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| Original Text | 日本語訳 |
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| There are three categories of mathematical results concerning quiescent big bang singularities: the derivation of asymptotics in a symmetry class; the construction of spacetimes given initial data on the singularity; and the proof of big bang formation in the absence of symmetries, including the proof of stable big bang formation. In a recent article, the first author demonstrated the existence of developments corresponding to a geometric notion of initial data on a big bang singularity. Moreover, this article, combined with previous articles by the second author, gives a unified and geometric perspective on large classes of seemingly disparate results in the first two categories. Concerning the third category, Oude Groeniger et al recently formulated a general condition on initial data ensuring big bang formation, including curvature blow up. This result, among other things, generalises previous results on stable big bang formation. However, it does not include a statement saying that the solutions induce initial data on the singularity. Here we tie all three categories of results together by demonstrating that the solutions of Oude Groeniger et al induce data on the singularity. However, the results are more general and can potentially be used to derive similar conclusions in other gauges. | 静止ビッグバン特異点に関する数学的結果には、3つのカテゴリーがある。 すなわち、対称性クラスにおける漸近性の導出、特異点に関する初期データが与えられた場合の時空の構成、そして対称性がない場合のビッグバン形成の証明（安定ビッグバン形成の証明を含む）である。 最近の論文で、第一著者はビッグバン特異点に関する初期データという幾何学的概念に対応する発展の存在を示した。 さらに、この論文は第二著者による以前の論文と組み合わせることで、最初の2つのカテゴリーにおける一見相反する結果の大規模なクラスに対して、統一的かつ幾何学的な視点を与えている。 3つ目のカテゴリーに関しては、Oude Groenigerらが最近、曲率爆発を含むビッグバン形成を保証する初期データに関する一般条件を定式化した。 この結果は、とりわけ、安定ビッグバン形成に関するこれまでの結果を一般化するものである。 しかし、この結果には、解が特異点に関する初期データを誘導するという記述は含まれていない。 本稿では、Oude Groenigerらの解が特異点に関するデータを導くことを実証することで、3つのカテゴリーの結果を結び付けます。 しかし、この結果はより一般化されており、他のゲージにおいても同様の結論を導き出すために使用できる可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We present the quantization of the electromagnetic field near the event horizon of a Schwarzschild black hole using Euclidean path integrals. Our result for the vacuum energy describes a black hole surrounded by a finite volume of photons at $T_{H} = \frac{1}{8πG M}$, the black hole quantum atmosphere. The total entropy includes contributions from this atmosphere, and the Bekenstein entropy, which arises from the Gibbons--Hawking--York boundary term, which encodes topological information. We show that the contribution of the quantum atmosphere to the black hole specific heat is positive, indicating that the system may become thermodynamically stable. By analyzing homology groups, we show that the black hole evaporation is a tunneling between topologically distinct spacetimes: Schwarzschild ($χ= 2)$ transitions to the flat spacetime ($χ= 1$) via Hawking radiation, where $χ$ is the Euler characteristic, a topological invariant. This process resembles instanton-driven tunneling in Yang-Mills theories, where topologically non-trivial solutions dominate the vacuum amplitude. In our case, the Gibbons--Hawking--York term dominates the transition amplitude, which induces the evaporation process. These results corroborate the Parikh-Wilczek picture of Hawking radiation and the interpretation of Euclidean black holes as gravitational instantons. | シュワルツシルトブラックホールの事象の地平線近傍における電磁場の量子化をユークリッド経路積分を用いて示す。 真空エネルギーに関する我々の結果は、ブラックホール量子大気（$T_{H} = \frac{1}{8πG M}$）において有限体積の光子に囲まれたブラックホールを記述する。 全エントロピーには、この大気からの寄与と、位相情報を符号化するギボンズ-ホーキング-ヨーク境界項から生じるベッケンシュタインエントロピーが含まれる。 ブラックホールの比熱に対する量子大気の寄与は正であり、系が熱力学的に安定する可能性があることを示す。 ホモロジー群を解析することにより、ブラックホールの蒸発は位相的に異なる時空間のトンネル効果であることを示す。 シュワルツシルト時空（$χ= 2$）はホーキング放射を介して平坦時空（$χ= 1$）に遷移する。 ここで、$χ$は位相不変量であるオイラー特性である。 この過程は、ヤン＝ミルズ理論におけるインスタントン駆動トンネル効果に類似しており、ヤン＝ミルズ理論では位相的に非自明な解が真空振幅を支配する。 本研究では、ギボンズ-ホーキング-ヨーク項が遷移振幅を支配し、これが蒸発過程を引き起こす。 これらの結果は、ホーキング放射のパリク-ウィルチェク描像と、ユークリッドブラックホールを重力インスタントンとして解釈する解釈を裏付けるものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, we investigate the equilibrium configurations and the radial perturbations of neutron stars in a subclass of Scalar-Vector-Tensor (SVT) theories. By solving the generalised Tolman-Oppenheimer-Volkoff equations in SVT theories for several values of the modified gravity parameter, we examine the impact of the spontaneous scalarization of charged neutron star (NSs), which arises from the coupling of the scalar field to the electromagnetic tensor and double-dual Reimann tensor, $L^{μναβ}F_{μν}F_{αβ}$. Then we extend our study by deriving the action at quadratic order in linear perturbations of radial type and computing scalar quasinormal modes (QNMs)as well as the normal modes (NMs) showing the coincidence of stability and maximum mass points in generlar relativity (GR) is still present in this modified theory. | 本論文では、スカラーベクトルテンソル（SVT）理論のサブクラスにおける中性子星の平衡配置と動径摂動について調査する。 SVT理論の一般化トールマン・オッペンハイマー・ヴォルコフ方程式を修正重力パラメータのいくつかの値に対して解くことで、スカラー場と電磁テンソルおよび二重双対ライマンテンソル $L^{μναβ}F_{μν}F_{αβ}$ の結合から生じる荷電中性子星（NS）の自発的スカラー化の影響を調べる。 次に、動径型の線形摂動における2次オーダーの作用を導出し、スカラー準基準モード（QNM）と基準モード（NM）を計算することで研究を拡張し、一般相対論（GR）における安定性と最大質量点の一致がこの修正理論でも依然として存在することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| For the LISA mission, Tilt-To-Length (TTL) coupling is expected to be one of the dominant instrumental noise contributions after laser frequency noise is suppressed based, on assumptions on the size of the coupling and angular jitter levels. This work uses for the first time a closed-loop, non-linear, and time-varying dynamics implementation to simulate detailed angular jitters for the spacecraft and optical benches. In turn, this gives an improved expectation of the TTL contribution to the interferometric output. It is shown that the TTL coupling impact is limited given current estimates on the size of coupling coefficients. A time-domain Least Squares estimator is used to infer the TTL parameters from the simulated measurements. The bias and correlations limit the estimator in the case of regular datasets with amplified TTL coefficients to a relative error of $10\%$, but the subtraction of the TTL signal still works well. For lower readout noises, the estimation error diverges, which can be mitigated using a regularization term. Alternatively, using sinusoidal maneuvers improves the inference to a high accuracy of $0.1\%$ for TTL coefficients around the expected level, removing all correlations in the inferred parameters. This validates the maneuver design by Wegener et al. (2025) in this closed-loop setting. | LISAミッションでは、結合の大きさと角度ジッタレベルに関する仮定に基づいて、レーザー周波数ノイズが抑制された後、Tilt-To-Length（TTL）結合が機器ノイズの主要な寄与の1つになると予想されます。 本研究では、宇宙船と光学ベンチの詳細な角度ジッタをシミュレートするために、初めて閉ループ、非線形、時間変動ダイナミクス実装を使用します。 次に、これは干渉計出力へのTTL寄与の予測を改善します。 結合係数の大きさに関する現在の推定値を考えると、TTL結合の影響は限られていることが示されています。 時間領域最小二乗推定量を使用して、シミュレートされた測定値からTTLパラメータを推定します。 バイアスと相関関係により、増幅されたTTL係数を含む通常のデータセットの場合の推定量は相対誤差$10\%$に制限されますが、TTL信号の減算は依然としてうまく機能します。 読み出しノイズが低い場合、推定誤差は発散しますが、これは正則化項を用いることで軽減できます。 あるいは、正弦波マヌーバを用いることで、TTL係数が期待値付近にある場合、推論精度は$0.1\%$と非常に高くなり、推論パラメータにおける相関関係はすべて除去されます。 