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| Original Text | 日本語訳 |
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| We show that a single spatially superposed 'source' mass acting on a 'probe' matter wavepacket can reveal the quantum nature of the gravitational field. For this we use a specific state preparation and measurement of the superposed source mass, including a postselection, which altogether results in a repulsive gravitational force on the probe particle. A classical gravitational field can never lead to repulsion, as the effect requires quantum interference of two distinct states of gravity. We also present a calculation in the Heisenberg picture under the formalism of weak values that illustrates how repulsion is achieved. Finally, we estimate the range of parameters (masses and the spatio-temporal extent of interference) for which the experiment is feasible. | 単一の空間的に重ね合わされた「ソース」質量が「プローブ」物質波束に作用することで、重力場の量子的性質を明らかにできることを示す。 このために、我々は特定の状態の準備と、重ね合わせたソース質量の測定（事後選択を含む）を行い、これらを総合的にプローブ粒子に作用する重力斥力を生成する。 この効果は2つの異なる重力状態の量子干渉を必要とするため、古典的な重力場は決して斥力を引き起こすことはない。 また、斥力がどのように達成されるかを示す、弱値の形式論に基づくハイゼンベルク描像における計算も示す。 最後に、実験が実行可能なパラメータ（質量と干渉の時空間的範囲）の範囲を推定する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The collapse of large-amplitude primordial curvature perturbations into planetary-mass primordial black holes generates a scalar-induced gravitational wave background in the $μ$Hz frequency range that may be detectable by future Lunar Laser Ranging and Satellite Laser Ranging data. We derive projected constraints on the primordial black hole population from a null detection of stochastic gravitational wave background by these experiments, including the impact of the electroweak phase transition on the abundance of planetary-mass primordial black holes. We also discuss the connection between the obtained projected constraints and the recent microlensing observations by the HSC collaboration of the Andromeda Galaxy. | 大振幅の原始曲率擾乱が惑星質量の原始ブラックホールに崩壊すると、$μ$Hz周波数域のスカラー誘起重力波背景が生成され、これは将来の月レーザー測距および衛星レーザー測距データによって検出される可能性がある。 これらの実験による確率的重力波背景のヌル検出から、電弱相転移が惑星質量の原始ブラックホールの存在量に与える影響を含め、原始ブラックホール種族に対する投影制約を導出する。 また、得られた投影制約と、HSC共同研究によるアンドロメダ銀河の最近のマイクロレンズ観測との関連性についても考察する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Recently, astronomers discovered unusual Einstein cross images of the galaxy HerS-3, which feature a bright central spot. Motivated by studies of images produced by regular stars, it has been proposed that optical appearances caused by compact stars acting as gravitational lenses may account for this central bright spot. We further suggest that images produced by regular stars exhibit additional characteristics distinct from those of ordinary black holes, such as the possible partial or complete absence of secondary images. These phenomena may serve as favorable observational criteria for identifying regular stars in future searches. | 最近、天文学者たちは銀河HerS-3において、中心に明るい斑点を持つ珍しいアインシュタイン十字像を発見しました。 通常の恒星が生成する像の研究に着目し、重力レンズとして作用するコンパクト恒星の光学的な現象が、この中心の明るい斑点の原因である可能性が示唆されています。 さらに、通常の恒星が生成する像は、二次像が部分的または完全に存在しないなど、通常のブラックホールとは異なる特徴を示す可能性も示唆しています。 これらの現象は、将来のブラックホール探索において、通常の恒星を特定するための好ましい観測基準となる可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Spin networks in Loop Quantum Gravity are traditionally described by unitary holonomies corresponding to noiseless transformations. In this work, we extend this framework to incorporate general quantum channels that model effects of environment, which can become significant at the Planck scale. Specifically, we demonstrate that the transformation properties of Kraus operators, which define completely positive trace-preserving (CPTP) maps, are consistent with the gauge invariance of spin networks. This enables the introduction of generalized spin network states that can be expressed in terms of the Kraus operators. Furthermore, the associated notion of an inner product is proposed, allowing for introduction of the Hilbert space. We illustrate these constructions with examples involving a Wilson loop and a dipole network. | ループ量子重力におけるスピンネットワークは、従来、ノイズのない変換に対応するユニタリーホロノミーによって記述される。 本研究では、この枠組みを拡張し、プランクスケールで顕著になり得る環境効果をモデル化する一般的な量子チャネルを組み込む。 具体的には、完全正値トレース保存（CPTP）写像を定義するクラウス演算子の変換特性が、スピンネットワークのゲージ不変性と整合することを示す。 これにより、クラウス演算子を用いて表現できる一般化されたスピンネットワーク状態の導入が可能になる。 さらに、関連する内積の概念を提案し、ヒルベルト空間の導入を可能にする。 これらの構成を、ウィルソンループと双極子ネットワークを用いた例で説明する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We report the first results of a sub-solar mass compact binary search using the data from the first part of the fourth observing run (O4a) of the Advanced LIGO detectors. Sub-solar mass neutron stars or primordial black holes are not expected to form via standard stellar evolution, and their observation would signify a new class of astrophysical object or the discovery of dark matter. Our search covers binaries with primary masses 0.1 to 2 $\textrm{M}_\odot$ and secondary masses 0.1 to 1 $\textrm{M}_\odot$. We explicitly incorporate tidal effects up to $7\times10^5$ for extremely low mass neutron stars. No statistically significant candidates are identified. The advanced sensitivity of the O4a run enables an improvement in the sub-solar mass black hole merger rate limits by more than $2 \times$ over the previous three observing runs (O1-O3b). We place a $90\%$ confidence upper limit on the merger rate $\mathcal{R}_{90}$ for sub-solar mass black holes to be $< 1.77\times10^4 \textrm{Gpc}^{-3} \textrm{yr}^{-1}$ for a chirp mass of 0.2 $\textrm{M}_\odot$. We place the first constraints for binary neutron stars with tidal deformabilities up to $\sim 7\times10^5$ and improve the merger rate estimate by a factor $\sim 4$ in comparison to previous O3 tidal searches for tidal deformabilities $< 10^4$. We further constrain the fraction of dark matter composed of primordial black hole $f_{\rm PBH}< 2\%$ for a chirp mass of 0.1 $\textrm{M}_\odot$. Our results significantly expand the observational search space for sub-solar binaries and provide rigorous constraints on the local abundance of compact objects that may arise from non-standard formation mechanisms. | 我々はAdvanced LIGO検出器の第4回観測ラン（O4a）前半のデータを用いた太陽質量未満のコンパクトバイナリサーチの最初の結果を報告する。 