本ウェブサイトはあくまで非公式です．
研究に用いる場合には，必ず原論文を読んでください．このウェブサイトはあくまで情報収集をサポートするためのものであり，正確性を保証するものではありません．
掲載されている論文の著作権は各論文の著者にあります．
本ウェブサイトで利用しているメタデータ（タイトルやアブストラクト等）はCC0 1.0の下で利用が許可されています．
本ウェブサイトの利用によって生じたあらゆる損害について管理人は責任を負いません．
Thank you to arXiv for use of its open access interoperability. This service was not reviewed or approved by, nor does it necessarily express or reflect the policies or opinions of, arXiv.
本ウェブページの作成にはarXiv APIを使用しています.arXivのオープンアクセスな相互運用性を利用できることについて,arXivに心より感謝申し上げます.このウェブサイトはarXivによってレビューまたは承認されたものではなく，必ずしもarXivの方針または意見を表明または反映するものではありません．
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We formalise the self referential definition of physical laws using monotone operators on a lattice of theories, resolving the pathologies of naive set theoretic formulations. By invoking Tarski fixed point theorem, we identify physical theories as least fixed points of admissibility constraints derived from Galois connections. We demonstrate that QED and General Relativity can be represented in such a logical structure with respect to their symmetry and locality principles. | 我々は、理論格子上の単調作用素を用いて物理法則の自己参照的定義を定式化し、素朴集合論的定式化の病理を解明する。 タルスキー不動点定理を援用することで、物理理論をガロア接続から導かれる許容制約の最小不動点として同定する。 QEDと一般相対論が、その対称性と局所性原理に関して、このような論理構造で表現できることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We formulate the covariant hydrodynamics equations describing the fluid dynamics as the problem of intersection theory on the infinite dimensional symplectic manifold associated with spacetime. This point of view separates the structures related to the equation of state, the geometry of spacetime, and structures related to the (differential) topology of spacetime. We point out a five-dimensional origin of the formalism of Lichnerowicz and Carter. Our formalism also incorporates the chiral anomaly and Onsager quantization. We clarify the relation between the canonical velocity and Landau $4$-velocity, the meaning of Kelvin's theorem. Finally, we discuss some connections to topological strings, Poisson sigma models, and topological field theories in various dimensions. | 流体力学を記述する共変流体力学方程式を、時空に付随する無限次元シンプレクティック多様体上の交差理論の問題として定式化する。 この観点から、状態方程式、時空の幾何学、そして時空の（微分）位相幾何学に関連する構造を分離する。 リヒネロヴィッチとカーターの形式論の5次元起源を指摘する。 また、カイラル異常とオンサガー量子化も組み込んでいる。 正準速度とランダウ4次元速度の関係、そしてケルビンの定理の意味を明らかにする。 最後に、位相弦、ポアソンシグマ模型、そして様々な次元における位相場の理論との関連性について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| This talk gives a short introduction to the ``UV/EFT correspondence", which uses scattering amplitudes to relate the Effective Field Theory (EFT) coefficients probed by low-energy measurements to properties of the underlying high-energy (UV) completion. This includes recent ``positivity bounds" on EFT coefficients, which are the low-energy signatures of causality and unitarity in the UV. To illustrate their phenomenological impact, I apply these bounds to a simple EFT for dark energy and compare with recent cosmological observations. | この講演では、「UV/EFT対応」について簡単に紹介します。 これは、散乱振幅を用いて、低エネルギー測定で調べられた有効場理論（EFT）係数を、その基礎となる高エネルギー（UV）完備性の特性と関連付けるものです。 これには、UVにおける因果律とユニタリー性の低エネルギー特性を示すEFT係数の最近の「正値性限界」も含まれます。 その現象論的影響を示すために、これらの限界をダークエネルギーの単純なEFTに適用し、最近の宇宙論的観測結果と比較します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Primordial black holes (PBHs) provide a well-motivated non-particle candidate for dark matter, requiring an enhancement of curvature perturbations on small inflationary scales consistent with observational constraints. In this work we study PBH production within Horndeski gravity, accounting for compatibility with the GW170817 constraint on the gravitational-wave speed and imposing a constant coupling to the Ricci scalar. Under these conditions, and assuming an inflaton field characterised by a canonical kinetic term and a smooth potential, the inflationary dynamics is controlled by the cubic Horndeski interaction. We show that a suitable kinetic dependence of the latter enhances the effective friction acting on the inflaton, inducing a transient ultra-slow-roll phase embedded in an otherwise standard slow-roll evolution. Interestingly, this mechanism amplifies the curvature power spectrum on small scales without introducing any feature in the potential. For representative parameter choices we find that pronounced peaks in the scalar power spectrum are generated, leading to the formation of asteroid-mass PBHs with masses of order $\mathcal{O}(10^{-16})\,M_\odot$, which can account for a substantial fraction of the dark matter abundance, reaching $f_{\rm PBH}\simeq 0.9$, while satisfying current observational constraints. The resulting sharp features in the scalar power spectrum also imply potentially observable scalar-induced gravitational-wave signatures. | 原始ブラックホール（PBH）は、観測的制約と整合する小さなインフレーションスケールでの曲率摂動の増強を必要とする、十分に根拠のある非粒子的な暗黒物質候補である。 本研究では、重力波速度に関するGW170817制約との整合性を考慮し、リッチスカラーへの定数結合を課すことで、ホーンデスキー重力内でのPBH生成を研究する。 