これは、この閉ループ設定において、Wegener et al. (2025) によるマヌーバ設計の妥当性を検証するものです。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, we investigate the observable optical signatures of the Mod(A)Max black hole spacetime. We analyze key optical features, including the photon sphere, black hole shadow, and photon trajectories, and examine how these observables depend on the underlying geometric parameters, such as the electric charge and the Mod(A)Max coupling parameter. We further study the dynamics of neutral test particles in the vicinity of the black hole by deriving the effective potential within the Hamiltonian formalism. Using this potential, we obtain the specific energy and specific angular momentum for test particles on circular orbits of fixed radius, as well as the innermost stable circular orbit (ISCO), and explore how the geometric parameters influence these quantities and the ISCO radius. Finally, we derive the epicyclic (azimuthal, radial, and vertical) frequencies to analyze quasi-periodic oscillations (QPOs) exploring how the geometric parameters influences these and discuss their physical implications. | 本研究では、Mod(A)Maxブラックホール時空の観測可能な光学特性を調査する。 光子球、ブラックホールシャドウ、光子軌道といった主要な光学特性を解析し、これらの観測量が電荷やMod(A)Max結合パラメータといった基礎となる幾何学的パラメータにどのように依存するかを検証する。 さらに、ハミルトニアン形式論における有効ポテンシャルを導出することで、ブラックホール近傍における中性テスト粒子のダイナミクスを研究する。 このポテンシャルを用いて、固定半径の円軌道、および最内安定円軌道（ISCO）上のテスト粒子の比エネルギーと比角運動量を求め、幾何学的パラメータがこれらの量とISCO半径にどのように影響するかを検証する。 最後に、準周期振動（QPO）を解析するために周回軌道（方位角、動径、鉛直）周波数を導出し、幾何学的パラメータがこれらの周波数にどのように影響するかを検証し、その物理的意味合いについて議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this work, the behavior, evolution, and expansion of the universe are investigated within a Lorentz-violating framework driven by Tsallis holographic dark energy. The cosmological extension is implemented through a spontaneously symmetry-breaking Bumblebee field, which is assumed to play a fundamental role in the dynamics of the universe. Estimates for key Lorentz-violating quantities are obtained, and the evolution of the Hubble parameter is analyzed from the early universe era to the present epoch. This formulation provides an alternative perspective on the Hubble tension. | 本研究では、ツァリスのホログラフィック暗黒エネルギーによって駆動されるローレンツ対称性を破る枠組みにおいて、宇宙の振る舞い、進化、そして膨張を研究する。 宇宙論的拡張は、宇宙のダイナミクスにおいて基本的な役割を果たすと想定される、自発的に対称性を破るバンブルビー場を通して実現される。 主要なローレンツ対称性を破る量の推定値が得られ、ハッブルパラメータの進化が初期宇宙から現代に至るまで解析される。 この定式化は、ハッブル・テンションに対する新たな視点を提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| An extension of standard quantum mechanics is proposed in which the Newtonian time parameter appearing in the unitary evolution operator is replaced with the time shown by a `quantum clock'. A quantum clock is defined by the following properties: (a) the time that the clock shows is non-decreasing, (b) the clock ticks at random with random tick sizes, and (c) on average the clock shows the Newtonian time. We show that the leading term in the evolution equation for the density matrix associated with any quantum clock model gives the von Neumann equation. Modifications to the von Neumann equation are worked out in detail in a parametric family of examples for which the tick sizes have a gamma distribution. The leading correction to the von Neumann equation is given by the Lindblad equation generated by the Hamiltonian, but there are higher-order terms that generalize the von Neumann equation and the Lindblad equation. Lower bounds on the parameters of these quantum clock models are derived by use of the precision limit of an atomic clock. | 標準量子力学の拡張として、ユニタリー発展演算子に現れるニュートン時間パラメータを「量子時計」が示す時間に置き換えることが提案される。 量子時計は、以下の特性によって定義される。 (a) 時計が示す時間は非減少である、(b) 時計はランダムな目盛りサイズでランダムに刻む、(c) 平均的に時計はニュートン時間を示す。 任意の量子時計モデルに関連付けられた密度行列の発展方程式における主項は、フォン・ノイマン方程式を与えることを示す。 フォン・ノイマン方程式の修正は、目盛りサイズがガンマ分布に従うパラメトリックな例の族を用いて詳細に検討される。 フォン・ノイマン方程式の主項補正は、ハミルトニアンによって生成されるリンドブラッド方程式によって与えられるが、フォン・ノイマン方程式とリンドブラッド方程式を一般化する高次の項が存在する。 これらの量子時計モデルのパラメータの下限は、原子時計の精度限界を用いて導出される。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Proto-neutron stars (PNSs) are the hot, lepton-rich remnants of the core collapse supernovae, which go through a cooling phase and become cold, stable Neutron stars (NSs). Since PNSs are also superdense objects with strong gravitational fields, we can use them to probe general relativity (GR) in the high-curvature regime, similar to NSs. In this study, we analyze the macroscopic properties like mass, radius, compactness, tidal deformability, $f$-mode oscillations and gravitational binding energy of PNSs using four different relativistic mean-field (RMF) equations of state (EOSs) with fixed entropy per baryon ($S$ =1, 2) and varying the lepton fractions ($Y_l$). The variation of $S$ and $Y_l$ has a noticeable effect on these properties. Extending our study beyond GR, we explore these effects within the framework of Energy-Momentum Squared Gravity (EMSG). This modified gravity theory adds the squared energy-momentum terms to the field equations with a free parameter $α$. In the weak-field regimes, EMSG remains indistinguishable from GR, but in the strong-field regimes, such as PNSs or NSs, it shows measurable deviations. Varying the free parameter $α$, we observe significant changes in the macroscopic properties of the PNSs. After that, we focus on the universal relations of the macroscopic properties and the correlations of the universal relations. We find that, despite significant changes in the macroscopic properties induced by the variations of $S$, $Y_l$ and $α$, the correlations remain strong and nearly unaffected. | 原始中性子星（PNS）は、コア崩壊型超新星爆発の高温でレプトンに富む残骸であり、冷却期を経て冷たく安定した中性子星（NS）となる。 PNSもまた強い重力場を持つ超高密度天体であるため、NSと同様に高曲率領域における一般相対性理論（GR）の探究に利用できる。 本研究では、4つの異なる相対論的平均場（RMF）状態方程式（EOS）を用いて、重粒子あたりのエントロピーを固定し（$S$ =1, 2）、レプトン比（$Y_l$）を変化させ、PNSの質量、半径、コンパクト性、潮汐変形能、$f$モード振動、重力結合エネルギーといった巨視的特性を解析する。 $S$と$Y_l$の変化は、これらの特性に顕著な影響を及ぼす。 我々は一般相対性理論を超えて研究を拡張し、エネルギー運動量二乗重力理論（EMSG）の枠組みの中でこれらの効果を探求する。 この修正された重力理論は、自由パラメータ$α$を持つ場の方程式にエネルギー運動量の二乗項を追加する。 弱場領域ではEMSGは一般相対性理論と区別がつかないが、PNSやNSなどの強場領域では測定可能な偏差を示す。 自由パラメータ$α$を変化させると、PNSの巨視的特性に大きな変化が見られる。 その後、巨視的特性の普遍的関係と、普遍的関係の相関関係に焦点を当てる。 $S$、$Y_l$、$α$の変化によって引き起こされる巨視的特性の大きな変化にもかかわらず、相関関係は強く、ほとんど影響を受けないことがわかった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study shear fluctuations in non-relativistic holographic systems coupled to torsional Newton-Cartan geometry, using asymptotically Lifshitz spacetimes in Einstein-Maxwell-dilaton gravity. We identify a universal subdiffusive shear mode characterized by the quartic dispersion relation $ω=-iD_4 k^4$, in sharp contrast to the conventional hydrodynamic diffusion. We derive this result analytically through a systematic higher-order matched asymptotic expansion connecting near-horizon and far-region solutions, and we verify it with direct numerical quasinormal mode calculations. Our numerics demonstrate that the first non-hydrodynamic mode is purely imaginary and gapped, following the dispersion relation $ω=-iω_0-i D k^2$, and that both the hydrodynamic and the first non-hydrodynamic modes pass through pole-skipping points. These results highlight Lifshitz holography as an efficient framework for anomalous transport in strongly coupled non-relativistic quantum matter. | 我々は、アインシュタイン-マクスウェル-ディラトン重力における漸近的リフシッツ時空を用いて、ねじれニュートン-カルタン幾何学と結合した非相対論的ホログラフィック系におけるシア揺らぎを研究する。 