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| Original Text | 日本語訳 |
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| GW231123 is an exceptional gravitational-wave event consistent with the merger of two massive, highly-spinning black holes. Reliable inference of the source properties is crucial for accurate interpretation of its astrophysical implications. However, characterization of GW231123 is challenging: only few signal cycles are observed and different signal models result in systematically different parameters. We investigate whether the interpretation of GW231123 is robust against model systematics and Gaussian detector noise. We show that the model systematics observed in GW231123 can be reproduced for a simulated signal based on the numerical-relativity surrogate model NRSur7dq4. Simulating data using the maximum-likelihood NRSur7dq4 waveform for GW231123 and no noise realization, we closely recover the systematics observed for the real signal. We then explore how the headline properties of GW231123 are impacted by Gaussian detector noise. Using the NRSur7dq4 maximum-likelihood waveform and different noise realizations, we consistently find support for large masses, high spin magnitudes (median $χ_1\geq 0.7$), and high spin precession (median $χ_\mathrm{p}\geq 0.68$). The spin in the direction of the angular momentum ($χ_\mathrm{eff}$) fluctuates more. Finally, again comparing to simulated signals, we show that any differences in the GW231123 inference based on each separate detector are not statistically significant. These results show that the properties of GW231123, and most importantly the high mass and high spin magnitudes inferred by NRSur7dq4, are robust. | GW231123は、2つの巨大で高速回転するブラックホールの合体に伴う例外的な重力波イベントである。 その天体物理学的意味合いを正確に解釈するには、その発生源特性の信頼性の高い推定が不可欠である。 しかし、GW231123の特性評価は困難である。 観測された信号サイクルはわずかであり、異なる信号モデルは系統的に異なるパラメータをもたらすからである。 我々は、GW231123の解釈がモデルの系統的特性とガウス検出器ノイズに対してロバストであるかどうかを調査する。 我々は、GW231123で観測されたモデルの系統的特性が、数値相対論代替モデルNRSur7dq4に基づくシミュレートされた信号で再現できることを示す。 GW231123の最大尤度NRSur7dq4波形とノイズなしの実現を使用してデータをシミュレートし、実際の信号で観測された系統的特性をほぼ再現する。 次に、GW231123の主要な特性がガウス検出器ノイズによってどのように影響を受けるかを調べる。 NRSur7dq4の最大尤度波形と様々なノイズ実現値を用いることで、大きな質量、高いスピン振幅（中央値$χ_1\geq 0.7$）、そして高いスピン歳差運動（中央値$χ_\mathrm{p}\geq 0.68$）を一貫して裏付ける結果が得られました。 角運動量方向のスピン（$χ_\mathrm{eff}$）は、より大きく変動します。 最後に、シミュレーション信号との比較において、各検出器に基づくGW231123の推定値に統計的に有意な差がないことを示しています。 これらの結果は、GW231123の特性、そして最も重要な点として、NRSur7dq4によって推定された高い質量と高いスピン振幅が堅牢であることを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we explore the inflationary dynamics of the $β$-exponential potential model, where a scalar field couples to quadratic $(R + R^2)$ gravity. In this model, the inflaton is the field that determines the size of the extra dimension. We employ the Palatini formalism to derive the resulting Einstein-frame generalized $k$-inflation effective theory, which we analyze under the assumption that the constant-roll condition is satisfied. We scan the parameter space for inflationary predictions, specifically the spectral index $n_s$ and the tensor-to-scalar ratio $r$, ensuring consistency with the results from ACT DR6. The compliant regions are depicted accordingly. For a suitable range of the model parameters, the values obtained for the inflationary observables align with the most recent observations by the Atacama Cosmology Telescope (ACT) collaboration and/or the Planck mission. | 本論文では、スカラー場が2次$(R + R^2)$重力と結合する$β$指数ポテンシャルポテンシャルモデルのインフレーションダイナミクスを探求する。 このモデルでは、インフレーションは余剰次元のサイズを決定する場である。 パラティーニ形式論を用いて、結果として得られるアインシュタインフレームの一般化$k$インフレーション有効理論を導出し、これを定常ロール条件が満たされるという仮定の下で解析する。 インフレーション予測、具体的にはスペクトル指数$n_s$とテンソル対スカラー比$r$についてパラメータ空間を走査し、ACT DR6の結果との整合性を確保する。 整合性のある領域はそれに応じて図示されている。 