太陽質量未満の中性子星や原始ブラックホールは標準的な恒星進化では形成されないと予想されており、それらの観測は新しい種類の天体物理学的オブジェクトの発見や暗黒物質の発見を意味するであろう。 我々の探索は主質量0.1～2 $\textrm{M}_\odot$、副質量0.1～1 $\textrm{M}_\odot$の連星を対象とする。 極低質量中性子星については最大$7\times10^5$の潮汐効果を明示的に考慮する。 統計的に有意な候補は特定されなかった。 O4aランの優れた感度により、過去3回の観測ラン（O1～O3b）と比較して、太陽質量未満のブラックホール合体速度限界を$2 \times$以上改善することができた。 太陽質量未満のブラックホールの合体率$\mathcal{R}_{90}$に、チャープ質量が0.2 $\textrm{M}_\odot$の場合、$< 1.77\times10^4 \textrm{Gpc}^{-3} \textrm{yr}^{-1}$という信頼度上限を$90\%$と設定する。 潮汐変形能が最大$\sim 7\times10^5$である連星中性子星に初めて制約を課し、潮汐変形能が$< 10^4$であるこれまでのO3潮汐探索と比較して、合体率の推定値を$\sim 4$倍に改善する。 さらに、チャープ質量が0.1 $\textrm{M}_\odot$の場合、原始ブラックホールで構成される暗黒物質の割合$f_{\rm PBH 2\%$を制約する。 私たちの研究結果は、太陽系外連星の観測探索空間を大幅に拡大し、非標準的な形成メカニズムから生じる可能性のあるコンパクト天体の局所的な存在量に厳密な制約を与えます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Violent cosmic events, from black hole mergers to stellar collapses, often leave behind highly excited black hole remnants that inevitably relax to equilibrium. The prevailing view, developed over decades, holds that this relaxation is rapidly filtered into a linear regime, establishing linear perturbation theory as the bedrock of black hole spectroscopy and a key pillar of gravitational-wave physics. Here we unveil a distinct nonlinear regime that transcends the traditional paradigm: before the familiar linear ringdown, an intrinsically nonlinear, long-lived bottleneck can dominate the evolution. This stage is controlled by a saddle-node ghost in phase space, which traps the remnant and delays the onset of linearity by a timescale obeying a universal power-law. The ghost imprints a distinctive quiescence-burst signature on the emitted radiation: a prolonged silence followed by a violent burst and a delayed ringdown. Rooted in the bifurcation topology, it extends naturally to neutron and boson stars, echoing a topological universality shared with diverse nonlinear systems in nature. Our results expose a missing nonlinear chapter in gravitational dynamics and identify ghost-induced quiescence-burst patterns as clear targets for future observations. | ブラックホールの合体から恒星の崩壊に至るまで、激しい宇宙現象はしばしば、高度に励起されたブラックホール残骸を残し、それらは必然的に平衡状態へと緩和する。 数十年にわたって発展してきた一般的な見解では、この緩和は急速に線形領域へと収束し、線形摂動論がブラックホール分光学の基盤、そして重力波物理学の重要な柱として確立されている。 本研究では、従来のパラダイムを超越する明確な非線形領域を明らかにする。 すなわち、よく知られた線形リングダウンの前に、本質的に非線形で長寿命のボトルネックが進化を支配する可能性がある。 この段階は位相空間におけるサドルノードゴーストによって制御され、これが残骸を捕捉し、線形性の開始を普遍的なべき乗則に従う時間スケールだけ遅らせる。 ゴーストは、放出される放射に特徴的な静穏バーストの特徴を刻み込む。 すなわち、長時間の静寂の後、激しいバーストと遅延したリングダウンが続く。 分岐トポロジーに根ざしたこのトポロジーは、中性子星やボソン星にも自然に拡張され、自然界の多様な非線形系に共通するトポロジカルな普遍性を反映しています。 私たちの研究結果は、重力ダイナミクスにおける未解明の非線形領域を明らかにし、ゴースト誘起の静穏バーストパターンが将来の観測の明確なターゲットとなることを明らかにしました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| One of the fundamental challenges of quantum gravity is to understand how the microscopic degrees of freedom of the cosmological horizon shape the evolution of the Universe. One possible approach to this problem is based on the Barrow--Tsallis entropy. This entropy accounts for both quantum gravitational effects and the nonextensive effects inherent in any long-range interaction. Using a general method we developed for finding the parameters of cosmological models, we discovered a relationship between the parameter describing the microscopic structure of quantum foam and the parameter associated with macroscopic nonextensive effects. We also used our method for finding the parameters of cosmological models to evaluate the feasibility of using fractional derivatives to describe the late evolution of the Universe. The resulting relationships are exact. Therefore, the uncertainty in the relationship between the model parameters depends only on the current uncertainty in the values of the cosmographic parameters. | 量子重力の根本的な課題の一つは、宇宙の地平線の微視的な自由度が、どのように宇宙の進化を形作るのかを理解することです。 この問題に対する一つの可能なアプローチは、バロー-ツァリスエントロピーに基づいています。 このエントロピーは、量子重力効果と、あらゆる長距離相互作用に固有の非伸張性効果の両方を説明します。 私たちが開発した宇宙論モデルのパラメータを求める一般的な方法を用いて、量子泡の微視的構造を記述するパラメータと、巨視的な非伸張性効果に関連するパラメータとの間に関係を発見しました。 また、この宇宙論モデルのパラメータを求める方法を用いて、分数微分を用いて宇宙の後期進化を記述することの実現可能性を評価しました。 得られた関係は正確です。 したがって、モデルパラメータ間の関係における不確実性は、宇宙論パラメータの値における現在の不確実性のみに依存します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Primordial black holes (PBHs) provide a unique probe of the early Universe and may have an enhanced abundance in bouncing cosmologies, where a long contracting phase can amplify perturbations. We develop a unified framework to study PBH formation in dust-radiation bouncing cosmologies, focusing on the classical contracting phase so that the results are insensitive to bounce details. We compute the curvature power spectrum for an extremely small dust equation of state using a stable semi-analytical (adiabatic) method, derive the Jeans length of the two-fluid system using dynamical-system analysis and the WKB approximation, and extend the three-zone model from the single- to the two-fluid case to model local collapse. We implement two collapse criteria to obtain the curvature perturbation threshold for PBH formation and