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| Original Text | 日本語訳 |
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| The study of quantum correlations within relativistic spacetimes, and the consequences of relativistic causality on information processing using such correlations, has gained much attention in recent years. In this paper, we establish a unified framework in the form of operational no-signalling constraints to study both nonlocal and temporal correlations within general relativistic spacetimes. We explore several intriguing consequences arising from our framework. Firstly, we show that the violation of the operational no-signalling constraints in Minkowski spacetime implies either a logical paradox or an operational infringement of Poincaré symmetry. We thereby examine and subvert recent claims in [Phys. Rev. Lett. 129, 110401 (2022)] on the possibility of witnessing operationally detectable causal loops in Minkowski spacetime. Secondly, we explore the possibility of jamming of nonlocal correlations, controverting a recent claim in [Nat. Comm. 16, 269 (2025)] that a physical mechanism for jamming would necessarily lead to superluminal signalling. Finally, we show that in black hole spacetimes certain nonlocal correlations under and across the event horizon can be jammed by any agent without spoiling the operational no-signalling constraints. | 相対論的時空内の量子相関、およびそのような相関を用いた情報処理に対する相対論的因果関係の影響の研究は、近年大きな注目を集めている。 本論文では、一般相対論的時空内の非局所的相関と時間的相関の両方を研究するために、操作的ノーシグナリング制約の形で統一的な枠組みを確立する。 この枠組みから生じるいくつかの興味深い結果を探求する。 まず、ミンコフスキー時空で操作的ノーシグナリング制約に違反することが、論理パラドックスまたはポアンカレ対称性の操作的侵害を意味することを示す。 これにより、[Phys. Rev. Lett. 129, 110401 (2022)] におけるミンコフスキー時空で操作的に検出可能な因果ループを目撃する可能性についての最近の主張を検証し、覆す。 次に、非局所的相関のジャミングの可能性を探求し、[Nat. Comm. 16, 269 (2025)] は、ジャミングの物理的メカニズムは必然的に超光速信号伝達につながることを示唆している。 最後に、ブラックホール時空において、事象の地平線下および事象の地平線を横切る特定の非局所相関は、いかなるエージェントによってもジャミング可能であり、その場合、操作上の無信号伝達制約は損なわれないことを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We implement a probe counterpart of Newman-Janis algorithm, which Wick rotates the all-orders geodesic deviation equation into a part of exact spinning-particle equations of motion. Consequently, the gravitational dynamics of the Kerr black hole in its point-particle effective theory is completely constrained in the self-dual sector for a hidden symmetry, implying the spin exponentiation of same-helicity gravitational Compton amplitudes to all multiplicities. | 我々はニューマン-ジャニスアルゴリズムのプローブ版を実装する。 これは、ウィックが全次測地線偏差方程式を回転させて、正確な回転粒子運動方程式の一部とするものである。 その結果、点粒子有効理論におけるカーブラックホールの重力ダイナミクスは、隠れた対称性に対する自己双対セクター内で完全に制約され、同一ヘリシティの重力コンプトン振幅がすべての多重度に対してスピン冪乗することを意味する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Black holes beyond General Relativity may carry non-standard charges that impact their phenomenology. We study how the scalar charge that is induced by the scalar-Gauss-Bonnet coupling is affected by the presence of a nontrivial kinetic term $K(X)$. We discuss the corresponding kinetic screening in the asymptotically flat, static solution first. We then turn to the case where self-accelerating cosmology is driven by $K(X)$, finding that the time-dependence of the scalar field opens up the parameter space, turning the black-hole scalar charge from secondary to primary. We provide a stability analysis and a measure of the intensity of the kinetic screening from the quartic dispersion relation of the mixed scalar and gravitational modes. | 一般相対論を超えるブラックホールは、その現象に影響を与える非標準的な電荷を帯びている可能性がある。 我々は、スカラー・ガウス・ボネ結合によって誘起されるスカラー電荷が、非自明な運動項$K(X)$の存在によってどのように影響を受けるかを研究する。 まず、漸近平坦な静的解における対応する運動学的遮蔽について議論する。 次に、自己加速宇宙論が$K(X)$によって駆動される場合を検討し、スカラー場の時間依存性がパラメータ空間を広げ、ブラックホールのスカラー電荷を二次的なものから一次的なものへと変化させることを見出す。 我々は、スカラーモードと重力モードの混合の4次分散関係から、運動学的遮蔽の安定性解析と強度の尺度を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider minisuperspace models with quadratic kinetic terms, assuming a flat target space and a closed Universe. We show that, upon canonical quantization of the Hamiltonian, only a restricted subset of operator orderings is consistent with the path-integral viewpoint. Remarkably, all consistent orderings are physically equivalent to all orders in $\hbar$. Specifically, each choice of path-integral measure in the definition of the wavefunction path integral uniquely determines an operator ordering and hence a corresponding Wheeler-DeWitt equation. The consistent orderings are in one-to-one correspondence with the Jacobians associated with all field redefinitions of a set of canonical degrees of freedom. For each admissible operator ordering--or equivalently, each path-integral measure--we identify a definite, positive Hilbert-space inner product. All such prescriptions define the same quantum theory, in the sense that they lead to identical physical observables. We illustrate our formalism by applying it to de Sitter Jackiw-Teitelboim gravity and to the Starobinsky model. | 平坦な対象空間と閉じた宇宙を仮定し、二次の運動項を持つミニ超空間モデルを考察する。 ハミルトニアンの正準量子化において、経路積分の観点と整合するのは、演算子順序付けの限られた部分集合のみであることを示す。 注目すべきことに、整合する順序付けはすべて、$\hbar$ におけるすべての順序と物理的に等価である。 具体的には、波動関数の経路積分の定義における経路積分測度のそれぞれの選択は、演算子順序付けを一意に決定し、ひいては対応するホイーラー・デウィット方程式を決定づける。 整合する順序付けは、正準自由度の集合のすべての場の再定義に関連するヤコビアンと一対一に対応する。 許容される演算子順序付け（あるいはそれと同等に、経路積分測度）ごとに、正のヒルベルト空間内積を一意に決定する。 このようなすべての規定は、同一の物理的観測量を導くという意味で、同一の量子論を定義する。 我々は、この形式論をド・ジッター・ジャッキー・タイテルボイム重力とスタロビンスキー模型に適用して説明します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We compute the complete potential-graviton contributions to the conservative radial action and scattering angle for two non-spinning bodies in general relativity, accurate through fifth order in Newton's constant and including second-order self-force (2SF) effects. The calculation is carried out in the scattering-amplitude framework, combining the double copy, effective field theory, and multi-loop integration techniques based on integration by parts and differential equations. To address a major computational bottleneck, we develop improved integration-by-parts algorithms that render calculations at this order tractable. The amplitude is presented as a series expansion, following the strategy used earlier in maximal supergravity. For the first self-force sector, which involves only polylogarithmic functions, we also provide a closed-form analytic expression. For the second self-force sector, as in earlier supergravity work, we find nontrivial cancellations among contributions related to integrals supported on Calabi-Yau geometry. | 一般相対論における2つの非自転物体に対する保存的動径作用と散乱角への完全なポテンシャル重力子寄与を、ニュートン定数の5次までの精度で、2次自己力（2SF）効果を含めて計算する。 計算は散乱振幅の枠組みで行い、二重コピー、有効場の理論、部分積分と微分方程式に基づく多重ループ積分法を組み合わせる。 主要な計算ボトルネックに対処するため、この次数の計算を扱いやすくする改良部分積分アルゴリズムを開発した。 振幅は、最大超重力で以前に使用された戦略に従い、級数展開として提示される。 多重対数関数のみを含む最初の自己力セクターについては、閉じた形式の解析的表現も提供する。 2番目の自己力セクターについては、以前の超重力研究と同様に、カラビ・ヤウ幾何学でサポートされる積分に関連する寄与の間で、自明でない相殺が見られる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We give an explicit closed form description of the late-time near-horizon approach to dynamical extreme Reissner-Nordstrom (DERN) black holes. These are spherically symmetric dynamical solutions of Einstein-Maxwell theory coupled to a neutral scalar that feature: (i) a spacetime metric which tends to that of a static extreme Reissner-Nordstrom (RN), and (ii) a scalar field which displays the linear Aretakis instability ad infinitum in the non-linear theory. We employ the two-dimensional Jackiw-Teitelboim (JT) gravity to solve explicitly for the non-linear s-wave dynamics of the four-dimensional theory near an ${\rm AdS}_2\times {\rm S}^2$ throat. For a teleologically defined black hole horizon, we impose boundary conditions on JT's dilaton field (which encodes the gravitational dynamics) and the scalar matter as follows: (i) the JT dilaton decays at late times on the ${\rm AdS}_2$ boundary to a value that corresponds to a static extreme RN in the exterior, and (ii) the scalar obeys boundary conditions characteristic of linear Aretakis behavior on ${\rm AdS}_2$. We ensure our DERN solutions are singularity-free and we note that our approach to DERN is accompanied by a final burst of outgoing scalar matter flux leaking out of the ${\rm AdS}_2$ throat. The boundary conditions we impose on the JT dilaton place its late-time boundary profile on the threshold of black hole formation with sub-extreme and super-extreme RN on either side of our DERNs. | 我々は、動的極限ライスナー・ノルドストローム（DERN）ブラックホールに対する後期地平線近傍アプローチの明示的な閉形式記述を与える。 これらは、中性スカラーと結合したアインシュタイン・マクスウェル理論の球対称力学解であり、(i) 静的極限ライスナー・ノルドストローム（RN）の時空計量に近づく、(ii) 非線形理論において線形アレタキス不安定性を無限に示すスカラー場、という特徴を持つ。 我々は2次元ジャッキーウ・タイテルボイム（JT）重力理論を用いて、${\rm AdS}_2\times {\rm S}^2$ スロート近傍における4次元理論の非線形S波ダイナミクスを明示的に解く。 目的論的に定義されたブラックホールの地平線に対して、我々は JT のディラトン場（重力ダイナミクスをエンコードする）とスカラー物質に次の境界条件を課す：(i) JT ディラトンは ${\rm AdS}_2$ 境界で後期に外部の静的極限 RN に対応する値に減衰し、(ii) スカラーは ${\rm AdS}_2$ 上の線形アレタキス挙動の境界条件特性に従う。 我々は DERN ソリューションが特異点フリーであることを確認し、DERN へのアプローチは ${\rm AdS}_2$ のどから漏れ出るスカラー物質フラックスの最終的なバーストを伴うことに注目する。 