従来の流体拡散とは対照的に、4次の分散関係$ω=-iD_4 k^4$で特徴付けられる普遍的なサブ拡散シアモードを特定する。 我々は、近地平線解と遠地平線解を繋ぐ系統的な高次整合漸近展開を通してこの結果を解析的に導出し、直接数値擬正規モード計算によって検証する。 数値計算により、最初の非流体力学的モードは純虚数でギャップがあり、分散関係$ω=-iω_0-i D k^2$に従うこと、そして流体力学的モードと最初の非流体力学的モードの両方が極飛び点を通過することが示される。 これらの結果は、リフシッツホログラフィーが、強く結合した非相対論的量子物質における異常輸送の効率的な枠組みであることを強調しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study the properties of the principal symbol of the 3+1 equations of motion in Teleparallel Equivalent of General Relativity (TEGR) and assess the conditions for hyperbolicity. We use the Hamiltonian formulation based on the vectorial, antisymmetric, symmetric trace-free, and trace (VAST) decomposition of the canonical variables in the Hamiltonian formalism, and the Hamilton's equations previously presented in the literature. We study the system of differential equations at the linear level, and show that the principal symbol has a sector with imaginary eigenvalues, which renders the system not hyperbolic. This situation persists by taking spatial derivatives in either one or three coordinate directions, and it should be interpreted as a problem of the specific gauge choice instead of a general problem with TEGR. The first practical use of Hamilton's equations in this work can be extended for proving well-posedness in spherical symmetry, and establish numerical relativity setups in TEGR. | 一般相対論のテレパラレル等価（TEGR）における3+1運動方程式の主記号の性質を研究し、双曲性を得るための条件を評価する。 ハミルトニアン形式における正準変数のベクトル分解、反対称分解、対称トレースフリー分解、トレース分解（VAST）に基づくハミルトニアン定式化と、文献で既に提示されているハミルトン方程式を用いる。 線形レベルで微分方程式系を研究し、主記号が虚数固有値を持つセクターを持ち、それによって系が双曲的でなくなることを示す。 この状況は、1つまたは3つの座標方向で空間微分を取った場合でも変わりなく、TEGRの一般的な問題ではなく、特定のゲージ選択の問題として解釈されるべきである。 本研究におけるハミルトン方程式の最初の実用的使用は、球対称性における適切性の証明に拡張することができ、TEGRにおける数値相対論の設定を確立する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| This paper investigates the quantization of the Schwarzschild--de Sitter (SdS) black hole (BH) using the Misner--Sharp--Hernandez (MSH) mass as the internal energy in a reduced phase space framework. After introducing the canonical variables of the reduced phase space, we derive a discrete spectrum for the surface areas of the BH event horizon (EH) as well as MSH masses. We utilized the MSH mass spectrum to obtain the entropy of the BH. The entropy of the BH and cosmic EHs reveals a logarithmic correction to the Bekenstein--Hawking term. Our results support the robustness of the logarithmic form of quantum corrections in SdS thermodynamics. | 本論文では、縮約位相空間の枠組みにおいて、ミスナー・シャープ・エルナンデス（MSH）質量を内部エネルギーとして用い、シュワルツシルト・ド・ジッター（SdS）ブラックホール（BH）の量子化を考察する。 縮約位相空間の正準変数を導入した後、BH事象の地平線（EH）の表面積とMSH質量の離散スペクトルを導出する。 MSH質量スペクトルを用いて、BHのエントロピーを求めた。 BHと宇宙EHのエントロピーは、ベッケンシュタイン・ホーキング項に対する対数補正を示している。 本研究の結果は、SdS熱力学における量子補正の対数形式の堅牢性を支持するものである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The short-duration gravitational-wave (GW) event GW231123 has inferred component masses in the pair-instability mass gap and exhibits a burst-like morphology with no clearly inspiral, making it an interesting target for tests beyond the standard binary black hole (BBH) interpretation. In this work, motivated by its phenomenological similarity to GW190521, we test whether GW231123 is compatible with a wormhole-echo scenario by modeling a leading echo pulse with a well-motivated phenomenological sine-Gaussian wavepacket. We perform Bayesian model comparison against a BBH baseline described by the IMRPhenomXPHM-SpinTaylor waveform, and obtain the Bayes factor ratio $\ln B^{\rm Echo}_{\rm BBH} = 1.87$, corresponding to weak-to-moderate support for the echo hypothesis. In our previous analysis for GW190521 within the same overall framework, we found $\ln B^{\rm Echo}_{\rm BBH} \approx -2.9$, implying a shift of $Δ\ln B \approx 4.8$ between the two events. This sign change indicates that GW231123 is more compatible with a single-pulse echo description than GW190521. | 短時間重力波（GW）イベントGW231123は、対不安定性質量ギャップ内に推定される成分質量を持ち、明確なインスパイラルを示さないバースト状の形態を示すため、標準的な連星ブラックホール（BBH）解釈を超えた検証の興味深いターゲットとなっている。 本研究では、GW190521との現象論的類似性に基づき、十分に根拠のある現象論的正弦ガウス波束を持つリーディングエコーパルスをモデル化することにより、GW231123がワームホールエコーシナリオと両立するかどうかを検証する。 IMRPhenomXPHM-SpinTaylor波形で記述されるBBHベースラインに対してベイズモデル比較を行い、ベイズ因子比$\ln B^{\rm Echo}_{\rm BBH} = 1.87$を得た。 これはエコー仮説の弱～中程度の支持に相当する。 同じ全体的な枠組みの中でGW190521について行った前回の解析では、$\ln B^{\rm Echo}_{\rm BBH} \approx -2.9$ という値が得られ、これは2つのイベント間のシフトが$Δ\ln B \approx 4.8$ であることを示唆しています。 この符号の変化は、GW231123がGW190521よりも単一パルスエコーの記述とより整合していることを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this note, we show that the conical solution-operator method of Mao-Tao in [Localized initial data for Einstein equations] applies to a simple construction of vacuum asymptotically flat initial data at minimal and borderline decay thresholds, corresponding to the global and exterior stability of Minkowski spacetime proved by the first named author in [Global stability of Minkowski spacetime with minimal decay] and [Exterior stability of Minkowski spacetime with borderline decay]. | このノートでは、[アインシュタイン方程式の局所的初期データ] における Mao-Tao の円錐解演算子法が、最小および境界崩壊閾値における真空漸近平坦初期データの単純な構成に適用できることを示します。 これは、[最小崩壊を伴うミンコフスキー時空の全体的安定性] および [境界崩壊を伴うミンコフスキー時空の外部安定性] で第一著者によって証明されたミンコフスキー時空の全体的安定性と外部安定性に対応します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Current observations indicate that an inverse exponential form of the inflaton potential provides an excellent description of single-field inflation. This potential fits the SPA$+$BK$+$DESI data sets well with in the $1σ$ bound in the $n_{\rm s}$-$r$ plane, thereby offering a simple and observationally viable single field inflationary scenario. To describe post-inflationary evolution and reheating, we extend the inverse exponential potential by adding a steep exponential term that remains negligible during inflation but becomes important afterwards. The resulting full potential develops a minimum after the end of inflation, leading to oscillations of the scalar field and consequently reheating of the Universe. We find that the maximum reheating temperature attainable in this scenario is of order $10^{13}\,\mathrm{GeV}$. The inverse exponential potential therefore emerges as a compelling candidate for early-Universe inflation, combining theoretical simplicity with robust observational viability. | 現在の観測結果から、インフレーションポテンシャルの逆指数形が単一場インフレーションを非常によく記述することが示されている。 このポテンシャルは、SPA$+$BK$+$DESIデータセットに$n_{\rm s}$-$r$平面における$1σ$境界内でよく適合し、単純かつ観測的に実現可能な単一場インフレーションシナリオを提供する。 インフレーション後の進化と再加熱を記述するために、我々は逆指数ポテンシャルを拡張し、インフレーション中には無視できるものの、その後重要になる急峻な指数項を追加した。 結果として得られる完全なポテンシャルは、インフレーション終了後に最小値を形成し、スカラー場の振動を引き起こし、結果として宇宙の再加熱を引き起こす。 このシナリオで達成可能な最大再加熱温度は$10^{13}\,\mathrm{GeV}$のオーダーであることがわかった。 