モデルパラメータの適切な範囲において、インフレーション観測量の値は、アタカマ宇宙論望遠鏡（ACT）コラボレーションおよび／またはプランクミッションによる最新の観測結果と一致する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present a closed-form surrogate for the equivalent diameter of the Kerr black-hole shadow, defined as the diameter of the circle with the same area as the shadow's critical curve. The construction enforces the exact face-on (polar) limit by explicitly separating an analytically computed polar contribution based on the spherical photon-orbit branch where the horizontal impact parameter vanishes. The remaining inclination dependence is captured by a compact 15-parameter polynomial placed inside an exponential correction. The coefficients are determined by ordinary least squares on a deterministic reference grid generated from the Kerr critical-curve area. Over the practical domain of dimensionless spin from 0 to 0.998 and inclination from just above 0 degrees up to 90 degrees (with the exactly polar point treated analytically), the surrogate achieves sub-percent accuracy. On the training grid the median absolute percent error is 0.0105 percent with a worst case of 0.782 percent, and on a denser out-of-sample validation set (including inclinations down to 0.5 degrees) the median, 95th-percentile, and worst-case errors are 0.023 percent, 0.471 percent, and 1.64 percent, respectively. The resulting expression provides fast evaluations of the shadow size without numerical ray tracing, making it convenient for repeated calls in parameter inference and rapid model comparisons. | 我々は、カーブラックホールシャドウの等価直径の閉じた形式の代替値を提示する。 これは、シャドウの臨界曲線と同じ面積を持つ円の直径として定義される。 この構築は、水平影響パラメータがゼロになる球面光子軌道分岐に基づいて解析的に計算された極性寄与を明示的に分離することにより、正確な正面（極性）極限を強化する。 残りの傾斜依存性は、指数補正内に配置されたコンパクトな15パラメータ多項式によって捕捉される。 係数は、カー臨界曲線領域から生成された決定論的参照グリッド上で通常の最小二乗法によって決定される。 0から0.998までの無次元スピンと0度直上〜90度傾斜の実際的な領域にわたって（正確な極性点は解析的に扱われる）、代替値はサブパーセント精度を達成する。 トレーニンググリッドでは、絶対パーセント誤差の中央値は0.0105%、最悪ケースでは0.782%です。 より密度の高いアウトオブサンプル検証セット（傾斜角0.5度まで含む）では、中央値、95パーセンタイル、最悪ケースの誤差はそれぞれ0.023%、0.471%、1.64%です。 得られた式は、数値レイトレーシングなしで影の大きさを高速に評価できるため、パラメータ推論における繰り返し呼び出しや迅速なモデル比較に便利です。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Quantum Field Theory (QFT) introduced us to the notion that a causal diamond in space-time corresponded to a subsystem of a quantum mechanical system defined on the global space-time. Work by Jacobson, Fischler and Susskind, and particularly Bousso suggested that, in the quantum theory of gravity, this subsystem should have a density matrix of finite entropy. These authors formalized older intuitive arguments based on black hole physics. Although mathematically, Type II von Neumann algebras admit finite entropy density matrices, the black hole arguments suggest that the number of physical states in these subsystems is finite. The conjecture that de Sitter (dS) space has a finite number of physical states was first made by Fischler and one of the present authors. Leutheusser and Liu showed that, in the $N = \infty$ limit, causal diamonds with finite area in AdS radius units had Type $III_1$ von Neumann sub-algebras of the full operator algebra. They claimed that this was true for finite values of the UV cutoff, and that the algebra was the algebra of bulk local fields in the diamond. We will argue that the second part of this conjecture is incorrect and that the bulk field algebra emerges only in a double scaled limit, where the boundary UV cutoff is taken to infinity as $N$ is taken to infinity. There is never a bulk field theory description that resolves distances smaller than the AdS radius. | 量子場理論（QFT）は、時空における因果ダイヤモンドが、グローバル時空上に定義された量子力学系のサブシステムに対応するという概念を導入した。 ヤコブソン、フィシュラー、サスキンド、そして特にブーソの研究は、量子重力理論において、このサブシステムは有限エントロピーの密度行列を持つべきであると示唆した。 これらの著者は、ブラックホール物理学に基づく古くからの直感的な議論を形式化した。 数学的には、タイプIIフォン・ノイマン代数は有限エントロピーの密度行列を許容するが、ブラックホールの議論は、これらのサブシステムにおける物理状態の数が有限であることを示唆している。 ド・ジッター（dS）空間が有限数の物理状態を持つという予想は、フィシュラーと本稿の著者の一人によって初めてなされた。 LeutheusserとLiuは、$N = \infty$ の極限において、AdS半径単位で有限面積を持つ因果ダイヤモンドが、完全作用素環の型 $III_1$ フォン・ノイマン部分代数を持つことを示した。 彼らは、これはUVカットオフの有限値に対して成り立ち、この代数はダイヤモンド内のバルク局所場の代数であると主張した。 我々は、この予想の後半部分は誤りであり、バルク場代数は、$N$が無限大にとられるのと同様に境界UVカットオフが無限大にとられる、二重スケールの極限においてのみ現れることを主張する。 