これらの条件下で、標準的な運動項と滑らかなポテンシャルで特徴付けられるインフレーション場を仮定すると、インフレーションダイナミクスは3次ホーンデスキー相互作用によって制御される。 後者の適切な運動項依存性が、インフレーションに作用する有効摩擦を増強し、標準的なスローロール進化に組み込まれた過渡的な超スローロール相を誘発することを示す。 興味深いことに、このメカニズムは、ポテンシャルに何ら特徴を導入することなく、小さなスケールでの曲率パワースペクトルを増幅する。 代表的なパラメータ選択において、スカラーパワースペクトルに顕著なピークが生成され、質量が$\mathcal{O}(10^{-16})\,M_\odot$オーダーの小惑星質量PBHが形成されることが分かりました。 このPBHは暗黒物質存在量のかなりの部分を占め、現在の観測的制約を満たしながら、$f_{\rm PBH}\simeq 0.9$に達します。 結果として生じるスカラーパワースペクトルの鋭い特徴は、観測可能なスカラー誘起重力波シグネチャーの存在を示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| It is often assumed that the most general transformation between two inertial reference frames is affine linear in their Cartesian coordinates, an assumption which is however not true. We provide a complete derivation of the most general inertial frame transformation, which is indeed nonlinear; along the way, we shall find that the conditions of preserving the Law of Inertia take the form of Schwarzian differential equations, providing perhaps the simplest possible physics setting in which the Schwarzian derivative appears. We then demonstrate that the most general such inertial transformation which further preserves the speed of light in all directions is, however, still affine linear. Physically, this paper may be viewed as a reduction of the number of postulates needed to uniquely specify special relativity by one, as well as a proof that inertial transformations automatically imbue spacetime with a vector space structure, albeit in one higher dimension than might be expected. Mathematically, this paper may be viewed as a derivation of the higher-dimensional analog of the Schwarzian differential equation and its most general solution. | 2つの慣性系間の最も一般的な変換は、その直交座標系においてアフィン線形であるとしばしば想定されるが、この想定は正しくない。 本稿では、最も一般的な慣性系変換の完全な導出を行う。 これは実際には非線形である。 その過程で、慣性法則を保存するための条件がシュワルツ微分方程式の形をとることを見出し、シュワルツ微分が現れるおそらく最も単純な物理的設定を提供する。 次に、あらゆる方向において光速度をさらに保存する最も一般的な慣性変換が、依然としてアフィン線形であることを示す。 物理的には、本論文は特殊相対論を一意に規定するために必要な公理の数を1つ削減するとともに、慣性変換が時空にベクトル空間構造を自動的に付与することを証明するものとみなすことができる。 ただし、その次元は予想よりも1つ高い次元となる。 数学的には、この論文はシュワルツ微分方程式の高次元類似体とその最も一般的な解の導出として見ることができます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| In the study of alternative or extended theories of gravity, Dirac's Hamiltonian constraint algorithm is invaluable for enumerating the propagating modes and gauge symmetries. For gravity, this canonical approach is frequently applied as a means for finding pathologies such as strongly coupled modes; more generally it facilitates the reconstruction of gauge symmetries and the quantization of gauge theories. For gravity, however, the algorithm can become notoriously arduous to implement. We present a simple computer algebra package for efficiently computing Poisson brackets and reconstructing constraint algebras. The tools are stress-tested against pure general relativity and modified gravity, including the order reduction of general relativity at two loops. | 重力の代替理論や拡張理論の研究において、ディラックのハミルトン拘束アルゴリズムは、伝播モードとゲージ対称性の列挙に非常に役立ちます。 重力において、この標準的なアプローチは、強結合モードなどの異常を発見する手段として頻繁に適用されています。 より一般的には、ゲージ対称性の再構築やゲージ理論の量子化を容易にします。 しかしながら、重力の場合、このアルゴリズムの実装は非常に困難になることがあります。 本稿では、ポアソン括弧を効率的に計算し、拘束代数を再構築するためのシンプルなコンピュータ代数パッケージを紹介します。 このツールは、純粋一般相対論および修正重力に対してストレステスト済みであり、一般相対論の2ループにおける次元削減も含まれています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We investigate the strong gravitational lensing and shadow properties of the black hole in the context of bumblebee gravity, characterized by a global monopole charge $κη^2$ and a Lorentz symmetry breaking parameter $γ$. We compute the deflection angles of light passing near the black hole in strong deflection limit, and estimate key lensing observables, including relativistic Einstein rings, absolute magnifications, image separations, and flux ratios, for astrophysical black holes. The black hole shadow is analyzed using the apparent angular size $θ_{\rm Shadow} = 2\,θ_{\infty}$ in the limiting photon orbit. Furthermore, we study the modification of the shadow structure in the presence of a radially infalling, optically thin accretion flow within a generalized framework. Our results indicate that both the global monopole charge and Lorentz-violating parameters significantly influence the photon sphere, lensing observables, and shadow morphology, potentially providing observational signatures for testing bumblebee gravity in the strong-field regime. | 我々は、大域的単極子電荷$κη^2$とローレンツ対称性の破れパラメータ$γ$によって特徴付けられる、マルハナバチ重力の文脈において、ブラックホールの強い重力レンズ効果と影の特性を調査する。 強い偏向極限においてブラックホール近傍を通過する光の偏向角を計算し、天体ブラックホールの相対論的アインシュタインリング、絶対倍率、像分離、フラックス比などの主要な重力レンズ効果観測量を推定する。 ブラックホールの影は、限界光子軌道における見かけの角度サイズ$θ_{\rm Shadow} = 2\,θ_{\infty}$を用いて解析する。 さらに、一般化された枠組みにおいて、放射状に落下する光学的に薄い降着流が存在する場合の影構造の変化を研究する。 