したがって、逆指数ポテンシャルは、理論的な単純さと観測的な実現可能性を兼ね備え、初期宇宙インフレーションの有力な候補として浮上する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The direct detection of gravitational waves (GWs) by LIGO has strikingly confirmed general relativity (GR), but testing GR via GWs requires estimating parameterized post-Einsteinian (ppE) deviation parameters in waveform models. Traditional Bayesian inference methods like Markov chain Monte Carlo (MCMC) provide reliable estimates but suffer from prohibitive computational costs, failing to meet the real-time demands and surging data volume of future GW detectors. Here, we propose a factorized neural posterior estimation framework: we construct independent normalizing flow models for each of the nine ppE deviation parameters and effectively integrate prior information from other source parameters via a conditional embedding network. Leveraging a hybrid neural network with a convolutional neural network and a Residual Neural Network for feature extraction, our method performs rapid and statistically reliable posterior inference directly from binary black hole signals. Compared to conventional MCMC, our approach achieves millisecond-scale inference time with a speedup factor of $9 \times 10^4$. Comprehensive validations show that the posterior estimates pass the Kolmogorov-Smirnov test and achieve empirical coverage probabilities close to theoretical targets. This work demonstrates the great potential of deep learning for GW parameter estimation and provides a viable technical solution for real-time GR tests with next-generation detectors. | LIGO による重力波 (GW) の直接検出は一般相対性理論 (GR) を顕著に裏付けましたが、重力波を介して一般相対性理論をテストするには、波形モデルでパラメーター化されたポストアインシュタイン (ppE) 偏差パラメーターを推定する必要があります。 マルコフ連鎖モンテカルロ (MCMC) などの従来のベイズ推論法は信頼性の高い推定値を提供しますが、計算コストが法外に高く、将来の重力検出器のリアルタイム要求と急増するデータ量に対応できません。 ここでは、因数分解ニューラル事後推定フレームワークを提案します。 9 つの ppE 偏差パラメーターのそれぞれに対して独立した正規化フロー モデルを構築し、条件付き埋め込みネットワークを介して他のソース パラメーターからの事前情報を効果的に統合します。 畳み込みニューラル ネットワークと残差ニューラル ネットワークを組み合わせたハイブリッド ニューラル ネットワークを特徴抽出に活用することで、バイナリ ブラックホール信号から直接、迅速かつ統計的に信頼性の高い事後推論を実行します。 従来のMCMCと比較して、本手法はミリ秒単位の推論時間を実現し、速度は$9 \times 10^4$倍向上しました。 包括的な検証により、事後推定値はコルモゴロフ-スミルノフ検定に合格し、理論目標に近い経験的被覆確率を達成することが示されました。 本研究は、重力場パラメータ推定におけるディープラーニングの大きな可能性を示し、次世代検出器を用いたリアルタイムGR検定のための実用的な技術的ソリューションを提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The 21 cm signal from neutral hydrogen atom is almost the only way to directly probe the Dark Ages. The Dark Ages 21 cm signal, observed at frequencies below 50 MHz, can serve as a powerful probe of cosmology, as the standard cosmological model predicts a well-defined 21 cm spectral shape. In this work, we assess the detectability and model-selection power of 21 cm observations assuming physically motivated foregrounds, optimistic error levels, and several observing strategies for the signals predicted in various cosmological models. Using a Bayesian evidence-based comparison, we find that wide-band observations covering 1-50 MHz can identify the evidence of non-zero 21 cm signals from models considered in this paper except the one with a smooth spectrum that peaks at lower frequencies. In particular, observations below 15 MHz are essential to avoid degeneracies with the foreground. Furthermore, even with observations measured at 5 MHz intervals over the frequency range 1-50 MHz, the 21 cm signal can be identified if the errors are sufficiently small. This indicates that the intrinsic 21 cm spectral shape can be captured without foreground degeneracy even with a limited number of frequency channels. | 中性水素原子からの21cm信号は、暗黒時代を直接探るほぼ唯一の方法です。 50MHz以下の周波数で観測される暗黒時代の21cm信号は、標準的な宇宙論モデルが明確に定義された21cmスペクトル形状を予測するため、宇宙論の強力なプローブとして機能します。 本研究では、物理的に動機付けられた前景、楽観的な誤差レベル、および様々な宇宙論モデルで予測される信号に対する複数の観測戦略を仮定し、21cm観測の検出可能性とモデル選択力を評価します。 ベイズ統計に基づく証拠に基づく比較を用いて、1～50MHzをカバーする広帯域観測により、本論文で検討したモデルからの非ゼロ21cm信号の証拠を特定できることが分かりました。 ただし、低周波数でピークを迎える滑らかなスペクトルを持つモデルは例外です。 特に、前景との縮退を避けるためには、15MHz以下の観測が不可欠です。 さらに、1～50MHzの周波数範囲で5MHz間隔で観測を行った場合でも、誤差が十分に小さければ21cmの信号を識別できます。 これは、限られた周波数チャンネル数であっても、21cmのスペクトル形状をフォアグラウンドの縮退なしに捉えることができることを示しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| According to the island formula, information in the code subspace defined in the black hole interior is embedded in the Hawking radiation after the Page time. At first sight, this embedding suggests that operations acting on the Hawking radiation could modify the information in the code subspace, potentially leading to an apparent violation of causality. Indeed, in previous studies based on the PSSY model, which incorporates only the topological degrees of freedom of gravity, it was shown that when the error is sufficiently large, a violation of causality can arise, as indicated by a nonvanishing mutual information. In this paper, we investigate the situation in which dynamical gravity also acts on the Hawking radiation. In this case, operations on the Hawking radiation induce nontrivial backreaction on the bulk spacetime appearing in the gravitational path integral for the mutual information -- an effect that is absent when the Hawking radiation is non-gravitating. We find that this backreaction renders the relevant mutual information vanishing. This result implies that, in theories with dynamical gravity, the apparent violation of causality is resolved. | 島公式によれば、ブラックホール内部に定義されたコード部分空間の情報は、ページ時間後のホーキング放射に埋め込まれる。 一見すると、この埋め込みは、ホーキング放射に作用する操作がコード部分空間の情報を変化させ、潜在的に因果律の明らかな破れにつながる可能性があることを示唆している。 実際、重力の位相的自由度のみを組み込んだPSSYモデルに基づく先行研究では、誤差が十分に大きい場合、相互情報量がゼロにならないことで示されるように、因果律の破れが生じ得ることが示された。 本論文では、動的重力がホーキング放射にも作用する状況を調査する。 この場合、ホーキング放射への操作は、相互情報量の重力経路積分に現れるバルク時空への非自明な反作用を引き起こす。 これは、ホーキング放射が非重力の場合には存在しない効果である。 この反作用によって、関連する相互情報量が消滅することがわかった。 この結果は、動的重力理論では因果律の明らかな違反が解決されることを意味します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We uncover the physical nature of the electric and magnetic monopoles discovered by McGuire and Ruffini on Misner strings accompanying charged nutty black holes, showing that these strings carry singular, nonuniform flows of electric and magnetic fields. These fields inevitably have nonzero divergence, thereby simulating the effective electric and magnetic charge densities along the strings. The latter create a complex short-range electromagnetic hair zone around the horizon, making the combined Misner-Dirac strings classically observable. Typical features of this new type of hair are presented. We also note that rotation can act as a hair generator even in the absence of NUT. | 我々は、荷電ナッツブラックホールに伴うミスナー弦においてマグワイアとルフィニが発見した電気・磁気モノポールの物理的性質を明らかにし、これらの弦が特異で不均一な電場・磁場の流れを運ぶことを示す。 これらの場は必然的に非ゼロの発散を持ち、それによって弦に沿った有効電場・磁気電荷密度をシミュレートする。 後者は地平線の周囲に複雑な短距離電磁気ヘアゾーンを形成し、複合ミスナー・ディラック弦を古典的に観測可能にする。 この新しいタイプのヘアの典型的な特徴を示す。 また、ナッツブラックホールがない場合でも、回転がヘアジェネレーターとして機能する可能性があることも指摘する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Motivated by bulk replica wormholes, we study the boundary effective theory that describes the near-horizon fluctuations of a near-extremal Reissner-Nordström black hole. This theory consists of a Schwarzian mode and a $U(1)$ phase mode. We compute the partition function of this boundary theory on replica geometries, from which the entropy is derived. Our analysis reveals a rich phase structure, in which the dominance of connected or disconnected replica configurations leads to a phase transition controlled by the temperature and the coupling constants $C$, $K$, and $\mathcal{E}$ of the 1d effective theory. | バルクレプリカワームホールに着目し、近極限ライスナー・ノルドストロームブラックホールの近地平線揺らぎを記述する境界有効理論を研究する。 この理論はシュワルツモードと$U(1)$位相モードから構成される。 