我々が JT ディラトンに課す境界条件は、その後期境界プロファイルを、DERN の両側に準極限 RN と超極限 RN を持つブラックホール形成の閾値に配置する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyze the structure of one-parameter subgroups of SO(3,2). We find two new types of subgroups in comparison with the structure of the one-parameter subgroups of SO(2,2), and we construct explicit examples for these subgroups. We also comment on the placement of existing conformal gravity solutions within this classification. | SO(3,2)の1パラメータ部分群の構造を解析する。 SO(2,2)の1パラメータ部分群の構造と比較して、2種類の新しい部分群を発見し、これらの部分群の具体的な例を構築する。 また、既存の共形重力解がこの分類にどのように位置づけられるかについても考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate a late-time cosmological model for a homogeneous and isotropic space-time in the Rastall theory. We explore the observational constraints on the Hubble parameter by using the latest cosmological datasets such as cosmic microwave background radiation (Planck), baryon acoustic oscillations (DESI) and Type Ia Supernovae (Union 3.0). As a result, we explicitly demonstrate that the specific redshift transition occurs, namely, there happens a phase shift in the evolution of the universe from the initial deceleration era to the current accelerating phase of the cosmological scenario. Furthermore, we show that with the latest dataset of DESI-BAO clubbed with CC, CMB, and Union 3.0, the current value of the Hubble parameter is estimated as $H_0 = 66.945 \pm 1.094$, which can be compatible with the available observations. | 我々は、ラスタール理論における均質かつ等方的な時空に対する後期宇宙論モデルを調査する。 最新の宇宙論データセット、例えば宇宙マイクロ波背景放射（Planck）、重粒子音響振動（DESI）、Ia型超新星（Union 3.0）を用いて、ハッブルパラメータに対する観測的制約を探求する。 その結果、特定の赤方偏移遷移、すなわち宇宙の進化において、初期の減速期から現在の宇宙論シナリオにおける加速期への位相シフトが起こることを明示的に実証する。 さらに、最新のDESI-BAOデータセット、CC、CMB、Union 3.0を組み合わせることで、ハッブルパラメータの現在の値が$H_0 = 66.945 \pm 1.094$と推定され、これは利用可能な観測結果と整合することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Lunar-based gravitational-wave interferometry is a fascinating endeavor, and was proposed as a promising approach to bridge the observational gap between space-borne and ground-based detectors. In this work, we adopt the Fisher-matrix method to examine the angular-resolution performance of the newly proposed Crater Interferometry Gravitational-wave Observatory (CIGO) on the lunar crater rim near the north pole, together with TianQin and LISA, for monochromatic sources in the 0.1-10 Hz band. We find that above 0.1 Hz, CIGO achieves better localization accuracy than the other two space-based missions and dominates the combined detector network's performance, provided that lunar noise mitigation is achieved in the 0.1-2.87 Hz frequency range. We further explore an upgraded Tetrahedron configuration, TCIGO, with a fourth station at the bottom of a crater, which forms a regular tetrahedral constellation on the lunar surface. The result shows that TCIGO yields a five-fold improvement in angular-resolution capability over CIGO and gets better sky coverage across the target frequency band. | 月面重力波干渉計は魅力的な取り組みであり、宇宙搭載型検出器と地上型検出器の観測ギャップを埋める有望なアプローチとして提案されている。 本研究では、フィッシャー行列法を用いて、北極付近の月面クレーター縁に設置予定のクレーター干渉計重力波観測所（CIGO）について、天琴およびLISAと併用した場合の0.1～10Hz帯域の単色音源に対する角度分解能性能を検証する。 0.1Hzを超える周波数帯域では、月面ノイズが0.1～2.87Hzの周波数帯域で低減されていれば、CIGOは他の2つの宇宙ミッションよりも優れた位置推定精度を達成し、複合検出器ネットワークの性能を支配することがわかった。 さらに、クレーター底に第4の観測点を配置し、月面に正四面体状の衛星群を形成する、改良型テトラヘドロン構成TCIGOについても調査しました。 その結果、TCIGOはCIGOに比べて角度分解能が5倍向上し、対象周波数帯域全体にわたってより広い天空カバレッジを実現できることが示されました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider null geodesics in the background of spherically symmetric object in Einstein-Maxwell-Dilaton (EMD) theory with coupling function $f(Φ)=e^{-2λΦ}$. The spherical solution is characteristically described by dilaton coupling $λ$, integrated dilaton flux $D$ and magnetic charge $P$. Then, we derive geodesic equations by using the Hamilton-Jacobi approach. The radial photon orbital equation on equatorial plane and effective potential are analyzed. The total deflection angle and trajectories of photon as a function of impact parameter $b$ are plotted with the variation of $λ,D$ and $P$. Furthermore, the relation between photon ring's width and the Lyapunov exponent is also explored. In addition, we use the Gralla-Lupsasca-Marrone (GLM) model to model intensity profile of optically thin accretion disk around the object. Hence, we construct optical images of the object surrounded by three distinct emission profiles. Lastly, we investigate the radius of innermost stable circular orbit (ISCO) for timelike geodesics. | 我々は、結合関数$f(Φ)=e^{-2λΦ}$を持つアインシュタイン・マクスウェル・ディラトン（EMD）理論において、球対称天体の背景にあるヌル測地線を考察する。 球面解は、ディラトン結合$λ$、積分ディラトンフラックス$D$、磁荷$P$によって特徴的に記述される。 次に、ハミルトン・ヤコビ法を用いて測地線方程式を導出する。 赤道面上の動径光子軌道方程式と有効ポテンシャルを解析する。 衝突パラメータ$b$の関数としての光子の全偏向角と軌道は、$λ、D$、$P$の変化とともにプロットされる。 さらに、光子リングの幅とリアプノフ指数の関係も調査する。 さらに、Gralla-Lupsasca-Marrone（GLM）モデルを用いて、天体周囲の光学的に薄い降着円盤の強度プロファイルをモデル化する。 そこで、3つの異なる放射プロファイルに囲まれた天体の光学画像を構築します。 最後に、時間的測地線における最内周安定円軌道（ISCO）の半径を調べます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We employ the massive gravity approach to stress-tensor deformations in a variety of scenarios, obtaining novel results and establishing new connections. Starting with perturbation theory, we show that the addition of $\text{tr} T+Λ_{2}$ to $T\overline{T}$ can be recovered and we construct the deformed action of an interacting non-abelian spin-1 along with spin-1/2 seed model, extending previous findings. As a result, a set of algebraic properties for certain hypergeometric functions is derived, allowing us to initiate the algebraic study of special functions directly via stress-tensor deformations and massive gravity. Moreover, we sharpen the connection between the trace-flow equation and the local renormalization group in any dimension. In $d>2$, the usual initial condition for the coupling leads to a potential known as ghost-free, minimal massive gravity. Upon expansion around the reference background, we retrieve Fierz-Pauli at leading order, matching the random geometry and holographic approaches. At the same time, we demonstrate that a change of coordinates interpretation is possible for the corresponding operator, which we verify with a simple example. Finally, we study the family of $(\text{tr} T)^{n}$ deformations advancing earlier work, and illustrate how the massive gravity description of non-linear electrodynamics can be incorporated in our framework. | 我々は様々なシナリオにおける応力テンソル変形に質量重力アプローチを適用し、新たな結果を得て新たな関連性を確立した。 摂動論から出発し、$\text{tr} T+Λ_{2}$ の $T\overline{T}$ への加算が回復可能であることを示し、相互作用する非可換スピン1とスピン1/2シード模型の変形作用を構築し、これまでの知見を拡張する。 その結果、特定の超幾何関数に対する一連の代数的性質が導出され、応力テンソル変形と質量重力を介して特殊関数の代数的研究を直接開始することが可能になる。 さらに、トレースフロー方程式と任意の次元における局所繰り込み群との関連性を明確化する。 $d>2$ において、結合の通常の初期条件は、ゴーストフリー、極小質量重力として知られるポテンシャルにつながる。 基準背景の周囲に展開すると、ランダム幾何学およびホログラフィックアプローチと一致する、主要位数におけるフィエルツ・パウリ状態が回復する。 同時に、対応する演算子に対して座標変換の解釈が可能であることを実証し、簡単な例を用いて検証する。 最後に、先行研究を発展させた$(\text{tr} T)^{n}$変形族を考察し、非線形電磁力学の質量重力記述を我々の枠組みにどのように組み込むことができるかを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper investigates the structure and properties of neutron stars in four-dimensional non-polynomial gravities. Solving the modified Tolman-Oppenheimer-Volkoff equations for three different equations of state (BSk19, SLy4, AP4), we confirm that neutron star solutions remain in existence. As the modification parameter $α$ increases, neutron stars grow in both radius and mass. We find that, when the parameter $α$ is sufficiently large, a frozen state emerges at the end of the neutron-star sequence. In this state, the metric functions approach zero extremely close to the stellar surface, forming a critical horizon, making it nearly indistinguishable from a black hole to an external observer. Such a frozen neutron star constitutes a universal endpoint of the neutron-star sequence in this theory, independent of the choice of the equation of state. Based on our results and current observational constraints, we derive bounds on the modification parameter $α$ and show that frozen neutron stars remain allowed in the bounds. | 本論文では、4次元非多項式重力下における中性子星の構造と特性について調査する。 3つの異なる状態方程式（BSk19、SLy4、AP4）について修正されたトールマン・オッペンハイマー・ヴォルコフ方程式を解くことで、中性子星解が存在することを確認した。 修正パラメータ$α$が増加すると、中性子星は半径と質量の両方が増大する。 パラメータ$α$が十分に大きい場合、中性子星系列の終点に凍結状態が現れることがわかる。 この状態では、計量関数は星表面に極めて近いところでゼロに近づき、臨界地平線を形成するため、外部観測者にとってブラックホールとほとんど区別がつかなくなる。 このような凍結中性子星は、状態方程式の選択に関わらず、この理論における中性子星系列の普遍的な終点を構成する。 私たちの結果と現在の観測上の制約に基づいて、修正パラメータ $α$ の境界を導き、凍結中性子星がその境界内で許容されることを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We establish a quasinormal-mode/grey-body factor correspondence for Kerr black holes in the eikonal limit. By recasting the radial Teukolsky equation into a Schrödinger-type form with a short-range potential, we derive WKB connection formulas that relate Kerr quasinormal frequencies to grey-body transmission coefficients. Higher-order WKB corrections are included, extending the correspondence beyond the leading eikonal regime. For gravitational perturbations, the predicted grey-body factors agree with numerical results obtained from the generalized Sasaki-Nakamura equation, with increasing accuracy at large angular quantum number. The correspondence breaks down in the superradiant regime, where the WKB assumptions fail. | アイコナール極限におけるカーブラックホールの準正規モードと灰色体因子の対応を確立する。 ラジアル・テューコルスキー方程式を短距離ポテンシャルを持つシュレーディンガー型形式に書き直すことで、カー準正規モード周波数と灰色体透過係数を関連付けるWKB接続式を導出する。 