estimate PBH mass fractions for benchmark masses spanning low-mass ($10^{-17} M_{\odot}$) to supermassive ($10^{13} M_{\odot}$) scales. The critical curvature threshold is extremely small and nearly mass-independent over a broad range $(ζ_c \sim 10^{-21}$ for $10^{-14}$ to $10^{13} M_{\odot})$, with deviations only near dust-radiation equality. Nevertheless, the square root of the curvature power spectrum at the relevant formation times is many orders of magnitude smaller, yielding vanishingly small PBH mass fractions across the benchmark masses. Compared with the pure-dust case, radiation pressure and the two-fluid collapse conditions significantly suppress PBH production, implying that substantial PBH formation in dust-radiation bouncing cosmologies would require additional mechanisms to amplify curvature perturbations. | 原始ブラックホール（PBH）は初期宇宙を探る唯一の手がかりとなるだけでなく、長い収縮期が摂動を増幅させるバウンシング宇宙論において、その存在比が増大する可能性がある。 我々は、ダスト放射バウンシング宇宙論におけるPBH形成を研究するための統一的な枠組みを開発する。 この枠組みでは、結果がバウンシングの詳細に影響を受けないよう、古典的収縮期に焦点を当てる。 安定な半解析的（断熱的）手法を用いて、極めて小さなダスト状態方程式の曲率パワースペクトルを計算し、力学系解析とWKB近似を用いて二流体系のジーンズ長を導出する。 さらに、局所的な崩壊をモデル化するために、単一流体の場合の3領域モデルを二流体の場合に拡張する。 我々は2つの崩壊基準を用いてPBH形成の曲率摂動閾値を求め、低質量（$10^{-17} M_{\odot}$）から超質量（$10^{13} M_{\odot}$）スケールにわたるベンチマーク質量におけるPBH質量分率を推定した。 曲率臨界閾値は極めて小さく、広い範囲（$10^{-14}$から$10^{13} M_{\odot}$に対してζ_c \sim 10^{-21}$）にわたって質量にほぼ依存せず、偏差はダスト放射が等しい範囲付近でのみ認められる。 しかしながら、関連する形成時間における曲率パワースペクトルの平方根は桁違いに小さく、ベンチマーク質量全体にわたってPBH質量分率は無視できるほど小さい。 純粋なダストの場合と比較すると、放射圧と 2 つの流体の崩壊条件によって PBH の生成が大幅に抑制され、ダスト放射の跳ね返り宇宙論における実質的な PBH 形成には曲率摂動を増幅するための追加のメカニズムが必要であることが示唆されます。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate different treatments of dark matter (DM) distributions surrounding extreme mass ratio inspirals (EMRIs) to assess their impact on orbital evolution and gravitational wave emission. Density profiles derived from the mass current and from the energy-momentum tensor using a distribution function yield consistent results, but both differ substantially from profiles obtained using an anisotropic fluid model based on Einstein cluster ansatz. We find that the inclusion of radial pressure significantly modifies both the orbital dynamics and the resulting gravitational wave waveforms. By analyzing waveform dephasing and mismatches, we show that a fully relativistic treatment of DM distributions can substantially alter the detectability thresholds of DM halos. Our results demonstrate that radial pressure and relativistic modeling of DM are essential for accurately describing the dynamics and observational signatures of EMRIs embedded in DM halos. | 極端質量比インスパイラル（EMRI）を取り囲む暗黒物質（DM）分布の様々な取り扱い方を調査し、軌道進化と重力波放射への影響を評価した。 質量カレントから導出された密度プロファイルと、分布関数を用いたエネルギー運動量テンソルから導出された密度プロファイルは、一貫した結果をもたらすが、どちらもアインシュタインクラスター仮説に基づく異方性流体モデルを用いて得られたプロファイルとは大幅に異なる。 径方向圧力を考慮すると、軌道ダイナミクスと結果として生じる重力波波形の両方が大きく変化することが明らかになった。 波形の位相ずれと不整合を解析することにより、DM分布を完全に相対論的に扱うことで、DMハローの検出閾値を大幅に変えることができることを示した。 私たちの結果は、DMの径方向圧力と相対論的モデリングが、DMハローに埋め込まれたEMRIのダイナミクスと観測特性を正確に記述するために不可欠であることを実証している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Space-borne gravitational wave detectors will expand the scope of gravitational wave astronomy to the milli-Hertz band in the near future. The development of data analysis software infrastructure at the current stage is crucial. In this paper, we introduce \texttt{pespace} which can be used for the full Bayesian parameter estimation of massive black hole binaries with detectors including LISA, Taiji, and Tianqin. The core computations are implemented using the high-performance parallel programming framework \texttt{taichi-lang} which enables automatic differentiation and hardware acceleration across different architectures. We also reimplement the waveform models \texttt{PhenomXAS} and \texttt{PhenomXHM} in the separate package \texttt{tiwave} to integrate waveform generation within the \texttt{taichi-lang} scope, making the entire computation accelerated and differentiable. To demonstrate the functionality of the tool, we use a typical signal from a massive black hole binary to perform the full Bayesian parameter estimation with the complete likelihood function for three scenarios: including a single detector using the waveform with only the dominant mode; a single detector using the waveform including higher modes; and a detector network with higher modes included. The results demonstrate that higher modes are essential in breaking degeneracies, and coincident observations by the detector network can significantly improve the measurement of source properties. Additionally, automatic differentiation provides an accurate way to obtain the Fisher matrix without manual fine-tuning of the finite difference step size. Using a subset of extrinsic parameters, we show that the approximated posteriors obtained by the Fisher matrix agree well with those derived from Bayesian parameter estimation. | 近い将来、宇宙搭載型重力波検出器は重力波天文学の範囲をミリヘルツ帯にまで拡大するでしょう。 現段階でのデータ解析ソフトウェア基盤の開発は非常に重要です。 本稿では、LISA、Taiji、Tianqinなどの検出器を備えた巨大ブラックホール連星の完全なベイズパラメータ推定に使用できる \texttt{pespace} を紹介します。 コアとなる計算は、異なるアーキテクチャ間での自動微分とハードウェアアクセラレーションを可能にする高性能並列プログラミングフレームワーク \texttt{taichi-lang} を使用して実装されています。 また、波形モデル \texttt{PhenomXAS} と \texttt{PhenomXHM} を別のパッケージ \texttt{tiwave} に再実装し、波形生成を \texttt{taichi-lang} のスコープ内に統合することで、計算全体を高速化し微分可能にしました。 ツールの機能性を実証するために、我々は大質量ブラックホール連星からの典型的な信号を使用し、3 つのシナリオについて完全な尤度関数による完全なベイズパラメータ推定を実行します。 シナリオには、支配的なモードのみの波形を使用する単一の検出器、高次モードを含む波形を使用する単一の検出器、高次モードを含む検出器ネットワークが含まれます。 結果は、高次モードが縮退を破る上で不可欠であり、検出器ネットワークによる同時観測によってソース特性の測定を大幅に改善できることを示しています。 さらに、自動微分化により、差分ステップ サイズを手動で微調整することなく、フィッシャー行列を正確に取得できます。 