私たちの結果は、グローバルモノポール電荷とローレンツ破れのパラメータの両方が光子球、レンズ観測量、および影の形態に大きな影響を与え、強磁場領域でのマルハナバチの重力をテストするための観測シグネチャを提供する可能性があることを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| The absence of Birkhoff's theorem in effective quantum gravity models leads to a fundamental ambiguity in the vacuum sector, where a priori no unique vacuum solution exists. As a result, phenomenological investigations of the physical implications of these models have been made more difficult. We address this challenge by establishing a constructive framework which allows to formulate 4D covariant actions from the physical nature of the systems's degrees of freedom, which are dust and gravity, together with two guiding principles. We take advantage of the non-propagating nature of a relational dust clock and the suppression of gravitational waves in spherical symmetry. This structural ultralocality allows for a decomposition of the dynamics into independent LTB shells. We further impose spatial diffeomorphism invariance and a geometric guiding principle, where the latter ensures that a unique and static vacuum solution exists. These assumptions allow to strictly constrain the LTB shell Hamiltonian to a factorised form as well as the static vacuum metric function to a universal form. This constructive framework produces a fully 4D-covariant action that belongs to the class of generalised extended mimetic gravity models. This provides the necessary consistent basis for a perturbation theory in the context of quasi-normal modes or cosmological perturbations beyond the static sector in which quantum gravity effects are also included in linear and higher order perturbations. Furthermore, for this class of models our results resolve the long-standing `curvature polymerisation ambiguity' in loop quantum cosmology by unambiguously determining how flat space modifications are extended to non-flat geometries, thus unifying the description of black holes and cosmology in a single effective framework. | 有効量子重力モデルにおけるバーコフの定理の欠如は、真空領域において根本的な曖昧性をもたらし、そこでは先験的に唯一の真空解が存在しない。 その結果、これらのモデルの物理的含意に関する現象論的研究はより困難になっている。 我々は、システムの自由度（ダストと重力）の物理的性質と2つの指針から4次元共変作用を定式化できる構成的枠組みを構築することで、この課題に対処する。 我々は、関係ダスト時計の非伝播性と球対称性における重力波の抑制を利用する。 この構造的超局所性により、ダイナミクスを独立したLTB殻に分解することができる。 さらに、空間微分同相不変性と幾何学的指針を課し、後者は唯一の静的真空解が存在することを保証する。 これらの仮定により、LTB殻ハミルトニアンを因数分解形式に、静的真空計量関数を普遍形式に厳密に制約することができる。 この構成的枠組みは、一般化拡張模倣重力モデルのクラスに属する、完全に4次元共変な作用を生み出す。 これは、線形および高次の摂動にも量子重力効果が含まれる静的セクターを超えた準正規モードまたは宇宙摂動の文脈において、摂動論に必要な一貫した基盤を提供する。 さらに、このクラスのモデルにおいて、我々の結果は、平坦空間の修正が非平坦幾何学にどのように拡張されるかを一義的に決定することにより、ループ量子宇宙論における長年の「曲率重合の曖昧性」を解決し、ブラックホールと宇宙論の記述を単一の有効な枠組みに統合する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| These are the lecture notes for a course at the "Roberto Salmeron School in Mathematical Physics" held at the University of Brasilia in September 2025, to be published in the proceedings book "Modern topics in mathematical physics." The course provides a concise and biased introduction to black hole thermodynamics. It covers the laws of black hole mechanics, Hawking radiation, Euclidean quantum gravity methods, and AdS black holes. | これは、2025年9月にブラジリア大学で開催された「ロベルト・サルメロン数理物理学スクール」の講義ノートであり、議事録「数理物理学の現代的トピック」に掲載される予定です。 この講義は、ブラックホール熱力学への簡潔かつ偏りのない入門を提供します。 ブラックホール力学の法則、ホーキング放射、ユークリッド量子重力法、そしてAdSブラックホールを網羅しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We investigate the oscillation of the Kasner exponent $p_t$ near critical point of the hairy black holes dual to holographic superfluid and reveal a clear inverse periodicity $f(T_c/(T_c-T))$ in a large region below the critical temperature. We first introduce the fourth-power term with a coefficient $λ$ to adjust the oscillatory behavior of the Kasner exponent $p_t$ near the critical point. Importantly, we show that the nonlinear coefficient $λ$ provides accurate control of this periodicity: a positive $λ$ stretches the region, while a negative $λ$ compresses it. By contrast, the influence of another coefficient $τ$ is more concentrated in regions away from the critical point. This work provides a new perspective for understanding the complex dynamical structure inside black holes and extends the actively control from the fourth- and sixth-power term into the black hole interior region. | ホログラフィック超流体と双対なヘアリーブラックホールの臨界点付近におけるカスナー指数$p_t$の振動を調べ、臨界温度以下の広い領域で明確な逆周期性$f(T_c/(T_c-T))$が見られることを明らかにした。 まず、臨界点付近におけるカスナー指数$p_t$の振動挙動を調整するために、係数$λ$を持つ4乗項を導入する。 重要な点として、非線形係数$λ$がこの周期性を正確に制御できることを示す。 つまり、正の$λ$は領域を引き伸ばし、負の$λ$は領域を圧縮する。 対照的に、別の係数$τ$の影響は臨界点から離れた領域に集中する。 