高次のWKB補正を加えることで、対応は主要なアイコナール領域を超えて拡張される。 重力摂動に対しては、予測される灰色体因子は一般化佐々木・中村方程式から得られる数値結果と一致し、角量子数が大きいほど精度が向上する。 この対応は超放射領域では破綻し、WKB仮定は成立しない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, the poles and the resulting dispersion spectra from the relativistic kinetic equation have been analyzed with the help of a proposed collision kernel that conserves both the energy-momentum tensor and particle current by construction. The dispersion relations, which originally come out in the form of logarithmic divergences, in the long wavelength limit exhibit the systematic gradient structure of the relativistic hydrodynamics. The key result is that, in the derivative expansion series, the spatial gradients appear in perfect unison with the temporal gradients in the non-local relaxation operator like forms. It is then shown that this dispersion structure, including non-local temporal derivatives, is essential for the preservation of causality of the theory truncated at any desired order. | 本研究では、エネルギー運動量テンソルと粒子流の両方を構成的に保存する衝突核を提案し、これを用いて相対論的運動方程式の極とそこから生じる分散スペクトルを解析した。 長波長極限において、対数発散の形で現れる分散関係は、相対論的流体力学の系統的勾配構造を示す。 重要な結果は、微分展開級数において、空間勾配が非局所緩和演算子のような形式における時間勾配と完全に一致して現れることである。 そして、この分散構造（非局所時間微分を含む）は、任意の順序で切断された理論の因果律の保存に不可欠であることが示される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We establish an off-shell commutativity theorem in 4D parity-even quadratic gravity that the Hubbard-Stratonovich/Legendre lifts, algebraic elimination of auxiliaries, including the torsionless Palatini connection, and Jordan-Einstein Weyl rescalings commute at the action level up to boundary terms. This yields a frame-independent characterization of the propagating degrees of freedom and isolates a universal scalaron EFT in the metric branch, while clarifying the algebraic nature of the Palatini $f(R)$ scalar. We obtain, as a result, a frame-universal matching from the generic nonminimal couplings to a positive $R^2$ sector and a quantitative single-field attractor bound, enhanced by a $1/ΔN$ selection term, providing sharp and falsifiable CMB targets. | 4次元パリティ偶二次重力において、ハバード＝ストラトノビッチ／ルジャンドルのリフト、捩れのないパラティーニ接続を含む補助関数の代数的消去、およびジョーダン＝アインシュタイン・ワイル再スケーリングが境界項まで作用レベルで可換であるというオフシェル可換定理を確立する。 これにより、伝播自由度のフレーム非依存な特徴付けが得られ、計量枝における普遍スカラーロンEFTが分離されるとともに、パラティーニ$f(R)$スカラーの代数的性質が明らかになる。 その結果、一般的な非最小結合から正の$R^2$セクターへのフレームユニバーサルマッチングと、$1/ΔN$選択項によって強化された定量的な単一場アトラクター境界が得られ、明確かつ反証可能なCMBターゲットが提供される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The conjecture by two of the authors (N.E.M. and S.S.) that a \cPT-symmetric phase plays a role in understanding singular renormalisation group (RG) flows for a Chern-Simons (CS) gauge theory of axions, has been reexamined and significantly improved. We have used the more complete Wetterich equation, which includes gravitational couplings in a systematic way from the start, to understand the emergence of this phase. The singular structure of the RG flows has persisted on including gravitational-couplings, thereby offering further support to the conjecture that \cPT -symmetric phases of (repulsive) gravity characterise string-effective CS gravitational theories, where the axion is the massless string-model independent axion, which can also play a role of a totally-antisymmetric torsion degree of freedom. This has suggested a novel interpretation of the currently observed acceleration of the expansion of the Universe in terms of such a phase at large (cosmological) scales. | 2人の著者 (N.E.M. と S.S.) による、アクシオンのチャーン・サイモンズ (CS) ゲージ理論に対する特異繰り込み群 (RG) フローの理解に \cPT 対称位相が役割を果たすという予想が再検討され、大幅に改善されました。 私たちは、この位相の出現を理解するために、最初から体系的に重力結合を含む、より完全なウェッテリッヒ方程式を使用しました。 RG フローの特異構造は重力結合を含んでも持続しており、それによって (反発) 重力の \cPT 対称位相が弦有効 CS 重力理論を特徴付けるという予想をさらに裏付けています。 ここで、アクシオンは質量のない弦モデルに依存しないアクシオンであり、完全に反対称なねじれ自由度の役割も果たすことができます。 これにより、現在観測されている宇宙の膨張の加速を、大規模な（宇宙論的）スケールでのそのような段階の観点から解釈する新たな解釈が示唆されました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the Newtonian limit of $f(R)$ gravity, for an isolated self-gravitating system consisting of $N$ extended fluid bodies, the inter-body dynamics are studied by applying the symmetric and trace-free formalism in terms of irreducible Cartesian tensors. The multipole expansion of each body's center-of-mass acceleration is derived, and the expansion comprises the Coulomb-type part and the Yukawa-type part, where the former, identical to that in General Relativity, is encoded by the products of the mass multipole moments of the body with those of other bodies, and the latter, as the modification introduced by $f(R)$ gravity, is encoded by the products of the scalar multipole moments of the body with those of other bodies. As an essential component of the system's orbital dynamics, the multipole expansion for the total gravitational potential energy is provided, and the expression for the total conserved energy in terms of the mass and scalar multipole moments of the bodies is offered. To investigate the system's spin dynamics, the equation of motion for each body's spin angular momentum is further deduced and presented in the form of multipole expansion. These findings constitute the main content of the coarse-grained description of inter-body dynamics for the system within the framework of the Newtonian limit of $f(R)$ gravity. As a by-product, for a two-body system, the effective one-body equation governing the relative motion between the two bodies and the total energy of this system are achieved. | ニュートン力学の$f(R)$極限において、$N$個の拡張流体からなる孤立した自己重力系に対し、対称かつトレースフリーな既約直交座標テンソルを用いた形式論を適用することで、物体間力学を研究する。 各物体の質量中心加速度の多重極展開を導出する。 この展開はクーロン型部分と湯川型部分から構成される。 前者は一般相対論におけるものと同一であり、物体の質量多重極モーメントと他の物体の質量多重極モーメントの積で符号化され、後者は$f(R)$重力によって導入される修正として、物体のスカラー多重極モーメントと他の物体のスカラー多重極モーメントの積で符号化される。 システムの軌道ダイナミクスの重要な要素として、全重力ポテンシャルエネルギーの多重極展開が提供され、物体の質量とスカラー多重極モーメントに関する全保存エネルギーの表現が提示される。 システムのスピンダイナミクスを調査するために、各物体のスピン角運動量の運動方程式がさらに導出され、多重極展開の形で提示される。 これらの知見は、ニュートン重力の$f(R)$極限の枠組みにおけるシステムの物体間ダイナミクスの粗視化記述の主要な内容を構成する。 副産物として、2体系の場合、2つの物体間の相対運動とこの体系の全エネルギーを支配する有効な一体方程式が達成される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Ultralight bosons are compelling dark-matter candidates. Both scalar and vector bosons can be produced through black hole superradiance, forming a boson cloud surrounding a rotating black hole. Self-interaction of bosons, together with transition mixing in binary black hole systems, give rise to dynamical phenomena that could be potentially observable with future gravitational wave observations. In this work, we investigate the dynamics of bosons in binary black hole systems. In particular, we focus on boson mass transfer in unequal-mass binary black hole systems with arbitrary spin-orientation of the companion. Our results show that the mass ratio between the companion and the primary black holes significantly affects cloud absorption through mass transfer. Moreover, when the companion's spin is not aligned with that of the primary, the efficiency of cloud depletion is further modified. | 超軽量ボソンは、ダークマターの有力な候補物質です。 スカラーボソンとベクトルボソンの両方がブラックホールの超放射によって生成され、回転するブラックホールを取り囲むボソン雲を形成します。 ボソンの自己相互作用は、連星ブラックホール系における遷移混合と相まって、将来の重力波観測で観測可能な可能性のある力学現象を引き起こします。 本研究では、連星ブラックホール系におけるボソンのダイナミクスを調査します。 特に、伴星のスピン方向が任意の不等質量連星ブラックホール系におけるボソンの質量移動に焦点を当てます。 結果は、伴星と主ブラックホールの質量比が、質量移動による雲の吸収に大きく影響することを示しています。 さらに、伴星のスピン方向が主ブラックホールと一致していない場合、雲の減少効率はさらに変化します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We introduce the Lense-Thirring Acoustic Black Hole (LTABH), motivated by the relevance of analogue models for black holes embedded in various physical systems, such as the cosmological microwave background or quantum superfluids. We investigate the LTABH spacetime geometry, showing that the roots of the metric function determine a partition of the spacetime into four regions, depending on the acoustic parameter $ξ$ (whereas the dependence vanishes for the rotation parameter $a$); on the other hand, the parameter $a$ turns out to affect the critical radii associated to the maxima of the effective potential. All in all, both the acoustic sphere radius $r_{as}$ and the photon sphere radius $r_{ps}$, respectively giving rise to the acoustic shadow $R_{as}$ and to the optical shadow $R_{s}$, depend on $ξ$ and $a$. More precisely, the rotation parameter $a$ is more relevantly affecting $R_{s}$ (through a right shift), while $R_{as}$ retains its circular shape. For what concerns the acoustic parameter, we notice that the higher $ξ$ is, the larger the size of both shadows. All of these results are confirmed through a detailed analysis of the distortions and of the shadows radii. Moreover, by deriving the magnitude of the precession frequency $Ω$, we observe that it significantly increases near the acoustic horizons, both in the extremal and in the non-extremal cases, which implies that the Lense-Thirring (frame dragging) effect, which can be traced back to $ξ$ itself, becomes important near such regions. On the other hand, we also show that there are regions of the LTABH spacetime in which $% Ω$ vanishes, suggesting that therein possible probe particles would not be affected by the frame dragging at all. Finally, we derive the deflection of the light near the LTABH. | 我々は、宇宙マイクロ波背景放射や量子超流体など、様々な物理系に埋め込まれたブラックホールの類似モデルの関連性に着目し、レンズ・サーリング音響ブラックホール（LTABH）を導入する。 