波観測には、コンパクト連星合体からの重力波を効率的に探索することが不可欠です。 本研究では、整合フィルタによって計算されたSNR時系列のスタックであるSNRマップを入力としてニューラルネットワークを用い、観測データにおける重力波の有無を予測する手法の概念実証を示します。 本アルゴリズムを、定常ガウスノイズに注入された恒星質量ブラックホール合体からの重力波信号のデータセットに適用することで実証しました。 本アルゴリズムは、標準的な整合フィルタパイプラインや、模擬データチャレンジMLGWSC-1に参加した機械学習アルゴリズムと同等の性能を示しました。 また、本実証では、本アルゴリズムが実用的な計算リソースで妥当な感度を達成できることも示しました。 |
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| In this paper, we study the equation of state and its properties of the perfect fluid in the $D$-dimensional FRW universe under Einstein gravity, Gauss-Bonnet gravity and Lovelock gravity. In Einstein gravity, we get the equation of state and find that it has no critical point in the $P$-$V$ diagram, but its isothermal lines have minima in the $4$-dimensional case and are always negative in higher dimensions. In Gauss-Bonnet gravity, we get the equation of state and find that it has a critical point in the $5,6,7,8$-dimensional cases with phase transitions above the critical temperature. In Lovelock gravity, we get the equation of state and conditions of the critical points. Our work shows that both the theories of gravity and the dimensions of the FRW universe affect the existence of the critical point of the perfect fluid. Interestingly, if the critical point exists, phase transition always occures above the critical temperature. | 本論文では、我々はアインシュタイン重力、ガウス・ボネ重力、ラブロック重力下における$D$次元FRW宇宙における完全流体の状態方程式とその特性について研究する。 アインシュタイン重力では、状態方程式を得て、$P$-$V$図には臨界点がないが、その等温線は$4$次元の場合に極小値を持ち、高次元では常に負の値になることがわかった。 ガウス・ボネ重力では、状態方程式を得て、臨界温度以上で相転移を伴う$5,6,7,8$次元の場合に臨界点があることがわかった。 ラブロック重力では、状態方程式と臨界点の条件を得る。 我々の研究は、重力理論とFRW宇宙の次元の両方が完全流体の臨界点の存在に影響を与えることを示している。 興味深いことに、臨界点が存在する場合、相転移は臨界温度以上で常に起こる。 |
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| This paper investigates how a self bound equation of state (EOS), which describes strange quark stars, affects the rotational properties of compact stars, focusing on deviations from universal relations governing gravitational mass and radius changes due to rotation. The analysis reveals significant deviations in stars with higher surface-to-center total energy-density ratios, $\frac{ε_s}{ε_c+c^2P_c}$, challenging the established universal relations. For Newtonian stars, hydrostatic equilibrium ensures that the difference between the gravitational potential at the center, $Φ_c$, and at the poles, $Φ_p$, remains constant within sequences of rotating neutron stars characterized by the same central and polar specific enthalpy ($Φ_c - Φ_p = -h_c +h_p$). Combined with the scaling $Φ\propto R_e^2$, where $R_e$ denotes the equatorial radius, this condition naturally leads to a quasi-universal behavior in the rotational change of radius within these sequences. Similarly, in general relativistic stars, the hydrostatic equilibrium maintains that $Φ^{GR}_{p} - Φ^{GR}_{c}$ remains unchanged within these sequences, where $Φ^{GR}$ is one of the metric potentials. Inspired by this theoretical framework, a toy model has been developed to capture the dependence of gravitational mass and radius deviations on the surface-to-central total energy density ratio. Subsequently, an improved set of empirical universal relations has been proposed, for accurately modeling rapidly rotating compact stars with self-bound EOSs. | 本論文では、ストレンジクォーク星を記述する自己束縛状態方程式（EOS）がコンパクト星の回転特性にどのような影響を与えるかを、回転による重力質量と半径の変化を支配する普遍的な関係式からの逸脱に焦点を当てて解析する。 解析の結果、表面対中心の全エネルギー密度比 $\frac{ε_s}{ε_c+c^2P_c}$ が高い星では、確立された普遍的な関係式に矛盾する大きな逸脱が見られることが明らかになった。 ニュートン星の場合、静水力平衡により、中心と極の比エンタルピーが同じである（$Φ_c - Φ_p = -h_c + h_p$）回転する中性子星系列において、中心の重力ポテンシャル $Φ_c$ と極の重力ポテンシャル $Φ_p$ の差は一定に保たれる。 この条件は、赤道半径$R_e$を基準としたスケーリング$Φ\propto R_e^2$と組み合わせることで、これらの系列内での半径の回転変化において、自然に準普遍的な振る舞いをもたらす。 同様に、一般相対論的な星では、静水力平衡により、これらの系列内で$Φ^{GR}_{p} - Φ^{GR}_{c}$は変化しないことが維持される。 ここで、$Φ^{GR}$は計量ポテンシャルの1つである。 この理論的枠組みに着想を得て、重力質量と半径偏差が表面対中心の全エネルギー密度比にどのように依存するかを捉えるためのトイモデルが開発された。 その後、自己束縛EOSを持つ高速回転コンパクト星を正確にモデル化するための、改良された経験的普遍関係式が提案された。 |