AdS半径よりも小さい距離を解決するバルク場理論の記述は存在しない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The accurate computation of quasinormal modes from rotating black holes beyond general relativity is crucial for testing fundamental physics with gravitational waves. In this study, we assess the accuracy of the eikonal and post-Kerr approximations in predicting the quasinormal mode spectrum of a scalar field on a deformed Kerr spacetime. To obtain benchmark results and to analyze the ringdown dynamics from generic perturbations, we further employ a 2+1-dimensional numerical time-evolution framework. This approach enables a systematic quantification of theoretical uncertainties across multiple angular harmonics, a broad range of spin parameters, and progressively stronger deviations from the Kerr geometry. We then confront these modeling errors with simple projections of statistical uncertainties in quasinormal mode frequencies as a function of the signal-to-noise ratio, thereby exploring the domain of validity of approximate methods for prospective high-precision black-hole spectroscopy. We also report that near-horizon deformations can affect prograde and retrograde modes differently and provide a geometrical explanation. | 一般相対論を超えて回転するブラックホールからの準基準モードの正確な計算は、重力波を用いた基礎物理学の検証に極めて重要である。 本研究では、変形カー時空上のスカラー場の準基準モードスペクトルを予測する際のアイコナール近似とポストカー近似の精度を評価する。 ベンチマーク結果を取得し、一般的な摂動によるリングダウンダイナミクスを解析するために、さらに2+1次元数値時間発展フレームワークを採用する。 このアプローチにより、複数の角度調和関数、広範囲のスピンパラメータ、そしてカー幾何学からの徐々に強くなる偏差にわたる理論的不確実性の体系的な定量化が可能になる。 次に、これらのモデリング誤差を、準基準モード周波数における統計的不確実性の信号対雑音比の関数としての単純な投影と対比させ、将来の高精度ブラックホール分光法のための近似法の有効領域を探求する。 また、地平線近くの変形が順行モードと逆行モードに異なる影響を与える可能性があることを報告し、幾何学的な説明を提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The pseudocomplex version of the FLRW model is presented within the framework of pseudocomplex General Relativity (pcGR). In this approach, dark energy arises as a geometric consequence of the pseudocomplex structure, leading to a time dependent Hubble parameter rather than a strictly constant H0. The relation between the tiderived and constrained using recent DESI BAO data. Fitting beta yields a best-fit value beta = 1.0426, corresponding to a deceleration parameter q = -0.9361 and a present day Hubble acceleration me derivative of the Hubble parameter and a single geometric parameter beta in the effective dark energy equation of state is derived and constrained using recent DESI BAO data. Fitting beta yields a best-fit value beta = 1.0426, corresponding to a deceleration parameter q = -0.9361 and a present day Hubble acceleration H0 sim 0.94 x10-17 (km/s2)/Mpc. Using the exact Sandage Loeb relation, the predicted redshift drift over 20 years for a source at z = 4 is Delta-v sim -11.1 cm/s, in close agreement with the Lambda CDM prediction. In pcGR, however, the non-vanishing H0 is a direct geometric prediction, providing a clear and testable target for future high-precision spectroscopic observations. | FLRW モデルの擬似複素バージョンは、擬似複素一般相対性理論 (pcGR) の枠組みの中で提示されています。 このアプローチでは、ダークエネルギーは擬似複素構造の幾何学的帰結として生じ、厳密に一定の H0 ではなく、時間に依存するハッブルパラメータをもたらします。 t 間の関係は、最近の DESI BAO データを使用して導出および制約されています。 ベータをフィッティングすると、減速パラメータ q = -0.9361 と現在のハッブル加速度に相当し、ハッブルパラメータの導関数と有効ダークエネルギー状態方程式の単一の幾何学的パラメータ ベータが、最近の DESI BAO データを使用して導出および制約されています。 ベータをフィッティングすると、減速パラメータ q = -0.9361 と現在のハッブル加速度 H0 sim 0.94 x10-17 (km/s2)/Mpc に相当し、ベストフィット値 beta = 1.0426 が得られます。 正確なサンデージ・ローブ関係を用いると、z = 4の天体における20年間の赤方偏移ドリフトはDelta-v sim -11.1 cm/sと予測され、これはラムダCDMの予測とほぼ一致する。 