外部パラメータのサブセットを使用して、フィッシャー行列によって取得された近似事後分布が、ベイズパラメータ推定から導出されたものとよく一致することを示します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The relation between spin and statistics in quantum field theory relies on Poincaré invariance, a symmetry that is lost in the presence of a gravitational field, and replaced in general relativity by the principle of general covariance. In a nonperturbative approach to quantum gravity, beyond the picture of gravitational perturbations propagating on a flat background, it is an open question whether the gravitational field must still satisfy a bosonic statistics. By implementing the principle of general covariance through the requirement of invariance under active diffeomorphisms in loop quantum gravity, we find that the space of kinematical states of the gravitational field includes not only bosonic states, but also subspaces of fermionic and mixed statistics. | 量子場の理論におけるスピンと統計の関係は、ポアンカレ不変性に基づいています。 この対称性は重力場の存在下では失われ、一般相対論では一般共変性の原理に置き換えられます。 量子重力に対する非摂動的なアプローチでは、重力擾乱が平坦な背景上を伝播するという描像を超えて、重力場が依然としてボソン統計を満たさなければならないかどうかは未解決の問題です。 ループ量子重力における能動微分同相写像の下での不変性の要件を通して一般共変性の原理を実装することにより、重力場の運動学的状態空間にはボソン状態だけでなく、フェルミオン統計と混合統計の部分空間も含まれることがわかります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We consider a Jordan domain diffeomorphic to a closed two-dimensional disk with a smooth boundary. Assuming the Gauss curvature of the domain has a negative lower bound, the Gauss-Bonnet formula provides an upper bound for the total geodesic curvature of the boundary curve. This bound, however, inherently depends on the interior geometry of the region. In this paper, we derive an upper bound for the total geodesic curvature expressed solely in terms of the boundary data. Notably, the proof is connected to the positivity of the hyperbolic Hamiltonian mass in the (2+1)-dimensional gravity theory. | 滑らかな境界を持つ2次元閉円板に微分同相なジョルダン領域を考える。 領域のガウス曲率が負の下限を持つと仮定すると、ガウス-ボネ公式は境界曲線の全測地曲率の上限を与える。 しかし、この上限は領域の内部幾何学に本質的に依存する。 本論文では、境界データのみを用いて全測地曲率の上限を導出する。 特に、この証明は(2+1)次元重力理論における双曲型ハミルトン質量の正値性と関連している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We revisit the notion of massive particle hypersurfaces and place it within a unified framework alongside photon hypersurfaces in stationary spacetimes. More precisely, for Killing-invariant timelike hypersurfaces $T=\mathbb{R}\times S_0$, where $S_0$ is a smooth embedded surface in a spacelike slice $S$ of the stationary spacetime, we show that $T$ is a photon hypersurface or a massive particle hypersurface if and only if $S_0$ is totally geodesic with respect to certain associated Finsler structures on the slice: a Randers metric governing null geodesics and a Jacobi--Randers metric governing timelike solutions of the Lorentz force equation at fixed energy and charge-to-mass ratio. We also prove existence and multiplicity results for proper-time parametrized solutions of the Lorentz force equation with fixed energy and charge-to-mass ratio, either connecting a point to a flow line of the Killing vector field or having periodic, non-constant projection on $S$. | 我々は質量粒子超曲面の概念を再考し、それを定常時空における光子超曲面と並ぶ統一的な枠組みの中に位置づける。 より正確には、キリング不変な時空超曲面$T=\mathbb{R}\times S_0$（ここで$S_0$は定常時空の空間的スライス$S$における滑らかな埋め込み面）に対して、$T$が光子超曲面または質量粒子超曲面となるための必要十分条件は、$S_0$がスライス上の特定の関連するフィンスラー構造に関して完全に測地線状となることである。 測地線状とは、ヌル測地線を支配するランダース計量と、エネルギーと電荷質量比が固定された状態でのローレンツ力方程式の時間的解を支配するヤコビ-ランダース計量である。 また、キリングベクトル場のフローラインに点を接続するか、$S$ 上に周期的で非定数の投影を持つ、固定エネルギーと電荷質量比を持つローレンツ力方程式の固有時間パラメータ化された解の存在と多重性の結果も証明します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Emergent modified gravity provides a covariant framework for holonomy effects in models of loop quantum gravity with consistent black hole solutions coupled to a scalar field. Several independent studies of the Hawking thermal distribution are shown here to lead to the same final result. This internal consistency is a direct consequence of general covariance, which is analogous to the situation in classical general relativity but highly nontrivial in the context of modified canonical gravity. Holonomy corrections to the evaporation rate enter through the greybody factor, slowing down the evaporation process when the holonomy modification function decreases monotonically. Accounting for backreaction, corrected covariant semi-classical stress-energy tensors are computed in various vacuum states. Thanks to these results, the new concept of a net stress-energy tensor makes it possible to compute evaporation rates directly from energy conservation laws. | 創発修正重力は、スカラー場に結合された矛盾のないブラックホール解を持つループ量子重力モデルにおけるホロノミー効果のための共変フレームワークを提供します。 ホーキング熱分布のいくつかの独立した研究がここで示され、同じ最終結果につながります。 この内部一貫性は一般共変性の直接的な結果であり、これは古典的な一般相対論の状況に類似していますが、修正正準重力のコンテキストでは非常に非自明です。 蒸発速度に対するホロノミー補正はグレーボディ因子を通じて入り込み、ホロノミー修正関数が単調に減少するときに蒸発プロセスを遅くします。 反作用を考慮して、さまざまな真空状態で補正された共変半古典的応力エネルギーテンソルが計算されます。 