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| We investigate the cosmological inflation for the Einstein-Hilbert action plus the Higgs potential function and the Gauss-Bonnet term coupled with the Higgs scalar field through a dilaton-like coupling. Then, using the Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker metric and considering the appropriate slow-roll parameters, we derive the necessary equations of motion. In the proposed model, since the e-folding integral cannot be easily solved analytically, we first utilize a well-known Taylor expansion. Then, with a certain range of values derived for the model parameters, utilizing a mixture of several diagrams and numerical analysis methods, we obtain results for the tensor-to-scalar ratio and the scalar spectral index that are in good agreement with observational data within the acceptable range of the e-folding values. Also, in the absence of the Gauss-Bonnet term, we find that the inflationary observables are roughly the same as the predictions of the chaotic inflation model. | 我々は、アインシュタイン-ヒルベルト作用、ヒッグスポテンシャル関数、そしてディラトン的な結合を介してヒッグススカラー場と結合したガウス-ボネ項を加えた宇宙論的インフレーションを調査する。 次に、フリードマン-ルメートル-ロバートソン-ウォーカー計量を用い、適切なスローロールパラメータを考慮して、必要な運動方程式を導出する。 提案モデルでは、e-フォールディング積分を解析的に容易に解くことができないため、まずよく知られたテイラー展開を用いる。 次に、モデルパラメータに導出した特定の範囲の値を用いて、複数の図と数値解析手法を組み合わせ、e-フォールディング値の許容範囲内で観測データとよく一致するテンソル-スカラー比とスカラースペクトル指数の結果を得る。 また、ガウス-ボネ項がない場合、インフレーション観測量はカオス的インフレーションモデルの予測とほぼ一致することがわかった。 |
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| Geodesic flows emanating from an arbitrary point $\mathscr{P}$ in a manifold $\mathscr{M}$ carry important information about the geometric properties of $\mathscr{M}$. These flows are characterized by Synge's world function and van Vleck determinant - important bi-scalars that also characterize quantum description of physical systems in $\mathscr{M}$. If $\mathscr{P}$ is a regular point, these bi-scalars have well known expansions around their flat space expressions, quantifying \textit{local flatness} and equivalence principle. We show that, if $\mathscr{P}$ is a singular point, the scaling behavior of these bi-scalars changes drastically, capturing the non-trivial structure of geodesic flows near singularities. This yields remarkable insights into classical structure of spacetime singularities and provides useful tool to study their quantum structure. | 多様体 $\mathscr{M}$ 内の任意の点 $\mathscr{P}$ から発する測地線フローは、$\mathscr{M}$ の幾何学的特性に関する重要な情報を持ちます。 これらのフローは、Synge の世界関数と van Vleck の行列式によって特徴付けられます。 これらは、$\mathscr{M}$ 内の物理システムの量子記述も特徴付ける重要なバイスカラーです。 $\mathscr{P}$ が正則点の場合、これらのバイスカラーは平坦空間表現の周りによく知られた展開を持ち、\textit{局所平坦性} と同値原理を定量化します。 $\mathscr{P}$ が特異点の場合、これらのバイスカラーのスケーリング挙動が劇的に変化し、特異点近傍の測地線フローの非自明な構造を捉えることを示します。 