本研究は、ブラックホール内部の複雑な動的構造を理解するための新たな視点を提供し、4乗項と6乗項による能動的な制御をブラックホール内部領域に拡張するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We argue that Hopf-algebra deformations of symmetries -- as encountered in non-commutative models of quantum spacetime -- carry an intrinsic content of $operator$ $entanglement$ that is enforced by the coproduct-defined notion of composite generators. As a minimal and exactly solvable example, we analyze the $U_q(\mathfrak{su}(2))$ quantum group and a two-qubit realization obtained from the coproduct of a $q$-deformed single-spin Hamiltonian. Although the deformation is invisible on a single qubit, it resurfaces in the two-qubit sector through the non-cocommutative coproduct, yielding a family of intrinsically nonlocal unitaries. We compute their operator entanglement in closed form and show that, for Haar-uniform product inputs, their entangling power is fully determined by the latter. This provides a concrete mechanism by which non-commutative symmetries enforce a baseline of entanglement at the algebraic level, with implications for information dynamics in quantum-spacetime settings and quantum information processing. | 我々は、量子時空の非可換モデルで見られるような対称性のホップ代数変形は、コプロダクト定義の合成生成子の概念によって強制される、固有の $演算子$ エンタングルメント$ の内容を持つと主張する。 最小かつ正確に解ける例として、我々は $U_q(\mathfrak{su}(2))$ 量子群と、$q$ 変形された単一スピンハミルトニアンのコプロダクトから得られる2量子ビット実現を解析する。 この変形は単一量子ビット上では見えないが、非コプロダクトコプロダクトを通して2量子ビットセクターに再浮上し、本質的に非局所的なユニタリー族を生み出す。 我々はこれらの演算子エンタングルメントを閉じた形で計算し、ハール一様積入力に対して、これらのエンタングルメントの強さは後者によって完全に決定されることを示す。 これにより、非可換対称性が代数レベルでエンタングルメントのベースラインを強制する具体的なメカニズムが提供され、量子時空設定の情報ダイナミクスや量子情報処理に影響を与えます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| In this work, we compute quantum discord between two causally independent areas in $3+1$ dimensions global de Sitter Axiverse to investigate the signs of quantum entanglement. For this goal, we study a bipartite quantum field theoretic setting driven by an Axiverse that arises from the compactification of Type IIB strings on a Calabi-Yau three fold. We consider a spherical surface that separates the interior and exterior causally unconnected subregions of the spatial slice of the global de Sitter space. The Bunch-Davies state is the most straightforward initial quantum vacuum that may be used for computing purposes. Two observers are introduced, one in an open chart of de Sitter space and the other in a global chart. The observers calculate the quantum discord generated by each detecting a mode. The relationship between an observer in one of the two Rindler charts in flat space and another in a Minkowski chart is comparable to this circumstance. We see that when the curvature of the open chart increases, the state becomes less entangled. Nevertheless, we see that even in the limit when entanglement vanishes, the quantum discord never goes away. | 本研究では、量子もつれの兆候を調べるために、$3+1$ 次元グローバル ド・ジッター軸バース内の因果的に独立した 2 つの領域間の量子不一致を計算します。 この目的のために、タイプ IIB 弦の 3 次元カラビ・ヤウ多様体へのコンパクト化から生じる軸バースによって駆動される二部量子場の理論的設定を調べます。 グローバル ド・ジッター空間の空間スライスの内部と外部の因果的に連結されていないサブ領域を分離する球面を考慮します。 バンチ・デイヴィス状態は、計算目的で使用できる最も簡単な初期量子真空です。 ド・ジッター空間のオープン チャートとグローバル チャートの 2 つの観測者が導入されます。 観測者は、それぞれがモードを検出することによって生成される量子不一致を計算します。 平坦空間の 2 つのリンドラー チャートの 1 つの観測者とミンコフスキー チャートの別の観測者との関係は、この状況に匹敵します。 開いたチャートの曲率が増加すると、状態のエンタングルメントが減少することがわかります。 しかし、エンタングルメントが消滅する極限においても、量子不一致は決して消えないことがわかります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| With an intent to examine the combined effect of non-linear electrodynamics (NED) and dark matter (DM), we obtain a static and spherically symmetric solution with the black hole (BH) magnetically charged and immersed in the Hernquist DM halo (MHDM). The position of the event horizon $r_h$ and the critical impact parameter $b_m$ are then probed to gauge the extent of influence magnetic charge $g$ and halo parameters $α$, $β$ have on them. A recurring outcome of our analysis with respect to different BH observables is the nullification of competing effects of charge and halo parameters, leading to observables obtaining values equal to those for a Schwarzschild BH. This is also observed for $r_h$ and $b_m$. We delve into unraveling the impact of NED and DM combined on the strong gravitational lensing (GL) and its related observables, such as the angular separation, relative magnification, and the angular position of the inner, closely packed bright ring. Interestingly, we find combinations of charge and halo parameters that leave the deflection angle unchanged from the Schwarzschild case, thereby leading to a situation where an MHDM BH and a Schwarzschild BH become indistinguishable. Similar results are also observed for lensing observables. Finally, utilizing observations related to the angular diameter of super-massive BHs (SMBHs) $M87^*$ and $SgrA^*$ and employing the $χ^2$ test, we extract bounds on $g$, $α$, and $β$ signifying the viability of our BH model as an SMBH. | 非線形電磁力学（NED）と暗黒物質（DM）の複合効果を検証する目的で、ブラックホール（BH）が磁気的に荷電され、ヘルンキストDMハロー（MHDM）に浸漬された静的かつ球対称な解を得る。 事象の地平線の位置$r_h$と臨界影響パラメータ$b_m$を調べ、磁気荷電$g$とハローパラメータ$α$、$β$がそれらに及ぼす影響の程度を測定する。 様々なBH観測量に関する我々の解析において、荷電パラメータとハローパラメータの競合効果が打ち消され、観測量がシュワルツシルトBHの値と等しくなるという結果が繰り返し得られる。 これは$r_h$と$b_m$についても観測される。 我々は、NEDとDMの組み合わせが強い重力レンズ効果（GL）と、その関連観測量（例えば、内側の密集した明るいリングの角度分離、相対倍率、角度位置など）に及ぼす影響を詳細に解明する。 