本ウェブサイトはあくまで非公式です．
研究に用いる場合には，必ず原論文を読んでください．このウェブサイトはあくまで情報収集をサポートするためのものであり，正確性を保証するものではありません．
掲載されている論文の著作権は各論文の著者にあります．
本ウェブサイトで利用しているメタデータ（タイトルやアブストラクト等）はCC0 1.0の下で利用が許可されています．
本ウェブサイトの利用によって生じたあらゆる損害について管理人は責任を負いません．
Thank you to arXiv for use of its open access interoperability. This service was not reviewed or approved by, nor does it necessarily express or reflect the policies or opinions of, arXiv.
本ウェブページの作成にはarXiv APIを使用しています.arXivのオープンアクセスな相互運用性を利用できることについて,arXivに心より感謝申し上げます.このウェブサイトはarXivによってレビューまたは承認されたものではなく，必ずしもarXivの方針または意見を表明または反映するものではありません．
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| To date, the second-order post-Newtonian (2PN) Hamiltonian has been known in closed analytic form only for systems of up to three point masses. In this paper, we present an analytic expression for the general $N$-body 2PN Hamiltonian in the ADM gauge up to a single integral term that, to our knowledge, has no known closed-form analytic solution. We show that the integrals appearing in the 2PN Hamiltonian can be evaluated numerically to machine precision, allowing for cross-validation against analytical results and enabling the full numerical computation of the $N$-body 2PN Hamiltonian. Furthermore, we demonstrate the practical feasibility of the numerical integration of the equations of motion for $N$ bodies at 2PN order using different methods and discuss several strategies for improving computational efficiency. | これまで、2次ポストニュートン（2PN）ハミルトニアンは、最大3質点の系についてのみ閉じた解析形式で知られていました。 本論文では、ADMゲージにおける一般的なN体2PNハミルトニアンの解析的表現を、我々の知る限りでは閉じた形式の解析解が知られていない単一の積分項まで提示します。 2PNハミルトニアンに現れる積分は機械精度で数値評価でき、解析結果との相互検証が可能になり、N体2PNハミルトニアンの完全な数値計算が可能になります。 さらに、様々な手法を用いてN体の2PNオーダーの運動方程式の数値積分の実際的な実現可能性を示し、計算効率を向上させるためのいくつかの戦略について議論します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We present a framework for systematic computations of scattering amplitudes for gravitational Raman scattering, -- the inelastic scattering of massless fields off compact relativistic objects. We focus on the small-frequency (post-Minkowskian, PM) regime relevant for the study of tidal effects, which can be mapped onto gravitational wave observables during the inspiraling phase of a merger. We demonstrate that this setup is ideal for systematic studies of tidal effects, in a way that is free from coordinate, gauge, and field redefinition ambiguities. We use a combination of worldline effective field theory, the background field method, and advanced scattering amplitude techniques to derive phase shifts for scattering of spin-$0,1,2$ fields off generic compact objects at third PM order. We demonstrate that the inclusion of the recoil of the object is crucial for consistency of this calculation. Focusing on a particular case of black holes, we extract the leading static and dynamical Love numbers of the spin-0 field and the static Love number of the spin-1 field in four dimensions by matching our EFT amplitudes and calculations in General Relativity. We show, fully on-shell, that the leading static Love numbers vanish identically, while the dynamical Love numbers are not zero and run logarithmically. The latter resolves the ambiguities of previous off-shell matching calculations. We also extend our results to seven dimensions, where spin-2 Love numbers undergo a renormalization group running at 2PM, which we compute explicitly. In addition, we extract the leading static Love numbers of spin-0 and spin-1 fields in five dimensions, which also run. | 我々は、重力ラマン散乱（質量ゼロの場が相対論的コンパクト天体から非弾性散乱する現象）の散乱振幅を系統的に計算するための枠組みを提示する。 潮汐効果の研究に重要な、小周波数（ポストミンコフスキー、PM）領域に焦点を当てる。 この領域は、合体のインスパイラル段階における重力波観測量にマッピングできる。 この設定は、座標、ゲージ、および場の再定義の曖昧さから解放された方法で、潮汐効果を系統的に研究するのに理想的であることを示す。 我々は、世界線有効場理論、背景場法、および高度な散乱振幅技術を組み合わせて、一般的なコンパクト天体によるスピン$0,1,2$場の3次PM散乱の位相シフトを導出する。 この計算の一貫性を保つには、天体の反跳を考慮することが重要であることを示す。 ブラックホールの特定のケースに焦点を当て、EFT振幅と一般相対性理論の計算をマッチングさせることで、4次元におけるスピン0場の静的および動的ラブ数、およびスピン1場の静的ラブ数を抽出します。 完全にオンシェルの場合、静的ラブ数は完全にゼロになるのに対し、動的ラブ数はゼロではなく対数的に変化することを示します。 後者は、これまでのオフシェルマッチング計算の曖昧さを解消します。 また、結果を7次元に拡張し、スピン2ラブ数は2PMで実行される繰り込み群を明示的に計算します。 さらに、同様に実行される5次元におけるスピン0およびスピン1場の静的ラブ数を抽出します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We compute the classical Compton amplitude for graviton interaction with a non-spinning massive body up to the third post-Minkowskian order. Our novel result utilizes the enhanced computational efficiency provided by worldline effective field theory in a non-trivial background spacetime. Physical constraints, such as infrared factorization, provide a useful cross-check of the result and we also consider its consistency with computations in black hole perturbation theory. | 非自転質量体と重力子の相互作用における古典的コンプトン振幅を、ポストミンコフスキー秩序の3次まで計算する。 