これは、時空特異点の古典的構造に関する注目すべき洞察をもたらし、その量子構造を研究するための有用なツールを提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the standard picture of cosmic strings, cusps are generic features of Nambu-Goto loops where the string momentarily reaches the speed of light. They have a characteristic sharp profile, following $y \sim x^{2/3}$ in the $(x,y)$ plane, and produce strong gravitational-wave (GW) bursts with frequency-domain strain $\mathop{\tilde{\!κ}}(ω) \propto ω^{-4/3}$, making them key targets for current and future GW searches. However, under certain conditions, this generic picture can differ. We identify cusp solutions with different, including smooth, shapes, and compute their massless GW and axion spectra. We derive a general expression for all possible Nambu-Goto cusp spectra with the asymptotic form $\mathop{\tilde{\!κ}}(ω) \propto ω^{-n/(2n-1)} ω^{-m/(2m-1)}$ where $n, m\geq 2$. We investigate the effect of realistic corrections to the Nambu-Goto description, such as those from backreaction and finite string width, which introduce a high frequency cutoff. | 宇宙ひもの標準的な描像において、カスプはひもが瞬間的に光速に達する南部-後藤ループの一般的な特徴である。 カスプは特徴的な鋭い形状を持ち、$(x,y)$平面において$y \sim x^{2/3}$に沿って進み、周波数領域歪み$\mathop{\tilde{\!κ}}(ω) \propto ω^{-4/3}$を伴う強い重力波バーストを生成するため、現在および将来の重力波探索の重要なターゲットとなっている。 しかし、特定の条件下では、この一般的な描像は異なる場合がある。 我々は、滑らかな形状を含む様々な形状のカスプ解を特定し、それらの質量ゼロの重力波スペクトルとアクシオンスペクトルを計算する。 我々は、漸近形$\mathop{\tilde{\!κ}}(ω) \propto ω^{-n/(2n-1)} ω^{-m/(2m-1)}$（ただし$n, m\geq 2$）を持つ、あらゆる可能なNambu-Gotoカスプスペクトルに対する一般的な表現を導出する。 我々は、反作用や有限弦幅など、高周波遮断を導入するNambu-Goto記述に対する現実的な補正の効果を調査する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The relativistic precession model (RPM) is widely-considered as a benchmark framework to interpret quasi-periodic oscillations (QPOs), albeit several observational inconsistencies suggest that the model remains incomplete. The RPM ensures \emph{structureless test particles} and attributes precession to geodesic motion alone. Here, we refine the RPM by incorporating the internal structure of rotating test bodies, while preserving the test particle approximation (TPA), and propose a \emph{macroscopic precession model} (MPM) by means of the Mathisson-Papapetrou-Dixon (MPD) equations, applied to a Schwarzschild background, which introduces 1) a shift in the Keplerian frequency and 2) an \emph{effective spin correction} to the radial epicyclic frequency that, once the spin tensor is modeled, reproduces a quasi-Schwarzschild-de Sitter (SdS) correction. We apply the MPM to eight neutron star low mass X-ray binaries (NS-LMXBs), performing Markov chain Monte Carlo (MCMC) fits to twin kHz QPOs and find observational and statistical evidence in favor of precise power law spin reconstructions. Further, our model accurately predicts the $3:2$ frequency clustering, the disk boundaries and the NS masses. From the MPM model, we thus conclude that complexity of QPOs can be fully-described including the test particle internal structure. | 相対論的歳差運動モデル (RPM) は、準周期振動 (QPO) を解釈するためのベンチマークフレームワークとして広く考えられていますが、観測上の矛盾がいくつかあり、モデルが不完全であることを示唆しています。 RPM は \emph{構造のないテスト粒子} を保証し、歳差運動を測地線運動のみに帰属させます。 ここでは、テスト粒子近似 (TPA) を維持しながら回転テスト物体の内部構造を組み込むことで RPM を改良し、シュワルツシルト背景に適用されるマティソン-パパペトロウ-ディクソン (MPD) 方程式による \emph{巨視的歳差運動モデル} (MPM) を提案します。 これにより、1) ケプラー周波数のシフトと 2) ラジアル周転円周波数への \emph{有効スピン補正} が導入され、スピンテンソルをモデル化すると、準シュワルツシルト-ド・ジッター (SdS) 補正が再現されます。 我々はMPMを8つの中性子星低質量X線連星（NS-LMXB）に適用し、双子のkHz QPOにマルコフ連鎖モンテカルロ（MCMC）フィッティングを実施した結果、精密なべき乗則スピン再構成を支持する観測的および統計的証拠を得た。 さらに、我々のモデルは$3:2$周波数クラスタリング、ディスク境界、そしてNS質量を正確に予測する。 