これらの結果のおかげで、ネット応力エネルギーテンソルの新しい概念により、エネルギー保存則から直接蒸発速度を計算できるようになりました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In context of Brans-Dicke scalar-tensor theories of gravity, it has recently been obtained that the post-Newtonian parameters should be generalized in the context of strongly gravitating bodies, and that its generalization -- the so-called $\textit{exact parameters}$ -- actually depends on the pressure and energy density of a considered celestial body. Here we develop two new methods to numerically obtain the $\textit{exact parameters}$ by means of usual Tolman-Oppenheimer-Volkoff computation, and find that the difference with the value of standard post-Newtonian parameters can be more than 80% in some situations. We also provide the connection with the Damour-Esposito Farèse non-pertubative parameter $α_{DEF}$. We then apply the methodology to the case of Entangled Relativity, and derive these exact parameters for the Sun and the Earth, as well as for neutron stars. We argue that current and foreseeable experiments are likely able to constrain the theory under the assumption that $\mathcal{L}_m=-ρ$, where $ρ$ is the total energy density. If $\mathcal{L}_m=T$ instead, as often advocated in the literature, then there is no deviation with respect to General Relativity and the prospects of testing Entangled Relativity become much more remote in time, as only compact objects with extreme electric or magnetic fields could lead to some deviation from General Relativity. | ブランス・ディッケ重力スカラーテンソル理論の文脈において、ポストニュートンパラメータは強い重力を持つ天体に対して一般化されるべきであり、その一般化（いわゆる$\textit{厳密なパラメータ}$）は、実際には対象となる天体の圧力とエネルギー密度に依存することが最近明らかになった。 本稿では、通常のトルマン・オッペンハイマー・ヴォルコフ計算を用いて$\textit{厳密なパラメータ}$を数値的に求める2つの新しい手法を開発し、標準的なポストニュートンパラメータの値との差が、状況によっては80%以上になる可能性があることを見出した。 また、ダムール・エスポジト・ファレーズ非摂動パラメータ$α_{DEF}$との関連についても示す。 次に、この手法をエンタングルド相対論のケースに適用し、太陽と地球、そして中性子星の厳密なパラメータを導出する。 我々は、現在および予測可能な実験によって、$\mathcal{L}_m=-ρ$（$ρ$は全エネルギー密度）という仮定の下で理論を制約できる可能性が高いと主張する。 文献でしばしば主張されているように、$\mathcal{L}_m=T$とすれば、一般相対性理論からの逸脱は存在せず、エンタングルド相対性理論の検証の可能性は時間的にはるかに遠のくことになる。 なぜなら、一般相対性理論からの逸脱をもたらすのは、極端な電場または磁場を持つコンパクトな天体のみだからである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| In this essay and utilizing the holographic Renormalization Group (RG) flow, we demonstrate how the effective action of a non-gravitating quantum field theory in the ultraviolet (UV) develops an Einstein-Hilbert term in the infrared (IR). That is, gravity is induced by the RG flow. An inherent outcome of holography that plays a crucial role in our analysis is the \textit{RG flow of boundary conditions}: the rigid Dirichlet conditions on the background metric in the UV become an admixture of Dirichlet and Neumann as we flow to the IR, thereby ``unfreezing'' the metric and transforming it from a non-dynamical background into a dynamical field. This mechanism, which is a conceptually new addition to the standard Wilsonian RG flow, also provides the mechanism to evade the Weinberg-Witten no-go theorem. Within the GR from RG picture outlined here, the search for a quantum theory of gravity by treating the metric as a fundamental field may be a hunt for a phantom -- akin to seeking the atomic structure of water by quantizing the equations of hydrodynamics. | 本論文では、ホログラフィック繰り込み群（RG）フローを用いて、紫外線（UV）における非重力量子場理論の有効作用が、赤外線（IR）においてアインシュタイン・ヒルベルト項をどのように発達させるかを示す。 つまり、重力はRGフローによって誘起される。 本解析において重要な役割を果たすホログラフィック固有の成果は、\textit{境界条件のRGフロー}である。 UVにおける背景計量に対するリジッド・ディリクレ条件は、IRに流れるにつれてディリクレとノイマンの混合となり、計量を「解凍」し、非動的背景から動的場へと変換する。 このメカニズムは、標準的なウィルソンRGフローに概念的に新たに追加されたものであり、ワインバーグ・ウィッテンの禁制定理を回避するメカニズムも提供する。 ここで概説した RG からの GR の図では、計量を基本場として扱うことによって重力の量子理論を探索することは、流体力学の方程式を量子化して水の原子構造を探索するのと同じような、幻影の探索である可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We numerically investigate stochastic dynamics in cosmology by solving Langevin equations for Infrared (IR) modes with stochastic noises generated by Ultraviolet (UV) modes at the coarse-graining scale. By construction, the stochastic formalism relies on the separation of scales, which requires solving the equations for UV modes on top of the evolving IR modes for all modes at every time step, leading to a non-Markovian system in general. In this paper, working on a de Sitter background, we analyze several representative models by simultaneously solving the Langevin equations for IR modes and the equations for UV modes at each time step. We demonstrate that once the effects of effective masses are treated consistently by our simulation, the flat direction in the minimal supersymmtric model (MSSM) does not saturate but instead evolves as an exactly flat direction. Furthermore, we investigate memory effects in simple two models; $V=λφ^4$ and $V=μφχ+ λφ^4$, and non-Markovian contributions can lead to quantitative differences, even in stationary configurations, when compared with Markovian approximations, particularly in the strong-coupling regime. | 我々は粗視化スケールで紫外線 (UV) モードによって生成される確率的ノイズを含む赤外線 (IR) モードのランジュバン方程式を解くことにより、宇宙論における確率的ダイナミクスを数値的に調査する。 構成上、確率的形式論はスケールの分離に依存しており、すべてのモードについて、各タイムステップで進化する IR モードに加えて UV モードの方程式を解く必要があり、一般に非マルコフ系となる。 本論文では、ド・ジッター背景で、各タイムステップで IR モードのランジュバン方程式と UV モードの方程式を同時に解くことにより、いくつかの代表的なモデルを解析する。 有効質量の効果をシミュレーションで一貫して扱うと、最小超対称モデル (MSSM) の平坦方向は飽和せず、正確に平坦な方向として発展することを示す。 さらに、2 つの単純なモデルにおけるメモリ効果を調査する。 $V=λφ^4$ および $V=μφχ+ λφ^4$ であり、非マルコフ寄与は、特に強結合領域において、マルコフ近似と比較した場合、定常構成であっても定量的な違いをもたらす可能性があります。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Gravitational effects associated with black holes are widely believed to universally degrade quantum entanglement, with the loss of maximal entanglement being particularly severe and even irreversible for bosonic fields. In this work, we investigate the entanglement properties of the four-qubit cluster state ($CL_4$) for fermionic fields in the curved spacetime of a Schwarzschild black hole. Remarkably, we uncover a counterintuitive phenomenon: as the Hawking temperature increases, quantum entanglement ($1$-$3$ tangle) of the $CL_4$ state remains strictly constant, indicating a ``complete freezing of initially maximal entanglement". This constitutes the first explicit example in which maximal entanglement remains perfectly preserved in a black hole environment, defying the conventional expectation that gravitational effects can only suppress maximal quantum correlations. Moreover, our results indicate that, within a relativistic framework, the $CL_4$ state constitutes a high-quality quantum resource with potential applications in relativistic quantum information processing, and may significantly improve the performance of such protocols. | ブラックホールに関連する重力効果は、量子エンタングルメントを普遍的に劣化させると広く考えられており、特にボソン場においては最大エンタングルメントの喪失が顕著で、不可逆的でさえある。 