しかし、pcGRでは、H0がゼロにならないことは直接的な幾何学的予測であり、将来の高精度分光観測のための明確かつ検証可能な目標となる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Two of the most pressing challenges in cosmology are the persistent discrepancy in measurements of the Hubble constant, referred to as the Hubble tension, and the deficit of baryons in the local Universe, known as the missing baryon problem. Fast radio bursts (FRBs) encode the integrated electron column density along their lines of sight, offering a unique probe of both the cosmic expansion rate ($H_0$) and the baryon density ($Ω_{\rm b}$). However, constraints from FRBs alone suffer from a severe $H_0$-$Ω_{\rm b}$ degeneracy that prevents them from resolving either problem independently. We show that this degeneracy can be broken by combining FRBs with other emerging probes whose degeneracy directions differ in the $H_0$-$Ω_{\rm b}$ plane. Specifically, we quantify three multi-messenger approaches: FRBs paired with gravitational wave (GW) standard sirens, strong gravitational lensing (SGL) time delays, and 21 cm intensity mapping (IM). The combinations FRB+GW, FRB+SGL, and FRB+21 cm IM each deliver simultaneous constraints on $H_0$ and $Ω_{\rm b}$ better than ($1\%$, $1\%$) in the $Λ$CDM model, ($1.5\%$, $2\%$) in the $w$CDM model, and ($2\%$, $3.5\%$) in the CPL model. Moreover, in a model-independent framework, both FRB+GW and FRB+SGL constrain $H_0$ and $Ω_{\rm b}$ to better than ($1\%$, $2\%$) precision. These results demonstrate that the synergy between FRBs and other emerging probes holds great promise for resolving the Hubble tension and locating the missing baryons. | 宇宙論における最も差し迫った課題の2つは、ハッブル定数の測定値における持続的な矛盾（ハッブル張力と呼ばれる）と、局所宇宙における重粒子の不足（ミッシングバリオン問題として知られる）である。 高速電波バースト（FRB）は、視線方向に沿った積分電子列密度をエンコードし、宇宙膨張率（$H_0$）と重粒子密度（$Ω_{\rm b}$）の両方を調べるための唯一の方法を提供する。 しかし、FRBのみからの制約条件は、深刻な$H_0$-$Ω_{\rm b}$縮退の影響を受け、どちらかの問題を独立に解決することができない。 我々は、$H_0$-$Ω_{\rm b}$平面において縮退方向が異なる他の新たなプローブとFRBを組み合わせることで、この縮退を破ることができることを示す。 具体的には、3つのマルチメッセンジャーアプローチ、すなわち重力波（GW）標準サイレンと組み合わせたFRB、強い重力レンズ（SGL）による時間遅延、そして21cm強度マッピング（IM）を定量化する。 FRB+GW、FRB+SGL、FRB+21cm IMの組み合わせはそれぞれ、$Λ$CDMモデルにおける($1\%$, $1\%$)、$w$CDMモデルにおける($1.5\%$, $2\%$)、そしてCPLモデルにおける($2\%$, $3.5\%$)よりも優れた精度で、$H_0$と$Ω_{\rm b}$の同時制約を与える。 さらに、モデルに依存しない枠組みにおいて、FRB+GWとFRB+SGLはどちらも$H_0$と$Ω_{\rm b}$を($1\%$, $2\%$)よりも優れた精度で制約する。 これらの結果は、FRB と他の新興探査機との相乗効果がハッブル・テンションを解決し、失われた重粒子の位置を特定する上で大きな可能性を秘めていることを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate tidal forces, geodesic deviation, and tidal disruption in the black hole spacetime described by the Kalb-Ramond-ModMax solution, where electromagnetic nonlinearity is governed by the parameter $γ$ and Lorentz symmetry violation by the parameter $l$. In the canonical sector ($α=1$), the radial tidal force exhibits a transition marked by a sign inversion between the horizons $r_{-}$ and $r_+$, signaling internal regimes of radial compression analogous to those of charged black holes; the parameter $l$ controls the strength and location of this transition, while $γ$ regulates the nonlinear electromagnetic contribution. The angular tidal force is predominantly compressive, $l$ shaping the effective geometry, and $γ$ acting as a damping factor. In the phantom sector ($α=-1$), tidal forces and geodesic deviation diverge, indicating a tidal instability, with $l$ and $γ$ affecting only the magnitude of the response. We further show that $l$ shifts the relation between the horizon radius $r_+$ and the tidal disruption radius $r_{\rm Roche}$, thereby modifying the critical (Hills) mass defined by $r_{\rm Roche}=r_+$. Tidal disruption of neutron stars occurs inside the horizon for supermassive black holes, whereas Sun-like stars are disrupted outside the horizon, with $γ$ becoming relevant only for ultramassive black holes with masses $\sim 10^{8}M_{\odot}$. Our results demonstrate that Kalb-Ramon-ModMax effects are largely suppressed for supermassive black holes, but may be relevant for intermediate-mass systems and observable tidal disruption events, offering an indirect probe of Lorentz violation and nonlinear electrodynamics in the strong-field regime. | 我々は、Kalb-Ramond-ModMax解によって記述されるブラックホール時空における潮汐力、測地線偏差、および潮汐破壊を調査する。 この解において、電磁非線形性はパラメータ$γ$によって、ローレンツ対称性の破れはパラメータ$l$によって支配される。 正準セクター（$α=1$）では、動径方向潮汐力は地平線$r_{-}$と$r_+$の間で符号反転を伴う遷移を示し、荷電ブラックホールのそれに類似した動径方向圧縮の内部領域を示唆する。 パラメータ$l$はこの遷移の強度と位置を制御し、$γ$は非線形電磁気的寄与を調節する。 角方向潮汐力は主に圧縮方向であり、$l$は有効形状を形作り、$γ$は減衰係数として作用する。 ファントムセクター（$α=-1$）では、潮汐力と測地線偏差が発散し、潮汐不安定性が生じることを示しています。 この不安定性において、$l$と$γ$は応答の大きさにのみ影響します。 