この新しい結果は、非自明な背景時空における世界線有効場理論によってもたらされる計算効率の向上を利用している。 赤外線分解などの物理的制約は、この結果の有用なクロスチェックを提供し、また、ブラックホール摂動論における計算との整合性も考慮する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We present new black hole solutions to the low-energy effective action of string theory. We introduce three- and four-dimensional solutions that are rotating, asymptotically flat, and exhibit a linear dilaton vacuum. These solutions cannot be overspun, i.e., do not have an extremality condition, akin to higher-dimensional Myers-Perry black holes with one rotational angle. Studying their thermodynamics reveals that the temperature associated to these solutions does not depend on the black hole mass, similar to the Witten black hole. We also find that their asymptotic symmetry group is more stringent than the BMS group. We consider the charged generalisations for these black holes, which introduces closed timelike curves within the inner horizon. We show that these black holes can be derived from the large-$d$ limit of the Myers-Perry black hole. As such we advocate that large-$d$ can provide a useful vantage point to interpret the here introduced black holes, as well as more generally a way to generate new effective field theories and corresponding non-trivial solutions. | 弦理論の低エネルギー有効作用に対する新たなブラックホール解を提示する。 回転し、漸近平坦で、線形ディラトン真空を示す3次元および4次元解を導入する。 これらの解はオーバースピンできない、すなわち極限条件を持たない。 これは、1つの回転角を持つ高次元マイヤーズ・ペリー・ブラックホールに類似している。 これらの解の熱力学を研究すると、これらの解に関連する温度は、ウィッテン・ブラックホールと同様に、ブラックホール質量に依存しないことが明らかになる。 また、これらの漸近対称群はBMS群よりも厳密であることもわかった。 これらのブラックホールに対する荷電一般化を考察し、これは内的地平線内に閉じた時間的曲線を導入する。 これらのブラックホールは、マイヤーズ・ペリー・ブラックホールの大$d$極限から導出できることを示す。 そのため、我々は、大きな$d$が、ここで紹介したブラックホールを解釈するための有用な視点を提供できるだけでなく、より一般的には、新しい有効場の理論とそれに対応する非自明な解を生成する方法も提供できると主張します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| The detection of black hole scalar hair, a possible deviation from general relativity's "no-hair" theorem, requires sensitive probes beyond conventional methods. This study proposes chaotic dynamics as a novel indicator for scalar hair in Horndeski gravity. We investigate the motion of a spinning test particle in a static, spherically symmetric hairy black hole spacetime. Our results show that increasing scalar hair systematically suppresses orbital chaos, as evidenced by regularized precession, reduced Lyapunov exponents, and contracted Poincare sections. Furthermore, scalar hair enhances the correlation between the two gravitational wave polarization modes, restoring phase coherence. These findings demonstrate that chaotic observables and gravitational wave signatures can jointly serve as sensitive probes for black hole hair, offering a complementary approach to testing gravity in strong-field regimes. | 一般相対論の「ノーヘア」定理からの逸脱の可能性として、ブラックホールのスカラーヘアの検出には、従来の方法を超える高感度プローブが必要である。 本研究では、ホーンデスキー重力におけるスカラーヘアの新たな指標として、カオスダイナミクスを提案する。 静的で球対称なヘアリーブラックホール時空における回転するテスト粒子の運動を調査する。 結果は、スカラーヘアの増加が、正則化された歳差運動、減少したリアプノフ指数、および収縮したポアンカレ断面によって証明されるように、軌道カオスを系統的に抑制することを示している。 さらに、スカラーヘアは2つの重力波偏光モード間の相関を高め、位相コヒーレンスを回復する。 これらの知見は、カオス観測量と重力波シグネチャーが共同でブラックホールヘアの高感度プローブとして機能し、強磁場領域における重力の検証に対する補完的なアプローチを提供することを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We introduce the concept of timelike entanglement entropy of Hawking radiation as a novel probe of the black hole information paradox. By analytically continuing black hole spacetimes to Euclidean signature, we define timelike correlations that reveal a sequence of timelike Page times at which the entanglement entropy equals the Bekenstein-Hawking entropy. Applying this framework to Schwarzschild, Reissner-Nordström, static higher-dimensional and braneworld solutions, four-dimensional Kerr, and higher-dimensional rotating Myers--Perry black holes, we demonstrate that timelike entanglement exhibits periodic or quasi-periodic behavior, with the recurrence times sensitive to surface gravity, charge, rotation, and spacetime dimensionality. Extremal and near-extremal black holes display effectively frozen thermal oscillations with persistent rotational modulation, reflecting their near-horizon geometries. Unlike conventional approaches based on islands or firewalls, our framework encodes information entirely in the Hawking radiation, preserving unitarity while avoiding violations of horizon smoothness. These results establish timelike entanglement as a robust and physically transparent mechanism for information recovery and provide a versatile tool for exploring quantum gravitational dynamics across a wide range of black hole spacetimes. | ブラックホール情報パラドックスの新たな探究手段として、ホーキング放射の時間的エンタングルメントエントロピーの概念を導入する。 ブラックホール時空をユークリッド的特徴に解析的に接続することで、エンタングルメントエントロピーがベッケンシュタイン-ホーキングエントロピーに等しい時間的ページ時間のシーケンスを明らかにする時間的相関を定義する。 