本研究では、シュワルツシルトブラックホールの曲がった時空におけるフェルミオン場の4量子ビットクラスター状態（$CL_4$）のエンタングルメント特性を調査する。 驚くべきことに、我々は直感に反する現象を発見した。 ホーキング温度が上昇するにつれて、$CL_4$状態の量子エンタングルメント（$1$-$3$タングルメント）は厳密に一定のままであり、「当初最大であったエンタングルメントが完全に凍結する」ことを示唆している。 これは、ブラックホール環境において最大エンタングルメントが完全に維持される最初の明確な例であり、重力の影響は最大量子相関を抑制するだけであるという従来の予想に反する。 さらに、我々の研究結果は、相対論的枠組みにおいて、$CL_4$状態が相対論的量子情報処理への応用が期待される高品質の量子リソースを構成し、そのようなプロトコルの性能を大幅に向上させる可能性があることを示唆している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We investigate quasi-periodic oscillations (QPOs) as a diagnostic tool for probing frame-dragging effects and accretion disk physics in the spacetime of a rotating regular magnetic black hole (BH). Specifically, we analyze the precession of bound orbits and the epicyclic oscillations of test particles under small perturbations in the equatorial plane. We demonstrate how the BH nonminimal coupling parameter (lambda/M^4) and dimensionless magnetic charge (Q/M) significantly influence the three fundamental epicyclic frequencies. By applying the relativistic precession model and employing Markov Chain Monte Carlo simulations (MCMC), we constrain the BH characteristic parameters, including mass, spin, magnetic charge, and nonminimal coupling, using observational QPO data from five X-ray binaries: GRO J1655-40, XTE J1859+226, H1743-322, XTE J1550-564, and GRS 1915+105. Furthermore, we examine the Lense-Thirring, geodetic, and general spin precession frequencies of a test gyroscope attached to a stationary observer around the black hole. Our theoretical results indicate that the regular charged black hole suppresses these precession frequencies compared with the Kerr black hole case. | 回転する規則的な磁気ブラックホール（BH）の時空におけるフレーム・ドラッギング効果と降着円盤物理を調査するための診断ツールとして、準周期振動（QPO）を研究する。 具体的には、赤道面における微小摂動下における、束縛軌道の歳差運動と試験粒子の周転円振動を解析する。 BHの非最小結合パラメータ（λ/M^4）と無次元磁荷（Q/M）が、3つの基本周転円振動数にどのような影響を与えるかを示す。 相対論的歳差運動モデルとマルコフ連鎖モンテカルロシミュレーション（MCMC）を用いて、5つのX線連星（GRO J1655-40、XTE J1859+226、H1743-322、XTE J1550-564、GRS 1915+105）の観測QPOデータを用いて、質量、スピン、磁荷、非最小結合などのブラックホール特性パラメータを制約する。 さらに、ブラックホール周囲の静止観測者に取り付けた試験用ジャイロスコープのレンズ・サーリング歳差運動周波数、測地歳差運動周波数、および一般スピン歳差運動周波数を検証する。 理論的な結果は、通常の荷電ブラックホールでは、カーブラックホールの場合と比較して、これらの歳差運動周波数が抑制されることを示している。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The uncertainty principle constitutes a fundamental pillar of quantum theory, representing one of the most distinctive features that differentiates quantum mechanics from classical physics. In this study, we firstly propose a novel generalized entropic uncertainty relation (EUR) for arbitrary multi-measurement in the many-body systems, and rigorously derive a significantly tighter bound compared to existing formulations. Specifically, we discuss the proposed EUR in the context of Schwarzschild black hole, where we demonstrate the superior tightness of our derived bound. The study further elucidates the dynamical evolution of multipartite quantum coherence and entanglement in the curved spacetime. A particularly noteworthy finding reveals the exact equivalence between entanglement and $l_1$-norm coherence for arbitrary $N$-partite Greenberger-Horne-Zeilinger-type (GHZ-type) states. Moreover, we find that quantum coherence is significantly diminished and the measurement uncertainty increases to a stable maximum with increasing Hawking temperature. Thus, the findings of this study contribute to a deeper understanding of non-classicality and quantum resources in black holes. | 不確定性原理は量子論の基本的な柱であり、量子力学と古典物理学を区別する最も顕著な特徴の一つである。 本研究では、まず多体系における任意の多重測定に対する新しい一般化エントロピー不確定性関係（EUR）を提案し、既存の定式化と比較して大幅に厳密な上界を厳密に導出する。 具体的には、提案されたEURをシュワルツシルトブラックホールの文脈で考察し、導出した上界の優れた厳密性を示す。 さらに、本研究は、曲がった時空における多元量子コヒーレンスとエンタングルメントの動的発展を解明する。 特に注目すべき発見は、任意の$N$元グリーンバーガー・ホーン・ツァイリンガー型（GHZ型）状態におけるエンタングルメントと$l_1$ノルムコヒーレンスが正確に等価であることを明らかにする。 さらに、ホーキング温度の上昇に伴い、量子コヒーレンスが大幅に減少し、測定不確定性が安定最大値まで増加することを見いだした。 したがって、この研究の発見は、ブラックホールの非古典性と量子資源についてのより深い理解に貢献します。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| The novel proposal to invoke the split of the Ricci scalar into bulk and boundary terms in the gravitational action, opens up a new avenue of investigation into stellar dynamics. The Lagrangian contains functional forms of the bulk while the boundary terms do not contribute to the dynamics. The advantage of the proposition is that the stellar structure equations are up to order two thus the theory is not haunted by ghosts. We obtain explicitly the defining equations for the thermodynamical variables and the geometry for the pure quadratic case since the linear case amounts to general relativity. In trying to establish the vacuum geometry associated with the theory it turns out that two possible metrics emerge through the vanishing of the energy-momentum tensor. Next we analyse the isotropy equation and make the observation that it is autonomous. It is rare that this happens in astrophysical modelling. This behaviour prompted the use of dynamical systems to understand the stability properties of fixed points or fixed manifolds. It was necessary to choose a gauge in order to split the autonomous equation into a system from which we could plot a phase portrait and deduce the stability of solution trajectories. We find that the fixed curves were generally stable with nearby paths approaching the fixed curves. | 重力作用においてリッチスカラーをバルク項と境界項に分離するという斬新な提案は、恒星ダイナミクスの研究に新たな道を開く。 