さらに、$l$は地平線半径$r_+$と潮汐破壊半径$r_{\rm Roche}$の関係を変化させ、それによって$r_{\rm Roche}=r_+$で定義される臨界（ヒルズ）質量を変化させることを示します。 中性子星の潮汐破壊は、超大質量ブラックホールの場合、地平線の内側で発生しますが、太陽のような恒星は地平線の外側で破壊されるため、$γ$は質量$\sim 10^{8}M_{\odot}$の超大質量ブラックホールでのみ影響を及ぼします。 私たちの結果は、Kalb-Ramon-ModMax 効果が超大質量ブラックホールに対しては大部分が抑制されているが、中間質量システムや観測可能な潮汐破壊イベントには関連している可能性があり、強磁場領域におけるローレンツ破れと非線形電気力学の間接的な調査を提供することを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The NANOGrav 15-year (NG15) data set provides evidence for a gravitational-wave background (GWB) signal at nanohertz frequencies, which is expected to originate either from a cosmic population of inspiraling supermassive black-hole binaries or new particle physics in the early Universe. A firm identification of the source of the NG15 signal requires an accurate reconstruction of its frequency spectrum. In this paper, we provide such a spectral characterization of the NG15 signal based on a piecewise power-law (PPL) ansatz that strikes a balance between existing alternatives in the literature. Our PPL reconstruction is more flexible than the standard constant-power-law model, which describes the GWB spectrum in terms of only two parameters: an amplitude A and a spectral index gamma. Concurrently, it better approximates physically realistic GWB spectra -- especially those of cosmological origin -- than the free spectral model, since the latter allows for arbitrary variations in the GWB amplitude from one frequency bin to the next. Our PPL reconstruction of the NG15 signal relies on individual PPL models with a fixed number of internal nodes (i.e., constant power law, broken power law, doubly broken power law, etc.) that are ultimately combined in a Bayesian model average. The data products resulting from our analysis provide the basis for fast refits of spectral GWB models. | NANOGrav 15年（NG15）データセットは、ナノヘルツ周波数における重力波背景（GWB）信号の証拠を示しています。 この信号は、宇宙初期の超大質量ブラックホール連星系、あるいは新粒子物理学に由来すると考えられています。 NG15信号の発生源を確実に特定するには、その周波数スペクトルを正確に再構築する必要があります。 本論文では、文献に見られる既存の代替案とのバランスをとった区分べき乗則（PPL）仮説に基づき、NG15信号のスペクトル特性を示します。 このPPL再構築は、振幅Aとスペクトル指数ガンマという2つのパラメータのみでGWBスペクトルを記述する標準的な定常べき乗則モデルよりも柔軟性に優れています。 同時に、自由スペクトルモデルは、ある周波数ビンから次の周波数ビンへのGWB振幅の任意の変化を許容するため、物理的に現実的なGWBスペクトル、特に宇宙論起源のGWBスペクトルをより良く近似します。 NG15信号のPPL再構成は、固定数の内部ノード（すなわち、一定べき乗則、べき乗則の破れ、二重にべき乗則の破れなど）を持つ個々のPPLモデルに依存しており、最終的にはベイズモデル平均に統合されます。 私たちの分析から得られるデータ製品は、スペクトルGWBモデルの迅速な再フィッティングの基礎となります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We here investigate the observational viability of Nash gravity as an alternative to the standard $Λ$CDM cosmology. Based on Nash's embedding theorem, the model introduces orthogonal perturbations via variations in the extrinsic curvature, generating scalar-type metric perturbations directly from geometry, without the need to introduce additional fields. We confront the model with current observational data, including Cosmic Microwave Background (CMB) measurements from Planck, Baryon Acoustic Oscillations (BAO) from DESI DR2, and recent Type Ia supernova (SN Ia) compilations. Our analysis shows that Nash gravity provides a good fit to the data, yielding a slightly higher value for the Hubble constant, $H_0 = 69.32 \pm 0.72$ km/s/Mpc, compared to the $Λ$CDM model, thus offering a potential alleviation of the $H_0$ tension. Furthermore, the model naturally predicts a suppressed growth of structure, with $S_8 \approx 0.76$ across various joint analyses, potentially alleviating the so-called $S_8$ tension, assuming that this discrepancy is not solely due to systematic effects in other independent measurements. In some cases, Nash gravity achieves a better fit to the data than the $Λ$CDM paradigm at the $2σ$ level. | 本研究では、標準的な$Λ$CDM宇宙論の代替として、ナッシュ重力の観測的実現可能性を調査する。 ナッシュの埋め込み定理に基づき、このモデルは外在曲率の変化を介して直交摂動を導入し、追加の場を導入することなく、幾何学から直接スカラー型の計量摂動を生成する。 我々は、プランク宇宙マイクロ波背景放射（CMB）測定、DESI DR2衛星の重粒子音響振動（BAO）、最近のIa型超新星（SN Ia）の観測データを含む最新の観測データとこのモデルを比較する。 解析の結果、ナッシュ重力はデータによく適合し、ハッブル定数$H_0 = 69.32 \pm 0.72$ km/s/Mpcが$Λ$CDMモデルよりもわずかに高い値となり、$H_0$緊張を緩和する可能性があることが示された。 