この境界理論のレプリカ幾何学上の分配関数を計算し、そこからエントロピーを導出する。 解析の結果、接続されたレプリカ配置または非接続のレプリカ配置が優勢となることで、温度と1次元有効理論の結合定数$C$、$K$、$\mathcal{E}$によって制御される相転移が生じるという、豊かな相構造が明らかになった。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We construct higher-dimensional traversable wormholes in quasi-topological gravity (QTG) supported by a phantom scalar field. Using a static, spherically symmetric ansatz, we numerically analyze how quasi-topological gravity corrections affect the geometry and physical properties of the wormhole solutions. The resulting wormhole solutions are symmetric about the throat. Negative mass can arise for certain choices of parameters. For certain parameter ranges, the scalar charge $\mathcal{D}$ of the phantom field rapidly decreases with increasing the higher-curvature coupling parameter $α$ and approaches zero. Moreover, by changing $α$, the overall level of the Kretschmann scalar is also lowered. Finally, for sufficiently large $α$, $-g_{tt}$ becomes close to zero near the throat, exhibiting a ``horizon''-like structure. | 我々は、ファントムスカラー場によって支えられた、準位相重力（QTG）における高次元の通過可能なワームホールを構築する。 静的で球対称な仮説を用いて、準位相重力補正がワームホール解の形状と物理的特性にどのような影響を与えるかを数値的に解析する。 得られたワームホール解は、スロートを中心として対称となる。 パラメータの選択によっては、負の質量が生じる可能性がある。 特定のパラメータ範囲では、ファントム場のスカラー電荷$\mathcal{D}$は、高曲率結合パラメータ$α$の増加とともに急速に減少し、ゼロに近づく。 さらに、$α$を変化させることで、クレッチマンスカラーの全体的レベルも低下する。 最終的に、十分に大きな$α$の場合、$-g_{tt}$はスロート付近でゼロに近づき、「地平線」のような構造を示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the effects of Hawking radiation on quantum steering and steering asymmetry in a tripartite system embedded in Schwarzschild spacetime. All tripartite steering types were classified,comprising three "1 to 2" and three "2 to 1" steering cases. Through a systematic analysis of all physically relevant scenarios (including accessible and inaccessible modes), we classify three canonical scenarios with one, two and three physically accessible modes. In the scenario of three physically accessible modes, Hawking radiation disrupts quantum steering, with the maximum steering asymmetry during the two-way steering to one-way steering transition precisely demarcating the phase boundary between these regimes. For two physically accessible modes, Hawking radiation exhibits dual behavior: enhancing the steering from Alice and Bob to anti-Charlie under certain parameters while suppressing it under others, while net strengthening other steering types. When considering one physically accessible mode, the Hawking effect of the black hole significantly enhances quantum steering. These findings provide new insights into quantum correlations in curved spacetime and establish observable signatures of Hawking effects in quantum steering phenomena. | シュワルツシルト時空に埋め込まれた三者系におけるホーキング放射が量子ステアリングとステアリング非対称性に及ぼす影響を調査する。 三者系ステアリングの全てのタイプを分類し、「1対2」ステアリングケース3つと「2対1」ステアリングケース3つとした。 物理的に関連性のある全てのシナリオ（アクセス可能なモードとアクセス不可能なモードを含む）を体系的に解析することにより、物理的にアクセス可能なモードが1つ、2つ、3つである3つの標準的なシナリオを分類した。 物理的にアクセス可能なモードが3つのシナリオでは、ホーキング放射は量子ステアリングを阻害し、双方向ステアリングから一方向ステアリングへの遷移時に最大となるステアリング非対称性は、これらの領域間の位相境界を明確に区切る。 物理的にアクセス可能なモードが2つある場合、ホーキング放射は二重の挙動を示す。 すなわち、特定のパラメータ下ではアリスとボブから反チャーリーへのステアリングを増強する一方で、他のパラメータ下ではステアリングを抑制し、他のステアリングタイプでは正味で増強する。 物理的にアクセス可能なモードの1つを考えると、ブラックホールのホーキング効果は量子ステアリングを著しく増強する。 これらの発見は、曲がった時空における量子相関に関する新たな洞察を提供し、量子操縦現象におけるホーキング効果の観測可能な特徴を確立します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In quantum field theory, the algebraic existence of a field does not guarantee the existence of a corresponding localized asymptotic particle state. This distinction is well established in the presence of infrared effects, long-range correlations, and environmental interactions, and becomes particularly relevant in supersymmetric theories, where fermionic and bosonic degrees of freedom are constrained at the algebraic level but need not share identical asymptotic behavior. In this work we introduce a minimal and predynamical localization criterion that distinguishes algebraically allowed degrees of freedom from those capable of forming stable, phasecoherent asymptotic states. The criterion is formulated in terms of long-time stability under slow structural fluctuations of an effective background, without modifying the underlying field equations or introducing new physical interactions. We show that fermionic and scalar fields respond qualitatively differently to such structural effects. While fermionic modes may retain asymptotic stability, scalar modes generically exhibit decoherence and damping, preventing their interpretation as localized one-particle states. This provides a conservative and model-independent perspective on how supersymmetric algebraic structures may coexist with an asymmetric observable particle spectrum. The analysis is intentionally non-constructive and does not rely on specific supersymmetrybreaking mechanisms, cosmological assumptions, or new dynamical ingredients. Rather, it clarifies localization as an independent structural requirement for particle existence within standard quantum field theory. | 量子場の理論において、場の代数的存在は、対応する局在漸近的粒子状態の存在を保証するものではない。 この区別は、赤外効果、長距離相関、環境相互作用の存在下では十分に確立されており、特に超対称理論において重要となる。 超対称理論では、フェルミオン自由度とボソン自由度は代数レベルで制約されるものの、同一の漸近的挙動を共有する必要はない。 本研究では、代数的に許容される自由度と、安定かつ位相コヒーレントな漸近的状態を形成可能な自由度を区別する、最小かつ前力学的局在基準を導入する。 この基準は、基礎となる場の方程式を修正したり、新たな物理的相互作用を導入したりすることなく、有効背景の緩やかな構造変動下における長時間安定性という観点から定式化される。 フェルミオン場とスカラー場は、このような構造効果に対して質的に異なる応答を示す。 フェルミオンモードは漸近安定性を維持する可能性がある一方、スカラーモードは一般的にデコヒーレンスと減衰を示すため、局在した一粒子状態として解釈することができない。 これは、超対称代数構造が非対称な観測可能な粒子スペクトルとどのように共存するかについて、モデルに依存しない保守的な視点を提供する。 本解析は意図的に非構成的であり、特定の超対称性の破れのメカニズム、宇宙論的仮定、あるいは新たな力学的な要素に依存しない。 むしろ、標準的な量子場の理論において、局在が粒子の存在に対する独立した構造的要件であることを明らかにする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The standard $δN$ formalism, a cornerstone for calculating nonlinear curvature perturbations on super-Hubble scales, relies on the separate universe assumption, in which spatial gradients are neglected. However, this approximation breaks down in scenarios critical for primordial black hole formation, such as transitions to an ultra-slow-roll phase, where gradient interactions induce significant non-conservation of the comoving curvature perturbation. In this Letter, we introduce a framework that incorporates gradient corrections into the $δN$ formalism at a desired order by adding an effective source term to the background Klein--Gordon equation. This approach allows for a nonlinear treatment of curvature perturbations at the end of inflation considering initial conditions at the time of horizon exit. By computing the equilateral non-Gaussianity parameter $f_{\mathrm{NL}}^{\mathrm{eq}}$, we demonstrate that our method captures essential features missed by the standard $δN$, offering a simple yet rigorous pathway to determine nonlinear evolution expected from cosmological perturbation theory. | スーパーハッブルスケールにおける非線形曲率摂動を計算するための礎石である標準的な$δN$形式は、空間勾配を無視する分離宇宙仮定に基づいている。 しかし、この近似は、原始ブラックホール形成に重要なシナリオ、例えば超低速回転相への移行などでは破綻する。 この相転移では、勾配相互作用によって共動曲率摂動の大きな非保存性が誘導される。 本稿では、背景クライン・ゴードン方程式に有効ソース項を追加することで、$δN$形式に所望のオーダーで勾配補正を組み込む枠組みを紹介する。 このアプローチにより、地平線脱出時の初期条件を考慮しながら、インフレーション終結時の曲率摂動を非線形に扱うことができる。 