興味深いことに、シュワルツシルトの場合と偏向角が変化しない電荷パラメータとハローパラメータの組み合わせを発見し、その結果、MHDM BHとシュワルツシルトBHの区別がつかなくなる状況が生じた。 同様の結果は、重力レンズ効果の観測量についても観測されている。 最後に、超大質量BH（SMBH）$M87^*$と$SgrA^*$の角度直径に関する観測結果を利用し、$χ^2$検定を用いることで、我々のBHモデルがSMBHとして妥当であることを示す$g$、$α$、$β$の境界値を導出した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Gravitational wave echoes offer a unique probe of the near-horizon structure of astrophysical black holes, beyond the standard ''black hole spectroscopy''. Theoretical waveform predictions, however, remain uncertain, motivating robust searches that avoid specific echo modeling. We present a model-independent search framework targeting long-lived quasinormal modes (QNMs) expected from strong interior reflection. By employing a generalized phase-marginalized likelihood that coherently combines data for each QNM across a detector network, our method enhances sensitivity to the signals. To handle real detector noise, we implement an optimized notching procedure to suppress instrumental spectral lines and refine the Bayesian parameter settings. We validate the performance of this framework using injection studies on O1 background data, demonstrating reliable signal recovery in realistic noise conditions. We then apply this method to three binary black hole merger events with high ringdown signal-to-noise ratios (SNR) from observing runs O1 to O4: GW150914, GW231226, and the recently detected GW250114. No statistically significant evidence for postmerger echoes is found. Consequently, we derive 90% upper limits on the network SNR and the average amplitude of the long-lived QNMs, setting the first model-independent constraints on late-time echo signatures from LVK data. | 重力波エコーは、標準的な「ブラックホール分光法」を超えた、天体ブラックホールの地平線近傍構造を探る独自の手法である。 しかしながら、理論的な波形予測は依然として不確実であり、特定のエコーモデル化を避ける堅牢な探索が必要となる。 本研究では、強い内部反射から予想される長寿命の準正規モード（QNM）を対象とする、モデルに依存しない探索フレームワークを提示する。 検出器ネットワーク全体の各QNMのデータをコヒーレントに組み合わせる一般化位相周辺化尤度を用いることで、本手法は信号に対する感度を向上させる。 実際の検出器ノイズに対処するため、機器スペクトル線を抑制し、ベイズパラメータ設定を改良するための最適化されたノッチング手順を実装する。 O1バックグラウンドデータを用いた注入研究を用いてこのフレームワークの性能を検証し、現実的なノイズ条件下でも信頼性の高い信号回復を実証する。 次に、この手法を観測ランO1からO4において、リングダウン信号対雑音比（SNR）の高い3つの連星ブラックホール合体イベント（GW150914、GW231226、そして最近検出されたGW250114）に適用した。 合体後のエコーの統計的に有意な証拠は得られなかった。 その結果、ネットワークSNRと長寿命QNMの平均振幅の90%上限を導出し、LVKデータから得られる後期エコーシグネチャーに対するモデルに依存しない初めての制約条件を設定した。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We calculate the $f$-mode frequency and tidal overlap of quark stars using the full general relativity method. We verify the universal relations obtained from conventional neutron stars in the case of quark stars and explore the cases with different values of parameters of the quark star equation of state. Since quark stars have significantly smaller radii compared to neutron stars in the low mass range, the relation between the tidal defomability and $f$-mode frequency times radius is different for neutron stars and quark stars. This difference has an impact on dynamical tide, which is the lowest-order effect we know of that can distinguish quark stars and neutron stars from the gravitational wave during the inspiral phase. We calculate the tidal dephasing caused by this effect in the post-Newtonian method and find that it can not be detected even by the next-generation gravitational wave detectors. | 我々は、完全な一般相対論法を用いてクォーク星の$f$モード周波数と潮汐重なりを計算した。 従来の中性子星から得られた普遍的な関係をクォーク星の場合にも検証し、クォーク星の状態方程式のパラメータの値を変えた場合を調べた。 低質量域では、クォーク星の半径は中性子星に比べて大幅に小さいため、潮汐変形可能性と$f$モード周波数×半径の関係は中性子星とクォーク星で異なる。 この違いは力学的潮汐に影響を及ぼし、力学的潮汐は、我々が知る限りでは、インスパイラルフェーズにおいてクォーク星と中性子星を重力波から区別できる最も低次の効果である。 我々は、この効果によって引き起こされる潮汐デフェーズをポストニュートン法で計算し、次世代重力波検出器でさえも検出できないことを明らかにした。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Quark-Gluon Plasma (QGP), a strongly interacting state of the early universe, exhibits remarkably fluid-like behavior despite its underlying non-Abelian dynamics. Motivated by these features, we explore time-dependent SU(2) Yang-Mills condensates as non-linear classical background fields to model QGP. We first study quarks in gluon backgrounds and show that quark back-reaction can break the isotropy of the condensate for certain initial conditions. We then compute the one-loop finite-temperature effective action using the background-field method and heat-kernel expansion. The resulting thermodynamic pressure increases with temperature but exhibits an approximately logarithmic dependence. This is expected, as this is the de-confined phase of QGP; it is not exactly an ideal gas due to self-interaction. We also perform lattice calculations for the system to contrast continuum and lattice perspectives. We then add the GW to the thermodynamic QGP model and show that certain frequencies of the GW can induce instabilities in the QGP. Our analysis explores the limitations and role of non-perturbative, time-dependent backgrounds in semi-classical description of Yang-Mills dynamics. | クォーク・グルーオン・プラズマ（QGP）は初期宇宙の強く相互作用する状態であり、その根底にある非アーベル的ダイナミクスにもかかわらず、著しく流体的な挙動を示す。 