ラグランジアンはバルクの関数形を含むが、境界項はダイナミクスには寄与しない。 この提案の利点は、恒星構造方程式が2次までであるため、理論に幽霊現象が起こらないことである。 線形の場合は一般相対論に相当するため、熱力学変数の定義式と純粋二次方程式の幾何学を明示的に得ることができる。 この理論に関連する真空幾何学を確立しようとすると、エネルギー運動量テンソルが消失することによって2つの可能な計量が現れることがわかった。 次に、等方性方程式を解析し、それが自律的であることを観察する。 天体物理学のモデリングにおいてこのようなことが起こることは稀である。 この振る舞いは、固定点または固定多様体の安定性特性を理解するために力学系を用いることを促した。 自律方程式を、位相図を描き、解の軌跡の安定性を推定できる系に分割するためには、ゲージを選択する必要がありました。 固定曲線は概ね安定しており、近傍の経路は固定曲線に近づくことがわかりました。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Pair-instability supernovae leave behind no compact remnants, resulting in a predicted gap in the distribution of stellar black-hole masses. Gravitational waves from binary black-hole mergers probe the relevant mass range and analyses of the LIGO-Virgo-KAGRA catalog (GWTC-4) indicate a possible mass cutoff at $40$-$50M_\odot$. However, the robustness of this result is yet to be tested. To this end, we simulate a comprehensive suite of gravitational-wave catalogs with full Bayesian parameter estimation and analyze them with parametric population models. For catalogs similar to GWTC-4, confident identification of a cutoff is not guaranteed, but GWTC-4 results are compatible with the best constraints among our simulations. Conversely, spurious false identification of a cutoff is unlikely. For catalogs expected by the end of the O4 observing run, uncertainty in the cutoff mass is reduced by $\gtrsim20\%$, but a cutoff at $40$-$50M_\odot$ yields only a lower bound on the $^{12}\mathrm{C}(α,γ)^{16}\mathrm{O}$ reaction rate, which in terms of the S-factor at $300\,\mathrm{keV}$ may be $S_{300}\gtrsim125\,\mathrm{keV}\,\mathrm{b}$ at $90\%$ credibility by the end of O4. Relative uncertainties on the Hubble parameter $H_0$ from gravitational-wave data alone can still be up to $100\%$. We also analyze GWTC-4 with the nonparametric PixelPop population model, finding that some mass features are more prominent than in parametric models but a sharp cutoff is not required. However, the parametric model passes a likelihood-based predictive test in GWTC-4 and the PixelPop results are consistent with those from our simulated catalogs where a cutoff is present. We use the simple focus of this study to emphasize that such tests are necessary to make astrophysical claims from gravitational-wave catalogs going forward. | 対不安定性超新星はコンパクトな残骸を残さないため、恒星ブラックホールの質量分布にギャップが生じると予測されています。 連星ブラックホール合体からの重力波は関連する質量範囲を調べ、LIGO-Virgo-KAGRAカタログ（GWTC-4）の解析では、$40$-$50M_\odot$に質量カットオフがある可能性を示唆しています。 しかし、この結果の堅牢性はまだ検証されていません。 この目的のために、我々は完全なベイズパラメータ推定を用いて包括的な重力波カタログ群をシミュレートし、パラメトリックポピュレーションモデルを用いて解析します。 GWTC-4に類似したカタログでは、カットオフを確実に特定できる保証はありませんが、GWTC-4の結果は、我々のシミュレーションの中で最も優れた制約と互換性があります。 逆に、カットオフの誤った特定は起こりにくいと考えられます。 O4観測期間終了までに期待されるカタログでは、カットオフ質量の不確実性は$\gtrsim20\%$減少しますが、$40$-$50M_\odot$でのカットオフでは、$^{12}\mathrm{C}(α,γ)^{16}\mathrm{O}$反応率の下限値しか得られません。 これは、$300\,\mathrm{keV}$でのS因子で表すと、O4終了時までに$90\%$の信頼性で$S_{300}\gtrsim125\,\mathrm{keV}\,\mathrm{b}$になる可能性があります。 重力波データのみからのハッブルパラメータ$H_0$の相対的な不確実性は、依然として最大$100\%$になる可能性があります。 我々はまた、ノンパラメトリックなPixelPop集団モデルを用いてGWTC-4を解析し、パラメトリックモデルよりもいくつかの質量特徴が顕著であるものの、明確なカットオフは必要ないことを発見した。 しかしながら、パラメトリックモデルはGWTC-4において尤度ベースの予測検定に合格し、PixelPopの結果は、カットオフが存在するシミュレーションカタログの結果と一致している。 本研究のシンプルな焦点は、今後重力波カタログから天体物理学的主張を行うためには、このような検定が不可欠であることを強調するためである。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Estimating redshift is a central task in astrophysics, but its measurement is costly and time-consuming. In addition, current image-based methods are often validated on homogeneous datasets. The development and comparison of networks able generalize across different morphologies, ranging from galaxies to gravitationally-lensed transients, and observational conditions, remain an open challenge. This work proposes DeepRed, a deep learning pipeline that demonstrates how modern computer vision architectures, including ResNet, EfficientNet, Swin Transformer, and MLP-Mixer, can estimate redshifts from images of galaxies, gravitational lenses, and gravitationally-lensed supernovae. We compare these architectures and their ensemble to both neural networks (A1, A3, NetZ, and PhotoZ) and a feature-based method (HOG+SVR) on simulated (DeepGraviLens) and real (KiDS, SDSS) datasets. Our approach achieves state-of-the-art results on all datasets. On DeepGraviLens, DeepRed achieves a significant improvement in the Normalized Mean Absolute Deviation compared to the best baseline (PhotoZ): 55% on DES-deep (using EfficientNet), 51% on DES-wide (Ensemble), 52% on DESI-DOT (Ensemble), and 46% on LSST-wide (Ensemble). On real observations from the KiDS survey, the pipeline outperforms the best baseline (NetZ), improving NMAD by 16% on a general test set without high-probability lenses (Ensemble) and 27% on high-probability lenses (Ensemble). For non-lensed galaxies in the SDSS dataset, the MLP-Mixer architecture achieves a 5% improvement over the best baselines (A3 and NetZ). SHAP shows that the models correctly focus on the objects of interest with over 95% localization accuracy on high-quality images, validating the reliability of the predictions. These findings suggest that deep learning is a scalable, robust, and interpretable solution for redshift estimation in large-scale surveys. | 赤方偏移の推定は天体物理学における中心的な課題ですが、その測定には多大なコストと時間がかかります。 さらに、現在の画像ベースの手法は、多くの場合、均質なデータセットで検証されています。 銀河から重力レンズ効果を受けた過渡現象まで、様々な形態や観測条件に汎用化できるネットワークの開発と比較は、依然として未解決の課題です。 本研究では、ResNet、EfficientNet、Swin Transformer、MLP-Mixerといった最新のコンピュータービジョンアーキテクチャを用いて、銀河、重力レンズ効果を受けた超新星の画像から赤方偏移を推定する方法を示すディープラーニングパイプラインDeepRedを提案します。 