正三角形の非ガウス性パラメータ $f_{\mathrm{NL}}^{\mathrm{eq}}$ を計算することにより、私たちの方法が標準的な $δN$ では見逃されていた重要な特徴を捉え、宇宙摂動論から予想される非線形進化を決定するためのシンプルだが厳密な方法を提供していることを実証します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Strong theoretical arguments suggest that a breakdown of Lorentz Invariance could arise under some very particular conditions. From an experimental point of view, it is important to test the Local Lorentz Invariance with ever greater precision and in all contexts, regardless of the theoretical motivation for the possible violation. In this paper we discuss some aspects of the gravitational sector. Tests of Lorentz Invariance in the context of gravity are difficult and rare in the literature. Possible violations could arise from quantum physics applied to gravity or the presence of vector and tensor fields mediating the gravitational interaction together with the metric tensor of General Relativity. We present our results in the latter case. We analyzed the orbit of the LAGEOS and LAGEOS II satellites over a period of almost three decades. The effects of the possible preferred frame represented by the cosmic microwave background radiation on the mean argument of latitude of the satellites orbit were considered. These effects would manifest themselves mainly through the post-Newtonian parameter $α_1$, a parameter that has a null value in General Relativity. We constrain this parameterized post-Newtonian parameter down to the level of $α_1 \le 2\times10^{-5}$, improving a previous limit obtained through the Lunar Laser Ranging technique. | 強力な理論的議論から、ローレンツ不変性の破れは、ある極めて特殊な条件下で起こり得ることが示唆されている。 実験の観点からは、破れが生じる理論的動機にかかわらず、局所ローレンツ不変性をこれまで以上に高い精度で、あらゆる状況においてテストすることが重要である。 本稿では、重力セクターのいくつかの側面について議論する。 重力の文脈におけるローレンツ不変性のテストは困難であり、文献でも稀である。 破れが生じる可能性は、重力に適用される量子物理学、または一般相対性理論の計量テンソルと共に重力相互作用を媒介するベクトル場とテンソル場の存在から生じる可能性がある。 本稿では後者の場合の結果を示す。 我々は、ほぼ 30 年にわたって LAGEOS 衛星と LAGEOS II 衛星の軌道を分析した。 宇宙マイクロ波背景放射によって表される可能性のある優先フレームが、衛星軌道の平均緯度引数に与える影響を検討した。 これらの効果は、主にポストニュートン力学パラメータ$α_1$を通じて現れると考えられます。 このパラメータは、一般相対性理論ではゼロ値を持ちます。 私たちは、このパラメータ化されたポストニュートン力学パラメータを$α_1 \le 2\times10^{-5}$のレベルまで制限し、月レーザー測距技術によって得られた以前の限界値を改善しました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Planet Nine hypothesis encompasses a body of about 5-8 Earth's masses whose orbital plane would be inclined to the ecliptic by one or two tens of degrees and whose perihelion distance would be as large as about 240-385 astronomical units. Recently, a couple of his epigones have appeared: Planet X and Planet Y. The former is a sort of minor version of Planet Nine in that all its physical and orbital parameters would be smaller. Instead, the latter would have a mass ranging from that of Mercury to the Earth's one and semimajor axis within 100-200 astronomical units. By using realistic upper bounds for the orbital precessions of Saturn, one can get insights on their position which, for Planet Nine, appears approximately confined around its aphelion. Planet Y can be just a Mercury-sized object at no less than about 125 astronomical units, while Planet X appears to be ruled out. Dedicated data reductions by modeling such perturber(s) are required to check the present conclusions, to be intended as hints of what might be detectable should planetary ephemerides include them. A probe on the same route of Voyager 1 would be perturbed by Planet Nine by about 20-40 km after some decades. | 第9惑星仮説は、地球の5～8倍程度の質量を持つ天体で、その軌道面は黄道に対して数十度から20度傾いており、近日点距離は約240～385天文単位とされています。 最近、この仮説に類似する天体として、惑星Xと惑星Yが発見されました。 前者は、すべての物理的パラメータと軌道パラメータが第9惑星よりも小さいという点で、いわば小型版と言えるでしょう。 一方、後者の質量は、水星質量から地球の長半径1と半径100～200天文単位の範囲内にあるとされています。 土星の公転歳差運動の現実的な上限値を用いることで、その位置に関する知見を得ることができます。 第9惑星の場合、遠日点付近にほぼ限定されているように見えます。 惑星Yは、少なくとも約125天文単位の水星サイズの天体である可能性があり、惑星Xは除外されているようです。 こうした摂動要因をモデル化してデータを削減することで、本結論を検証する必要がある。 これは、惑星暦に摂動要因が含まれている場合に何が検出されるかのヒントとなることを意図している。 ボイジャー1号と同じ経路を進む探査機は、数十年後には惑星9号によって約20～40kmの摂動を受けるだろう。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this paper, the quantum corrections to the kinematics of geometry, specifically geodesics, are presented. This is done by employing the path integral over the geodesics. Interestingly, the geodesics do not see any modifications in this framework. However for the distances, it is demonstrated that these quantum corrections exhibit distinct behaviors for time-like, light-like, and space-like geodesics. For time-like geodesics, the maximum correction is the Planck length, which disappears when the classical separation vanishes. The light-like geodesics do not exhibit quantum corrections, meaning that the causal light cone remains the same in both classical and quantum frameworks under certain conditions. The quantum corrections for space-like geodesics impose a minimum on space-like separation, potentially playing a role in removing singularities by preventing null congruences from being closer than the Planck length. This framework also explores the correspondence between space-like/time-like geodesics and quantum/statistical physics. | 本論文では、幾何学の運動学、特に測地線に対する量子補正を提示する。 これは、測地線上の経路積分を用いることで行われる。 興味深いことに、この枠組みでは測地線には何の変化も見られない。 しかし、距離に関しては、これらの量子補正が時間的、光的、空間的測地線に対して異なる挙動を示すことが示される。 時間的測地線の場合、最大の補正はプランク長であり、これは古典的な分離が消失すると消滅する。 光的測地線は量子補正を示さない。 つまり、因果的光円錐は、特定の条件下では古典的枠組みと量子的枠組みの両方で同じままである。 空間的測地線に対する量子補正は、空間的分離に最小値を課し、ヌル合同がプランク長よりも近くなるのを防ぐことで特異点を除去する役割を果たす可能性がある。 この枠組みは、空間的/時間的測地線と量子物理学/統計物理学との対応関係についても探求する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| As demonstrated by observations, every stellar-mass object rotates around some axis; some objects spin faster than others due to different mechanisms. Furthermore, these spinning objects are slightly deformed and are no longer perfect spheres because of hydrostatic equilibrium. The well-known Kerr solution of the Einstein Field Equations (EFE) represents the spacetime surrounding a rotating spherical gravitational source. However, real objects deviate from a perfect sphere and may be prolate or oblate. There are several solutions of the EFE that represent the spacetime of deformed objects. The Kerr--like (KL) metric represents the spacetime surrounding this kind of object, where the deformation is characterized by the mass quadrupole moment parameter $q_{\mathrm{KL}}$. When $q_{\mathrm{KL}} \neq 0$, the Carter constant no longer exists and the equations of motion (EOM) are no longer integrable; therefore, the system exhibits chaotic orbits. Another widely used solution is the Hartle--Thorne (HT) metric, which has similar characteristics and represents a slightly deformed, slowly rotating star. The HT metric has several versions, and two of them were selected to test their validity. The traditional HT version, which contains logarithmic terms, is less accurate than the version with exponential terms. Moreover, both the KL and HT metrics may be extended to include contributions due to the magnetic dipole moment of the source. The equations of motion (EOM) were computed, and these new dynamical systems display several interesting features, which are shown in their Poincar'e sections. | 観測によって実証されているように、恒星質量を持つすべての天体は何らかの軸の周りを回転しています。 いくつかの天体は、異なるメカニズムにより他の天体よりも速く回転します。 