これらの特徴に着目し、我々は時間依存SU(2)ヤン・ミルズ凝縮体を非線形古典背景場として探究し、QGPをモデル化する。 まず、グルーオン背景中のクォークを調べ、特定の初期条件においてクォークの反作用が凝縮体の等方性を破ることを示す。 次に、背景場法と熱核展開を用いて、1ループ有限温度有効作用を計算する。 結果として得られる熱力学的圧力は温度とともに増加するが、近似的に対数依存性を示す。 これはQGPの非閉じ込め相であるため、予想される結果である。 QGPは自己相互作用のため、厳密には理想気体ではない。 また、連続体と格子の観点を対比するために、この系の格子計算も行う。 次に、熱力学的QGPモデルに重力場を加え、重力場の特定の周波数がQGPに不安定性を誘発することを示す。 本解析では、ヤン＝ミルズ力学の半古典的記述における非摂動的かつ時間依存的な背景の限界と役割を探求する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We develop an effective theory for biased tracers formulated at the level of the Boltzmann equation, providing a unified description of density and velocity bias. We introduce a general effective collision term in the tracer Boltzmann equation to encode tracer dynamics that are intrinsically different from those of dark matter. This collision operator leads to modified continuity and Euler equations, with source terms reflecting the collision-term physics. At linear order, this framework predicts time- and scale-dependent bias parameters in a self-consistent manner, encompassing peak bias as a special case while clarifying how velocity bias and higher-derivative effects arise. Applying the resulting bias model to redshift-space distortions, we show that the Boltzmann-equation approach reproduces the power spectrum of biased tracers obtained in the Effective Field Theory of Large-Scale Structure up to $k^4$ terms with fewer independent parameters. | 我々は、ボルツマン方程式のレベルで定式化されたバイアス付きトレーサーの有効理論を開発し、密度と速度バイアスの統一的な記述を提供する。 トレーサーボルツマン方程式に一般的な有効衝突項を導入し、暗黒物質のものと本質的に異なるトレーサーダイナミクスを符号化する。 この衝突演算子は、衝突項の物理を反映するソース項を持つ、修正された連続方程式とオイラー方程式につながる。 線形オーダーでは、この枠組みは、速度バイアスと高次微分効果がどのように生じるかを明らかにしながら、ピークバイアスを特別なケースとして包含しながら、時間とスケールに依存するバイアスパラメータを自己無撞着に予測する。 得られたバイアスモデルを赤方偏移空間の歪みに適用し、ボルツマン方程式アプローチが、より少ない独立パラメータで、大規模構造の有効場理論で得られたバイアス付きトレーサーのパワースペクトルを最大$k^4$項まで再現することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We study the continuum limit of branched polymers (BPs) with loops coupled to Ising spins at the zero-temperature critical point. It is known that the continuum partition function can be represented by a Hermitian two-matrix model, and we propose a string field theory whose Dyson-Schwinger equation coincides with the loop equation of this continuum matrix model. By setting the matrix size to one, we analyze a convergent non-perturbative partition function expressed as a two-dimensional integral, and show that it satisfies a third-order linear differential equation. In contrast, in the absence of coupling to the critical Ising model, the continuum partition function of pure BPs with loops is known to satisfy the Airy equation. From the viewpoint of two-dimensional quantum gravity, we introduce a non-perturbative loop amplitude that serves as a solution to the Wheeler-DeWitt equation incorporating contributions from all genera. Furthermore, we demonstrate that the same Wheeler-DeWitt equation can also be derived through the stochastic quantization. | 我々は、零温度臨界点においてイジングスピンに結合したループを持つ分岐ポリマー（BP）の連続体極限を調べる。 連続体分配関数はエルミート2行列モデルで表せることが知られており、我々はこの連続体行列モデルのループ方程式と一致するダイソン・シュウィンガー方程式を持つ弦理論を提案する。 行列サイズを1に設定して、2次元積分として表される収束する非摂動的な分配関数を解析し、それが3次線形微分方程式を満たすことを示す。 対照的に、臨界イジングモデルとの結合がない場合、ループを持つ純粋BPの連続体分配関数はエアリー方程式を満たすことが知られている。 2次元量子重力の観点から、我々はすべての属からの寄与を組み込んだWheeler-DeWitt方程式の解となる非摂動的なループ振幅を導入する。 さらに、同じ Wheeler-DeWitt 方程式が確率的量子化によっても導出できることを実証します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| In this work, we investigate the five-dimensional Proca star under gravity with the infinite tower of higher curvature corrections. We find that when the coupling constant exceeds a critical value, solutions with a frequency approaching zero appear. In the finite-order corrections case $n=2$ (Gauss-Bonnet gravity), the matter field and energy density diverge near the origin as $ω\to 0$. In contrast, for $n\geq 3$, the divergence is efficiently suppressed, both the field and the energy density remain finite everywhere, and both the matter field and energy density remain finite everywhere. In the limit $ω\to 0$, a class of horizonless frozen star solutions emerges, which are referred to ``frozen stars". Importantly, frozen stars contain neither curvature singularities nor event horizons. These frozen stars develop a critical horizon at a finite radius $r_c$, where $-g_{tt}$ and $1/g_{rr}$ approach zero. The frozen star is indistinguishable from that of an extremal black hole outside $r_c$, and its compactness can reach the extremal black hole value. | 本研究では、無限高次曲率補正の塔を持つ重力下の5次元プロカ星を調査する。 結合定数が臨界値を超えると、周波数がゼロに近づく解が現れることがわかる。 有限次補正の場合$n=2$（ガウス・ボネ重力）では、物質場とエネルギー密度は原点近傍で$ω\to 0$として発散する。 対照的に、$n\geq 3$の場合、発散は効果的に抑制され、場とエネルギー密度はどこでも有限のままであり、物質場とエネルギー密度もどこでも有限のままである。 $ω\to 0$の極限では、地平線のない凍結星の解のクラスが出現し、「凍結星」と呼ばれる。 重要なのは、凍結星には曲率特異点も事象の地平線も含まれないことである。 