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| Original Text | 日本語訳 |
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| With the release of the Gravitational-Wave Transient Catalog GWTC-4.0 by the LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) collaboration, 218 candidate detections of gravitational waves (GWs) from compact binary coalescences (CBCs) have been reported. This milestone represents a major advancement for GW cosmology, as many methods, particularly those employing the spectral siren approach, critically depend on the number of available sources. We investigate the impact of a novel parametric model describing the full population mass spectrum of CBCs on the estimation of the Hubble constant. This model is designed to test the impact of heavy black holes in GW cosmology. We perform a joint inference of cosmological and population parameters using 142 CBCs from GWTC-4.0 with a false alarm rate smaller than 0.25 per year, using both spectral and dark siren approaches. With spectral sirens, we estimate the Hubble constant to be $H_0 = 78.8^{+19.0}_{-15.3}\,{\rm km s^{-1} Mpc^{-1}}$ (68% CL), while the dark siren method yields $H_0 = 82.5^{+16.8}_{-14.3}\,{\rm km s^{-1} Mpc^{-1}}$ (68% CL). These results improve the uncertainty by approximately 30.4% and 36.2%, respectively. We show that this improvement is linked to the presence of a new mass scale in the binary black hole mass spectrum at $63.3^{+4.8}_{-4.8}\,M_{\odot}$, which provides additional constraints on the Hubble constant. Besides providing the tightest standard-siren constraints on $H_0$, this highlights the importance of a heavy-mass feature in the black hole spectrum. | LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) コラボレーションによる重力波トランジェントカタログ GWTC-4.0 のリリースにより、コンパクト連星合体 (CBC) からの重力波 (GW) の候補検出が 218 件報告されました。 多くの方法、特にスペクトル サイレン アプローチを用いる方法は、利用可能なソースの数に大きく依存するため、このマイルストーンは重力波宇宙論にとって大きな進歩を表しています。 私たちは、CBC の全集団質量スペクトルを記述する新しいパラメトリック モデルがハッブル定数の推定に与える影響を調査します。 このモデルは、重力波宇宙論における重いブラックホールの影響をテストするために設計されています。 私たちは、スペクトル サイレン アプローチとダーク サイレン アプローチの両方を使用して、GWTC-4.0 からの 142 の CBC を使用し、年間 0.25 未満の誤警報率で宇宙論パラメータと集団パラメータの共同推定を実行します。 スペクトルサイレンを用いた場合、ハッブル定数は$H_0 = 78.8^{+19.0}_{-15.3}\,{\rm km s^{-1} Mpc^{-1}}$（68% CL）と推定されます。 一方、ダークサイレン法では$H_0 = 82.5^{+16.8}_{-14.3}\,{\rm km s^{-1} Mpc^{-1}}$（68% CL）となります。 これらの結果により、不確実性はそれぞれ約30.4%と36.2%改善されます。 この改善は、連星ブラックホールの質量スペクトルに$63.3^{+4.8}_{-4.8}\,M_{\odot}$という新たな質量スケールが出現したことに起因しており、ハッブル定数に新たな制約を与えることを示しています。 これは、$H_0$ に対する最も厳しい標準サイレン制約を提供するだけでなく、ブラックホールスペクトルにおける重い質量の特徴の重要性を強調しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In the Standard Model, the Higgs potential develops an instability at high field values when the quartic self-coupling runs negative. Large quantum fluctuations during cosmic inflation could drive the Higgs field beyond the potential barrier, creating regions that would be catastrophic for our observable universe. We point out that the extreme-value statistics describing the peaks (maxima) of the Higgs values is the correct statistics to infer the condition to avoid vacuum instability. Even if this statistics delivers a bound on the Hubble rate during inflation which is only a factor $\sqrt{2}$ stronger than the one commonly adopted in the literature, it is qualitatively distinct and we believe worthwhile communicating it. | 標準模型では、ヒッグスポテンシャルは、四次自己結合が負に働くと、高い磁場値で不安定性を示す。 宇宙インフレーション中の大きな量子ゆらぎは、ヒッグス場をポテンシャル障壁を超えて押し上げ、観測可能な宇宙にとって壊滅的な領域を作り出す可能性がある。 我々は、ヒッグス値のピーク（極大値）を記述する極値統計こそが、真空不安定性を回避するための条件を推論する上で正しい統計であることを指摘する。 この統計がインフレーション中のハッブル率の上限値を与えるとしても、それは文献で一般的に採用されている上限値よりもわずか $\sqrt{2}$ 倍強いだけであるが、それは質的に異なるものであり、これを公表する価値があると考えている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper develops our work on the consequences of the Regge calculus, where some edge length scale arises as an optimal starting point of the perturbative expansion with taking into account a bell-shaped form of the measure obtained using functional integration over connection. A "hypercubic" structure is considered (some variables are frozen), it is described by the metric $g_{λμ}$ at the sites. The edge length scale as some maximum point of the measure is $\sim η^{1 / 2}$, where $η$ defines the free factor like $ ( - \det \| g_{λμ} \| )^{ η/ 2}$ in the measure and should be a large parameter to ensure true action upon integration over connection. A priori, the perturbative expansion may contain increasing powers of $η$, but this does not happen for the starting point inside some neighborhood of the maximum point of the measure, and it does happen outside this neighborhood. This appears to be a dynamic mechanism for establishing the edge length scale. We use a discrete version of the soft synchronous gauge in the principal value type prescription we discuss in a recent paper arXiv:2601.02181. This allows one to fix the timelike length scale at a low level for which the measure is known in closed form. This gauge is considered together with a refined finite-difference form of the action to match the analytical properties of the propagator to the continuum case. | 本論文は、接続上の関数積分によって得られる測度のベル型形状を考慮し、摂動展開の最適な開始点として、ある辺長スケールが現れるというレッジェ計算の帰結に関する我々の研究を発展させる。 「超立方」構造（一部の変数は固定）が考慮され、これはサイトにおける計量 $g_{λμ}$ によって記述される。 測度の最大点としての辺長スケールは $\sim η^{1 / 2}$ である。 