したがって、MPMモデルから、QPOの複雑さはテスト粒子の内部構造を含めて完全に記述できると結論づけられる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The tunneling decay rate per unit volume in Quantum Field Theory (QFT), at order $\hbar$, is given by $Γ/V = Ae^{-B}$, where $B$ is the Euclidean action evaluated at the so-called bounce, and $A$ is proportional to the determinant of a second-order differential operator. The dominant contribution comes from the exponential factor. To estimate $Γ/V$, one must determine the bounce configuration, which satisfies a highly nonlinear equation. A common approach in the literature is the thin-wall approximation. In this work, we extend the formalism to cases where the thin-wall approximation is not valid. We employ a simple variational method to estimate both the bounce and the decay rate, and we find good agreement between our results and full numerical calculations. | 量子場の理論（QFT）における単位体積あたりのトンネル減衰率は、$\hbar$ オーダーで、$Γ/V = Ae^{-B}$ で与えられます。 ここで、$B$ はいわゆるバウンスで評価されるユークリッド作用であり、$A$ は2階微分演算子の行列式に比例します。 支配的な寄与は指数因子から生じます。 $Γ/V$ を推定するには、高度に非線形な方程式を満たすバウンス構成を決定する必要があります。 文献でよく用いられるアプローチは薄壁近似です。 本研究では、この形式論を薄壁近似が妥当でない場合にも拡張します。 バウンスと減衰率の両方を推定するために単純な変分法を採用し、その結果と完全な数値計算結果がよく一致することを見出しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Euclidean action serves as a bridge between gravitational thermodynamics and the partition function. In this work, we further examine the gravitational partition function under a fixed volume constraint, extending the fixed volume on-shell geometry in the massless case. Moving beyond this massless configuration, we construct solutions with nonzero mass functions, leading to a new class of volume-constrained Euclidean geometries (VCEGs). The VCEG contains both a boundary and a horizon, and its Euclidean action is determined solely by the contribution from the horizon. However, further investigation suggests that this boundary appears to be artificially constructed and can be extended, giving rise to the extended VCEGs. These geometries feature two horizons, each with a conical singularity, and their action is given by one-quarter of the sum of the areas of the two horizons. In general, the conical singularities on both horizons cannot be simultaneously removed, except at a critical mass $m = m^*$, which defines the critical extended VCEG. Configurations with conical singularities are interpreted as constrained gravitational instantons. An analysis of their contributions to the partition function and topology reveals a close analogy between the extended VCEGs and the Euclidean Schwarzschild-de Sitter static patch, suggesting that the volume constraint effectively plays a role akin to that of a cosmological constant in semiclassical quantum gravity. | ユークリッド作用は、重力熱力学と分配関数を橋渡しする役割を果たします。 本研究では、質量ゼロの場合の固定体積オンシェル幾何学を拡張し、固定体積制約下の重力分配関数をさらに検討します。 この質量ゼロの構成を超えて、非ゼロ質量関数を持つ解を構築し、新しいクラスの体積制約ユークリッド幾何学（VCEG）を導きます。 VCEGは境界と地平線の両方を含み、そのユークリッド作用は地平線からの寄与のみによって決定されます。 しかし、さらなる調査により、この境界は人工的に構築されたようで、拡張可能であることが示唆され、拡張VCEGが生まれます。 これらの幾何学は、それぞれ円錐状の特異点を持つ2つの地平線を特徴とし、その作用は2つの地平線の面積の和の4分の1で与えられます。 一般に、両方の地平線上の円錐状特異点は、臨界拡張VCEGを定義する臨界質量$m = m^*$を除いて、同時に除去することはできません。 円錐状の特異点を持つ構成は、制約された重力インスタントンとして解釈される。 