この枠組みをシュワルツシルト、ライスナー-ノルドストローム、静的高次元およびブレーンワールド解、4次元カー、および高次元回転マイヤーズ-ペリーブラックホールに適用することで、時間的エンタングルメントが周期的または準周期的な挙動を示し、その再発時間は表面重力、電荷、回転、および時空の次元性に敏感であることを示す。 極限ブラックホールおよび近極限ブラックホールは、地平線近傍の幾何学的形状を反映して、持続的な回転変調を伴う実質的に凍結された熱振動を示す。 島やファイアウォールに基づく従来のアプローチとは異なり、私たちの枠組みは情報を完全にホーキング放射に符号化し、ユニタリー性を維持しながら地平線の滑らかさの破れを回避します。 これらの結果は、時間的エンタングルメントが情報回復のための堅牢かつ物理的に透明なメカニズムであることを確立し、ブラックホール時空の広範囲にわたる量子重力ダイナミクスを探索するための汎用的なツールを提供します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Tilt-to-length (TTL) noise induced by angular jitter of spacecraft and test masses can affect the sensitivity of space-based gravitational-wave detectors such as LISA, Taiji, and TianQin. Such angular jitter can be measured using the differential wavefront sensing technique, enabling the modeling and subtraction of TTL noise from the data. However, owing to the multiple degrees of freedom of the detector constellation, a linear TTL model requires at least 24 parameters, while a higher-fidelity quadratic model involves up to 60 coefficients, rendering parameter estimation computationally expensive. To accelerate parameter determination, we propose a modified parameter set obtained via a linear transformation of the original angular coupling coefficients, which effectively reduces correlations among TTL noise components. In addition, we perform parameter fitting using an alternative second-generation time-delay interferometry configuration, PD4L, rather than the fiducial Michelson configuration. These two improvements enhance the convergence speed of the fitting procedure by a factor of approximately 10 for the linear model and approximately 18 for the quadratic model. The proposed approach can therefore substantially improve the efficiency of TTL noise calibration in space-based gravitational-wave detectors. | 宇宙船や試験質量の角度ジッタによって引き起こされる傾斜対長さ（TTL）ノイズは、LISA、Taiji、TianQinなどの宇宙ベースの重力波検出器の感度に影響を与える可能性があります。 このような角度ジッタは、微分波面センシング技術を使用して測定でき、データからTTLノイズをモデル化して減算することができます。 しかし、検出器コンステレーションの複数の自由度のため、線形TTLモデルには少なくとも24個のパラメータが必要であり、より忠実度の高い2次モデルには最大60個の係数が含まれるため、パラメータ推定の計算コストが高くなります。 パラメータ決定を加速するために、元の角度結合係数の線形変換を介して取得される修正パラメータセットを提案します。 これにより、TTLノイズ成分間の相関が効果的に低減されます。 さらに、フィデューシャルマイケルソン構成ではなく、代替の第2世代時間遅延干渉計構成であるPD4Lを使用してパラメータフィッティングを実行します。 これら2つの改良により、フィッティング手順の収束速度は、線形モデルでは約10倍、二次モデルでは約18倍向上します。 したがって、提案されたアプローチは、宇宙設置型重力波検出器におけるTTLノイズ校正の効率を大幅に向上させることができます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We construct a gravastar configuration within the Shtanov-Sahni (SS) braneworld scenario, characterized by a timelike extra dimension and negative brane tension. Unlike classical black holes, which inevitably culminate in central curvature singularities, our model demonstrates that the SS braneworld dynamics naturally regularize the interior geometry and prevent singularity formation. By solving the modified Einstein field equations induced on the brane, we obtain explicit interior, shell, and exterior solutions without invoking the idealized thin-shell approximation. The gravastar core is modeled as a Bose--Einstein condensate, while the intermediate shell consists of ultra-dense stiff matter. Bulk Weyl corrections induce anisotropic effective pressures on the brane, a feature that emerges intrinsically in this scenario and supports stability. We analyze the active gravitational mass, energy, entropy, and proper thickness of the shell, and establish the junction conditions at the interfaces. Our analysis reveals that the SS gravastar exhibits suppressed or even negative effective mass, reflecting the repulsive nature of the interior condensate, and admits stable equilibrium solutions consistent with energy conditions. This highlights the SS braneworld gravastar as a physically viable compact object and a compelling alternative to black holes. A key novelty of our construction is that the stabilizing pressure anisotropy and suppressed effective gravitational mass arise dynamically from higher-dimensional Weyl corrections, rather than being imposed through ad hoc matter sources or thin-shell idealizations. This provides the first fully analytic realization of a finite-thickness, stable gravastar in the Shtanov-Sahni braneworld, highlighting a genuinely geometric mechanism for singularity avoidance in compact objects. | 我々は、シュタノフ・サーニ（SS）ブレーンワールドシナリオにおいて、時間的余剰次元と負のブレーン張力を特徴とする重力星構成を構築する。 必然的に中心曲率特異点に至る古典的ブラックホールとは異なり、我々のモデルは、SSブレーンワールドダイナミクスが内部構造を自然に正則化し、特異点の形成を防ぐことを実証する。 ブレーン上に誘起された修正アインシュタイン場の方程式を解くことで、理想化された薄殻近似を用いることなく、内部解、殻解、外部解を明示的に得る。 重力星コアはボーズ・アインシュタイン凝縮体としてモデル化され、中間殻は超高密度の剛体物質で構成される。 バルク・ワイル補正は、このシナリオに本質的に現れる特性であり、安定性を支える、ブレーンに異方的な有効圧力を誘起する。 我々は、殻の有効重力質量、エネルギー、エントロピー、および適切な厚さを解析し、界面における接合条件を確立する。 我々の解析により、SS重力星は内部凝縮体の反発特性を反映して、抑制された、あるいは負の有効質量を示し、エネルギー条件と整合した安定な平衡解を許容することが明らかになった。 