ここで $η$ は、測度における $( - \det \| g_{λμ} \| )^{η/ 2}$ のような自由因子を定義し、接続上の積分における真の作用を保証するためには大きなパラメータでなければならない。 先験的には、摂動展開は $η$ の冪乗の増加を含む可能性があるが、これは測度の最大点のある近傍内の開始点では起こらず、その近傍外では起こる。 これは、辺長スケールを確立するための動的なメカニズムであると考えられる。 最近の論文arXiv:2601.02181で議論している主値型処方において、ソフト同期ゲージの離散版を用いる。 これにより、時間的長さスケールを、その測度が閉形式で知られている低いレベルに固定することができる。 このゲージは、作用の改良された差分形式と併せて考察され、伝播関数の解析的性質を連続体の場合に適合させる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Detection of entanglement through the Newtonian potential has been claimed to support the existence of gravitons, by extrapolating to a thought experiment which demonstrates that complementarity and causality would be in conflict unless quantum fluctuations exist. We critically assess this consistency argument using scalar field models. We show that whether complementarity or no-signalling is violated when quantum fluctuations are neglected, depends on how this approximation is taken, while in both cases entanglement is generated locally in spacetime. We clarify that the correct reading of the paradox requires making a clear distinction between two notions of causality violation: Newtonian action-at-a-distance and the quantum mechanical no-signalling; the latter is pertinent while the former is not. We conclude that the thought experiment (a) does not add to the epistemological relevance of entanglement through Newtonian potentials (b) lends support for the existence of gravitons, if retardation effects are detected in entanglement through gravity. | ニュートンポテンシャルによるエンタングルメントの検出は、量子ゆらぎが存在しない限り相補性と因果律は矛盾することを示す思考実験を外挿することにより、重力子の存在を支持すると主張されてきた。 我々はスカラー場モデルを用いて、この一貫性の議論を批判的に評価する。 量子ゆらぎを無視した場合に相補性が破られるか、あるいは無信号性が破られるかは、この近似の取り方に依存するが、どちらの場合もエンタングルメントは時空において局所的に生成されることを示す。 このパラドックスを正しく解釈するには、因果律の破れに関する2つの概念、すなわちニュートン力学的な遠隔作用と量子力学的な無信号性を明確に区別する必要があることを明らかにする。 後者は適切であるが、前者は適切ではない。 我々は、思考実験は、(a) ニュートンポテンシャルによるエンタングルメントの認識論的関連性を高めるものではない、(b) 重力によるエンタングルメントで遅延効果が検出された場合、重力子の存在を支持するものである、と結論付けている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In our work, we present a calculation based on an exact, non-approximated wave equation, as described by the Teukolsky equation, for a Taub-NUT-de Sitter spacetime. We observe the scattering of a monochromatic point source by an observer located at a greater distance from the black hole, and examine the wave-optical images by a single source and by multiple sources. | 本研究では、タウブ-NUT-ド・ジッター時空における、トイコルスキー方程式で記述される厳密かつ非近似的な波動方程式に基づく計算を提示する。 ブラックホールからより遠く離れた観測者による単色点光源の散乱を観測し、単一光源と複数光源による波動光学像を検証する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We have examined the cosmological actions of LRS (Locally Rationally Symmetric) Bianchi type-I universe model in $f(R,T^ψ)$ gravity. For this, we have estimated the Hubble parameter, the effective equation of state parameter ($ω^{eff}$), and the potential of the scalar field as a function of time using equation $H = W(ψ)$. The graphical representation of the potential function $V(ψ)$ with respect to cosmic time t is described. This study explores the dynamical properties of a Bianchi Type-I universe by utilizing Bayesian statistical techniques to constrain the model parameters and evaluate the viability of anisotropic cosmology under extended matter-geometry couplings. Also, we have applied the Markov Chain Monte Carlo (MCMC) mechanism on the derived $H(z)$ model by using observational Hubble data (OHD), the Baryon Acoustic Oscillation (BAO) dataset, and the Pantheon dataset. From the confidence-level contours and best-fit parameter values obtained, along with the corresponding reduced $χ^{2}$, it is evident that the model aligns strongly with observational data, demonstrating statistical stability and consistency in describing late-time cosmic acceleration. Likewise, the error analyses presented in this research, including a comparison between the $Λ$CDM cosmology and the reconstructed $H(z)$ model, confirm the model's compatibility with current observations by yielding a reliable and accurate account of the universe's expansion history. | 我々は、$f(R,T^ψ)$重力場におけるLRS（局所有理対称）ビアンキI型宇宙モデルの宇宙論的作用を調べた。 このために、方程式$H = W(ψ)$を用いて、ハッブルパラメータ、有効状態方程式パラメータ（$ω^{eff}$）、およびスカラー場のポテンシャルを時間の関数として推定した。 宇宙時間tに対するポテンシャル関数$V(ψ)$のグラフィカル表現についても記述した。 本研究では、ベイズ統計手法を用いてモデルパラメータを制約し、拡張された物質-幾何学結合下での異方性宇宙論の実現可能性を評価することで、ビアンキI型宇宙の動的特性を探求する。 また、観測ハッブルデータ（OHD）、バリオン音響振動（BAO）データセット、およびパンテオンデータセットを用いて、導出された$H(z)$モデルにマルコフ連鎖モンテカルロ（MCMC）メカニズムを適用した。 得られた信頼度等高線と最適パラメータ値、そして対応する縮約された$χ^{2}$から、モデルが観測データと強く整合していることは明らかであり、後期宇宙加速の記述において統計的安定性と一貫性を示している。 同様に、本研究で提示された誤差解析（$Λ$CDM宇宙論と再構成された$H(z)$モデルの比較を含む）は、宇宙の膨張史に関する信頼性と正確性を示すことで、モデルが現在の観測結果と整合していることを裏付けている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the epicyclic motion of charged test particles and the associated quasi-periodic oscillations (QPOs) around a weakly magnetized black hole surrounded by quintessence within the framework of Einstein-ModMax theory. We analyze the dynamics of charged particles on circular orbits and derive the corresponding radial and vertical epicyclic frequencies. The influence of the nonlinear electrodynamics parameter, magnetic coupling, dyonic charge, and quintessence state parameter on the innermost stable circular orbit and epicyclic frequencies is examined in detail. Using the forced resonance model, we compare the theoretical predictions