さらに、このモデルは構造の成長が抑制されることを自然に予測し、様々な共同解析において$S_8 \approx 0.76$となる。 この不一致が他の独立した測定における系統的効果のみによるものではないと仮定すると、いわゆる$S_8$緊張を緩和する可能性がある。 場合によっては、ナッシュ重力は$2σ$レベルで$Λ$CDMパラダイムよりもデータへの適合度が高い。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Holographic black holes exhibit a striking relation between thermal boundary one-point functions and bulk geodesic lengths. In the large conformal-dimension limit, the one-point function of a primary operator is given by the exponential of the geodesic length from its boundary insertion point to the horizon. We test the robustness of this relation under perturbations by considering an arbitrary radial deformation of an Euclidean BTZ black hole and working to first order in the perturbation. We find that the relation remains robust: the corrected one-point function at large conformal dimension is still governed by an exponent proportional to the modified boundary-to-horizon geodesic length. The result is established using WKB and saddle-point methods, with the validity of the WKB approximation justified by exact analyses. | ホログラフィックブラックホールは、熱境界一点関数とバルク測地線長との間に顕著な関係を示す。 共形次元が大きい極限では、一次演算子の一点関数は、境界挿入点から地平線までの測地線長の指数で与えられる。 我々は、ユークリッド BTZ ブラックホールの任意の放射状変形を考慮し、摂動を一次まで作用させることで、この関係の摂動に対する堅牢性を検証した。 その結果、この関係は堅牢なままであることがわかった。 すなわち、共形次元が大きい場合の修正一点関数は、修正された境界から地平線までの測地線長に比例する指数によって依然として支配されている。 この結果は、WKB 法と鞍点法を用いて確立され、WKB 近似の妥当性は厳密な解析によって正当化されている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The continual production of long wavelength scalars and gravitons during inflation injects secular growth into loop corrections which would be constant in flat space. One typically finds that each additional factor of the loop counting parameter can induce up to a certain number of logarithms of the scale factor. Loop corrections that attain this number are known as ``leading logarithms''; those with fewer are sub-leading. Starobinsky's stochastic formalism has long been known to reproduce the leading logarithms of scalar potential models. We show that the first sub-leading logarithm is captured by applying the stochastic formalism to a certain part of the 1-loop effective potential. This is checked at 2-loops for a massless, minimally coupled scalar with a quartic self-interaction on de Sitter background. | インフレーション中の長波長スカラーと重力子の継続的な生成は、平坦空間では一定であるループ補正に永年成長をもたらす。 典型的には、ループ計数パラメータの各追加係数は、スケール係数の対数を一定数まで誘導することができる。 この数に達するループ補正は「リーディング対数」と呼ばれ、それより少ないループ補正は「サブリーディング対数」と呼ばれる。 スタロビンスキーの確率論的形式論は、スカラーポテンシャルモデルのリーディング対数を再現することが古くから知られている。 我々は、この確率論的形式論を1ループ有効ポテンシャルの特定の部分に適用することで、最初のサブリーディング対数が再現されることを示す。 これは、ド・ジッター背景における4次自己相互作用を持つ、質量ゼロで最小結合のスカラーに対して、2ループで検証される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate exact cosmological solutions with a massive scalar field minimally coupled to the Einstein-Hilbert action in General Relativity. For an extended Higgs-like scalar self-interaction, we find that the resulting field equations belong to the damped Ermakov-Painlevé II class and construct novel analytical solutions within the framework of the Chiellini integrability condition. We analyze whether the expanding branch of the solutions can describe a late-time cosmic acceleration, using a combined statistical analysis of BAO, CMB, cosmic chronometer and Pantheon+SHOES supernova datasets. A crucial outcome of this exercise is the analytical emergence of a smooth phantom divide crossing in the dark energy equation of state, achieved without introducing any pathological instabilities. The reconstruction yields a present-day Hubble parameter $H_0 \gtrsim 70 \,\mathrm{km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}$, with a reduced tension relative to the $Λ$CDM cosmology. The results indicate that Chiellini-integrable scalar cosmologies are capable of providing a robust and analytically controlled framework for modeling late-time cosmic acceleration and phantom divide crossing, offering a viable alternative to phenomenological dark-energy parametrizations. | 一般相対論におけるアインシュタイン-ヒルベルト作用と最小限に結合した質量を持つスカラー場を持つ厳密な宇宙論的解を調査する。 