これは、SSブレーンワールド重力星が物理的に実現可能なコンパクト天体であり、ブラックホールに代わる魅力的な選択肢であることを浮き彫りにする。 我々の構築における重要な新規性は、安定化圧力異方性と抑制された有効重力質量が、アドホックな物質源や薄殻理想化によって課されるのではなく、高次元ワイル補正によって動的に生じることである。 これは、シュタノフ＝サーニ・ブレーンワールドにおける有限厚さの安定重力星の完全な解析的実現を初めて提供するものであり、コンパクト天体における特異点回避のための真に幾何学的なメカニズムを浮き彫りにする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We study the impact of primordial black holes (PBHs) on the chiral phase transition and its associated stochastic gravitational-wave (GW) signals. Using the three-flavor Nambu-Jona-Lasinio model, we construct the chiral effective potential in a Schwarzschild spacetime background. We find that PBHs promote chiral symmetry restoration and induce a nontrivial local phase structure in the vicinity of the event horizon simultaneously. In particular, this structure exhibits a novel chiral symmetry breaking pattern involving both second- and first-order phase transitions, a feature absent in flat spacetime. We further demonstrate that PBHs act as genuine catalysts for the chiral phase transition by analyzing the bounce solution in curved spacetime. The presence of PBHs substantially enhances the inverse duration parameter $β/H$ while leaving the overall transition strength comparable to that in flat spacetime. As a consequence, even a small population of PBHs can induce $\mathcal{O}(1)$ shifts in both the peak frequency and the peak amplitude of the GW spectrum generated by the first-order dark chiral phase transition. | 原始ブラックホール（PBH）がカイラル相転移とそれに伴う確率的重力波（GW）信号に与える影響を研究する。 3フレーバーのNambu-Jona-Lasinio模型を用いて、シュワルツシルト時空背景におけるカイラル有効ポテンシャルを構築する。 PBHはカイラル対称性の回復を促進すると同時に、事象の地平線近傍に非自明な局所相構造を誘起することを見出した。 特に、この構造は、平坦時空には見られない、二次および一次相転移の両方を伴う新しいカイラル対称性の破れパターンを示す。 さらに、曲がった時空におけるバウンス解を解析することにより、PBHがカイラル相転移の真の触媒として機能することを示す。 PBHの存在は、全体的な転移強度を平坦時空と同程度に保ちながら、逆持続パラメータ$β/H$を大幅に増大させる。 その結果、PBHの小さな集団でさえも、一次暗黒カイラル相転移によって生成されるGWスペクトルのピーク周波数とピーク振幅の両方に$\mathcal{O}(1)$シフトを引き起こす可能性がある。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We investigate the details of the canonical quantization of effective quantum field theories in anti-de Sitter spacetime, emphasizing the stability of the quantum vacuum. We take the scalar and Maxwell fields as examples. For the non-minimally coupled massless real scalar field with ξRφ^2 term in the Lagrangian (mass can be introduced by shift of ξ), only when ξ\le 5/48, the quantized Hamiltonian is spontaneously non-negative and the vacuum is well defined. For ξ> 5/48, one has to assign the negative energy spectrum as that of the ghost particles, introducing anti-commutation relations to make the corresponding part of the Hamiltonian trivial, ensuring the Hamiltonian non-negative and the vacuum (and the Hilbert space) well defined. This method of ghost states is applicable once the proper radial boundary conditions guarantee the Hamiltonian self-adjoint. The resulting dynamics can be compared with those resulting from the positive self-adjoint extensions when the latter is available for ξ\le 9/48. For the Maxwell fields, the gauge invariant canonical energy momentum tensor straightforwardly leads to the gauge invariant non-negative Hamiltonian (well-defined vacuum). Hence the redundant gauge degree of freedom is irrelevant, and the 2-dimensional dynamical degrees of freedom are quantized in a concrete, e.g., temporal gauge. The energy momentum tensors for both quantized fields are renormalized to be finite at operator level, which renders the stable vacuum maximally symmetric. The back-reactions to the background spacetime by excited states via the semi-classical Einstein equations are also discussed. | 反ド・ジッター時空における有効量子場理論の正準量子化の詳細について、量子真空の安定性に着目して考察する。 例としてスカラー場とマクスウェル場を取り上げ、ラグランジアンにξRφ^2項を持つ非最小結合の質量ゼロ実スカラー場（質量はξのシフトによって導入できる）の場合、ξ\le 5/48の場合にのみ、量子化ハミルトニアンは自発的に非負となり、真空は明確に定義される。 ξ> 5/48の場合、負のエネルギースペクトルをゴースト粒子のエネルギースペクトルとして割り当て、反交換関係を導入してハミルトニアンの対応する部分を自明にすることで、ハミルトニアンの非負性と真空（およびヒルベルト空間）の明確に定義を保証しなければならない。 このゴースト状態の方法は、適切なラジアル境界条件によってハミルトニアンの自己随伴性が保証されれば適用できる。 得られたダイナミクスは、ξ\le 9/48 に対して後者が利用可能な場合、正の自己随伴拡張から得られるダイナミクスと比較できる。 マクスウェル場の場合、ゲージ不変な正準エネルギー運動量テンソルは、ゲージ不変な非負ハミルトニアン（明確に定義された真空）に直接つながる。 したがって、冗長なゲージ自由度は無関係となり、2次元の動的自由度は具体的なゲージ、例えば時間ゲージにおいて量子化される。 両方の量子化場のエネルギー運動量テンソルは、演算子レベルで有限になるように正規化され、安定な真空は最大限に対称となる。 