of high-frequency QPOs with observational data from several X-ray binary systems. A Markov Chain Monte Carlo analysis is employed to constrain the black hole parameters and assess the role of weak magnetization and nonlinear electrodynamics effects. This analysis indicates that QPO observations tightly constrain the black hole mass and orbital radius while placing stringent upper bounds on the ModMax coupling, magnetic interaction, and dyonic charge. In addition, we study the radiative properties of the accretion disk and analyze the effects of the model parameters on the disk flux and temperature profiles. These findings suggest that the observed QPOs are consistent with general relativity in the strong-field regime, allowing only small deviations associated with Einstein-Maxwell theory in the presence of a quintessence field. | 我々は、アインシュタイン-ModMax理論の枠組みを用いて、クインテッセンスに囲まれた弱磁化ブラックホールの周りの荷電テスト粒子の周回軌道運動とそれに伴う準周期振動（QPO）を調査する。 円軌道上の荷電粒子のダイナミクスを解析し、対応する径方向および垂直方向の周回軌道周波数を導出する。 非線形電気力学パラメータ、磁気結合、ダイオン電荷、およびクインテッセンス状態パラメータが、最も内側の安定円軌道と周回軌道周波数に及ぼす影響を詳細に検討する。 強制共鳴モデルを用いて、高周波QPOの理論予測を、いくつかのX線連星系の観測データと比較する。 マルコフ連鎖モンテカルロ解析を用いて、ブラックホールパラメータを制約し、弱磁化と非線形電気力学効果の役割を評価する。 この解析は、QPO観測がブラックホールの質量と軌道半径を厳密に制約すると同時に、ModMax結合、磁気相互作用、およびダイオン電荷に厳しい上限を設けることを示している。 さらに、降着円盤の放射特性を研究し、モデルパラメータが円盤のフラックスと温度プロファイルに与える影響を解析しました。 これらの知見は、観測されたQPOが強磁場領域において一般相対論と整合しており、クインテッセンス場の存在下ではアインシュタイン-マクスウェル理論に関連するわずかな偏差しか許容しないことを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In Newtonian physics, the excitation spectrum of a fluid is the same in all reference frames, up to a trivial shift. In special relativity, this is no longer the case. Relativity of simultaneity causes different inertial observers to measure markedly different excitation spectra, with stability being the only property known to be Lorentz invariant in all causal theories. Here, we show that, under a certain Onsager-like symmetry principle (which applies to kinetic theory and transient hydrodynamics), it is possible to place rigorous bounds on phase velocities, eigenmode convergence radii, spectral gaps, and equilibration rates in any inertial frame, using only information about the rest frame spectrum at zero wavenumber. The conventional intuition coming from time dilation is also shown to lead to generically wrong predictions, but becomes accurate if the fluid is non-relativistic in the rest frame. | ニュートン物理学では、流体の励起スペクトルは、わずかなずれを除いて、すべての基準系において同一である。 特殊相対論では、これはもはや当てはまらない。 同時性の相対性により、異なる慣性観測者は著しく異なる励起スペクトルを測定するが、安定性はすべての因果理論においてローレンツ不変であることが知られている唯一の特性である。 本稿では、運動論と過渡流体力学に適用される、ある種のオンサガー型対称性原理の下で、ゼロ波数における静止系スペクトルの情報のみを用いて、任意の慣性系における位相速度、固有モード収束半径、スペクトルギャップ、および平衡化速度に厳密な境界を設けることが可能であることを示す。 時間の遅れから得られる従来の直感もまた、一般的に誤った予測につながることが示されるが、静止系において流体が非相対論的である場合、正確になる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This series of works revisits the geometry, dynamics, and covariant phase space of spherically symmetric spacetimes with the aim of exploring the thermodynamics of spacetime from their dynamical properties. In this first paper, we examine the geometry from the perspective of a foliation by spherical hypersurfaces. Using the rigging technique, we first define a local frame adapted to these slices and reconstruct the geometry and dynamics fully. We clarify the connection of the frame adapted to constant-radius slices, to the Kodama vector and Misner-Sharp energy. Through frame transformations, we then show that the gravitational dynamics in a general foliation-adapted frame can be interpreted as hydrodynamics, i.e., geometro-hydrodynamics: the Einstein equations exhibit the gravitational analogs of the Euler and Young-Laplace equations, and the spacetime can be viewed as the worldvolume of a concentric stack of "gravitational bubbles" -- spherical collective modes with the Misner-Sharp energy density and a geometric pressure. We apply this framework to apparent horizons and study the dynamics. Finally, we demonstrate that a similar geometro-hydrodynamic picture holds in Lovelock gravity. These results provide a fresh perspective on this class of spacetimes and lay the foundation for understanding their thermodynamic properties. | この一連の研究は、球対称時空の幾何学、ダイナミクス、そして共変位相空間を再検討し、その力学的性質から時空の熱力学を探求することを目的としています。 この最初の論文では、球面超曲面による葉理構造の観点から幾何学を考察します。 リギング技法を用いて、まずこれらのスライスに適合した局所座標系を定義し、幾何学とダイナミクスを完全に再構成します。 そして、一定半径スライスに適合した座標系と、コダマベクトルおよびミスナー・シャープエネルギーとの関連性を明らかにします。 次に、フレーム変換を通して、一般的な葉理適応フレームにおける重力ダイナミクスが流体力学、すなわちジオメトロ流体力学として解釈できることを示します。 アインシュタイン方程式はオイラー方程式とヤング＝ラプラス方程式の重力的類似を示し、時空は「重力バブル」、すなわちミスナー＝シャープエネルギー密度と幾何学的圧力を持つ球状集団モードの同心円状の積み重ねの世界体積として見ることができます。 この枠組みを見かけの地平線に適用し、そのダイナミクスを研究します。 最後に、同様のジオメトロ流体力学的な描像がラブロック重力においても成り立つことを示します。 