LTABH時空幾何学を調査し、計量関数の根が音響パラメータ$ξ$に依存して時空を4つの領域に分割することを示す（回転パラメータ$a$に対しては依存性はゼロ）。 一方、パラメータ$a$は有効ポテンシャルの最大値に関連する臨界半径に影響を及ぼすことが判明した。 全体として、音響シャドウ$R_{as}$と光学シャドウ$R_{s}$を生み出す音響球半径$r_{as}$と光子球半径$r_{ps}$は、どちらも$ξ$と$a$に依存する。 より正確には、回転パラメータ $a$ は（右シフトを通じて）$R_{s}$ により関連した影響を与えている一方で、$R_{as}$ は円形を維持している。 音響パラメータに関しては、$ξ$ が高くなるほど、両方の影のサイズが大きくなることに留意する。 これらの結果はすべて、歪みと影の半径の詳細な分析によって確認されている。 さらに、歳差運動周波数 $Ω$ の大きさを導出することにより、極限ケースと非極限ケースの両方で、音響地平線付近で大幅に増加することを観察した。 これは、$ξ$ 自体に起因するレンズ・サーリング（フレーム・ドラッグ）効果が、そのような領域付近で重要になることを意味する。 一方、LTABH 時空には $% Ω$ が消失する領域があることも示しており、その領域ではプローブ粒子がフレーム・ドラッグの影響を全く受けない可能性があることを示唆している。 最後に、LTABH 付近の光の偏向を導出します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We analyze scalar field perturbations of the rotating Teo wormhole and compute its quasinormal mode (QNM) spectrum using WKB methods in a fully horizonless geometry. The Klein Gordon equation separates and yields a Schrödinger type radial equation with a single, smooth potential barrier shaped by the localized frame dragging profile of the wormhole throat. This barrier supports damped oscillatory modes across the full spin range examined. The resulting QNM spectrum exhibits a coherent and monotonic dependence on rotation. As the spin increases, both the oscillation frequency and the damping rate decrease, indicating progressively longer-lived modes in the absence of horizon induced absorption. In the eikonal limit, we extract the photon-ring radius, orbital frequency, and Lyapunov exponent, and verify the standard QNM-Eikonal correspondence. Comparison with Kerr black holes reveals qualitative differences. Whereas Kerr QNMs are governed by horizon absorption and exhibit symmetric prograde/retrograde mode splitting, the Teo wormhole displays a stronger but spatially confined spin response, partial reflection at the throat, and a distinctive one-sided splitting that saturates rapidly with increasing spin. Although the rotating Teo wormhole admits an ergoregion and superradiant compatible frequency kinematics, the absence of an event horizon or dissipative boundary prevents classical superradiant amplification. These results demonstrate how rotation and boundary conditions jointly shape wave propagation in horizonless compact objects and provide characteristic spectral signatures distinguishing rotating wormholes from Kerr black holes. | 我々は回転するテオワームホールのスカラー場摂動を解析し、完全な地平線のない形状で WKB 法を用いてその準正規モード (QNM) スペクトルを計算する。 クライン ゴルドン方程式は分離し、ワームホールの喉部の局所的なフレームドラッグプロファイルによって形作られた単一の滑らかなポテンシャル障壁を持つシュレーディンガー型のラジアル方程式を与える。 この障壁は調べたスピン範囲全体にわたって減衰振動モードをサポートする。 結果として得られる QNM スペクトルは回転に対してコヒーレントかつ単調な依存性を示す。 スピンが増加すると、振動周波数と減衰率の両方が減少し、地平線誘起吸収がない場合にモードの寿命が徐々に長くなることを示す。 アイコナール極限で、我々は光子リング半径、軌道周波数、およびリアプノフ指数を抽出し、標準的な QNM-アイコナール対応を検証する。 カーブラックホールとの比較により質的な違いが明らかになる。 Kerr QNMは地平線吸収によって支配され、対称的な順行／逆行モード分裂を示すのに対し、Teoワームホールはより強力だが空間的に限定されたスピン応答、スロートにおける部分反射、そしてスピンの増加とともに急速に飽和する特徴的な片側分裂を示す。 回転するTeoワームホールはエルゴ領域と超放射に適合する周波数運動学を許容するが、事象の地平線や散逸境界がないため、古典的な超放射増幅は妨げられる。 これらの結果は、回転と境界条件が、地平線のないコンパクト天体における波動伝播をどのように共同で形作るかを示し、回転するワームホールとKerrブラックホールを区別する特徴的なスペクトルシグネチャを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Context. Among options for definition of the lunar reference time, the option taking Lunar Coordinate Time (O1) has its simplicity but cannot be realized by any clock without steering, while another option adopting the lunar geoid (selenoid) proper time (O2) has its convenience for users on the lunar surface but would bring a new scaling of spatial coordinates and mass parameter of the Moon. Aims. We propose a ''time aligned orbit'' that the readings of an ideal clock in this orbit could equal to the selenoid proper time in O2 and these readings could be converted to Lunar Coordinate Time in O1 by a known linear transformation. Methods. We show that there exist the time aligned orbit around the Moon with its semi-major axis of about 1.5 lunar radius slightly depending on its inclination. We conduct a set of numerical simulations to assess to what extent a clock on these orbits could realize O2 in a more realistic lunar environment. Results. We find that the proper time in our simulations would desynchronize from the selenoid proper time up to 190 ns after a year with a frequency offset of 6E-15, which is solely 3.75% of the frequency difference in O2 caused by the lunar surface topography. These numbers might be further reduced to 13 ns and 4E-16, if we could account for the deviation of the mean orbits in our simulations from the nominal ones. Conclusions. One might simultaneously realize O1 and O2 by deployment of a single clock in the time aligned orbit. This approach also has its scalability for other terrestrial planets beyond the Earth-Moon system. | 背景：月の基準時刻を定義するための選択肢の中で、月座標時（O1）を採用する選択肢は単純であるものの、ステアリング操作を行わない時計では実現できない。 一方、月のジオイド（セレノイド）固有時（O2）を採用する選択肢は、月面上のユーザーにとって便利であるものの、月の空間座標と質量パラメータの新たなスケーリングが必要となる。 目的：我々は、「時間整合軌道」を提案する。 この軌道上の理想的な時計の読み取り値はO2におけるセレノイド固有時と等しく、これらの読み取り値は既知の線形変換によってO1における月座標時に変換できる。 方法：我々は、傾斜角にわずかに依存して、月の半径の約1.5倍の長半径を持つ、月を周回する時間整合軌道が存在することを示す。 我々は、これらの軌道上の時計が、より現実的な月環境でどの程度O2を実現できるかを評価するために、一連の数値シミュレーションを実施する。 結果：シミュレーションでは、固有時が1年後に6E-15の周波数オフセットでセレノイド固有時と最大190ナノ秒ずれることが判明しました。 これは、月面地形に起因するO2の周波数差のわずか3.75%に相当します。 シミュレーションにおける平均軌道の公称軌道からの偏差を考慮すれば、これらの数値はさらに13ナノ秒と4E-16にまで低減できる可能性があります。 結論：時間整合軌道に単一のクロックを配置することで、O1とO2を同時に実現できる可能性があります。 このアプローチは、地球-月系以外の地球型惑星にも拡張可能です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct the first physics-informed neural-network (PINN) surrogates for relativistic magnetohydrodynamics (RMHD) using a hybrid PDE and data-driven workflow. Instead of training for the conservative form of the equations, we work with Jacobians or PDE characteristics directly in terms of primitive variables. We further add to the trainable system the divergence-free condition, without the need of cleaning modes. Using a novel MUON optimizer implementation, we show that a baseline PINN trained on early-time snapshots can extrapolate RMHD dynamics in one and two spatial dimensions, and that posterior residual-guided networks can systematically reduce PDE violations. | ハイブリッド偏微分方程式（PDE）とデータ駆動型ワークフローを用いて、相対論的磁気流体力学（RMHD）の物理情報に基づくニューラルネットワーク（PINN）代替モデルを初めて構築する。 方程式の保存形を学習する代わりに、ヤコビアンまたは偏微分方程式（PDE）特性をプリミティブ変数として直接扱う。 さらに、学習可能なシステムに、モードクリーニングを必要とせずに発散フリー条件を追加する。 新しいMUON最適化実装を用いて、初期スナップショットで学習したベースラインPINNが1次元および2次元空間におけるRMHDダイナミクスを外挿できること、そして事後残差誘導ネットワークが偏微分方程式（PDE）違反を体系的に低減できることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We review the creation mechanism of primordial black holes from first order phase transitions. We discuss various model-dependent and independent mechanisms and relate the properties of these mechanisms to the properties of primordial black holes. For each of these mechanisms, we provide model-specific examples. | 原始ブラックホールの生成メカニズムを、第一次の相転移から概観する。 様々なモデル依存的および独立的なメカニズムを考察し、それらのメカニズムの特性と原始ブラックホールの特性との関連を明らかにする。 それぞれのメカニズムについて、モデル固有の例を提示する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider the gravitational Noether-Ward identities for the evolution of general metric perturbations on quantum matter backgrounds. In this work we consider Einstein's gravity covariantly coupled to a massive, non-minimally coupled, quantum scalar field in general curved backgrounds. We find that each term in the equation of motion for gravitational perturbations satisfies its own Noether-Ward identity. Even though each term is non-transverse, the whole equation of motion maintains transversality. In particular, each counterterm needed to renormalize the graviton self-energy satisfies its own Noether identity, and we derive the explicit form for each. Finally, in order to understand how the Noether-Ward identities are affected by the definition of the metric perturbation, we consider two inequivalent definitions of metric perturbations and derive the Noether-Ward identities for both definitions. This implies that there are Noether-Ward identities for every definition of the metric perturbation. | 量子物質背景における一般的な計量摂動の発展に対する重力ノイザー・ウォード恒等式を考察する。 本研究では、一般的な曲がった背景において、質量を持ち、非最小結合の量子スカラー場と共変的に結合したアインシュタインの重力を考察する。 重力摂動の運動方程式の各項は、それぞれ独自のノイザー・ウォード恒等式を満たすことがわかった。 各項は非横断的であるにもかかわらず、運動方程式全体は横断性を維持する。 特に、重力子の自己エネルギーを正規化するために必要な各対抗項は、それぞれ独自のノイザー恒等式を満たすため、それぞれについて明示的な形式を導出する。 最後に、ノイザー・ウォード恒等式が計量摂動の定義によってどのように影響を受けるかを理解するために、計量摂動の2つの同値でない定義を考察し、両方の定義に対するノイザー・ウォード恒等式を導出する。 