半古典的アインシュタイン方程式を介した励起状態による背景時空への反作用についても議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We propose a model-independent formalism for describing anisotropies in the stochastic gravitational wave background (SGWB) originating from primordial perturbations. Despite their diverse physical origins -- such as Sachs-Wolfe effects, integrated Sachs-Wolfe effects, or fossil effects from primordial non-Gaussianity -- SGWB anisotropies exhibit a universal angular structure. We show that this universality arises from a single vertex function, the Cosmological Form Factor (CFF), which encodes the information on how long-wavelength modes modulate the SGWB statistics. Two fundamental principles -- statistical isotropy and locality -- uniquely determine the angular dependence of the CFF, resulting in a universal multipole scaling of the SGWB anisotropies. The CFF formalism provides a common language for classifying SGWB anisotropies and offers a powerful framework for interpreting upcoming observations. | 我々は、原始的摂動に起因する確率的重力波背景（SGWB）の異方性を記述するための、モデル非依存の形式論を提案する。 SGWB異方性は、ザックス・ウォルフェ効果、統合ザックス・ウォルフェ効果、原始的非ガウス性による化石効果など、その多様な物理的起源にもかかわらず、普遍的な角度構造を示す。 我々は、この普遍性が、長波長モードがSGWB統計をどのように変調するかに関する情報を符号化する単一の頂点関数、宇宙論的形状因子（CFF）から生じることを示す。 統計的等方性と局所性の2つの基本原理がCFFの角度依存性を一意に決定し、結果としてSGWB異方性の普遍的な多重極スケーリングをもたらす。 CFF形式論は、SGWB異方性を分類するための共通言語を提供し、今後の観測を解釈するための強力な枠組みを提供する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| High-energy scattering of a light particle off a black hole at fixed impact parameter is described by an eikonal phase, which encodes the resulting time delay and angular deflection. This bulk phase shift admits a holographic interpretation as of the thermal momentum-space two-point function of a scalar operator in the CFT in the Regge limit. At small impact parameter, the phase shift acquires an imaginary part signaling inelastic scattering, obscuring the interpretation of time delay and deflection which become complex-valued. However, in a holographic CFT these quantities can also be extracted from the so called bulk-cone singularities of the position space thermal correlator. Extending this analysis to small impact parameters, we find that the position-space correlator develops a singularity precisely when a null geodesic reflects off the black hole singularity and reaches the opposite boundary. This provides a more robust identification of bulk time delay and angular deflection through singularities of position-space correlators. | 一定の衝突パラメータにおけるブラックホールによる光粒子の高エネルギー散乱は、アイコナール位相によって記述され、これは結果として生じる時間遅延と角度偏向を符号化する。 このバルク位相シフトは、レッジェ極限におけるCFTにおけるスカラー演算子の熱運動量空間2点関数としてホログラフィックな解釈を可能にする。 小さな衝突パラメータでは、位相シフトは非弾性散乱を示す虚数部を獲得し、複素数値となる時間遅延と偏向の解釈を不明瞭にする。 しかし、ホログラフィックCFTでは、これらの量は、位置空間熱相関器のいわゆるバルク円錐特異点からも抽出できる。 この解析を小さな衝突パラメータに拡張すると、ヌル測地線がブラックホール特異点で反射して反対側の境界に到達したまさにその時に、位置空間相関器が特異点を発達させることがわかった。 これは、位置空間相関器の特異点を通して、バルク時間遅延と角度偏向をより堅牢に同定することを可能にする。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| This paper summarizes recent discussions of the Page curve and the information paradox, and responds to the reasoning and examples from arXiv:2506.04311. We review arguments demonstrating that in quantum gravity the algebra of observables at infinity is complete, both in AdS and in asymptotically flat space. This completeness implies that the bulk Hilbert space in quantum gravity does not factorize along the radial direction, undermining a key common assumption in Hawking's argument for information loss and in initial derivations of the Page curve. As a consequence, in a standard theory of gravity, information does not ``emerge'' from a black hole in the manner suggested by the Page curve; rather, it is already encoded in asymptotic observables. Relatedly, the full black hole interior, and not just an ``island'', can be reconstructed from exterior data. Page curves and islands can be obtained by removing the Hamiltonian from the exterior algebra. This may be implemented operationally by restricting access to part of the asymptotic region (a detector with a ``blind spot'') or, in the special case of null infinity in asymptotically flat spacetimes, by formally discarding the Hamiltonian from the set of observables despite its physical accessibility. Such Page curves describe only the redistribution of information between measured and unmeasured degrees of freedom, rather than fundamental information recovery. Finally, Page curves and islands also arise when a black hole is coupled to a nongravitational bath, a setup that yields a nonstandard theory of gravity. We show how, even in this setting, the unusual localization of information in gravity provides a concrete physical mechanism for information transfer from the gravitational system into the bath. | 本論文は、ページ曲線と情報パラドックスに関する最近の議論を要約し、arXiv:2506.04311 の推論と例に対応する。 量子重力において、無限遠における観測量の代数は、AdS と漸近平坦空間の両方において完全であることを示す議論を概観する。 この完全性は、量子重力におけるバルク・ヒルベルト空間が動径方向に因数分解されないことを意味し、ホーキングの情報損失に関する議論とページ曲線の初期導出における重要な共通仮定を覆す。 結果として、標準的な重力理論では、情報はページ曲線が示唆するような方法でブラックホールから「出現」するのではなく、むしろ漸近観測量に既にエンコードされている。 関連して、ブラックホールの外部データから、単なる「島」ではなく、ブラックホール内部全体を再構成することができる。 ページ曲線と島は、外部代数からハミルトニアンを除去することで得られる。 