これらの結果は、この種の時空に新たな視点を提供し、その熱力学的性質を理解するための基礎を築くものです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recently, the Dark Energy Spectroscopic Instrument Data Release 2 (DESI DR2) suggests that the dark energy in our universe might be evolving, favoring the Chevallier-Polarski-Linder (CPL) parameterization and a lower Hubble constant. In our previous work, it has been reported that cosmological model with the non-singular bounce inflation (BI) scenario and $Λ$CDM might alleviate the Hubble tension into 3$σ$ confidence. In this paper, we study the cosmological model of BI with a dynamical dark energy. We find that individual consideration of the CPL parameterization and the data \texttt{DESI DR2} tend to larger Hubble constants for both BI and power law (PL) case with cosmic microwave background (CMB) data. Employing BI with combined CPL parameterization and \texttt{DESI DR2}, we obtain the Hubble constant $H_ 0 = 65.2^{ + 1.8}_{ - 2.2} \ \mathrm{km} \cdot \mathrm{s}^{ -1 } \cdot \mathrm{Mpc}^{ -1 }$, which is larger than $H_ 0 = 64.0 \pm 2.1 \ \mathrm{km} \cdot \mathrm{s}^{ -1 } \cdot \mathrm{Mpc}^{ -1 }$ for the PL case. After considering nontrivial weak lensing effect and spatial curvature as well as adding \texttt{Pantheon+}, BI fits 3.1$σ$ confidence of $Λ$CDM with $w_ 0 = -0.919 \pm 0.038$ and $w_{ \mathrm{a}} = -0.37 \pm 0.12$, and it prefers evolving dark energy than the PL case with $w_ 0 = -0.960 \pm 0.074$ and $w_{ \mathrm{a}} = -0.15^{ +0.28}_{ -0.25}$. | 最近、ダークエネルギー分光装置データリリース2（DESI DR2）は、宇宙のダークエネルギーが進化し、シュヴァリエ・ポラスキー・リンダー（CPL）パラメータ化と低いハッブル定数を支持する可能性があることを示唆しています。 私たちの以前の研究では、非特異バウンスインフレーション（BI）シナリオと$Λ$CDMを備えた宇宙論モデルが、ハッブル張力を3$σ$の信頼度に緩和する可能性があることが報告されています。 本論文では、動的ダークエネルギーを備えたBIの宇宙論モデルを研究します。 CPLパラメータ化とデータ\texttt{DESI DR2}を個別に考慮すると、宇宙マイクロ波背景放射（CMB）データを用いたBIとべき乗則（PL）の両方のケースでハッブル定数が大きくなる傾向があることがわかりました。 BI を CPL パラメータ化と \texttt{DESI DR2} と組み合わせて使用すると、ハッブル定数 $H_ 0 = 65.2^{ + 1.8}_{ - 2.2} \ \mathrm{km} \cdot \mathrm{s}^{ -1 } \cdot \mathrm{Mpc}^{ -1 }$ が得られます。 これは、PL の場合の $H_ 0 = 64.0 \pm 2.1 \ \mathrm{km} \cdot \mathrm{s}^{ -1 } \cdot \mathrm{Mpc}^{ -1 }$ よりも大きくなります。 非自明な弱いレンズ効果と空間曲率を考慮し、\texttt{Pantheon+}を追加した後、BIは$w_ 0 = -0.919 \pm 0.038$および$w_{ \mathrm{a}} = -0.37 \pm 0.12$で$Λ$CDMの3.1$σ$信頼度に適合し、$w_ 0 = -0.960 \pm 0.074$および$w_{ \mathrm{a}} = -0.15^{ +0.28}_{ -0.25}$でPLの場合よりも進化するダークエネルギーを優先します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The equation-of-state (EOS) parameter $φ\equiv P/\varepsilon$, defined as the ratio of pressure to energy density, encapsulates the fundamental response of matter under extreme compression. Its value at the center of the most massive neutron star (NS), $\x \equiv φ_{\rm c} = P_{\rm c}/\varepsilon_{\rm c}$, sets a universal upper bound on the maximum denseness attainable by any form of visible matter anywhere in the Universe. Remarkably, owing to the intrinsically nonlinear structure of the EOS in General Relativity (GR), this bound is forced to lie far below the naive Special Relativity (SR) limit of unity. In this work, we refine the theoretical upper bound on $\x$ in a self-consistent manner by incorporating, in addition to the causality constraint from SR, the mass-sphere stability condition associated with the mass evolution pattern in the vicinity of the NS center. This condition is formulated within the intrinsic-and-perturbative analysis of the dimensionless Tolman--Oppenheimer--Volkoff equations (IPAD-TOV) framework. The combined constraints yield an improved bound, $\x \lesssim 0.385$, which is slightly above but fully consistent with the previously derived causal-only limit, $\x \lesssim 0.374$. We further derive an improved scaling relation for NS compactness and verify its universality across a broad set of 284 realistic EOSs, including models with first-order phase transitions, exotic degrees of freedom, continuous crossover behavior, and deconfined quark cores. The resulting bound on $\x$ thus provides a new, EOS-independent window into the microphysics of cold superdense matter compressed by strong-field gravity in GR. | 状態方程式（EOS）パラメータ$φ\equiv P/\varepsilon$は、圧力とエネルギー密度の比として定義され、極度の圧縮下における物質の基本的な応答を包含する。 最も質量の大きい中性子星（NS）の中心におけるその値、$\x \equiv φ_{\rm c} = P_{\rm c}/\varepsilon_{\rm c}$は、宇宙のあらゆる場所におけるあらゆる形態の可視物質が達成可能な最大密度の普遍的な上限を設定する。 注目すべきことに、一般相対性理論（GR）におけるEOSの本質的に非線形な構造のため、この上限は、単純な特殊相対性理論（SR）の1の限界をはるかに下回る値にならざるを得ない。 本研究では、SRからの因果律制約に加えて、NS中心付近の質量進化パターンに関連する質量球安定性条件を組み込むことで、$\x$の理論的上限を自己無撞着な方法で改良する。 この条件は、無次元トールマン-オッペンハイマー-ヴォルコフ方程式（IPAD-TOV）の固有かつ摂動的な解析の枠組みの中で定式化される。 これらの制約条件を組み合わせることで、改善された上限値 $\x \lesssim 0.385$ が得られる。 これは、以前に導出された因果のみの極限値 $\x \lesssim 0.374$ をわずかに上回るものの、完全に整合する。 さらに、NSコンパクトネスに関する改善されたスケーリング関係を導出し、その普遍性を、一次相転移、エキゾチック自由度、連続クロスオーバー挙動、および非閉じ込めクォークコアを含むモデルを含む、284種類の広範な現実的なEOSにわたって検証する。 このように、得られた$\x$の上限値は、一般相対論における強場重力によって圧縮された冷たい超高密度物質の微視的物理を理解するための、EOSに依存しない新たな窓を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the relativistic dynamics of quantum entanglement in a four-qubit cluster ($CL_4$) state using a fully operational Unruh-DeWitt detector framework. Contrary to the widely held expectation that the Unruh effect inevitably degrades initially maximal entanglement, we demonstrate that the 1-3 bipartite entanglement of the $CL_4$ state remains strictly maximal for all accelerations, including the infinite-acceleration limit. This result uncovers a previously unexplored phenomenon, namely the ``complete freezing of initially maximal entanglement" under relativistic motion. To the best of our knowledge, this is the first identification and systematic characterization of such a phenomenon within a relativistic framework. These findings overturn the conventional view that acceleration universally diminishes maximal entanglement and establish the $CL_4$ state as a promising resource for quantum information processing in non-inertial or curved-spacetime settings. | 我々は、完全に動作するウンルー・デウィット検出器フレームワークを用いて、4量子ビットクラスター（$CL_4$）状態における量子エンタングルメントの相対論的ダイナミクスを調べた。 