さらに、これらの回転する天体はわずかに変形しており、静水力平衡のため完全な球体ではなくなります。 よく知られているアインシュタイン場の方程式 (EFE) のカー解は、回転する球状の重力源を囲む時空を表します。 しかし、現実の天体は完全な球体から逸脱し、長球形または扁球形になることがあります。 変形した天体の時空を表す EFE の解はいくつかあります。 カー型 (KL) 計量 (KL 計量) は、この種の天体を囲む時空を表します。 この場合、変形は質量四重極モーメントパラメータ $q_{\mathrm{KL}}$ によって特徴付けられます。 $q_{\mathrm{KL}} \neq 0$ のとき、カー定数は存在しなくなり、運動方程式 (EOM) は積分できなくなります。 そのため、システムはカオス的な軌道を示します。 広く用いられているもう一つの解法はハートル・ソーン（HT）計量であり、これは同様の特性を持ち、わずかに変形した、ゆっくりと回転する恒星を表す。 HT計量には複数のバージョンがあり、そのうち2つが妥当性試験のために選択された。 対数項を含む従来のHTバージョンは、指数項を含むバージョンよりも精度が低い。 さらに、KL計量とHT計量はどちらも、源の磁気双極子モーメントによる寄与を含めるように拡張できる。 運動方程式（EOM）が計算され、これらの新しい力学系はいくつかの興味深い特徴を示し、それらはポアンカレ断面に示されている。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this study, we investigate the possible existence of static and spherically symmetric wormhole solutions within the context of the newly formulated extended $f(Q,T)$ gravity. We analyze a linear model, $f(Q,T)=αQ+ βT$, and focus on traversable wormholes. By applying the variational method, we derive modified versions of the field equations that are influenced by an anisotropic matter source for a zero redshift function. It has been observed that the violation of energy conditions is influenced by the parameters $α$ and $β$. We reach the conclusion that solutions which violate the radial and lateral null energy condition in the context of general relativity may still adhere to the energy conditions within the realm of $f(Q,T)$ gravity. To begin with, by utilizing a linear equation of state for radial pressure, we obtain a power-law shape function. Additionally, we investigate solutions defined by a variable equation of state parameter. A broad spectrum of non-exotic wormhole solutions has been identified, contingent upon the particular parameters of the model. | 本研究では、新たに定式化された拡張$f(Q,T)$重力の枠組みにおいて、静的かつ球対称なワームホール解の存在可能性を調査する。 線形モデル$f(Q,T)=αQ+ βT$を解析し、通過可能なワームホールに着目する。 変分法を適用することで、赤方偏移ゼロ関数に対する異方性物質源の影響を受ける場の方程式の修正版を導出する。 エネルギー条件の破れは、パラメータ$α$と$β$の影響を受けることが観測されている。 一般相対論の枠組みにおいて、径方向および横方向のヌルエネルギー条件に違反する解であっても、$f(Q,T)$重力の枠組みにおいてはエネルギー条件を満たす可能性があるという結論に達する。 まず、径方向圧力に関する線形状態方程式を用いることで、べき乗法則の形状関数を得る。 さらに、可変状態方程式パラメータによって定義される解を調査する。 モデルの特定のパラメータに応じて、非エキゾチックなワームホールの解の幅広いスペクトルが特定されています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We formulate the traversability of wormhole throats as a local and covariant null defocusing condition derived from the Raychaudhuri equation. Since unimodular gravity preserves the local geometric structure of spacetime, the null focusing properties of geodesic congruences are unchanged with respect to general relativity. We show that any genuinely traversable wormhole in unimodular gravity necessarily violates the null energy condition, establishing a local no--go theorem for wormholes supported by ordinary matter in this framework. | ワームホール・スロートの通過可能性を、レイショードゥリ方程式から導かれる局所的かつ共変的なヌル・デフォーカス条件として定式化する。 ユニモジュラー重力は時空の局所的な幾何学的構造を保存するため、測地線合同式のヌル・フォーカス特性は一般相対論に対して不変である。 ユニモジュラー重力において真に通過可能なワームホールは必ずヌル・エネルギー条件に違反することを示し、この枠組みにおいて通常の物質で支えられたワームホールに対する局所的な立ち入り禁止定理を確立する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate the superradiant instability of Ayón-Beato-García-de Sitter (ABG-dS) black holes under massless charged scalar perturbations using both time-domain evolutions and frequency-domain computations. We show that the instability occurs only for the spherically symmetric mode with $\ell=0$, whereas asymptotically flat ABG black holes remain stable in the massless limit, which underscores the essential role of the cosmological horizon in providing a confining boundary. We further study the dependence of the growth rate on the cosmological constant $Λ$, the scalar charge $q$, and the black hole charge $Q$, finding that it reaches a maximum at intermediate values of $Λ$ and $q$ and increases monotonically with $Q$. Compared with Reissner-Nordström-de Sitter black holes, ABG-dS black holes exhibit distinct instability characteristics due to the modified electrostatic potential induced by nonlinear electrodynamics. | 我々は、質量ゼロの荷電スカラー摂動を受けるアヨン・ベアト・ガルシア・デ・シッター（ABG-dS）ブラックホールの超放射不安定性を、時間領域発展と周波数領域計算の両方を用いて調査する。 この不安定性は球対称モード$\ell=0$でのみ発生するのに対し、漸近平坦なABGブラックホールは質量ゼロの極限でも安定であり、これは閉じ込め境界を提供する宇宙論的地平線が重要な役割を果たすことを強調する。 さらに、成長率が宇宙定数$Λ$、スカラー電荷$q$、ブラックホール電荷$Q$に依存するかどうかを調査した結果、成長率は$Λ$と$q$の中間値で最大値に達し、$Q$とともに単調に増加することが明らかになった。 ライスナー・ノルドストローム・デ・ジッター ブラックホールと比較すると、ABG-dS ブラックホールは、非線形電気力学によって誘発される修正された静電ポテンシャルにより、明確な不安定性特性を示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recent observations from the DESI Collaboration indicate a preference for quintom dark energy, i.e., its equation of state evolves across the cosmological constant boundary $w=-1$. It is well known that models with single perfect fluid or single scalar field minimally coupled to Einstein gravity develop perturbative instabilities around the crossing, thereby cannot realize the quintom scenario. In this paper, we provide a method to circumvent the instability problem of these models by introducing the coupling of dark energy to the Nieh-Yan density in teleparallel gravity. We show that with this coupling the background evolution is not affected, but the dark energy perturbation is removed from the menu of dynamical degrees of freedom, thus avoiding the intrinsic difficulties in the old models. | DESIコラボレーションによる最近の観測は、5トムダークエネルギーの優位性、すなわちその状態方程式が宇宙定数境界$w=-1$を越えて発展することを示している。 アインシュタイン重力と最小限に結合した単一の完全流体または単一のスカラー場を持つモデルは、交差付近で摂動不安定性を示し、5トムシナリオを実現できないことはよく知られている。 本論文では、テレパラレル重力におけるNieh-Yan密度とダークエネルギーの結合を導入することで、これらのモデルの不安定性問題を回避する手法を提示する。 この結合により、背景発展は影響を受けず、ダークエネルギーの摂動が動的自由度のメニューから排除され、旧来のモデルに内在する問題を回避できることを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Three decades ago, Ted Jacobson surprised us with a very appealing approach to classical gravity. According to his proposal, the gravitational field equations are the consequence of the first law of thermodynamics applied, locally, to a Rindler observer. Together with the dynamical laws of black holes, Jacobson's approach has become a very strong piece of evidence supporting the intimate connection between gravity, thermodynamics, and quantum theory. Jacobson's approach being formulated for Riemannian geometries, we have wondered what its consequences would be for non-Riemannian geometries, i.e., those that involve torsion, non metricity, or both. The results of our quest have been particularly appealing: we have found that the gravitational theory that derives from the Einstein-Hilbert action, arguably ``the simplest one'', does not belong to the pool of gravitational theories available for Nature's selection (except in the Riemannian case). In the search of a unique alternative, we have also considered the hypotheses employed in the formulation of the Lanczos-Lovelock theories of gravity. Together, the two approaches point towards the gravitational theory that derives from the Einstein-Hilbert action plus a term quadratic in the torsion vector as the one that would be selected by Nature in the non-Riemannian case without non metricity. The same strategy cannot be followed in the full non-Riemannian case as the two approaches are mutually inconsistent. | 30年前、テッド・ジェイコブソンは古典重力に対する非常に魅力的なアプローチで私たちを驚かせました。 