拡張されたヒッグス粒子のようなスカラー自己相互作用に対して、結果として得られる場の方程式が減衰エルマコフ-パンルヴェII類に属することを見出し、キエッリーニ積分可能性条件の枠組みの中で新たな解析解を構築する。 BAO、CMB、宇宙クロノメータ、そしてPantheon+SHOES超新星データセットを組み合わせた統計解析を用いて、解の拡大枝が後期宇宙加速を記述できるかどうかを解析する。 この解析の重要な成果は、病的な不安定性を導入することなく、暗黒エネルギー状態方程式における滑らかなファントム分割交差の解析的出現である。 この再構成により、現在のハッブルパラメータ$H_0 \gtrsim 70 \,\mathrm{km\,s^{-1}\,Mpc^{-1}}$が得られ、これは$Λ$CDM宇宙論に比べて張力が低減されている。 この結果は、キエッリーニ積分可能なスカラー宇宙論が、後期宇宙加速とファントム・ディバイド横断をモデル化するための堅牢かつ解析的に制御された枠組みを提供できることを示し、現象論的なダークエネルギーパラメータ化に代わる現実的な選択肢を提供している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the compactification of higher-dimensional Lovelock gravity on compact irreducible symmetric spaces, focusing on conditions under which a physically healthy four-dimensional Minkowski vacuum exists. We show that when the internal dimension is five or less, or when the theory is restricted to the Einstein-Gauss-Bonnet sector, the four-dimensional graviton (tensor sector) is necessarily a ghost. Inclusion of the cubic Lovelock term removes this ghost instability; however, the resulting Minkowski vacuum is generically only metastable, being accompanied by energetically favored Anti-de Sitter vacua. While such metastability cannot be avoided for spherical internal spaces, we identify an infinite class of higher-rank symmetric spaces where the true vacuum can be pushed to infinity in moduli space, thereby realizing genuinely stable and ghost-free Minkowski vacua at the level of the four-dimensional effective theory. To support these conclusions, we explicitly compute Lovelock terms up to cubic order on these spaces, confirming a universal log-convexity among the linear, quadratic, and cubic invariants, which plays a central role in our analysis. | 我々は、コンパクト既約対称空間上の高次元ラブロック重力のコンパクト化を、物理的に健全な4次元ミンコフスキー真空が存在する条件に焦点を当てて研究する。 内部次元が5以下の場合、あるいは理論がアインシュタイン-ガウス-ボネセクターに制限されている場合、4次元重力子（テンソルセクター）は必然的にゴーストとなることを示す。 立方ラブロック項を含めることでこのゴースト不安定性は除去されるが、結果として生じるミンコフスキー真空は一般に準安定であり、エネルギー的に有利な反ド・ジッター真空を伴う。 このような準安定性は球面内部空間では避けられないが、真の真空をモジュライ空間で無限に押し広げることができる高階対称空間の無限クラスを特定し、それによって4次元有効理論のレベルで真に安定かつゴーストのないミンコフスキー真空を実現する。 これらの結論を裏付けるために、これらの空間でラブロック項を 3 次オーダーまで明示的に計算し、線形、二次、および 3 次不変量間の普遍的な対数凸性を確認しました。 これは、分析で中心的な役割を果たします。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We systematically construct ghost-free scalar-tensor theories whose Lagrangian includes up to third-order derivatives of the scalar field. Using a spatially covariant action written in terms of the ADM variables, we impose degeneracy and consistency conditions that ensure the propagation of only one scalar and two tensor degrees of freedom. The resultant theories extend the generalized disformal Horndeski and U-DHOST theories. We discuss the transformation properties of these theories under generalized disformal transformations. | 我々は、ラグランジアンがスカラー場の3階微分まで含むゴーストフリーのスカラー-テンソル理論を体系的に構築する。 ADM変数を用いて記述された空間共変作用を用いて、1つのスカラー自由度と2つのテンソル自由度のみの伝播を保証する退化条件と無矛盾条件を課す。 得られた理論は、一般化非変形Horndeski理論とU-DHOST理論を拡張する。 これらの理論の一般化非変形変換下における変換特性について議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the dynamics of the geodesics of pp-wave spacetimes with polynomial profiles of degrees $3\leq n\leq10$, which are dynamically equivalent to the motion of a classical particle in a two-dimensional harmonic polynomial potential. By analysing the escape basins associated with different asymptotic outcomes, we show that all basins exhibit the Wada property for every polynomial degree considered. We further compute the basin entropy $S_{b}$, finding that it increases monotonically with the polynomial degree, indicating enhanced unpredictability of the final state of the system. The boundary basin entropy $S_{bb}$ is also evaluated, and the $\ln(2)$ criterion confirms that the basin boundaries are fractal for $n>3$. We conjecture that the Wada property persists for polynomial degrees $n>10$. | 我々は、次数 $3\leq n\leq10$ の多項式プロファイルを持つ pp 波時空の測地線のダイナミクスを研究する。 