これらの凍結星は、有限半径$r_c$において臨界地平線を形成し、$-g_{tt}$と$1/g_{rr}$がゼロに近づく。 凍結星は、$r_c$の外側にある極限ブラックホールと区別がつかず、そのコンパクトネスは極限ブラックホールの値に達することがある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| In this study we obtain interior solutions and investigate structural properties of isotropic compact stars in the framework of four-dimensional regularized Einstein-Gauss-Bonnet (4DEGB) gravity. For stellar matter content, we adopt a widely used quark-matter model that approximates a realistic equation of state (EoS). By numerically integrating the modified Tolman-Oppenheimer-Volkoff equations, we obtain interior solutions for static, spherically symmetric fluid spheres. The resulting sequences are compared directly with the predictions of General Relativity (GR). Our analysis focuses on three diagnostic indicators: (i) the mass-radius profiles under GR and three representative choices of the Gauss-Bonnet coupling; (ii) the stellar compactness factor, $C \equiv M/R$; and (iii) the relation between stellar mass and central energy density. Recent observational studies suggest that the maximum masses inferred from the mass-radius relation may be larger than previously expected. To address this, we include a comparative set of constraints from multi-messenger astrophysical observations, including gravitational-wave event GW190814, as well as X-ray measurements from NICER for PSR~J0740+6620 and PSR~J0030+0451. These data provide stringent, astrophysically grounded tests of the viability of the models discussed here. Our results indicate that compact stars within 4DEGB gravity are systematically less compact and achieve moderately higher maximum masses compared to the GR case. This trend is consistent with recent theoretical analyses of compact stars in higher-curvature gravity theories and with constraints from multi-messenger astrophysics. Together, these findings suggest that regularized Gauss-Bonnet corrections constitute a plausible extension of GR in the strong-field regime. | 本研究では、4次元正則化アインシュタイン・ガウス・ボネ（4DEGB）重力の枠組みの中で、等方性コンパクト星の内部解を得て構造特性を調べる。 恒星物質量については、現実的な状態方程式（EoS）を近似する広く用いられているクォーク物質モデルを採用する。 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数値積分することで、静的で球対称な流体球の内部解を得る。 得られた系列は、一般相対性理論（GR）の予測と直接比較する。 解析では、3つの診断指標、すなわち（i）一般相対性理論およびガウス・ボネ結合の3つの代表的な選択肢の下での質量-半径プロファイル、（ii）恒星のコンパクトネス因子、$C \equiv M/R$、（iii）恒星質量と中心エネルギー密度の関係に焦点を当てている。 最近の観測的研究は、質量-半径関係から推定される最大質量が、これまで予想されていたよりも大きい可能性があることを示唆している。 この問題に対処するため、我々は重力波イベントGW190814を含むマルチメッセンジャー天体物理学的観測、ならびにPSR~J0740+6620およびPSR~J0030+0451に対するNICERのX線測定から得られた一連の比較制約を取り入れた。 これらのデータは、ここで議論されているモデルの実現可能性について、天体物理学的に根拠のある厳密な検証を提供する。 我々の結果は、4DEGB重力内のコンパクト星は、一般相対性理論の場合と比較して、系統的にコンパクトではなく、最大質量がやや高いことを示している。 この傾向は、高曲率重力理論におけるコンパクト星の最近の理論的解析、およびマルチメッセンジャー天体物理学からの制約と一致している。 これらの知見を合わせると、正則化ガウス・ボネ補正は、強磁場領域における一般相対性理論の妥当な拡張を構成することが示唆される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We develop a quadratic-in-Riemann worldline action for a Kerr black hole at infinite spin orders by matching to a proposed tree-level Kerr Compton amplitude, originally obtained from higher-spin QFT considerations. A worldline action is an effective theory, and as such the tree-level matching needs to be corrected by loop effects, including UV counter terms, renormalization, and higher-order matching to general relativity. However, we anticipate that many features of the Wilson coefficients of the proposed tree-level action will remain unchanged even after a loop-level matching. While the worldline action is given in closed form, it contains an infinite number of quadratic-in-Riemann operators $R^2$, even for the same-helicity sector. We argue that in the same-helicity sector the $R^2$ operators have no intrinsic meaning, as they merely remove unwanted terms produced by the linear-in-Riemann operators, which are well-established in the literature. The opposite-helicity sector is somewhat more complicated, it contains both $R^2$ operators that removes unwanted terms, and $R^2$ operators that add new needed terms to the Compton amplitude. We discuss and classify all independent $R^2$ operators that can feature in the worldline action. | 我々は、高スピン場の量子論的考察から得られた、提案されたツリーレベルのカーコンプトン振幅とのマッチングにより、無限スピンオーダーにおけるカーブラックホールに対するリーマン二次世界線作用を展開する。 世界線作用は有効理論であるため、ツリーレベルのマッチングは、UVカウンター項、繰り込み、一般相対論への高次マッチングなどのループ効果によって修正する必要がある。 しかし、提案されたツリーレベル作用のウィルソン係数の多くの特徴は、ループレベルのマッチング後も不変であると予想される。 世界線作用は閉じた形で与えられるが、同一ヘリシティセクターであっても、無限個のリーマン二次作用素 $R^2$ を含む。 我々は、同一ヘリシティセクターにおいて、$R^2$ 作用素は、文献でよく知られているリーマン線形作用素によって生成される不要な項を除去するだけであり、本質的な意味を持たないと主張する。 逆ヘリシティセクターはやや複雑で、不要な項を除去する$R^2$演算子と、コンプトン振幅に必要な新たな項を追加する$R^2$演算子の両方を含みます。 