ウンルー効果は初期最大エンタングルメントを必然的に劣化させるという広く信じられている予想に反して、我々は$CL_4$状態の1-3二部エンタングルメントが、無限加速極限を含むあらゆる加速度に対して厳密に最大を維持することを実証した。 この結果は、これまで未解明であった現象、すなわち相対論的運動下における「初期最大エンタングルメントの完全凍結」を明らかにする。 我々の知る限り、これは相対論的枠組みにおけるこのような現象の初めての特定と体系的な特徴づけである。 これらの発見は、加速が最大エンタングルメントを普遍的に減少させるという従来の見解を覆し、非慣性または曲がった時空環境における量子情報処理のための有望なリソースとして$CL_4$状態を確立するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we study gravitational wave emission from periodic orbits of test particles, analyze quasi periodic oscillations, and constrain the parameters of the static, spherically symmetric Einstein nonlinear Maxwell Yukawa black hole. Using the Hamiltonian approach, we calculate the equations of motion of the particles. We analyze the effective potential to determine the innermost stable circular orbit and innermost bound circular orbit, illustrating how the Yukawa screening parameter and electric charge Q affect orbital stability and energy requirements. Periodic orbits are classified by integer triplets and exhibit characteristic zoom whirl behavior. Based on these orbits we compute the corresponding GW signals in both the polarizations. Finally, we perform Monte Carlo Markov Chain MCMC simulations to constrain the parameters of the ENLMY BH for four microquasars and the galactic center within the relativistic precession model. | 本研究では、試験粒子の周期軌道からの重力波放射を研究し、準周期振動を解析し、静的で球対称なアインシュタイン非線形マクスウェル湯川ブラックホールのパラメータを制約する。 ハミルトニアンアプローチを用いて、粒子の運動方程式を計算する。 有効ポテンシャルを解析して最内側の安定円軌道と最内側の境界円軌道を決定し、湯川遮蔽パラメータと電荷Qが軌道安定性とエネルギー要件にどのように影響するかを示す。 周期軌道は整数三重項によって分類され、特徴的なズーム旋回挙動を示す。 これらの軌道に基づいて、両方の偏波で対応する重力波信号を計算する。 最後に、モンテカルロマルコフ連鎖MCMCシミュレーションを実行し、相対論的歳差運動モデルの範囲内で、4つのマイクロクエーサーと銀河中心のENLMY BHのパラメータを制約する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We propose an innovative definition of the scale at which the Universe becomes homogeneous based on measurements of velocities rather than densities. When using the matter density field, one has to choose an arbitrary scale (e.g. within 1\% of the average density) to define the transition to homogeneity. Furthermore, the resulting homogeneity scale is strongly degenerate with the galaxy bias. By contrast, peculiar velocities (PV) allow us to define an unambiguous scale of homogeneity, namely the distance at which the velocities between pairs of galaxies change from being on-average correlated to anti-correlated. Physically, this relates to when the motion of pairs of galaxies is influenced by the matter density between them, rather than beyond. The disadvantage is that peculiar velocities are more difficult to measure than positions, resulting in smaller samples with larger uncertainties. Nevertheless, we illustrate the potential of this approach using the peculiar velocity correlation functions obtained from the Sloan Digital Sky Survey PV catalog, finding an homogeneity scale of $R_H\approx 133\substack{+28 \\ -52}\, \rm{Mpc/h}$. Finally, we show that more precise measurements are within reach of upcoming peculiar velocity surveys, and highlight this homogeneity scale's potential use as a standard ruler within the standard cosmological model. | 我々は、宇宙が均質化するスケールを、密度ではなく速度の測定に基づいて革新的に定義することを提案する。 物質密度場を用いる場合、均質性への遷移を定義するために任意のスケール（例えば平均密度の1%以内）を選択する必要がある。 さらに、結果として得られる均質性のスケールは銀河バイアスによって大きく縮退する。 対照的に、特異速度（PV）を用いると、均質性の明確なスケール、すなわち銀河ペア間の速度が平均的に相関している状態から反相関している状態に変化する距離を定義することができる。 物理的には、これは銀河ペアの運動が、銀河ペア間の物質密度の影響を受ける場合であり、それ以外の物質密度の影響を受けるわけではない。 特異速度の欠点は、位置の測定よりも測定が困難であるため、サンプル数が小さくなり、不確実性が高まることである。 しかしながら、スローン・デジタル・スカイ・サーベイのPVカタログから得られた特異速度相関関数を用いて、このアプローチの可能性を示し、$R_H\approx 133\substack{+28 \\ -52}\, \rm{Mpc/h}$ という均一性スケールを見出した。 最後に、今後の特異速度サーベイによってより高精度な測定が可能になることを示し、この均一性スケールが標準宇宙論モデルにおける標準尺度として利用できる可能性を強調する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This study presents a static, spherically symmetric configuration in which the interior geometry of a relativistic superdense star is modeled as a three-spheroid with constant $t_1$. The model is constructed using an analytical closed-form solution to Einstein's field equations. Assuming a characteristic density of $ρ_{a}= 2\times10^{14} \mathrm{g\,cm^{-3}}$, we compute the total mass and radius of the star based on a prescribed set of structural parameters that influence the density profile. The resulting stellar configurations exhibit boundary radii and total masses comparable to those of neutron stars with vanishing charge density. New exact solutions are obtained by solving the relevant second-order ordinary differential equations. We demonstrate that these solutions satisfy the standard energy conditions and maintain hydrostatic equilibrium throughout the stellar interior. All physical requirements remain valid at every point within the configuration. In this framework, the parameter $λ=\frac{ρ_{a}}{ρ_{0}}$ serves as a key determinant of the mass-radius relationship. We further assess the suitability of the model for representing a relativistic superdense star and analyze its stability under radial perturbations. The investigation indicates that, for the configuration to remain dynamically stable, the density ratio between the outer and inner regions must take the value $λ= 0.4$. | 本研究では、相対論的超高密度星の内部形状を定数$t_1$を持つ三次元回転楕円体としてモデル化した静的球対称構成を提示する。 このモデルは、アインシュタインの場の方程式の解析的閉形式解を用いて構築される。 