彼の提案によれば、重力場方程式は、熱力学第一法則を局所的にリンドラー観測者に適用した結果であるとされています。 ブラックホールの力学法則と相まって、ジェイコブソンのアプローチは、重力、熱力学、そして量子論の密接な関係を裏付ける非常に強力な証拠となっています。 ジェイコブソンのアプローチはリーマン幾何学のために定式化されたため、私たちは、それが非リーマン幾何学、すなわちねじれ、非計量性、あるいはその両方を伴う幾何学にどのような結果をもたらすのか疑問に思っていました。 私たちの探求の結果は特に魅力的なものでした。 アインシュタイン-ヒルベルト作用から導かれる重力理論、つまりおそらく「最も単純なもの」は、自然の選択によって得られる重力理論のプールには属さないことを発見したのです（リーマンの場合を除く）。 唯一の代替案を模索する中で、我々はランチョス＝ラブロック重力理論の定式化に用いられた仮説も検討した。 これら二つのアプローチを合わせると、非計量性のない非リーマンケースにおいて自然が選択するであろう重力理論は、アインシュタイン＝ヒルベルト作用に捩れベクトルの二次項を加えたものから導かれる重力理論であると示唆される。 しかし、二つのアプローチは互いに矛盾するため、完全な非リーマンケースでは同じ戦略を採用することはできない。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We embed the covariant, gauge-invariant gravitational radiation criteria of Fernández-Álvarez and Senovilla, based in terms of conformal geometry and the Bel-Robinson tensor, into the hydrodynamic framework of gauge/gravity duality. This construction uncovers a direct correspondence between bulk gravitational waves and dissipative processes in the boundary theory, from which a natural notion of entropy production emerges. We further analyze a smooth flat limit in which the dual fluid becomes Carrollian, with dissipation governed by Carroll-covariant tensors. As an example, we apply our framework to the Robinson-Trautman family of solutions. | 共形幾何学とベル・ロビンソンテンソルに基づくフェルナンデス＝アルバレスとセノビリャの共変かつゲージ不変な重力放射基準を、ゲージ／重力双対性の流体力学的枠組みに組み込む。 この構築により、境界理論におけるバルク重力波と散逸過程との直接的な対応が明らかになり、そこからエントロピー生成の自然な概念が生まれる。 さらに、双対流体がキャロル流体となり、散逸がキャロル共変テンソルによって支配される滑らかで平坦な極限を解析する。 例として、この枠組みをロビンソン＝トラウトマン解族に適用する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Loops of virtual particles from the vacuum of quantum field theory (QFT) render black holes tidally deformable. We compute the static tidal response of unspinning charged black holes at arbitrary radius, using the perturbative formalism developed in 2501.18684. Since the gravitational and electromagnetic tidal responses mix, we generalize the notion of Love numbers to Love matrices. We derive the coupled equations of motion for the metric and electromagnetic fluctuations around purely electric and magnetic backgrounds. For large charged black holes, which are described by the Effective Field Theory (EFT) of gravity, we compute the full set of Love matrices induced by an arbitrary tower of $F^{2n}$ operators. We find that, although quantum corrections break electromagnetic duality, the Love matrices in electric and magnetic backgrounds are related by a $Z_2$ symmetry under electric-magnetic exchange. Going beyond EFT, we compute the Love matrices of small magnetic black holes. We show that the running of the Love matrices is governed by the running of the $U(1)$ gauge coupling, and we derive the correspondence between Love and $U(1)$ beta functions for arbitrary harmonics. The overall picture that emerges is that the QFT-induced tidal response of magnetic black holes saturates in the strong-field regime. These results imply that nearly-extremal magnetic black holes charged under an Abelian dark sector could be probed by gravitational-wave observations. | 量子場理論（QFT）の真空からの仮想粒子のループは、ブラックホールを潮汐変形可能にする。 2501.18684で開発された摂動論的形式論を用いて、任意の半径にある非回転荷電ブラックホールの静的潮汐応答を計算する。 重力と電磁気の潮汐応答が混在するため、ラブ数の概念をラブ行列に一般化する。 純粋に電気背景と磁気背景の周りの計量変動と電磁気変動の結合運動方程式を導出する。 重力の有効場理論（EFT）によって記述される大きな荷電ブラックホールについては、任意の$F^{2n}$演算子の塔によって誘導されるラブ行列の完全なセットを計算する。 量子補正は電磁双対性を破るが、電気背景と磁気背景におけるラブ行列は、電磁交換の下で$Z_2$対称性によって関連していることがわかった。 EFTを超えて、小さな磁気ブラックホールのラブ行列を計算する。 ラブ行列のランニングは$U(1)$ゲージ結合のランニングによって支配されることを示し、任意の高調波に対してラブ関数と$U(1)$ベータ関数の対応関係を導出した。 得られる全体像は、場の理論理論に誘起された磁気ブラックホールの潮汐応答が強磁場領域で飽和するというものである。 これらの結果は、アーベル暗黒セクターの下で帯電するほぼ極限状態の磁気ブラックホールが重力波観測によって探査可能であることを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We study Weyl-invariant purely gravitational theories formulated within the Einstein-Cartan framework. In the Einstein-frame description, these models are dynamically equivalent to standard general relativity coupled to an axion-like pseudoscalar degree of freedom, which naturally drives a period of cosmic inflation. Without committing to a specific microscopic mechanism for reheating, we demonstrate that the post-inflationary reheating dynamics play a crucial role in shaping the inflationary predictions. In particular, we show that assumptions about the reheating temperature and the equation-of-state parameter can significantly affect the predicted values of inflationary observables, highlighting the necessity of consistently incorporating reheating effects in the phenomenological analysis of inflationary models. | 我々は、アインシュタイン-カルタンの枠組みで定式化されたワイル不変な純粋重力理論を研究する。 アインシュタイン座標系での記述において、これらのモデルは、アクシオンのような擬スカラー自由度を結合した標準的な一般相対論と力学的に等価であり、この自由度が宇宙インフレーション期を自然に駆動する。 再加熱の特定の微視的メカニズムに固執することなく、インフレーション後の再加熱ダイナミクスがインフレーション予測の形成に重要な役割を果たすことを示す。 特に、再加熱温度と状態方程式パラメータに関する仮定がインフレーション観測量の予測値に大きな影響を与える可能性があることを示し、インフレーションモデルの現象論的解析において再加熱効果を一貫して考慮する必要があることを強調する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The Dirac-Bergmann algorithm for the Hamiltonian analysis of constrained systems is a nice and powerful tool, widely used for quantization and non-perturbative counting of degrees of freedom. However, certain aspects of its application to systems with first-class constraints are often overlooked in the literature, which is unfortunate, as a naive treatment leads to incorrect results. In particular, when transitioning from the total to the extended Hamiltonian, the physical information encoded in the constrained modes is lost unless a suitable redefinition of gauge invariant quantities is made. An example of this is electrodynamics, in which the electric field gets an additional contribution to its longitudinal component in the form of the gradient of an arbitrary Lagrange multiplier. Moreover, Dirac's conjecture, the common claim that all first-class constraints are independent generators of gauge transformations, is somewhat misleading in the standard notion of gauge symmetry used in field theories. At the level of the total Hamiltonian, the true gauge generator is a specific combination of primary and secondary first-class constraints; in general, Dirac's conjecture holds only in the case of the extended Hamiltonian. The aim of the paper is primarily pedagogical. We review these issues, providing examples and general arguments. Also, we show that the aforementioned redefinition of gauge invariants within the extended Hamiltonian approach is equivalent to a form of the Stueckelberg trick applied to variables that are second-class with respect to the primary constraints. | 制約系ハミルトニアン解析のためのディラック-ベルクマンアルゴリズムは、量子化や自由度の非摂動的な計算に広く用いられる、優れた強力なツールです。 しかしながら、第一級制約を持つ系への適用における特定の側面は、文献においてしばしば見落とされています。 これは残念なことです。 なぜなら、単純な処理では誤った結果が生じるからです。 特に、全ハミルトニアンから拡張ハミルトニアンへの移行において、ゲージ不変量を適切に再定義しない限り、制約モードに符号化された物理情報は失われます。 その一例が電気力学であり、そこでは電場は任意のラグランジュ乗数の勾配という形で、その縦成分に追加の寄与を受けます。 さらに、すべての第一級制約はゲージ変換の独立な生成元であるという一般的な主張であるディラック予想は、場の理論で用いられるゲージ対称性の標準的な概念においては、いくぶん誤解を招く可能性があります。 全ハミルトニアンのレベルでは、真のゲージ生成子は、一次および二次の第一級制約の特定の組み合わせである。 一般に、ディラック予想は拡張ハミルトニアンの場合にのみ成立する。 本論文の目的は主に教育的である。 これらの問題について、例と一般的な議論を示しながら概観する。 また、拡張ハミルトニアンのアプローチにおける前述のゲージ不変量の再定義は、一次制約に関して第二級である変数に適用されたシュテッケルベルクトリックの一種と等価であることを示す。 |