これは、計量摂動のあらゆる定義に対して Noether-Ward 恒等式が存在することを意味します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Continuous gravitational waves from rapidly rotating neutron stars are on the new frontiers of gravitational wave astrophysics and have strong connections to electromagnetic astronomy, nuclear astrophysics, and condensed matter physics. In this Colloquium I survey prospects for detection of continuous gravitational waves from various neutron star populations, especially aided by electromagnetic observations. Although there are caveats, current theories and observations suggest that the first detections are likely within a few years, and that many are likely in the era of next generation detectors such as Cosmic Explorer and the Einstein Telescope. I also survey what can be learned from these signals, each one of which will contain more cycles than all the compact binary mergers ever detected. Since continuous gravitational wave emission mechanisms depend on aspects of neutron star physics, such as crustal elasticity, which are not well constrained by current astronomical observations and physical experiments, their detection can tell us a great deal that is new about extreme matter. Even more can be learned by combining gravitational wave observations with data from the Square Kilometre Array, the Next Generation Very Large Array, FAST, and other electromagnetic detectors operating in the next generation era. | 高速回転する中性子星からの連続重力波は、重力波天体物理学の新たなフロンティアであり、電磁天文学、原子核天体物理学、そして凝縮物質物理学と密接な関連があります。 本コロキウムでは、様々な中性子星種族からの連続重力波の検出、特に電磁気観測の活用の可能性について概説します。 いくつかの留意点はあるものの、現在の理論と観測に基づくと、最初の検出は数年以内に行われる可能性があり、その多くはコズミック・エクスプローラーやアインシュタイン望遠鏡といった次世代検出器の時代に登場する可能性が高いと示唆されています。 また、これらの信号から何が読み取れるかについても考察します。 これらの信号はそれぞれ、これまでに検出されたコンパクト連星合体のすべてよりも多くの周期を含んでいます。 連続重力波の放出メカニズムは、地殻弾性など、現在の天文観測や物理実験では十分に制約されていない中性子星物理学の側面に依存しているため、その検出は極限物質に関する多くの新しい知見をもたらす可能性があります。 重力波観測と、スクエア・キロメートル・アレイ、次世代超大型アレイ (FAST)、および次世代時代に稼働するその他の電磁波検出器のデータを組み合わせることで、さらに多くのことを知ることができます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Continuous gravitational waves have the potential to transform gravitational wave astronomy and yield fresh insights into astrophysics, nuclear and particle physics, and condensed matter physics. We evaluate their detectability by combining various theoretical and observational arguments from the literature and systematically applying those arguments to known astronomical objects and future gravitational wave detectors. We detail and update previous estimates made in support of Cosmic Explorer [M. Evans et al., arXiv:2306.13745; I. Gupta et al., Class. Quantum Grav. 41, 245001 (2024)]. It is commonly argued that the spins of accreting neutron stars are regulated by gravitational wave emission and that millisecond pulsars contain a young pulsar's magnetic field buried under accreted material. If either of these arguments holds, the first detection of continuous gravitational waves is likely with near future upgrades of current detectors, and many detections are likely with next generation detectors such as Cosmic Explorer and the Einstein Telescope. A lack of detections in the next several years would begin to raise serious doubts about current theories of millisecond pulsar formation. | 連続重力波は、重力波天文学を変革し、天体物理学、原子核物理学、素粒子物理学、そして凝縮物質物理学に新たな知見をもたらす可能性を秘めている。 我々は、文献に示された様々な理論的・観測的議論を統合し、それらを既存の天体および将来の重力波検出器に体系的に適用することで、連続重力波の検出可能性を評価する。 本稿では、Cosmic Explorer計画を支持する過去の推定値（M. Evans et al., arXiv:2306.13745; I. Gupta et al., Class. Quantum Grav. 41, 245001 (2024)）を詳細に解説し、更新する。 一般的に、降着する中性子星のスピンは重力波放射によって制御され、ミリ秒パルサーは降着物質の下に若いパルサーの磁場を埋もれているとされている。 これらのいずれかの議論が成り立つとすれば、連続重力波の最初の検出は、近い将来、現在の検出器のアップグレードによって実現する可能性が高い。 また、コズミック・エクスプローラーやアインシュタイン望遠鏡といった次世代検出器によって、多くの検出が行われる可能性が高い。 今後数年間に検出が見られない場合、ミリ秒パルサー形成に関する現在の理論に深刻な疑問が生じ始めるだろう。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We prove a rigorous geometric bound on the transmission of quantum information through semiclassical traversable wormholes. We initially prove an area theorem showing that the minimal throat surface of a traversable wormhole cannot increase using Raychaudhuri's equation together with the null energy condition for the infalling matter. Then, the max-flow in the bit-thread picture, which corresponds to the initial minimal throat area, is shown to set the upper bound on information transfer. We also discuss two glued HaPPY codes as a toy model for a wormhole. | 半古典的な通過可能ワームホールを介した量子情報伝送に関する厳密な幾何学的限界を証明する。 まず、通過可能ワームホールの最小スロート面積は、レイチャウドゥリ方程式と落下物質の零エネルギー条件を用いて増加しないことを示す面積定理を証明する。 次に、初期の最小スロート面積に対応するビットスレッド図における最大フローが、情報伝送の上限を設定することを示す。 また、ワームホールのトイモデルとして、2つの接着HaPPY符号について考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we investigate the production of primordial black holes (PBHs) during the radiation-dominated era. The collapse of significant density perturbations originating from large primordial scalar fluctuations generated during inflation can lead to the formation of primordial black holes. In our study, we adopt the Higgs hybrid metric-Palatini model as our framework, in which the inflaton field and the Palatini curvature are non-minimally coupled. To achieve our objective, we analyze the behavior of the primordial curvature power spectrum, which exhibits a large enhancement at small scales corresponding to large wavenumbers $k$. Furthermore, we examine the probability of PBHs formation by studying the mass variance, $σ(M_{PBH})$, and the mass fraction of the total energy density collapsing into PBHs, $β(M_{PBH})$. The evolution of both functions is consistent with current observational constraints. Finally, we investigate the abundance of primordial black holes as a dark matter candidate. We found that they can account for the totality or a fraction of the current dark matter content, depending primarily on the values of the coupling constant and the e-folds number. | 本論文では、放射線優勢時代における原始ブラックホール（PBH）の生成について調査する。 インフレーション期に生成された大きな原始スカラー揺らぎに起因する大きな密度摂動の崩壊は、原始ブラックホールの形成につながる可能性がある。 本研究では、インフレーション場とパラティーニ曲率が非最小結合しているヒッグス混成計量パラティーニ模型を枠組みとして採用する。 目的を達成するために、大きな波数$k$に対応する小さなスケールで大きな増大を示す原始曲率パワースペクトルの挙動を解析する。 さらに、質量分散$σ(M_{PBH})$と、PBHへと崩壊する全エネルギー密度の質量分率$β(M_{PBH})$を調べることで、PBH形成の確率を調べる。 両関数の発展は、現在の観測的制約と整合している。 最後に、暗黒物質候補として原始ブラックホールの存在量を調査しました。 その結果、結合定数とe倍数の値に主に依存して、原始ブラックホールが現在の暗黒物質の総量または一部を説明できることが分かりました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the microstructure of Kerr Newman black holes in modified gravity of the f(R) type using a topological complex analytic framework inspired by holography. In this approach, black hole microstates are identified with singularities of an analytically continued partition function, and the entropy is obtained from residues weighted by winding numbers. We show that the microstructure is characterized by a discrete topological index, which encodes both horizon structure and thermodynamic stability. Non extremal Kerr Newman black holes with both inner and outer horizons correspond to a vanishing topological index, while single horizon configurations correspond to a positive unit topological index. An explicit Starobinsky type modified gravity model demonstrates that this classification is robust under changes to the gravitational sector. We further discuss the limitations of the analytic continuation procedure and suggest that this topological classification may indicate a form of phase protection in black hole thermodynamics. | ホログラフィーに着想を得た位相的複素解析的枠組みを用いて、f(R)型修正重力におけるカー・ニューマン・ブラックホールの微細構造を調査する。 このアプローチでは、ブラックホールの微細状態を解析的に連続する分配関数の特異点と同一視し、エントロピーを巻き数で重み付けした留数から求める。 この微細構造は、地平線構造と熱力学的安定性の両方を符号化する離散的な位相指標によって特徴付けられることを示す。 内側地平線と外側地平線の両方を持つ非極限カー・ニューマン・ブラックホールは、位相指標がゼロになるのに対し、単一の地平線構成は、位相指標が正の単位となる。 明示的なスタロビンスキー型修正重力モデルは、この分類が重力セクターの変化に対してロバストであることを実証する。 さらに、解析的接続手順の限界について議論し、この位相分類がブラックホール熱力学における位相保護の一形態を示している可能性を示唆する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Chaotic motion near black holes has recently been examined through the lens of the Maldacena-Shenker-Stanford (MSS) chaos-bound, but reported violations remain contradictory. A major source of this ambiguity lies in the common practice of treating the angular momentum of test particles as a freely adjustable parameter, rather than a quantity fixed by the circular-orbit conditions. In this work, we develop a fully constrained framework in which the angular momentum of particles is determined exactly from the underlying geometry and is used consistently in both the orbital and Lyapunov analyses. For the charged Kiselev black hole, previously reported chaos-bound violations disappear under a consistent treatment of angular momentum, indicating that these effects are apparent rather than physical. This inference is reinforced by the exact agreement between our results and the standard circular-orbit condition obtained from the effective-potential approach. By extending the analysis to geometries containing higher-order curvature terms, we find genuine chaos-bound violations at large charge-to-mass ratios, originating from curvature corrections rather than orbital parameters. This framework, therefore, provides a systematic means of distinguishing apparent from physical chaos-bound violations in Einstein gravity and its extensions. | ブラックホール近傍のカオス運動は、最近、マルダセナ・シェンカー・スタンフォード（MSS）カオス限界の観点から調べられたが、報告された破れは依然として矛盾している。 この曖昧さの主な原因は、試験粒子の角運動量を円軌道条件によって固定された量としてではなく、自由に調整可能なパラメータとして扱うという一般的な慣行にある。 本研究では、粒子の角運動量が基礎となる幾何学から正確に決定され、軌道解析とリャプノフ解析の両方で一貫して使用される、完全に制約された枠組みを開発する。 荷電キセレフブラックホールの場合、これまで報告されたカオス限界破れは、角運動量を一貫して扱うと消え、これらの効果が物理的なものではなく見かけ上のものであることを示している。 この推論は、我々の結果と有効ポテンシャル法から得られた標準的な円軌道条件が完全に一致することによって強化されている。 高次の曲率項を含む幾何学に解析を拡張することで、大きな電荷質量比において、軌道パラメータではなく曲率補正に起因する真のカオス限界の破れを発見した。 