これらのプロファイルは、2 次元調和多項式ポテンシャルにおける古典粒子の運動と力学的に等価である。 異なる漸近的結果に関連する脱出ベイスンを解析することにより、考察するあらゆる多項式次数に対して、すべてのベイスンが Wada 特性を示すことを示す。 さらに、ベイスンエントロピー $S_{b}$ を計算し、それが多項式次数とともに単調に増加することを見出し、システムの最終状態の予測不可能性が増大することを示唆する。 境界ベイスンエントロピー $S_{bb}$ も評価し、$\ln(2)$ 基準から、$n>3$ の場合にベイスン境界がフラクタルであることが確認される。 多項式次数 $n>10$ でも Wada 特性が持続すると予想する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present the results of a search for gravitational waves (GWs) from individual sources using high-cadence observations of PSR J1909\(-\)3744 obtained during an intensive observing campaign with the International Pulsar Timing Array second data release (IPTA-DR2) between July 2010 and November 2012. The observations, conducted at three different radio frequencies with the Nançay Radio Telescope (NRT) and Parkes Telescope (PKS) and five frequencies with the Green Bank Telescope (GBT), enabled precise corrections for dispersion measure effects and scattering variations. After these corrections, the timing residuals showed an unmodeled periodic noise component with an amplitude of 340 ns. Our analysis yields upper limits on the GW strain from individual sources, constraining it to be below \(1.9 \times 10^{-14}\) at 71 nHz and \(2.3 \times 10^{-13}\) at 1 \textmu Hz for average sky locations, while for optimal source locations the limits improve to \(6.2 \times 10^{-15}\) and \(8.9 \times 10^{-14}\) at the same frequencies, respectively. Our new limits are about a factor of 1.52 more stringent than those of Perera et al. based on an earlier EPTA data. | 2010年7月から2012年11月にかけて実施された国際パルサータイミングアレイ第2回データリリース（IPTA-DR2）による集中観測キャンペーン中に得られたPSR J1909\(-\)3744の高頻度観測を用いて、個々の発生源からの重力波（GW）の探索結果を報告する。 ナンシー電波望遠鏡（NRT）とパークス望遠鏡（PKS）を用いた3つの異なる電波周波数、およびグリーンバンク望遠鏡（GBT）を用いた5つの周波数で行われた観測により、分散測定の影響と散乱変動に対する正確な補正が可能になった。 これらの補正後、タイミング残差は340ナノ秒の振幅を持つモデル化されていない周期ノイズ成分を示した。 我々の解析により、個々の発生源からの重力ひずみの上限が導き出され、平均的な天空位置では71 nHzで\(1.9 \times 10^{-14}\)、1 \textmu Hzで\(2.3 \times 10^{-13}\)未満に制限されます。 一方、最適な発生源位置では、同じ周波数でそれぞれ\(6.2 \times 10^{-15}\)、\(8.9 \times 10^{-14}\)まで制限が改善されます。 我々の新しい制限は、以前のEPTAデータに基づくPereraらの制限よりも約1.52倍厳しいものとなります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Metric-affine gravity (GL(4) gauge theory) in 4-dimensions is coupled to a spacetime Dirac source field using the isomorphisms of the Lie algebra gl(4) to the Clifford algebras Cl(3,1) and Cl(2,2). A simple transformation relates the generators of Cl(3,1) to a real representation of Cl(2,2), while the real representation of Cl(2,2) serves directly as a basis for the Lie algebra gl(4). Therefore, although GL(4) does not contain a spinor representation of the Lorentz group, expanding its Lie algebra in the Cl(2,2) basis gives a Clifford valued connection with well-defined coupling to Dirac spinors. Variation of the expansion coefficients gives new Dirac sources for both torsion and nonmetricity, separated by identifying the so(3,1) basis within the gl(4) basis. | 4次元の計量アフィン重力（GL(4)ゲージ理論）は、リー代数gl(4)とクリフォード代数Cl(3,1)およびCl(2,2)の同型性を利用して、時空ディラック源場に結合される。 簡単な変換により、Cl(3,1)の生成元はCl(2,2)の実数表現に関連付けられ、Cl(2,2)の実数表現はリー代数gl(4)の基底として直接機能する。 したがって、GL(4)はローレンツ群のスピノル表現を含まないが、そのリー代数をCl(2,2)基底で展開すると、ディラックスピノルとの結合が明確に定義されたクリフォード値接続が得られる。 展開係数を変化させると、gl(4)基底内でso(3,1)基底を識別して、ねじれと非計量性の両方について新しいディラック源が得られる。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Several papers have recently calculated the contribution to pulsar timing array overlap reduction functions (ORFs) induced by our peculiar velocity with respect to the rest frame of the stochastic gravitational-wave background. Here we show that a harmonic-space calculation confirms the most recent result. We note that, with the harmonic-space calculation, the ORFs for spin-1 GWs and the correlations with astrometry measurements are also easily obtained. | 最近、いくつかの論文で、確率的重力波背景の静止系に対する我々の特異速度によって誘起されるパルサータイミングアレイの重なり低減関数（ORF）への寄与が計算されている。 本稿では、調和空間計算によって最新の結果が裏付けられることを示す。 調和空間計算を用いることで、スピン1の重力波に対するORFと、天体測定測定との相関も容易に得られることを指摘する。 |