特性密度を$ρ_{a}= 2\times10^{14} \mathrm{g\,cm^{-3}}$と仮定し、密度プロファイルに影響を与える構造パラメータの規定セットに基づいて、星の全質量と半径を計算する。 結果として得られる星構成は、電荷密度がゼロの中性子星の境界半径と全質量に匹敵する。 関連する2階常微分方程式を解くことで、新たな厳密解が得られる。 これらの解が標準エネルギー条件を満たし、星内部全体で静水力平衡を維持することを示す。 すべての物理的要件は、構成内のすべての点で有効である。 この枠組みにおいて、パラメータ$λ=\frac{ρ_{a}}{ρ_{0}}$は質量と半径の関係を決定する重要な因子となる。 さらに、このモデルが相対論的超高密度星を表現するのに適しているかどうかを評価し、その放射状摂動に対する安定性を解析する。 この研究の結果、この星系が力学的に安定であるためには、外側領域と内側領域の密度比が$λ= 0.4$でなければならないことが示された。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We explore the transition from the $Λ$CDM to an interacting dark sector by introducing a model with a redshift threshold that controls the onset of the energy transfer between the dark energy and the dark matter. Below the transition redshift, the interaction between dark matter and dark energy becomes active, while at earlier times the cosmological evolution coincides with that of $Λ$CDM. This approach allows us to determine the epoch in the comic history where the interacting effects have an impact in the description of the dark sector. We constrain the free parameters of the model using late-time cosmological observations, namely Cosmic Chronometers, DESI DR2 Baryonic Acoustic Oscillations, and Supernova data from the Pantheon Plus, Union3.0, and DES-Dovekie catalogues. The analysis provides an indication of a strong interacting term that describes energy transfer from dark energy to dark matter, which is activated at low redshifts. The PantheonPlus sample provides a threshold of $z_{T}<0.624$, the Union3.0 sample yields $z_{T}=0.400_{-0.23}^{+0.021}$, and the DES-Dovekie sample gives $z_{T}=0.371_{-0.26}^{+0.028}$. The model fits the data in a similar way to the CPL parametrization, without the dark energy to cross the phantom divide line. | 我々は、ダークエネルギーとダークマター間のエネルギー移動の開始を制御する赤方偏移閾値を持つモデルを導入することで、$Λ$CDMから相互作用するダークセクターへの移行を調査する。 遷移赤方偏移以下では、ダークマターとダークエネルギーの相互作用が活発になるが、それより初期の宇宙進化は$Λ$CDMの進化と一致している。 このアプローチにより、相互作用効果がダークセクターの記述に影響を与えるコミック史のどの時代かを判定することができる。 我々は、後期宇宙論観測、すなわちコズミッククロノメーター、DESI DR2バリオン音響振動、およびPantheon Plus、Union3.0、DES-Dovekieカタログの超新星データを用いて、モデルの自由パラメータを制約する。 この解析は、低赤方偏移で活性化する、ダークエネルギーからダークマターへのエネルギー移動を記述する強い相互作用項の存在を示唆する。 PantheonPlusサンプルでは閾値$z_{T}0.624$が得られ、Union3.0サンプルでは$z_{T}=0.400_{-0.23}^{+0.021}$、DES-Dovekieサンプルでは$z_{T}=0.371_{-0.26}^{+0.028}$が得られる。 このモデルはCPLパラメータ化と同様の方法でデータをフィッティングするが、ダークエネルギーがファントム境界を横切ることはない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| At constant time $t$, we examine the Vaidya-Tikekar metric characterising a three-dimensional, extremely dense spheroidal star configuration. The static, spherically symmetric solution of Einstein's field equations can be expressed in analytic closed form utilising a hypergeometric series. A relativistic, superdense state of matter at a constant $t$ is represented by the resultant model, which describes the geometry of a three-spheroid. Assuming a stellar density of $ρ_{a}= 2*10^{14} gm*cm^{-3}$, we investigate configurations whose total mass and radius vary over a range of well-defined values of the density variation parameter. Similar to an uncharged neutron star, all models possess the same total mass and boundary radius. The hypergeometric solution leads to a new class of exact, physically acceptable solutions. We show that the model satisfies the conditions of hydrostatic equilibrium and fulfils all standard energy conditions, which are verified throughout the analysis. | 一定時間$t$において、三次元の極めて高密度な回転楕円体星構成を特徴付けるヴァイディア・ティケカー計量を調べる。 アインシュタインの場の方程式の静的かつ球対称な解は、超幾何級数を用いた解析的に閉じた形で表現できる。 一定時間$t$における相対論的超高密度物質状態は、結果として得られるモデルによって表現され、三次元回転楕円体の幾何学を記述する。 星の密度を$ρ_{a}= 2*10^{14} gm*cm^{-3}$と仮定し、密度変化パラメータの明確に定義された値の範囲にわたって全質量と半径が変化する構成を調べる。 無荷電中性子星と同様に、すべてのモデルは同じ全質量と境界半径を持つ。 超幾何解は、物理的に許容される新しい種類の厳密解をもたらす。 モデルは静水力平衡の条件を満たし、解析全体を通じて検証されたすべての標準エネルギー条件を満たすことを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we study charged black hole solutions in 4-dimensional Einstein-Gauss-Bonnet gravity combined with ModMax nonlinear electrodynamics. This is a conformally invariant extension of Maxwell theory that effectively describes nonlinear electromagnetic phenomena. Within the regularized 4-dimensional Gauss-Bonnet framework, we derive an exact static and spherically symmetric black hole solution that is sourced by a purely electric ModMax field. We explore how higher curvature corrections and nonlinear electromagnetic effects change the spacetime geometry, horizon structure, and energy content of the black hole. We examine the thermodynamic properties in detail, revealing a minimum mass and stable black hole remnants. These findings might be significant in scenarios involving dark-sector compact objects or evaporation endpoints beyond standard general relativity. We also investigate the motion of massive particles, discussing the characteristics of circular orbits and the innermost stable circular orbit, highlighting differences from the Maxwell case. Additionally, we analyze the quasinormal modes of a massive scalar field using WKB methods with Padé approximants and the Pöschl-Teller approximation. We explore how the quasinormal spectrum depends on the Gauss-Bonnet coupling, the ModMax parameter, and the scalar field mass. Our results confirm the linear stability of the black hole and offer potential observational signatures of dark-sector inspired modifications of gravity and electrodynamics. | 本論文では、ModMax非線形電磁気学と組み合わせた4次元アインシュタイン-ガウス-ボネ重力場における荷電ブラックホール解を考察する。 