それらの分配関数と位相への寄与を解析すると、拡張されたVCEGとユークリッドシュワルツシルト・ド・ジッター静的パッチとの間に密接な類似性が示され、体積制約が半古典的量子重力における宇宙定数と同様の役割を果たしていることが示唆される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The millihertz band is densely populated by continuous gravitational-wave signals from Galactic compact binaries, dominated by double white dwarfs (DWDs; binaries of two white dwarfs) with contributions from systems containing neutron stars and black holes (Amaro-Seoane et al. 2023). As these binaries inspiral due to gravitational-wave radiation, they can reach contact and begin mass transfer in the millihertz band. Gravitational-wave detectors like LISA will survey such compact binaries across the Milky Way, yielding samples numbering in the tens of thousands, with essentially complete sensitivity to orbital periods shorter than ~10-20 min (e.g. Lamberts et al. 2019). Assessing the nature of the binary components - and deriving masses, temperatures and compositions - requires systematic electromagnetic characterisation that breaks gravitational-wave degeneracies and enables full atmospheric and orbital solutions. At present, no dedicated facility or coordinated survey is planned to deliver electromagnetic follow-up at the scale necessary to maximise the science return of the millihertz gravitational-wave data; this white paper discusses the need and requirements of such a capability. | ミリヘルツ帯は、二重白色矮星（DWD、2つの白色矮星からなる連星）を主体とする銀河系コンパクト連星からの連続的な重力波信号で高密度に観測され、中性子星やブラックホールを含む系からの寄与も受けています（Amaro-Seoane et al. 2023）。 これらの連星は重力波放射によって螺旋運動し、接触してミリヘルツ帯で質量移動を開始する可能性があります。 LISAのような重力波検出器は、天の川銀河全体にわたってこのようなコンパクト連星を調査し、数万個に及ぶサンプルを生成します。 これらのサンプルは、10～20分未満の軌道周期に対してはほぼ完全な感度を有します（例：Lamberts et al. 2019）。 連星系の構成物質の性質を評価し、質量、温度、組成を導出するには、重力波の縮退を打破し、大気と軌道の完全な解析を可能にする体系的な電磁気特性評価が必要です。 現在、ミリヘルツ重力波データの科学的成果を最大化するために必要な規模の電磁気追跡調査を実施するための専用施設や協調調査は計画されていません。 本ホワイトペーパーでは、そのような能力の必要性と要件について議論します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Physical aspects of a static solution to the Einstein equations with two black holes are studied via ray tracing. The exact solution for this double Schwarzschild solution is known in explicit form. The black holes are separated by a singularity called \emph{Weyl strut}. The effect of this strut on null geodesics is shown to be defocusing in contrast to the focusing effect of the black holes. It is shown that black holes with a large separation essentially lead to similar behavior of the null geodesics as a single black hole, whereas nearby holes display a widely changed behavior due to the Weyl strut. | 2つのブラックホールを持つアインシュタイン方程式の静的解の物理的側面を光線追跡によって研究する。 この二重シュワルツシルト解の厳密解は、明示的な形で知られている。 ブラックホールは、\emph{ワイルストラット}と呼ばれる特異点によって隔てられている。 このストラットがヌル測地線に及ぼす影響は、ブラックホールの集束効果とは対照的に、デフォーカス効果であることが示される。 ブラックホールが大きく隔てられている場合、ヌル測地線は基本的に単一のブラックホールと同様の挙動を示すが、近傍のブラックホールはワイルストラットの影響で大きく異なる挙動を示すことが示される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the thermodynamic and optical properties of Einstein-Born-Infeld-Anti-de Sitter (EBI-AdS) black holes (BHs). Our study derives the Hawking temperature using standard surface gravity methods and examines quantum corrections through both the Generalized Uncertainty Principle (GUP) and exponential entropy modifications, showing enhanced thermal radiation and potential remnant formation scenarios. The gravitational redshift analysis separates contributions from mass, cosmological constant, electromagnetic charge, and Born-Infeld (BI) corrections, with the latter scaling as $a^4/r^6$ and thus confined to near-horizon regimes. Using the Gauss-Bonnet theorem, we calculate light deflection angles in both vacuum and plasma environments, demonstrating how dispersive media can either enhance or suppress nonlinear