これらのアーキテクチャとそのアンサンブルを、ニューラルネットワーク（A1、A3、NetZ、PhotoZ）および特徴ベース手法（HOG+SVR）と、シミュレーションデータセット（DeepGraviLens）と実データ（KiDS、SDSS）で比較します。 私たちのアプローチは、あらゆるデータセットで最先端の結果を達成しています。 DeepGraviLensにおいて、DeepRedは最良のベースライン（PhotoZ）と比較して、正規化平均絶対偏差において大幅な改善を達成しました。 DES-deep（EfficientNet使用）で55%、DES-wide（Ensemble）で51%、DESI-DOT（Ensemble）で52%、LSST-wide（Ensemble）で46%の改善です。 KiDSサーベイの実際の観測では、このパイプラインは最良のベースライン（NetZ）を上回り、高確率レンズなしの一般的なテストセット（Ensemble）でNMADを16%、高確率レンズあり（Ensemble）で27%改善しました。 SDSSデータセットの非レンズ銀河では、MLP-Mixerアーキテクチャは最良のベースライン（A3およびNetZ）と比較して5%の改善を達成しました。 SHAPは、モデルが高品質画像において95%以上の位置特定精度で対象物に正しく焦点を合わせていることを示しており、予測の信頼性を検証しています。 これらの知見は、ディープラーニングが大規模調査における赤方偏移推定において、スケーラブルで堅牢かつ解釈可能なソリューションであることを示唆しています。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| Centaurus A (CenA) and M83 form one of the most massive galaxy pairs in the nearby Universe. Although their observed heliocentric velocities suggest motion that is not obviously indicative of mutual attraction, this work presents evidence that CenA and M83 are in fact infalling toward each other, exhibiting a dynamical interaction analogous to the binary-like motion of the Milky Way and Andromeda in the Local Group (LG). Using the Timing Argument (TA), calibrated with analog galaxy pairs from the AbacusSummit simulation, we estimate the total mass of the CenA/M83 system under the assumption that the line-of-sight (LoS) velocity is dominated by motion toward the system's barycenter. This yields a total mass of $(6.36 \pm 1.30) \cdot 10^{12}\, M_\odot$. The inferred mass agrees well with independent estimates based on virial mass measurements and $K$-band luminosity--to-mass ratios. Together, the consistent bound signature and robust mass determination highlight the CenA/M83 system as a compelling nearby analog to the LG. Further discussion of NGC 4945 as a main perturber (as the Large Magellanic Could) for the CenA is also discussed. | ケンタウルスA（CenA）とM83は、近傍宇宙で最も質量の大きい銀河ペアの一つを形成している。 観測された太陽中心方向の速度は、相互引力を明確に示唆しない運動を示唆しているが、本研究では、CenAとM83が実際には互いに落下しており、局部銀河群（LG）における天の川銀河とアンドロメダ銀河の連星系のような運動に類似した力学的相互作用を示している。 AbacusSummitシミュレーションから得られた類似銀河ペアを用いて較正されたタイミング引数（TA）を用いて、視線方向（LoS）速度がシステムの重心に向かう運動によって支配されているという仮定の下、CenA/M83システムの全質量を推定する。 その結果、全質量は$(6.36 \pm 1.30) \cdot 10^{12}\, M_\odot$となる。 推定された質量は、ビリアル質量測定と$K$バンド光度質量比に基づく独立した推定値とよく一致している。 一貫性のある境界シグネチャーと堅牢な質量決定を合わせると、CenA/M83系が大マゼラン雲の有力な近傍類似星であることが示唆される。 また、大マゼラン雲のようにCenAにとって主要な摂動源となるNGC 4945についても議論する。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| A covariant implementation of diffeomorphisms in the presence of local symmetries is a nontrivial aspect of gravitational theories. In Double Field Theory, this is achieved through the so-called generalized Kosmann derivative. In this work, we show that the generalized Kosmann derivative admits a natural formulation entirely in terms of generalized fluxes through the inclusion of a compensating term that plays the role of a generalized momentum map, yielding a fully determined and covariant operator that provides a covariant realization of generalized diffeomorphisms. When parameterized in terms of the field content of heterotic supergravity, the resulting symmetry transformations give rise to momentum maps at the supergravity level, offering a duality-covariant interpretation of these objects. This framework provides a natural setting for the construction of conserved currents and Noether charges in doubled geometry with internal symmetries, with direct implications for black hole thermodynamics and its higher-derivative corrections in a duality-covariant setting. | 局所対称性が存在する場合の微分同相写像の共変的実装は、重力理論の重要な側面である。 二重場理論では、これはいわゆる一般化コスマン微分によって実現される。 本研究では、一般化コスマン微分が、一般化運動量写像の役割を果たす補償項を組み込むことで、一般化フラックスのみを用いて自然に定式化できることを示し、これにより、一般化微分同相写像の共変的実現を提供する、完全に決定された共変作用素が得られる。 ヘテロティック超重力の場の内容を用いてパラメータ化すると、結果として得られる対称変換は超重力レベルの運動量写像を生じ、これらの対象に対する双対性共変的解釈を与える。 この枠組みは、内部対称性を持つ二重幾何学における保存カレントとノイザー荷電の構築のための自然な設定を提供し、双対性共変的設定におけるブラックホール熱力学とその高次微分補正に直接的な影響を与える。 |
| Original Text | 日本語訳 |
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| We numerically construct asymptotically extremal black holes through the nonlinear evolution of a charged scalar field. Our procedure -- which extends the work of Murata-Reall-Tanahashi to include charged scalar dynamics -- involves the fine-tuned scattering of wave packets within an initially super-extremal Reissner-Nordstrom spacetime. The resulting extremal solution develops an event horizon along which the energy density diverges and the charge density approaches a constant (i.e., the horizon forms with "hair"). We investigate this behavior from the perspective of critical phenomena in gravitational collapse, giving evidence that dynamical extremal black holes act as universal threshold solutions modulo this family-dependent hair. As in the linear instability of fixed extremal backgrounds, the scalar field decays outside the dynamical extremal horizon. But just inside the horizon, the scalar curvature appears to develop unbounded growth. This implies that near-threshold solutions without a black hole could develop correspondingly large curvatures visible from future null infinity. | 我々は、荷電スカラー場の非線形発展を通して、漸近的に極限的なブラックホールを数値的に構築する。 我々の手法は、村田-レオール-棚橋の研究を荷電スカラー力学に拡張したもので、当初は超極限的なライスナー-ノルドストローム時空内における波束の微調整された散乱を伴う。 結果として得られる極限解は、エネルギー密度が発散し、荷電密度が定数に近づく事象の地平線を形成する（すなわち、地平線が「毛」で形成される）。 我々はこの挙動を重力崩壊における臨界現象の観点から研究し、動的極限ブラックホールがこの族依存の毛を法として普遍的な閾値解として作用するという証拠を示す。 固定された極限背景の線形不安定性と同様に、スカラー場は動的極限地平線の外側では減衰する。 しかし、地平線のすぐ内側では、スカラー曲率は無限に増大するように見える。 これは、ブラックホールのない閾値近傍の解が、将来のヌル無限大から見えるそれに応じた大きな曲率を発達させる可能性があることを意味します。 |