したがって、この枠組みは、アインシュタイン重力とその拡張において、見かけ上のカオス限界の破れと物理的なカオス限界の破れを区別するための体系的な手段を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the polarized images of an equatorial emitting ring around a Konoplya-Zhidenko rotating non-Kerr black hole, which introduces an additional deformation parameter. The deformation parameter $η$ allows the spin parameter to extend beyond the bounds imposed by the standard Kerr black hole. The results indicate that the polarized images depend not only on the magnetic field configuration, fluid velocity, and observer inclination angle, but also on the deformation parameter and the spin parameter. As the deformation parameter increases, the polarization intensity decreases monotonically when the magnetic field lies in the equatorial plane, whereas it does not vary monotonically when the magnetic field is perpendicular to the equatorial plane. The variation of the electric vector position angle with the deformation parameter is complex. For a fixed deformation parameter, the polarization intensity exhibits a non-monotonic dependence on the spin parameter and varies with azimuthal angle. We also investigate the impact of the deformation parameter on the Stokes Q-U loops. The imprint of the deformation parameter in polarized images may serve as a high-precision observational probe for detecting deviations of black hole spacetime from the Kerr geometry and testing general relativity. | 我々は、追加の変形パラメータを導入するコノプリア・ジデンコ回転非カーブラックホールの周囲の赤道放射リングの偏光像を調査する。 変形パラメータ$η$は、スピンパラメータが標準的なカーブラックホールによって課される境界を超えることを可能にする。 結果は、偏光像が磁場構成、流体速度、観測者の傾斜角だけでなく、変形パラメータとスピンパラメータにも依存することを示している。 変形パラメータが増加すると、磁場が赤道面にある場合は偏光強度が単調に減少するが、磁場が赤道面に垂直な場合は単調には変化しない。 電気ベクトル位置角の変形パラメータによる変化は複雑である。 変形パラメータを固定した場合、偏光強度はスピンパラメータに対して非単調な依存性を示し、方位角によって変化する。 我々はまた、変形パラメータがストークスQ-Uループに与える影響についても調査する。 偏光画像における変形パラメータの痕跡は、ブラックホール時空のカー幾何学からの逸脱を検出し、一般相対性理論をテストするための高精度観測プローブとして機能する可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Dynamical Chern-Simons gravity, a parity-violating modification of general relativity, is regarded as a low-energy effective theory arising from string theory. Gravitational waves provide a powerful probe for testing its predictions. However, current gravitational wave observations are unable to place meaningful constraints on this theory through phase measurements, due to limitations from detector noise and the validity requirements of the waveform models. In this paper, we conduct a comprehensive assessment of the prospects for constraining the dynamical Chern-Simons gravity with future gravitational-wave detectors using stellar mass black holes binary. We quantify how the constraining capacities vary across different detectors and source parameters, and identify the regions of parameter space that satisfy the small-coupling condition. Furthermore, by incorporating an astrophysically motivated mass distribution model for stellar mass black hole binaries, we estimate the potential of upcoming observatories. | 動的チャーン・サイモンズ重力理論は、一般相対性理論のパリティ非保存の修正であり、弦理論から派生した低エネルギー有効理論とみなされている。 重力波は、その予測を検証するための強力なプローブとなる。 しかしながら、現在の重力波観測では、検出器ノイズの制限と波形モデルの妥当性要件のため、位相測定を通してこの理論に意味のある制約を課すことができない。 本論文では、恒星質量ブラックホール連星を用いて、将来の重力波検出器による動的チャーン・サイモンズ重力の制約の可能性について包括的な評価を行う。 制約能力が検出器やソースパラメータによってどのように変化するかを定量化し、小結合条件を満たすパラメータ空間領域を特定する。 さらに、恒星質量ブラックホール連星の天体物理学的視点に基づく質量分布モデルを組み込むことで、将来の観測所の潜在的可能性を評価する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate metric perturbations of a spherically symmetric black hole in higher curvature gravity. We show that higher curvature corrections deform the near-horizon region of the effective potential, and that the deviations of the quasinormal mode (QNM) frequencies from their general relativity (GR) values become more pronounced for overtone modes. We find that, as the order of the higher curvature term increases, the deformations approach the horizon and the deviations of the overtone QNM frequencies grow progressively larger. We also analyze the ringdown waveforms in the higher curvature gravity model. We consider setups in which the deviations from the vacuum-GR QNMs remain mild for the fundamental mode and the first few overtones, and show that these shifted QNMs can be identified in the ringdown signal through waveform fitting. | 高曲率重力下における球対称ブラックホールの計量摂動を調査する。 高曲率補正が有効ポテンシャルの地平線近傍領域を変形させ、準正規モード（QNM）周波数の一般相対論（GR）値からの偏差が倍音モードでより顕著になることを示す。 高曲率項の次数が増加するにつれて、変形が地平線に近づき、倍音QNM周波数の偏差が次第に大きくなることがわかった。 また、高曲率重力モデルにおけるリングダウン波形を解析する。 基本モードと最初の数倍音において、真空一般相対論QNMからの偏差が軽微なままとなる設定を検討し、これらのシフトしたQNMが波形フィッティングによってリングダウン信号で識別できることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We revisit the problem of solving the Einstein constraint equations in vacuum by a new method, which allows us to prescribe four scalar quantities, representing the full dynamical degrees of freedom of the constraint system. We show that once appropriate gauge conditions have been chosen and four scalars freely specified (modulo $\ell\leq 1$ modes), we can rewrite the constraint equations as a well-posed system of coupled transport and elliptic equations on $2$-spheres, which we solve by an iteration procedure. Our method provides a large class of exterior solutions of the constraint equations that can be matched to given interior solutions, according to the existing gluing techniques. As such, it can be applied to provide a large class of initial Cauchy data sets evolving to black holes, generalizing the well-known result of the formation of trapped surfaces due to Li and Yu. Though in our main theorem, we only specify conditions consistent with $g-g_{Schw}=O(r^{-1-δ})$, $k=O(r^{-2-δ})$, the method is flexible enough to be applied in many other situations. It can, in particular, be easily adapted to construct arbitrarily fast decaying data. We expect, moreover, that our method can also be applied to construct data with slower decay, such as that used by Shen. In fact, an important motivation for developing our method is to show that the result of Shen is sharp, i.e., construct small, smooth initial data sets which violate Shen's decay conditions, and for which the stability of the Minkowski space result is wrong. | 我々は真空中のアインシュタイン拘束方程式を解く問題を、拘束系の完全な動的自由度を表す4つのスカラー量を規定できる新しい方法を用いて再検討する。 適切なゲージ条件を選択し、4つのスカラーを自由に指定（モジュロ $\ell\leq 1$ モード）すれば、拘束方程式を $2$ 次元球面上の結合輸送方程式と楕円方程式の適切に配置されたシステムとして書き直し、反復手順で解くことができることを示す。 我々の方法は、既存の接着技法に従って、与えられた内部解と一致させることができる拘束方程式の大規模な外部解を提供する。 したがって、この方法は、Li と Yu による捕捉面の形成というよく知られた結果を一般化し、ブラックホールへと発展する大規模な初期コーシーデータセットを提供するために適用できる。 我々の主定理では、$g-g_{Schw}=O(r^{-1-δ})$、$k=O(r^{-2-δ})$と一致する条件のみを指定しているが、この手法は他の多くの状況にも適用できるほど柔軟である。 特に、任意の速さで減衰するデータの構築に容易に適応できる。 さらに、我々の手法は、Shenが用いたような、より緩やかな減衰を示すデータの構築にも適用できると期待される。 実際、我々の手法を開発する重要な動機は、Shenの結果が鋭いことを示すこと、すなわち、Shenの減衰条件に違反し、ミンコフスキー空間の安定性の結果が誤っている小さく滑らかな初期データセットを構築することである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Woodward proposed that driven mass-energy fluctuations could yield a frequency-dependent "Machian" gravitational response $\propto \partial_t^2 M_{\rm loc}(t)$, amplified by a Sciama-scale cosmic potential $Φ/c^2\sim -1$. We test this claim covariantly in (i) Einstein gravity and (ii) Hoyle-Narlikar (HN) conformal scalar-tensor gravity. In GR, the Landau-Lifshitz relaxed equations in harmonic gauge contain nonlinear terms of the form $H^{αβ}\,\partial_α\partial_βH^{μν}$, including a near-zone piece $H^{00}\,\partial_t^2 H^{μν}$. These terms are not independent matter sources; they arise from expanding the curved wave operator about a flat background. Moving them back to the left-hand side restores the quasilinear principal part, and for laboratory devices their size is suppressed by $\sim (U_N/c^2)(ωL/c)^2\ll 1$, with no enhancement by any cosmological potential. In HN theory, the conformal scalar satisfies $\nabla_a\nabla^a m + (R/6)m=λN$. For a localized device of size $L$ driven at angular frequency $ω$, $|(c^{-2}\partial_t^2 m_s)|/|\nabla^2 m_s|\sim (ωL/c)^2\ll 1$, so the response is effectively instantaneous (Poisson-like), not wave-amplified. Baryon-number conservation fixes the scalar charge, so the rest-mass monopole cannot oscillate; any radiating monopole requires nonconservative internal-energy variations, further suppressed by $E_{\rm int}/(M c^2)$ and by $M_{\rm dev}/M_H$. Thus any Mach-effect thrust is far too small for practical propulsion. | Woodwardは、駆動された質量エネルギー変動が、周波数依存の「マキアン」重力応答 $\propto \partial_t^2 M_{\rm loc}(t)$ をもたらし、これがシアマスケールの宇宙ポテンシャル $Φ/c^2\sim -1$ によって増幅される可能性があると提唱した。 我々はこの主張を、(i) アインシュタイン重力と (ii) ホイル・ナーリカー (HN) 共形スカラーテンソル重力において共変的に検証する。 一般相対性理論では、調和ゲージにおける Landau-Lifshitz 緩和方程式は、$H^{αβ}\,\partial_α\partial_βH^{μν}$ という形式の非線形項を含み、これには近傍領域部分 $H^{00}\,\partial_t^2 H^{μν}$ も含まれる。 これらの項は独立した物質源ではなく、平坦な背景に関する曲面波動演算子の展開から生じる。 これらを左辺に戻すと、準線形主成分が復元され、実験室デバイスではサイズが $\sim (U_N/c^2)(ωL/c)^2\ll 1$ だけ抑制され、宇宙論的ポテンシャルによる増強はありません。 HN 理論では、共形スカラーは $\nabla_a\nabla^a m + (R/6)m=λN$ を満たします。 サイズが $L$ の局所デバイスを角周波数 $ω$ で駆動する場合、$|(c^{-2}\partial_t^2 m_s)|/|\nabla^2 m_s|\sim (ωL/c)^2\ll 1$ となるため、応答は実質的に瞬時（ポアソン的）であり、波動増幅ではありません。 重粒子数保存則によってスカラー電荷が固定されるため、静止質量モノポールは振動できません。 放射単極子は非保存的な内部エネルギー変化を必要とし、さらに$E_{\rm int}/(M c^2)$と$M_{\rm dev}/M_H$によって抑制される。 