electrodynamic signatures depending on observational configurations. The thermodynamic analysis in extended phase space, where the BH mass corresponds to enthalpy, reveals phase structures with heat capacity transitions between positive and negative values, indicating regions of local stability and instability sensitive to parameter choices. We study BH heat engines operating in rectangular thermodynamic cycles, achieving efficiencies of $η\sim 0.11$--$0.21$ that reach 30--61\% of the corresponding Carnot limits, consistent with other AdS BH systems. Comparison with Johnson's analysis confirms that BI corrections to heat engine efficiency are of order $10^{-12}$ for typical parameter ranges, though these effects become appreciable in the strong-field regime where $r_h \lesssim 1.5$ in Planck units. The plasma deflection analysis reveals frequency-dependent refractive modifications encoded in the plasma parameter, offering additional possible observational channels. | アインシュタイン-ボルン-インフェルト-反ド・ジッター（EBI-AdS）ブラックホール（BH）の熱力学的および光学的特性を調査する。 本研究では、標準的な表面重力法を用いてホーキング温度を導出し、一般化不確定性原理（GUP）と指数関数的エントロピー修正の両方を通して量子補正を検証し、熱放射の増強と潜在的な残骸形成シナリオを示す。 重力赤方偏移解析では、質量、宇宙定数、電磁荷電、そしてボルン-インフェルト（BI）補正の寄与を分離する。 BI補正は$a^4/r^6$としてスケーリングされるため、地平線近傍領域に限定される。 ガウス-ボネ定理を用いて、真空環境とプラズマ環境の両方における光の偏向角を計算し、観測構成に応じて分散媒質が非線形電気力学的シグネチャを増強または抑制する方法を示す。 BH質量がエンタルピーに対応する拡張位相空間での熱力学解析により、正と負の値の間で熱容量が遷移する相構造が明らかになり、パラメータ選択に敏感な局所的安定領域と不安定領域が示される。 我々は長方形の熱力学サイクルで動作するBH熱機関を研究し、他のAdS BHシステムと一致して、対応するカルノー限界の30～61\%に達する効率$η\sim 0.11$～$0.21$を達成する。 ジョンソンの解析との比較により、熱機関効率に対するBI補正は典型的なパラメータ範囲で$10^{-12}$のオーダーであることを確認したが、これらの効果はプランク単位で$r_h \lesssim 1.5$となる強磁場領域で顕著になる。 プラズマ偏向解析により、プラズマパラメータにエンコードされた周波数依存の屈折変化が明らかになり、追加の観測チャネルの可能性が提供される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We prove that symmetry in the presence of gravity implies a version of the completeness hypothesis. For a broad class of theories, we demonstrate that the existence of finitely many charged particles logically necessitates the existence of infinitely many charged particles populating the entire charge lattice. Our conclusions follow from the consistency of perturbative gravitational scattering and require the following ingredients: 1) a weakly coupled ultraviolet completion of gravity, 2) a nonabelian symmetry $G$, gauged or global, whose Cartan subgroup generates the abelian charge lattice, and 3) a spectrum containing some finite set of charged representations, in the simplest cases taken to be a single particle in the fundamental. Under these conditions, the abelian charge lattice is completely filled by single-particle states for $G=SO(N)$ with $N\geq 5$ and $G=SU(N)$ with $N\geq 3$, which in turn implies completeness for other symmetry groups such as $Spin(N)$, $Sp(N)$, and $E_8$. Curiously, a corollary of our results is that the $SU(5)$ and $SO(10)$ grand unified theories have precisely the minimal field content needed to derive completeness using our methodology. | 重力が存在する場合の対称性は、完全性仮説の一種を意味することを証明する。 広範な理論群において、有限個の荷電粒子の存在は、論理的に荷電格子全体を占める無限個の荷電粒子の存在を必要とすることを示す。 我々の結論は、摂動重力散乱の無矛盾性から導かれ、以下の要素を必要とする。 1) 重力の弱結合紫外完備化、2) カルタン部分群がアーベル荷電格子を生成する、ゲージ付きまたは大域的な非アーベル対称性 $G$、および 3) 最も単純なケースでは基本粒子として扱われる、有限個の荷電表現を含むスペクトル。 これらの条件下では、$G=SO(N)$（$N\geq 5$）および$G=SU(N)$（$N\geq 3$）に対して、アーベル電荷格子は単粒子状態で完全に満たされ、これは$Spin(N)$、$Sp(N)$、$E_8$などの他の対称群に対しても完全性を意味する。 興味深いことに、我々の結果の系として、$SU(5)$および$SO(10)$大統一理論は、我々の方法論を用いて完全性を導くために必要な最小限の場の内容を正確に持つ。 |