これは、漸近領域の一部へのアクセスを制限する（「死角」を持つ検出器）か、漸近的に平坦な時空におけるヌル無限大の特殊なケースでは、物理的にアクセス可能であるにもかかわらず、観測可能な集合からハミルトニアンを形式的に破棄することによって、操作的に実装できる。 このようなページ曲線は、基本的な情報の回復ではなく、測定された自由度と測定されていない自由度間の情報の再分配のみを記述する。 最後に、ページ曲線とページ島は、ブラックホールが非重力浴に結合されている場合にも発生する。 この設定は、非標準的な重力理論を生み出す。 我々は、この設定においても、重力における情報の異常な局在が、重力系から浴への情報伝達のための具体的な物理的メカニズムをどのように提供するかを示す。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| In this study, we extend Leaver's continued fraction method to evaluate black hole quasinormal modes (QNMs) in systems where the effective potential exhibits a discontinuity. Besides the low-lying modes, we particularly focus on high overtones, which are physically pertinent due to the substantial deformation of the QNM spectrum triggered by spectral instability. In our algorithm, we expand the wavefunction at the point of discontinuity, instead of the black hole horizon, and incorporate the Israel-Lanczos-Sen junction conditions. %As the wavefunction convergence condition becomes irrelevant, our proposed algorithm generalizes the original method by expanding the wavefunctions at the point of discontinuity, and the associated difficulty is mitigated by rectifying the recurrence relations between the expansion coefficients to incorporate the Israel-Lanczos-Sen junction conditions. We apply this algorithm to compute the QNMs of the modified Regge-Wheeler potential up to $2000$ modes with high precision. For the low-lying modes, the numerical results show excellent agreement with those obtained using the matrix and Prony methods. The high overtones are significantly deformed, owing to the presence of echoes due to the discontinuity. This deformation in the asymptotic QNM spectrum reveals universal features that are largely independent of the specific form of the discontinuity in the potential, seemingly coinciding with those observed in the modified Pöschl-Teller effective potential. We speculate on whether the collective effect of the high overtones has an observational impact on gravitational wave signals. | 本研究では、リーバーの連分数法を拡張し、有効ポテンシャルが不連続性を示す系におけるブラックホール準正規モード（QNM）を評価する。 低位モードに加えて、スペクトル不安定性によって引き起こされるQNMスペクトルの大幅な変形により物理的に重要な高位倍音に特に焦点を当てる。 本アルゴリズムでは、ブラックホール地平線ではなく不連続点で波動関数を展開し、イスラエル・ランチョス・セン接合条件を組み込む。 波動関数の収束条件が重要でなくなるため、提案アルゴリズムは不連続点で波動関数を展開することで元の手法を一般化し、展開係数間の再帰関係を修正してイスラエル・ランチョス・セン接合条件を組み込むことで、関連する困難さを軽減する。 本アルゴリズムを適用し、修正レッジェ・ホイーラーポテンシャルのQNMを最大2000モードまで高精度に計算する。 低エネルギーモードについては、数値結果は行列法およびプロニー法を用いて得られた結果と非常によく一致する。 高次倍音は、不連続性に起因するエコーの存在により大きく変形している。 漸近的QNMスペクトルにおけるこの変形は、ポテンシャルにおける不連続性の具体的な形状にはほとんど依存しない普遍的な特徴を示しており、修正ポッシュル・テラー有効ポテンシャルで観測される特徴と一致するように見える。 高次倍音の集合効果が重力波信号に観測的な影響を与えるかどうかについて考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| The parallel theory of relativity predicts conserved energy-momentum currents for an arbitrary metric, without invoking Killing symmetries. By treating the reference frame as an independent variational field and requiring it to carry no energy, the theory naturally unifies Einstein's two formulations of gravity and yields uniquely defined covariant charges. In isotropic and homogeneous cosmology, the canonical time direction selected by the reference frame coincides with the Kodama vector, and the associated Noether energy reproduces the Misner-Sharp mass. | 平行相対性理論は、キリング対称性を用いることなく、任意の計量に対してエネルギー・運動量カレントが保存されることを予言する。 基準系を独立変分場として扱い、エネルギーを運ばないことを条件とすることで、この理論はアインシュタインの重力に関する2つの定式化を自然に統一し、一意に定義された共変電荷をもたらす。 等方性宇宙論および均質宇宙論においては、基準系によって選択される標準的な時間方向はコダマベクトルと一致し、関連するノイマンエネルギーはミスナー・シャープ質量を再現する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| The Generalized Uncertainty Principle (GUP) and Extended Uncertainty Principle (EUP) are modifications to the Heisenberg Uncertainly Principle (HUP), expected to apply as the energy approaches the Planck scale. Here we consider a possible combination of these modifications (GEUP) and analyse the implications in various regions of the ($Δx$, $Δp$) plane. We also consider an alternative combination (EGUP) which exhibits duality between $Δp$ and $Δx$, showing that this has some unusual features. The parameters which describe these models are usually assumed to be positive but we extend our analysis to include negative values. All these proposals entail a link between black holes and the various types of Uncertainty Principle. In particular, the GEUP predicts a new kind of strong-gravity black hole and this implies an interesting link between black holes and elementary particles. | 一般化不確定性原理（GUP）と拡張不確定性原理（EUP）は、ハイゼンベルクの不確定性原理（HUP）の修正版であり、エネルギーがプランクスケールに近づくにつれて適用されると期待されています。 ここでは、これらの修正版（GEUP）の可能な組み合わせを検討し、（$Δx$、$Δp$）平面のさまざまな領域における影響を分析します。 また、$Δp$と$Δx$の双対性を示す代替の組み合わせ（EGUP）も検討し、これがいくつかの異常な特徴を持つことを示します。 これらのモデルを記述するパラメータは通常、正であると仮定されますが、私たちは分析を拡張して負の値も含めます。 