したがって、マッハ効果推力は実用的な推進力を得るには小さすぎる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This article presents a comprehensive analysis of the physics of gravitational waves, exploring both the theoretical foundations and the most recent experimental advances. After a general introduction to the theory of general relativity and its major implications, the article discusses the history of gravitational waves, from their prediction by Einstein to their actual detection. It then explains what gravitational waves are and how they interact with appropriate detectors. The main mechanisms of gravitational radiation emission are analyzed, with a focus on compact binary systems of compact objects, whose orbits typically evolve in three phases: inspiral, merger, and the final ringdown phase, each of these phases leaving distinct signatures in the emitted waves. The article highlights the fundamental role of the giant interferometers LIGO, Virgo, and KAGRA, true cathedrals of modern science, and revisits the historic event GW150914, the first direct detection of gravitational waves, which confirmed the predictions of general relativity and opened a new era for astronomy. This achievement was recognized with the 2017 Nobel Prize in Physics. Other observed events are also discussed, along with their astrophysical sources, and the possibility of detecting gravitational waves of cosmological origin, originating from the Big Bang itself. Finally, current and future projects are analyzed, including observatories based on increasingly sophisticated interferometers, as well as proposals for alternative detection methods, illustrating how gravitational-wave astronomy is shaping the present and future of our exploration of the universe. In concluding, the detection of gravitational waves is set in a broader context by examining the discoveries across the electromagnetic spectrum, thereby illustrating the complementary perspectives these different observational channels provide. | 本稿では、重力波の物理学を包括的に分析し、理論的基礎と最新の実験的進歩の両方を探求します。 一般相対性理論とその主要な意義について概説した後、アインシュタインによる重力波の予言から実際の検出に至るまでの歴史を考察します。 さらに、重力波とは何か、そして適切な検出器とどのように相互作用するかを説明します。 重力波放射の主なメカニズムを、コンパクトな天体からなるコンパクト連星系に焦点を当てて分析します。 コンパクト連星系の軌道は通常、インスパイラル、合体、そして最終的なリングダウンの3つの段階を経て進化し、各段階が放射波に明確な特徴を残します。 本稿では、現代科学の真髄とも言える巨大干渉計LIGO、Virgo、KAGRAの基本的な役割に焦点を当て、一般相対性理論の予測を裏付け、天文学の新たな時代を切り開いた重力波の初の直接検出である歴史的なイベントGW150914を改めて検証します。 この功績は2017年のノーベル物理学賞に認められました。 また、観測された他のイベントについても、その天体物理学的起源、そしてビッグバンそのものに由来する宇宙起源の重力波検出の可能性について考察します。 最後に、ますます高性能化する干渉計に基づく観測所や、代替検出法の提案など、現在および将来のプロジェクトを分析し、重力波天文学が宇宙探査の現在と未来をどのように形作っているかを示します。 結論として、電磁スペクトル全体にわたる発見を検討することにより、重力波の検出はより広い文脈に位置づけられ、それによってこれらの異なる観測チャネルが提供する相補的な視点が示されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we construct new classes of topological black hole solutions in anti-de Sitter (AdS) spacetime using a novel model of nonlinear electrodynamics called Modification Maxwell (ModMax) and Modification phantom or Modification anti-Maxwell (ModAMax). We then evaluate the thermodynamic quantities and verify the first law of thermodynamics. Our study examines how the parameters of the ModMax and ModAMax fields, as well as the topological constant, affect the black hole solutions, thermodynamic quantities, and local and global thermal stabilities. Furthermore, within the framework of extended phase space thermodynamics, we analyze the Joule-Thomson expansion process and determine the inversion curves. This analysis reveals that the ModMax and ModAMax parameters significantly alter the cooling and heating behavior of these AdS black holes, depending on their topology. Finally, by treating these topological Mod(A)Max AdS black holes as heat engines, we assess their efficiencies, demonstrating that the parameters of nonlinear electrodynamics and horizon topology play crucial roles in enhancing or suppressing the system's thermodynamic performance. | 本研究では、修正マクスウェル（ModMax）および修正ファントム、あるいは修正反マクスウェル（ModAMax）と呼ばれる新しい非線形電気力学モデルを用いて、反ド・ジッター（AdS）時空における新しいクラスの位相的ブラックホール解を構築する。 次に、熱力学量を評価し、熱力学第一法則を検証する。 本研究では、ModMax場およびModAMax場のパラメータ、および位相定数が、ブラックホール解、熱力学量、局所的および全体的な熱安定性にどのように影響するかを調べる。 さらに、拡張位相空間熱力学の枠組みにおいて、ジュール・トムソン展開過程を解析し、反転曲線を決定する。 この解析により、ModMaxおよびModAMaxパラメータが、これらのAdSブラックホールのトポロジーに応じて、冷却および加熱挙動を大きく変化させることが明らかになった。 最後に、これらのトポロジカルな Mod(A)Max AdS ブラックホールを熱エンジンとして扱うことで、その効率を評価し、非線形電気力学と地平線トポロジーのパラメータがシステムの熱力学的性能の向上または抑制に重要な役割を果たしていることを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we study the realisation of unitarity-based cutting rules for primordial cosmological correlators computed within the Schwinger-Keldysh path integral formalism. While cutting rules have been previously derived for wavefunction coefficients, here we examine them directly at the level of cosmological observables expressed diagrammatically. The resulting rules closely resemble those familiar from flat-space scattering amplitudes, but with an additional subtlety: in order to express the discontinuity of a correlator as the product of lower-order correlators, one must introduce a specific combinations of diagrams which do not appear in the computation of observables themselves. We explicitly verify these rules for several classes of correlators, both at tree level and with loop corrections, arising from theories involving different types of interactions. | 本研究では、シュウィンガー・ケルディッシュ経路積分形式論で計算される原始宇宙相関関数に対するユニタリー性に基づく切断則の実現について検討する。 切断則はこれまで波動関数係数に対して導出されてきたが、本研究では図式的に表現された宇宙観測量のレベルで直接検証する。 得られた規則は平坦空間散乱振幅でよく知られている規則とよく似ているが、微妙な点が一つある。 相関関数の不連続性を低次の相関関数の積として表現するためには、観測量自体の計算には現れない特定の図式の組み合わせを導入する必要がある。 本研究では、異なるタイプの相互作用を含む理論から生じる相関関数のいくつかのクラスについて、ツリーレベルおよびループ補正の両方でこれらの規則を明示的に検証する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present all bosonic giant and dual-giant type configurations of a probe D3-brane in the BPS single-parameter Gutowski-Reall black hole in 10d type IIB supergravity that do not break any of its supersymmetries. The resulting D3-brane world-volumes can be given by the common zeros of three holomorphic functions of five complex scalar harmonics of the geometry. These probe branes support world-volume electromagnetic fields which we characterise completely in terms of pull-backs of closed 2-forms. Our configurations can be seen as natural generalisations of known supersymmetric D3-branes in $AdS_5 \times S^5$ and approach them far away from the black hole horizon. | 10次元IIB型超重力におけるBPS単一パラメータ・グトフスキー・レオールブラックホールのプローブD3ブレーンについて、その超対称性を全く破らないボゾン巨大型および双対巨大型の構成を全て提示する。 得られたD3ブレーンの世界体積は、幾何学の5つの複素スカラー調和関数の3つの正則関数の共通零点によって与えられる。 これらのプローブブレーンは、閉2次元形式の引き戻しによって完全に特徴付けられる世界体積電磁場を支える。 我々の構成は、$AdS_5 \times S^5$における既知の超対称D3ブレーンの自然な一般化と見なすことができ、ブラックホールの地平線から遠く離れたところでそれらに近づく。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A massless scalar field in two spacetime dimensions splits into two independent sectors of left and right-moving modes on the light cone. At the quantum level, these two sectors carry a representation of the group of affine transformations of the real line, with translations corresponding to transformations generated by light-cone momenta and dilations given by light-cone Rindler momenta formed by a linear combination of generators of boosts and dilations. One-particle states for inertial observers are eigenvectors of translation generators belonging to irreducible representations of the affine group. Rindler one-particle states are related to eigenfunctions of the generator of dilations. We show that simple manipulations connecting these two representations involving the Mellin transform can be used to derive the thermal spectrum of Rindler particles observed by an accelerated observer. Beyond providing a representation-theoretic basis for vacuum thermal effects, our results suggest that analogous phenomena may arise in any quantum system admitting realizations of translation and dilation eigenstates. | 2次元時空における質量ゼロのスカラー場は、光円錐上で左向きと右向きに動くモードの2つの独立したセクターに分裂する。 量子レベルでは、これら2つのセクターは実数の直線のアフィン変換群の表現を持ち、並進は光円錐運動量によって生成される変換に対応し、膨張はブーストと膨張の生成元の線形結合によって形成される光円錐リンドラー運動量によって与えられる。 慣性観測者の1粒子状態は、アフィン群の既約表現に属する並進生成元の固有ベクトルである。 リンドラー1粒子状態は膨張生成元の固有関数に関連している。 メリン変換を含むこれら2つの表現を接続する簡単な操作を使用して、加速観測者によって観測されるリンドラー粒子の熱スペクトルを導出できることを示す。 私たちの結果は、真空熱効果の表現理論的基礎を提供するだけでなく、並進および膨張の固有状態の実現を許容するあらゆる量子システムで類似の現象が発生する可能性があることを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Minimal 5-dimensional supergravity compactified on a circle gives the T$^{3}$ model of $\mathcal{N}=2,d=4$ supergravity, whose duality group is SL$(2,\mathbb{R})$. We study exhaustively the relations between all the local and global symmetries of both theories and between the corresponding conserved currents and charges, including the on-shell closed generalized Komar charges associated to isometries. We find that the 2-dimensional subgroup of SL$(2,\mathbb{R})$ that does not include electric-magnetic transformations is realized as a higher-form symmetry group that acts on the 5-dimensional metric and vector field. Using the generalized Komar charges we compute the Smarr formulas for black holes, showing that they are identical once the relations between all the 5- and 4-dimensional thermodynamical quantities are taken into account, which is only possible if certain constraints on the fields are satisfied. We notice that on-shell closed 5-dimensional 3-form charges give, upon dimensional reduction, on-shell closed 3-form currents and 2-form charges. The dimensional reduction of the 5-dimensional generalized Komar 3-form charge associated to a Killing vector gives a new 4-dimensional on-shell closed 3-form current which must be associated to a new global symmetry of the theory when it admits that Killing vector. Some of the results that we have derived are valid for theories of Einstein--Maxwell-like theories of $(p+1)$-forms with Chern--Simons terms, which includes 11-dimensional supergravity as a particular example. | 円上にコンパクト化された極小5次元超重力は、$\mathcal{N}=2,d=4$ 超重力の T$^{3}$ 模型を与え、その双対群は SL$(2,\mathbb{R})$ である。 