ここでは、世界線作用に関与する可能性のあるすべての独立した$R^2$演算子について議論し、分類します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We study Higgs-like inflation in the framework of scalar-torsion gravity, focusing on the general class of $f(T,φ)$ theories in which gravitation is mediated by torsion rather than curvature. Motivated by the increasing precision of cosmic microwave background and large-scale-structure observations, we examine whether Higgs-like inflation remains compatible with current data in this extended gravitational setting. Working within the slow-roll approximation, we analyze the inflationary dynamics both analytically and numerically. In the dominant-coupling regime we derive closed-form expressions for the scalar spectral index and the tensor-to-scalar ratio as functions of the number of e-folds, and we subsequently relax this assumption by numerically solving the slow-roll equations. Confrontation with the latest constraints from Planck 2018, ACT DR6, DESI DR1, and BICEP/Keck shows that Higgs-like inflation in $f(T,φ)$ gravity is fully consistent with current bounds, naturally accommodating the preferred shift in the scalar spectral index and leading to distinctive tensor-sector signatures. | 我々は、スカラーねじれ重力理論の枠組みにおいて、ヒッグス型インフレーションを研究する。 特に、重力が曲率ではなくねじれによって媒介される一般的なクラスの$f(T,φ)$理論に焦点を当てる。 宇宙マイクロ波背景放射と大規模構造観測の精度向上に着目し、この拡張された重力設定において、ヒッグス型インフレーションが現在のデータと整合するかどうかを検証する。 スローロール近似を用いて、インフレーションダイナミクスを解析的および数値的に解析する。 支配的結合領域において、スカラースペクトル指数とテンソル対スカラー比をe-fold数の関数として閉じた形で表し、その後、スローロール方程式を数値的に解くことでこの仮定を緩和する。 Planck 2018、ACT DR6、DESI DR1、および BICEP/Keck からの最新の制約と対峙すると、$f(T,φ)$ 重力におけるヒッグスのようなインフレーションが現在の境界と完全に一致し、スカラースペクトル指数の好ましいシフトを自然に受け入れ、特徴的なテンソルセクターシグネチャにつながることがわかります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We study the dynamics of a charged scalar field in the near-horizon region of an extremal charged BTZ black hole. The near-horizon geometry contains an AdS2 throat with a constant electric field, which lowers the effective mass of the scalar and can trigger a violation of the AdS2 Breitenlohner-Freedman bound. We show that this instability is resolved by the formation of a static scalar cloud supported by Schwinger pair production. The condensate backreacts on the gauge field and partially screens the electric flux, leading to a self-consistent stationary configuration. The scalar profile is obtained analytically from the near-horizon equations and exhibits the characteristic behavior of a BF-violating mode in AdS2. We analyze the associated boundary conditions, the induced charge density, and the resulting modification of the electric field. The resulting configuration can be interpreted as an electric analogue of known magnetic hairy black hole solutions. Our results provide a concrete realization of electric screening in extremal charged black holes and clarify the role of near-horizon dynamics in shaping the infrared structure of the solution. | 我々は、極限荷電BTZブラックホールの近地平線領域における荷電スカラー場のダイナミクスを研究する。 近地平線形状には一定電場を持つAdS2スロートが含まれており、これがスカラーの有効質量を低下させ、AdS2ブライテンローナー・フリードマン限界の破れを引き起こす可能性がある。 この不安定性は、シュウィンガー対生成によって支えられた静的スカラー雲の形成によって解決されることを示す。 凝縮体はゲージ場に逆反応し、電束を部分的に遮蔽することで、自己無撞着な定常構成をもたらす。 スカラープロファイルは近地平線方程式から解析的に得られ、AdS2におけるBF非保存モードの特徴的な挙動を示す。 関連する境界条件、誘起された電荷密度、および結果として生じる電場の変化を解析する。 結果として生じる構成は、既知の磁気ヘアリーブラックホール解の電気的類似体として解釈できる。 私たちの結果は、極限荷電ブラックホールにおける電気遮蔽の具体的な実現を提供し、解の赤外線構造を形成する際の近地平線ダイナミクスの役割を明らかにします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We analyze the influence of gravitational waves on a Sagnac interferometer formed by the interference of two counter-propagating beams traversing a closed spatial loop. In addition to the well-known Sagnac phase shift, we identify an additional contribution originating from a relative rotation in the polarization vectors. We formulate this effect as a gravitational holonomy associated to the internal Lorentz group. The magnitude of both effects is computed due to gravitational waves generated by a localized source far from the detector, at leading order in the inverse distance. For freely falling observers, the phase shift is zero and the polarization rotation becomes the dominant effect. | 閉空間ループを通過する2本の互いに反対方向に伝播するビームの干渉によって形成されるサニャック干渉計に対する重力波の影響を解析する。 よく知られているサニャック位相シフトに加えて、偏光ベクトルの相対回転に起因する追加の寄与を特定する。 この効果を、内部ローレンツ群に関連する重力ホロノミーとして定式化する。 両方の効果の振幅は、検出器から遠く離れた局所的な発生源によって生成される重力波によって計算され、その発生順序は距離の逆数となる。 自由落下する観測者の場合、位相シフトはゼロであり、偏光回転が支配的な効果となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We prove that, in the framework of the Oppenheimer-Snyder collapse, the Schwarzschild exterior maximizes the event horizon formation time $ΔT_{\text{eh}}=\frac{19}{6}m$ among all asymptotically flat, static, spherically-symmetric black holes with the same ADM mass $m$ that satisfy the weak energy condition. This bound extends the typical black hole inequalities--such as the Penrose inequality, which constrains spatial geometry--to temporal setting. | オッペンハイマー-スナイダー崩壊の枠組みにおいて、シュワルツシルト外形は、弱エネルギー条件を満たす、同じADM質量$m$を持つ、漸近平坦で静的、球対称なブラックホール全てにおいて、事象の地平線形成時間$ΔT_{\text{eh}}=\frac{19}{6}m$を最大化することを証明した。 この境界は、空間幾何学を制約するペンローズ不等式などの典型的なブラックホール不等式を時間的設定に拡張する。 |