これらの提案はすべて、ブラックホールとさまざまなタイプの不確定性原理との関連を伴います。 特に、GEUPは新しい種類の強い重力ブラックホールを予測しており、これはブラックホールと素粒子との興味深い関連を示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| General Relativity (GR) has been tested extensively in the solar system and is being tested in the new environment of the Galactic Centre (GC) black hole where the dimensionless gravitational potential ($GM/c^2r$) is 100 times stronger than the one encountered in solar system. Therefore, the neighbourhood of the GC black hole is a naive opportunity to test modified theories of gravity. In this work, effect of $f(R)$ gravity near the black hole is studied. The difference of pericentre shift between GR and $f(R)$ gravity is studied for compact orbits having semi-major axis equal to and below $a=1000$ au (S0-2 like orbits). In a model dependent approach, we choose $f(R) \propto R^2$ (power law gravity) model which is cosmologically motivated and study the deviation in orbital pericentre shift for both zero spin and non-zero spin of the black hole. It is found that effect of $f(R)$ gravity becomes prominent for compact orbits. In model independent approach to $f(R)$ gravity with the generic scalaron fields ($ψ=f'(R)$), we extract the parameters of $f(R)$ gravity from the current bounds on Parametrised Post Newtonian (PPN) parameters ($γ, β$) near the GC black hole. The screening of $f(R)$ gravity is also investigated for these bounds on PPN parameters. It has been found that sufficiently massive scalarons ($10^{-16}$ eV) are completely screened but light and intermediate mass scalarons ($10^{-22}$ eV and $10^{-19}$ eV) are unscreened towards S0-2 like orbits as well as in the orbit of the newly discovered short period star S4716 ($a=407$ au). The possibility of detection of the $f(R)$ gravity effects due to these unscreened scalarons is forecasted with existing and upcoming astrometric capabilities of Extremely Large Telescopes (ELTs). | 一般相対性理論（GR）は太陽系で広範にテストされており、無次元重力ポテンシャル（$GM/c^2r$）が太陽系の100倍強い銀河中心（GC）ブラックホールという新しい環境でテストされています。 したがって、GCブラックホールの近傍は、修正された重力理論をテストする素朴な機会です。 この研究では、ブラックホール近くの$f(R)$重力の影響を調べます。 GRと$f(R)$重力の近点シフトの差は、半径が$a=1000$ au以下（S0-2のような軌道）のコンパクト軌道で調べます。 モデル依存アプローチでは、宇宙論に基づいた$f(R) \propto R^2$（べき乗法則重力）モデルを選択し、ブラックホールのゼロスピンと非ゼロスピンの両方について、軌道近点シフトの偏差を調べます。 $f(R)$重力の効果がコンパクト軌道で顕著になることがわかった。 一般的なスカラーロン場（$ψ=f'(R)$）を用いたモデルに依存しない$f(R)$重力へのアプローチにおいて、我々はGCブラックホール近傍のパラメタライズド・ポストニュートン（PPN）パラメータ（$γ, β$）の現在の境界から$f(R)$重力のパラメータを抽出する。 PPNパラメータのこれらの境界に対して、$f(R)$重力の遮蔽についても調査した。 十分に質量の大きいスカラーロン（$10^{-16}$ eV）は完全に遮蔽されるが、軽いスカラーロンと中間質量のスカラーロン（$10^{-22}$ eVと$10^{-19}$ eV）は、S0-2類似軌道の方向や、新たに発見された短周期星S4716（$a=407$ au）の軌道上では遮蔽されないことがわかった。 これらの遮蔽されていないスカラーロンによる $f(R)$ 重力効果の検出の可能性は、超大型望遠鏡 (ELT) の既存および将来の天体測定機能によって予測されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We develop the computational framework for gravitational wave - black hole scattering in worldline quantum field theory (WQFT) without spin. Crucially, we prove on general grounds that, in the absence of dissipation, the exponential representation of the $S$-matrix maps -- through a partial-wave transformation -- directly onto the scattering phase shift from black hole perturbation theory (BHPT), indicating an exponentiation of the WQFT amplitude itself in partial-wave space. Computing explicitly, we reproduce the BHPT phase shift without spin up to $O(G^{3})$ from WQFT. While this result is expected, it lays the groundwork for higher-precision analyses involving non-minimal effects. Along the way, we outline our efficient diagram generation technique and include a pedagogical discussion on the computation of the required two-loop integrals. | スピンを伴わない世界線量子場理論（WQFT）における重力波-ブラックホール散乱の計算フレームワークを開発する。 重要な点として、一般的な根拠に基づき、散逸がない場合、$S$行列の指数表現が部分波変換を介してブラックホール摂動論（BHPT）からの散乱位相シフトに直接写像され、部分波空間におけるWQFT振幅自体の指数化を示すことを証明する。 明示的に計算することで、WQFTからスピンを伴わないBHPT位相シフトを$O(G^{3})$まで再現する。 この結果は予想通りであるが、非極小効果を含むより高精度な解析の基礎を築くものである。 その過程で、効率的なダイアグラム生成手法の概要を示し、必要な2ループ積分の計算に関する教育的な議論も行う。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We present a unified Bayesian assessment of model comparison and data-set consistency for LCDM (cold dark matter plus a cosmological constant) and minimal extensions (neutrino mass, spatial curvature, constant or evolving dark energy) using cosmic microwave background (CMB), baryon acoustic oscillation (BAO), and type Ia supernova (SN) data. The major results are summarized in the first three figures. We quantify model preference with Bayesian evidence and assess consistency with complementary evidence- and likelihood-based diagnostics applied uniformly across data-set combinations. For the models considered, updated Planck processing systematically improves internal CMB consistency (low-$\ell$ versus