これは、非線形電磁気現象を効果的に記述するマクスウェル理論の共形不変拡張である。 正規化された4次元ガウス-ボネ枠組みにおいて、純粋に電気的なModMax場を源とする、静的かつ球対称なブラックホール解を厳密に導出する。 高次曲率補正と非線形電磁気効果が、ブラックホールの時空幾何学、地平線構造、エネルギー量をどのように変化させるかを探る。 熱力学的特性を詳細に検討し、最小質量と安定なブラックホール残骸を明らかにする。 これらの発見は、標準的な一般相対論を超えるダークセクターコンパクト天体や蒸発終点を含むシナリオにおいて重要となる可能性がある。 また、質量を持つ粒子の運動についても考察し、円軌道の特性と最内周安定円軌道について議論し、マクスウェルの場合との違いを強調する。 さらに、パデ近似とポシュル＝テラー近似を用いたWKB法を用いて、質量を持つスカラー場の準正規モードを解析する。 準正規スペクトルがガウス＝ボネ結合、ModMaxパラメータ、そしてスカラー場の質量にどのように依存するかを検証する。 この結果は、ブラックホールの線形安定性を裏付けるとともに、ダークセクターに触発された重力と電磁力学の変動の観測的兆候となる可能性を示唆する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We devise a technique to suppress the effect of noise transients occurring at gravitational-wave detectors based on temporal anticoincidence. Searches for gravitational-wave signals in the detector data are prone to spurious disturbances of terrestrial origin. The technique presented here benefits from the fact that such effects are generally non-coincident in time at geographically separated detectors. Therefore, abnormally loud triggers that are not time-coincident can be vetoed. We implement the veto technique in a matched-filter search for transient signals from binary black holes and observe search backgrounds to be generally close to the Gaussian limit. An improvement in the sensitivity of the search is demonstrated using simulated signals. The technique is expected to especially improve the detection efficiency of the search toward short duration transient signals. | 我々は、時間的反一致性に基づき、重力波検出器で発生するノイズ過渡現象の影響を抑制する手法を考案した。 検出器データにおける重力波信号の探索は、地球起源の誤った擾乱の影響を受けやすい。 ここで提示する手法は、地理的に離れた検出器では、そのような影響が時間的に一致しないという利点を活用する。 したがって、時間的に一致しない異常に大きなトリガーは拒否することができる。 我々は、この拒否手法を、バイナリブラックホールからの過渡信号に対する整合フィルタ探索に実装し、探索背景が概ねガウス限界に近いことを観測した。 シミュレートされた信号を用いて、探索感度の向上を実証した。 この手法は、特に短時間の過渡信号に対する探索の検出効率を向上させることが期待される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Finsler geometry serves as a fundamental and natural extension of Riemannian geometry, providing a valuable framework for investigating Lorentz violation in spacetime. Previous studies have treated the Finsler structures associated with different particles as distinct entities. In this paper, we propose a novel hypothesis suggesting that the Finsler structure may represent an intrinsic property of the universe itself. Under this assumption, we derive a series of modified dispersion relations that have not been previously explored, and we analyze their implications. Our findings indicate that the scales of Lorentz violation for massive particles are proportional to their masses. Furthermore, we demonstrate that this hypothesis aligns well with existing phenomenological results regarding Lorentz violation observed in photons, neutrinos, and electrons. | フィンスラー幾何学はリーマン幾何学の基本的かつ自然な拡張として機能し、時空におけるローレンツ対称性の破れを研究するための貴重な枠組みを提供する。 これまでの研究では、異なる粒子に関連するフィンスラー構造をそれぞれ別個の実体として扱ってきた。 本論文では、フィンスラー構造が宇宙そのものの本質的な性質を表している可能性を示唆する新たな仮説を提唱する。 この仮定の下、これまで検討されていなかった一連の修正された分散関係を導出し、その意味合いを分析する。 その結果、質量を持つ粒子のローレンツ対称性の破れのスケールは、その質量に比例することが示唆される。 さらに、この仮説は、光子、ニュートリノ、電子において観測されるローレンツ対称性の破れに関する既存の現象論的結果とよく一致することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Barrow and Tsallis Holographic Dark Energy (HDE) are two recent extensions of the standard HDE framework, obtained by introducing generalized entropy corrections through the Barrow and Tsallis formalisms. In this work, we examine the cosmological consequences of Barrow and Tsallis HDE implemented with the Granda-Oliveros (GO) infrared (IR) cutoff. After deriving the modified Friedmann equations within the thermodynamic-gravity conjecture, we study the background evolution in both non-interacting and interacting dark sector scenarios, emphasizing the role of the entropic parameter in shaping late-time dynamics. We then confront the model with state-of-the-art observations, including PantheonPlus and Union3 Type Ia supernovae, Cosmic Chronometers and DESI DR2 BAO measurements. Using Bayesian MCMC methods, we constrain the model parameters and compare the performance of BHDE with that of $Λ$CDM. Our results show that BHDE is compatible with current data and can exhibit a mild statistical preference over the concordance model for certain dataset combinations. Overall, the analysis underscores the relevance of generalized entropy frameworks in late-time cosmology and identifies Barrow-Tsallis holography with the GO cutoff as a competitive alternative to $Λ$CDM. | バローとツァリスのホログラフィックダークエネルギー（HDE）は、標準HDEフレームワークの最近の2つの拡張であり、バローとツァリスの形式論を通じて一般化エントロピー補正を導入することで得られる。 本研究では、グランダ・オリベロス（GO）赤外線（IR）カットオフを用いて実装されたバローとツァリスHDEの宇宙論的帰結を検証する。 熱力学的重力予想の範囲内で修正フリードマン方程式を導出した後、相互作用しないダークセクターシナリオと相互作用するダークセクターシナリオの両方における背景進化を研究し、後期ダイナミクスの形成におけるエントロピーパラメータの役割を強調する。 次に、PantheonPlusおよびUnion3のIa型超新星、Cosmic Chronometers、DESI DR2 BAO測定などの最先端の観測データをモデルと比較する。 ベイズMCMC法を用いてモデルパラメータを制約し、BHDEの性能を$Λ$CDMの性能と比較する。 我々の結果は、BHDEが現在のデータと互換性があり、特定のデータセットの組み合わせにおいてはコンコーダンスモデルよりも統計的にわずかに優位性を示す可能性があることを示している。 全体として、この解析は後期宇宙論における一般化エントロピー枠組みの重要性を強調し、GOカットオフを用いたバロー・ツァリス・ホログラフィーが$Λ$CDMの競合的代替モデルであることを明らかにした。