両理論のすべての局所対称性と大域対称性、および対応する保存カレントと電荷（等長変換に関連するオンシェルの閉じた一般化コマー電荷を含む）の関係を徹底的に調べた。 電磁変換を含まない SL$(2,\mathbb{R})$ の2次元部分群は、5次元計量場とベクトル場に作用する高次形式対称群として実現されることがわかった。 一般化コマー電荷を用いてブラックホールの Smarr 公式を計算し、すべての5次元および4次元熱力学量の関係を考慮に入れれば、それらが同一であることを示す。 これは、場に対する特定の制約が満たされた場合にのみ可能である。 オンシェル閉5次元3形式電荷は、次元縮小により、オンシェル閉3形式カレントと2形式電荷を与えることに気づいた。 キリングベクトルに関連付けられた5次元一般化コマー3形式電荷の次元縮小は、新たな4次元オンシェル閉3形式カレントを与え、このカレントは、そのキリングベクトルを許容する場合、理論の新たな大域対称性に関連付けられる必要がある。 我々が導出した結果の一部は、チャーン-サイモンズ項を含む(p+1)形式のアインシュタイン-マクスウェル型理論、特に11次元超重力理論に有効である。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We develop a formulation of nonlinear cosmological perturbations on superhorizon scales in multi-fluid systems. It is based on the Arnowitt-Deser-Misner formalism combined with a spatial gradient expansion characterized by a small expansion parameter defined as the ratio of the comoving wavenumber to the Hubble scale. The background spacetime is assumed to be a flat Friedmann-Lemaitre-Robertson-Walker universe. Within this framework, we explicitly construct nonlinear long-wavelength solutions for cosmological perturbations. Since multi-fluid systems are inherently non-adiabatic, these solutions admit both adiabatic and entropy modes already at leading nonlinear order. We define adiabatic and entropy perturbations and discuss the non-uniqueness in defining pure entropy perturbations. Using different choices of pure entropy initial conditions, we analyze the time evolution of physical quantities such as the curvature perturbation and density perturbations in the geodesic slicing for two-fluid systems. | 我々は、多流体系における超地平線スケールでの非線形宇宙論的摂動の定式化を発展させる。 これは、共動波数とハッブルスケールの比として定義される小さな展開パラメータによって特徴付けられる空間勾配展開と組み合わせた、アーノウィット・デザー・ミスナー形式に基づく。 背景時空は平坦なフリードマン・ルメートル・ロバートソン・ウォーカー宇宙であると仮定する。 この枠組みにおいて、我々は宇宙論的摂動に対する非線形長波長解を明示的に構築する。 多流体系は本質的に非断熱的であるため、これらの解は既に主要な非線形秩序において断熱モードとエントロピーモードの両方を許容する。 我々は断熱摂動とエントロピー摂動を定義し、純粋エントロピー摂動の定義における非一意性について議論する。 純粋エントロピー初期条件を様々に選択することにより、二流体系の測地線スライスにおける曲率摂動や密度摂動などの物理量の時間発展を解析する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In asymptotically anti-de Sitter (AdS) spacetime, we consider a real massiver scalar field in the Einstein-Maxwell-scalar (EMS) model and examine both scalar-hairy black hole solutions induced by the nonminimal coupling to the Maxwell field and tachyonic-hairy solutions driven by the scalar potential. When the scalar potential vanishes, scalar-hairy black holes emerge with profiles and properties similar to those observed in flat spacetime. The presence of the scalar potential additionally induces tachyonic-hairy solutions, leading to the coexistence of these two distinct hairy phases in different regions of the parameter space. The phase diagram reveals a first-order phase transition line between the tachyonic-hairy and scalar-hairy phases, originating at a critical point in the extreme temperature and chemical potential regime. Our detailed analysis shows that this phase transition is directly associated with the self-overlap region of the scalar-hairy phase and its start point. Moreover, increasing the coupling strength $λ$ shifts the critical point to higher temperature and chemical potential. | 漸近反ド・ジッター（AdS）時空において、我々はアインシュタイン-マクスウェル-スカラー（EMS）模型のより質量の大きい実スカラー場を考察し、マクスウェル場との非最小結合によって誘起されるスカラーヘアリーブラックホール解と、スカラーポテンシャルによって駆動されるタキオンヘアリー解の両方を検証する。 スカラーポテンシャルが消失すると、平坦時空で観測されるものと同様のプロファイルと特性を持つスカラーヘアリーブラックホールが出現する。 スカラーポテンシャルの存在は、さらにタキオンヘアリー解を誘起し、パラメータ空間の異なる領域でこれら2つの異なるヘアリー相が共存することになる。 相図は、極端な温度と化学ポテンシャル領域の臨界点で発生する、タキオンヘアリー相とスカラーヘアリー相間の一次相転移線を示している。 詳細な解析により、この相転移はスカラーヘアリー相の自己重なり領域とその開始点に直接関連していることが示されました。 さらに、結合強度$λ$の増加は、臨界点をより高い温度と化学ポテンシャルへとシフトさせます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study a thick brane scenario within the Palatini formulation of gravity, where the metric and affine connection are treated as independent variables. By introducing a non-minimal coupling between a bulk scalar field and the Ricci scalar, we obtain analytic solutions under a flat, four-dimensional Poincaré-invariant metric with a kink-like scalar configuration. The warp factor exhibits a bell-shaped profile, while the scalar potential forms a symmetric volcano-like structure, characteristic of a finite-thickness brane. The corresponding energy density is regular and localized, featuring a central peak with symmetrically placed negative minima. Through the analysis of linear tensor perturbations, we derive a Schrödinger-like equation with supersymmetric factorization, ensuring the absence of tachyonic modes and thus the stability of the background configuration. The effective potential also takes a volcano-like form that supports a localized graviton zero mode, confirming the recovery of four-dimensional gravity on the brane. A numerical study of the massive Kaluza--Klein spectrum reveals the progressive delocalization of massive modes into the bulk. Our results demonstrate a stable and physically consistent thick brane configuration within the Palatini gravity framework, offering new insights into gravity localization and braneworld phenomenology. | 我々は、計量とアフィン接続を独立変数として扱うパラティーニ重力定式化における厚いブレーンシナリオを研究する。 バルクスカラー場とリッチスカラーの間に非最小結合を導入することで、キンク状のスカラー構成を持つ平坦な4次元ポアンカレ不変計量の下で解析解を得る。 ワープ因子は釣鐘型のプロファイルを示し、スカラーポテンシャルは有限厚さブレーンの特徴である対称的な火山のような構造を形成する。 対応するエネルギー密度は規則的かつ局所的であり、中心ピークと対称的に配置された負の極小値を持つ。 線形テンソル摂動の解析を通じて、超対称分解を伴うシュレーディンガー型方程式を導出し、タキオンモードが存在しないこと、ひいては背景構成の安定性を保証する。 有効ポテンシャルもまた火山のような形状をとり、局所的な重力子ゼロモードを支持し、ブレーン上への4次元重力の回復を裏付けています。 質量を持つカルツァ＝クラインスペクトルの数値解析により、質量モードがバルクへと徐々に非局在化していく様子が明らかになりました。 我々の結果は、パラティーニ重力枠組みにおいて、安定かつ物理的に整合した厚いブレーン構成を実証し、重力の局所化とブレーンワールド現象論への新たな知見をもたらします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A detailed canonical analysis for Pontryagin and Euler classes with a Barbero-Immirzi [BI] parameter is developed. We rewrite the topological invariants by introducing a set of Holst-like variables, and then study the set of all constraints. We report the complete canonical structure and the symmetries of the theory; we count the physical degrees of freedom and identify reducibility conditions among the constraints. In addition, in our results, if we consider the $BI$ parameter takes the value of $γ= \pm i $, then the self-dual representation of these invariants is reproduced. Finally, we couple the invariants to the Holst action and explore the canonical analysis. | バルベロ・イミルジ[BI]パラメータを持つポンチャギン類とオイラー類の詳細な正準解析を展開する。 位相不変量をホルスト型変数の集合を導入することで書き換え、すべての制約条件の集合を考察する。 理論の完全な正準構造と対称性を明らかにし、物理的自由度を数え、制約条件間の還元条件を特定する。 さらに、我々の結果において、$BI$パラメータが$γ= \pm i $の値を取ると仮定すると、これらの不変量の自己双対表現が再現される。 最後に、これらの不変量をホルスト作用と結合させ、正準解析を考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Ghost stars are compact configurations characterized by an arbitrarily small total mass. Such objects require regions of negative energy density -a condition typically regarded as unphysical within the context of conventional stellar models. Nevertheless, negative energy densities arise naturally in traversable wormhole geometries, where the violation of the null energy condition is essential to sustain the flaring-out behavior at the throat. This connection suggests that ghost-like configurations may find a natural realization within wormhole physics. In this work, we investigate the existence of ghost configurations by analyzing their associated Hawking mass. Although in spherical symmetry the Misner and Hawking masses are known to coincide, we show that when the ghost condition is extended beyond spherical symmetry and applied to the Hawking mass, it faces topological obstructions that hinder its straightforward realization. As a concrete example, we demonstrate that a Casimir-like traversable wormhole can be naturally constructed within this framework. Finally, to illustrate the properties of the resulting geometry, we analyze its Penrose-Carter diagram. | ゴースト星は、任意に小さい全質量を特徴とするコンパクトな配置である。 このような天体は、負のエネルギー密度領域を必要とする。 これは、従来の恒星モデルの文脈では一般的に非物理的と見なされる条件である。 しかしながら、負のエネルギー密度は、通過可能なワームホール形状において自然に発生し、この場合、ゼロエネルギー条件の破れは、喉部におけるフレアアウト挙動を維持するために不可欠である。 この関連性は、ゴーストのような配置がワームホール物理学において自然に実現される可能性があることを示唆している。 本研究では、関連するホーキング質量を解析することにより、ゴースト形状の存在を調査する。 球対称性においては、ミスナー質量とホーキング質量は一致することが知られているが、ゴースト条件を球対称性を超えて拡張し、ホーキング質量に適用すると、直接的な実現を妨げる位相的な障害に直面することを示す。 具体的な例として、この枠組みにおいて、カシミールのような通過可能なワームホールが自然に構築できることを示す。 最後に、結果として得られる形状の特性を示すために、ペンローズ・カーター図を解析する。 |