high-$\ell$, and primary CMB versus CMB lensing). The preference for a closed geometry and an associated ``curvature tension'' with BAO and/or CMB lensing are largely confined to earlier Planck likelihood implementations and weaken substantially when using updated CMB processing and more recent BAO measurements. Apparent evidence for evolving dark energy in CMB+BAO+SN combinations depends sensitively on the specific pairing of CMB and SN likelihoods: plausible alternatives shift inferred tensions by more than $1\,σ$ and can completely reverse the preferred model. Allowing a free neutrino mass tends to absorb residual shifts without introducing new inconsistencies, and we do not find robust evidence for a standalone $τ$-driven discrepancy once the full likelihood context is accounted for. We conclude that claims of a required update of our standard cosmological model from LCDM to $w_0w_a$CDM are premature. | 宇宙マイクロ波背景放射（CMB）、重粒子音響振動（BAO）、およびIa型超新星（SN）データを用いて、LCDM（冷たい暗黒物質＋宇宙定数）および極小拡張（ニュートリノ質量、空間曲率、一定または進化する暗黒エネルギー）のモデル比較とデータセット整合性に関する統一的なベイズ評価を提示する。 主要な結果は最初の3つの図にまとめられている。 ベイズ的証拠を用いてモデルの選好度を定量化し、データセットの組み合わせ全体に均一に適用された補完的な証拠および尤度に基づく診断を用いて整合性を評価する。 検討対象としたモデルにおいて、更新されたプランク処理はCMB内部整合性（低エネルギー$\ell$と高エネルギー$\ell$、および一次CMBとCMBレンズ効果）を体系的に改善する。 閉じた形状の選好度と、それに関連するBAOおよび／またはCMBレンズ効果における「曲率張力」は、主に初期のプランク尤度実装に限定されており、更新されたCMB処理とより最近のBAO測定を用いた場合には大幅に弱まる。 CMB+BAO+SNの組み合わせにおけるダークエネルギーの進化を示す明らかな証拠は、CMBとSNの尤度の特定の組み合わせに敏感に依存する。 妥当な代替案は、推定される張力を$1\,σ$以上シフトさせ、推奨モデルを完全に逆転させる可能性がある。 自由ニュートリノ質量を許容すると、新たな矛盾を生じさせることなく残余シフトを吸収する傾向があり、完全な尤度コンテキストを考慮すると、$τ$駆動による単独の矛盾を裏付ける確固たる証拠は見つからない。 我々は、標準的な宇宙論モデルをLCDMから$w_0w_a$CDMに更新する必要があるという主張は時期尚早であると結論付ける。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| Stars and other macroscopic objects may be surrounded by potentially large field configurations of very light scalars coupled to ordinary matter. If the star ends in a black hole, e.g. via a supernova or a neutron star merger, the source vanishes, and the field is released. In this paper, we improve on previous estimates for the field configurations arriving at large distances by including the effects of general relativity and an improved modelling of the initial field configurations. The total amount of energy released is typically of the same order of magnitude as suggested by simple flat space estimates. The spectrum receives noticeable corrections. | 恒星やその他の巨視的な天体は、通常の物質と結合した非常に軽いスカラーからなる、潜在的に巨大な磁場配位に囲まれている可能性があります。 恒星が超新星爆発や中性子星合体などによってブラックホールに突入すると、その発生源は消滅し、磁場は解放されます。 本論文では、一般相対性理論の効果と初期の磁場配位の改良モデル化を考慮することで、遠距離に到達する磁場配位に関するこれまでの推定値を改善します。 放出されるエネルギーの総量は、通常、単純な平坦空間推定値から示唆される量と同程度です。 スペクトルには顕著な補正が加えられています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
|---|---|
| We study the properties of the double-scaled SYK (DSSYK) model under chord Hamiltonian deformations based on finite cutoff holography for general dilaton gravity theories with Dirichlet boundaries. The formalism immediately incorporates a lower-dimensional analog of $\text{T}\bar{\text{T}}(+Λ_2)$ deformations, denoted $T^2(+Λ_1)$, as special cases. In general, the deformation mixes the chord basis of the Hilbert space in the seed theory, which we order through a modification of the Lanczos algorithm. The resulting chord number in the ordered basis represents a wormhole length at a finite cutoff in the bulk. We study the thermodynamic properties of the deformed theory; the evolution of $n$-point correlation functions with matter chords; the growth of complexity of the Hartle-Hawking state; and the entanglement entropy between the double-scaled algebras for a given chord state. The latter, in the triple-scaling limit, manifests as the minimal codimension-two area in the bulk following the Ryu-Takayanagi formula. By performing a sequence of $T^2$ and $T^2+Λ_1$ deformations in the upper tail of the energy spectrum in the deformed DSSYK, we concretely realize the cosmological stretched horizon proposal in de Sitter holography by Susskind. We discuss other extensions with sine dilaton gravity, end-of-the-world branes, and the Almheiri-Goel-Hu model. | ディリクレ境界を持つ一般のディラトン重力理論に対する有限カットオフホログラフィーに基づく弦ハミルトニアン変形の下での二重スケールSYK (DSSYK) 模型の特性を調べる。 この形式論には、$\text{T}\bar{\text{T}}(+Λ_2)$ 変形の低次元アナログ ($T^2(+Λ_1)$ と表記) が特別なケースとして直ちに組み込まれる。 一般に、この変形はシード理論においてヒルベルト空間の弦基底を混合し、これをランチョス法の修正によって順序付ける。 順序付けされた基底における結果として得られる弦数は、バルク内の有限カットオフにおけるワームホール長を表す。 変形理論の熱力学的特性、物質弦による $n$ 点相関関数の発展、ハートル・ホーキング状態の複雑性の増加、および与えられた弦状態における二重スケール代数間のエンタングルメントエントロピーを調べる。 後者は、三重スケーリング極限において、龍-高柳公式に従ってバルクにおける最小の余次元2領域として現れる。 変形されたDSSYKにおけるエネルギースペクトルの上端において、一連の$T^2$および$T^2+Λ_1$変形を実行することで、Susskindによるド・ジッター・ホログラフィーにおける宇宙論的引き伸ばされた地平線の提案を具体的に実現する。 我々は、正弦ディラトン重力、世界の端のブレーン、そしてアルムヘイリ-ゴエル-フー模型を用いた他の拡張についても議論する。 |