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Unruh effect is notoriously difficult to detect, as it is exponentially overwhelmed by Wigner--Weisskopf spontaneous emission. We show that this fundamental obstacle can be overcome by harnessing multi-detector quantum interference. By preparing a system of three entangled Unruh--DeWitt detectors in a specific W-state, the spontaneous emission channels can be forced to destructively interfere and vanish, thereby "saving" the Unruh signal by coherently silencing this dominant noise. Our central result is the derivation of the condition for complete and simultaneous cancellation of all right- and left-traveling emission modes. We find this requires preparing the detectors in a unique entangled state whose real-valued coefficients are fixed by an elegant geometric constraint, given by a ratio of sines of the logarithms of the detector accelerations. This work establishes multi-detector entanglement as a precision tool for noise cancellation in relativistic quantum settings, offering a new pathway toward the definitive observation of the Unruh signal. | ウンルー効果は、ウィグナー・ワイスコフ自然放出によって指数関数的に打ち消されるため、検出が非常に困難であることが知られています。 我々は、この根本的な障害が、マルチ検出器量子干渉を利用することで克服できることを示します。 特定のW状態にある3つのエンタングルされたウンルー・デウィット検出器システムを準備することにより、自然放出チャネルを強制的に打ち消し合うように干渉させ、消滅させることができます。 これにより、支配的なノイズをコヒーレントに抑制することで、ウンルー信号を「保存」することができます。 我々の中心的な成果は、すべての右方向および左方向の放出モードを完全に同時に打ち消すための条件を導出することです。 この条件を満たすには、検出器を唯一のエンタングル状態に準備する必要があります。 このエンタングル状態の実数値係数は、検出器加速度の対数の正弦の比によって与えられる、洗練された幾何学的制約によって固定されます。 この研究は、相対論的量子設定におけるノイズキャンセルのための精密ツールとしてマルチ検出器エンタングルメントを確立し、ウンルー信号の決定的な観測に向けた新たな道筋を提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In gravitational-wave astronomy, as in other scientific disciplines, ``exceptional'' sources attract considerable interest because they challenge our current understanding of the underlying (astro)physical processes. Crucially, ``exceptionality'' is defined only relative to the rest of the detected population. For instance, among all gravitational-wave events detected so far, GW231123 is the binary black hole with the largest total mass, while GW241110 is the binary black hole with the most strongly misaligned spin relative to the orbital angular momentum. Mandel [Astrophys.J.Lett. 996 (2026) 1, L4] argued that apparent ``exceptionality'' may reflect measurement error rather than an extreme true value, and suggested that the total mass of GW231123 may be significantly overestimated. Here we present a quantitative analysis that supports this conceptual point. We find that claims of ``exceptionality'' obtained under agnostic priors should be critically questioned whenever measurement uncertainties are comparable to the width of the underlying population. Specifically, we find that the total mass of GW231123 is unlikely to be meaningfully affected by this effect while the spin of GW241110 is far less likely to be anti-aligned than initially claimed: about 70% of realizations that appear to yield an ``exceptionally anti-aligned'' spin are in fact consistent with either nonspinning or aligned configurations. | 重力波天文学においては、他の科学分野と同様に、「例外的な」天体源が大きな関心を集めています。 なぜなら、それらは基礎にある（天体）物理学的プロセスに関する現在の理解に疑問を投げかけるからです。 重要なのは、「例外性」は、検出された他の天体群との相対的な意味でのみ定義されるということです。 例えば、これまでに検出されたすべての重力波イベントの中で、GW231123は総質量が最も大きい連星ブラックホールであり、GW241110は軌道角運動量に対して最も大きくずれた自転軸を持つ連星ブラックホールです。 Mandel [Astrophys.J.Lett. 996 (2026) 1, L4] は、見かけ上の「例外性」は真の値ではなく測定誤差を反映している可能性があると主張し、GW231123の総質量は大幅に過大評価されている可能性があると示唆しました。 本稿では、この概念的論点を裏付ける定量的な分析結果を示します。 測定の不確実性が基礎となる集団の幅に匹敵する場合には、不可知論的事前分布の下で得られた「例外性」の主張は、常に批判的に問われるべきであることがわかった。 具体的には、GW231123の全質量がこの効果によって有意な影響を受ける可能性は低いが、GW241110のスピンは当初主張されていたほど反整列している可能性ははるかに低いことがわかった。 「例外的に反整列した」スピンをもたらすように見える結果の約70%は、実際には非回転または整列配置のいずれかと整合している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Stellar-mass binaries evolving in the vicinity of supermassive black holes (SMBHs) may be common in the universe, either in active galactic nuclei or in other astrophysical environments. Here, we study in detail the resonant excitation of SMBH modes driven by a nearby stellar-mass binary. The resulting resonant energy fluxes vary with the orbital location and frequency of the binary, exhibiting a rich and complex structure. In particular, we find that the total energy flux radiated to infinity is maximized at a gravitational-wave frequency that is close to, but not exactly equal to, the real part of the corresponding quasinormal-mode frequency. Moreover, as the binary is moved farther away from the SMBH, this offset from the mode frequency becomes increasingly pronounced. In addition, for suitable orientations, the binary can effectively ``feed'' the light ring of the SMBH, selectively exciting particular oscillation modes. For rotating (Kerr) black holes, the mode spectrum is significantly more intricate; however, individual modes are also less strongly damped, leading to an enhanced - but more difficult to interpret - resonant response. | 超大質量ブラックホール（SMBH）の近傍で進化する恒星質量連星は、活動銀河核やその他の天体物理学的環境において、宇宙に広く見られる現象であると考えられる。 本研究では、近傍の恒星質量連星によって駆動されるSMBHモードの共鳴励起を詳細に研究する。 その結果生じる共鳴エネルギーフラックスは連星の軌道位置と周波数によって変化し、豊かで複雑な構造を示す。 特に、無限遠に放射される全エネルギーフラックスは、対応する準基準モード周波数の実部に近いものの、完全には一致しない重力波周波数で最大となることがわかった。 さらに、連星がSMBHから遠ざかるにつれて、このモード周波数からのオフセットはますます顕著になる。 さらに、適切な方向であれば、連星はSMBHの光リングに効果的に「供給」し、特定の振動モードを選択的に励起することができる。 回転する（カー）ブラックホールの場合、モードスペクトルははるかに複雑になります。 ただし、個々のモードもそれほど強く減衰されないため、共鳴応答が強化されますが、解釈がより困難になります。 |